Тектонофизический анализ гравитационного поля: идея, теория, методика и геологические результаты

Тектонофизический анализ гравитационного поля дает количественное представление о напряженно деформированном состоянии геологической среды. Основные результаты анализа хорошо согласуются с оценками тектонофизической обстановки в пределах месторождений, полученными другими методами. Поэтому правомере...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2010
Автори:	Вандышева, К.В., Кадышева, Е.В., Филатов, В.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України 2010
Назва видання:	Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики
Теми:	Теорія і практика інтерпретації гравітаційних, магнітних та електричних полів
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/96904
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Тектонофизический анализ гравитационного поля: идея, теория, методика и геологические результаты / К.В. Вандышева, Е.В. Кадышева, В.В. Филатов// Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики: Зб. наук. пр. — 2010. — Вип. 7. — С. 62-75. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-96904
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-969042016-03-23T03:02:13Z Тектонофизический анализ гравитационного поля: идея, теория, методика и геологические результаты Вандышева, К.В. Кадышева, Е.В. Филатов, В.В. Теорія і практика інтерпретації гравітаційних, магнітних та електричних полів Тектонофизический анализ гравитационного поля дает количественное представление о напряженно деформированном состоянии геологической среды. Основные результаты анализа хорошо согласуются с оценками тектонофизической обстановки в пределах месторождений, полученными другими методами. Поэтому правомерен вывод о том, что теоретические предпосылки разрабатываемого тектонофизического анализа поля силы тяжести верны, а его результаты имеют практическое значение. Тектонофізичний аналіз гравітаційного поля дозволяє скласти кількісне уявлення щодо напружено деформованого стану геологічного середовища. Основні його результати добре узгоджуються з оцінками тектонофізичних параметрів родовищ, одержаними за допомогою інших методів. Отже, можна твердити, що теоретичні засади тектонофізичного аналізу поля сили тяжіння є правильними, а його результати мають практичне значення. The tectonophysical analysis of a gravitational field, gives quantitative representation only about one of the parties of this phenomenon - about the is intense- deformed condition of environment. The basic results of the analysis will well be coordinated with estimations tektonofizichesky conditions within the deposits, received other methods. Therefore a legitimate conclusion that theoretical preconditions developed tectonophysical analysis of a field of a gravity are true, and its results have practical geological values. 2010 Article Тектонофизический анализ гравитационного поля: идея, теория, методика и геологические результаты / К.В. Вандышева, Е.В. Кадышева, В.В. Филатов// Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики: Зб. наук. пр. — 2010. — Вип. 7. — С. 62-75. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 2409-9430 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/96904 550.831 ru Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Теорія і практика інтерпретації гравітаційних, магнітних та електричних полів Теорія і практика інтерпретації гравітаційних, магнітних та електричних полів
spellingShingle	Теорія і практика інтерпретації гравітаційних, магнітних та електричних полів Теорія і практика інтерпретації гравітаційних, магнітних та електричних полів Вандышева, К.В. Кадышева, Е.В. Филатов, В.В. Тектонофизический анализ гравитационного поля: идея, теория, методика и геологические результаты Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики
description	Тектонофизический анализ гравитационного поля дает количественное представление о напряженно деформированном состоянии геологической среды. Основные результаты анализа хорошо согласуются с оценками тектонофизической обстановки в пределах месторождений, полученными другими методами. Поэтому правомерен вывод о том, что теоретические предпосылки разрабатываемого тектонофизического анализа поля силы тяжести верны, а его результаты имеют практическое значение.
format	Article
author	Вандышева, К.В. Кадышева, Е.В. Филатов, В.В.
author_facet	Вандышева, К.В. Кадышева, Е.В. Филатов, В.В.
author_sort	Вандышева, К.В.
title	Тектонофизический анализ гравитационного поля: идея, теория, методика и геологические результаты
title_short	Тектонофизический анализ гравитационного поля: идея, теория, методика и геологические результаты
title_full	Тектонофизический анализ гравитационного поля: идея, теория, методика и геологические результаты
title_fullStr	Тектонофизический анализ гравитационного поля: идея, теория, методика и геологические результаты
title_full_unstemmed	Тектонофизический анализ гравитационного поля: идея, теория, методика и геологические результаты
title_sort	тектонофизический анализ гравитационного поля: идея, теория, методика и геологические результаты
publisher	Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України
publishDate	2010
topic_facet	Теорія і практика інтерпретації гравітаційних, магнітних та електричних полів
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/96904
citation_txt	Тектонофизический анализ гравитационного поля: идея, теория, методика и геологические результаты / К.В. Вандышева, Е.В. Кадышева, В.В. Филатов// Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики: Зб. наук. пр. — 2010. — Вип. 7. — С. 62-75. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.
series	Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики
work_keys_str_mv	AT vandyševakv tektonofizičeskijanalizgravitacionnogopolâideâteoriâmetodikaigeologičeskierezulʹtaty AT kadyševaev tektonofizičeskijanalizgravitacionnogopolâideâteoriâmetodikaigeologičeskierezulʹtaty AT filatovvv tektonofizičeskijanalizgravitacionnogopolâideâteoriâmetodikaigeologičeskierezulʹtaty
first_indexed	2025-07-07T04:13:11Z
last_indexed	2025-07-07T04:13:11Z
_version_	1836960021625176064
fulltext	62 Зб. наук. праць “Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики”, 2010 УДК 550.831 © К.В. Вандышева, Е.В. Кадышева, В.В. Филатов, 2010 Уральский государственный горный университет, г. Екате- ринбург, Российская Федерация ТЕКТОНОФИЗИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ГРАВИТАЦИОННОГО ПОЛЯ: ИДЕЯ, ТЕОРИЯ, МЕТОДИКА И ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ Тектонофизический анализ гравитационного поля дает количественное представ- ление о напряженно деформированном состоянии геологической среды. Основ- ные результаты анализа хорошо согласуются с оценками тектонофизической об- становки в пределах месторождений, полученными другими методами. Поэтому правомерен вывод о том, что теоретические предпосылки разрабатываемого тек- тонофизического анализа поля силы тяжести верны, а его результаты имеют прак- тическое значение. Ключевые слова: гравитационное поле, дилатация, тектонофизический анализ, напряженно-деформированное состояние геологической среды, Тагило-Кушвин- ский железорудный район, Березовское золоторудное месторождение. Главной движущей силой процесса деформирования геологической среды и, как следствие, структуро- и рудообразования, служит грави- тация. Изучение влияния силы тяжести на деформирование земной коры началось во второй половине 60-х годов ХХ века. Тогда же Дж. Деннис сформулировал понятие “гравитационная тектоника”, трактуя его как процесс и результат деформации пород, обусловленный пре- имущественно воздействием силы тяжести [1]. Эта важнейшая для тектоники и структурной геологии проблема стала первоначально ре- шаться экспериментально на моделях, подвергаемых центрифугиро- ванию, и теоретически. Наиболее существенные результаты при экспериментальных иссле- дованиях на моделях были получены Х. Рамбергом, изучавшим такие явления как гравитационное оседание, растекание и диапирзм [2]. В при- ложении к анализу различных геологических структур он рассмотрел всплывание слоев, пространственное расположение соляных диапиров и поднятий блоков фундамента, движение надвиговых пластин в резуль- тате гравитационного проседания и расползания слоев, движение маг- матических расплавов через жесткий покров, эволюцию орогенов и оке- анических хребтов, субдукцию, континентальный рифтогенез и др. 63 Зб. наук. праць “Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики”, 2010 Наглядные результаты физического моделирования не позволяют количественно оценивать силовое воздействие перемещающихся масс вещества на окружающую среду. Вопрос о количественном изучении напряжений, обусловленных плотностными неоднородностями, был по- ставлен М.В. Гзовским [3], который исходил из того, что гравитацион- ное поле воздействует на неоднородности, а поскольку они связаны с вмещающей их средой и возможности для их относительного переме- щения ограничены, то это должно приводить к возникновению напряже- ний в среде и в неоднородностях. Позднее А.П. Трубицин [4, 5] на простых моделях показал, что плот- ностные неоднородности в коре и мантии способны создавать значи- тельное напряжение, влияние которого нельзя не учитывать при изуче- нии динамики этих геосфер. К аналогичному выводу пришли И.А. Мас- лов и А.Е. Молчанов, выполнив оценку деформаций и напряжений, обус- ловленных точечной массой, помещенной в однородном упругом полу- пространстве, на которую действует сила тяжести [6]. Плотностные неоднородности в земной коре только в условиях зна- чительной глубины залегания (по сравнению с их размерами в плане и разрезе) можно уподоблять точечным массам. В иных ситуациях ре- альное распределение плотностных неоднородностей заменяют эквива- лентным ему по гравитационному действию простым слоем [7, 8]. Но, как отмечает [9], “такое допущение приемлемо только при мелкомасш- табных исследованиях, когда простой слой можно сопоставить с некото- рой оболочкой земли конечной мощности”, и предлагает иной способ оценки напряжений. Он основан на численном решении уравнения рав- новесия. Среда в этом варианте решения задачи представлена упругим полупространством, в котором заданы объемные силы, обусловленные реальным распределением масс и рельефом дневной поверхности. По- этому результирующее смещение определяют объемная и поверхност- ная силы. Геологическая среда под действием силы тяжести находится в на- пряженном состоянии. Если бы плотность среды была постоянной, то напряжение в ней нарастало бы по линейному закону. Но геологическая среда в плотностном соотношении неоднородна; в ней есть объекты, характеризующие разной плотностью. Поэтому напряжения в ней изме- няются по более сложному закону. В неоднородной среде возникают области повышенного и пониженного напряжения. Соответственно, по- разному происходит и деформирование фрагментов среды. Они испы- 64 Зб. наук. праць “Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики”, 2010 тывают разные по интенсивности деформации растяжения, сжатия, сдви- га, вращения. В геологическом отношении это приводит к формирова- нию разнообразных структур: складок, диапиров, флексур, разломов. Плотностные неоднородности способствуют неоднородному дефор- мированию геологической среды, т. е. служат источниками аномалий в поле деформаций, которое количественно характеризуется тензором деформации; а также выступают источниками аномалий в поле силы тяжести. Таким образом, два физических поля: поле деформации и поле силы тяжести создаются одним источником – плотностной неоднород- ностью геологической среды. Следовательно, между этими полями дол- жна существовать связь, используя которую можно по результатам из- мерения поля силы тяжести вычислять характеристики поля деформа- ции (компоненты тензора деформаций), т. е. изучать напряженно дефор- мированное состояние среды. Такая связь была установлена для модели среды, представляющей собой однородное упругое полупространство, в котором находится плот- ностная неоднородность произвольной формы с плотностью, отличаю- щейся от плотности полупространства. Модули упругости полупростран- ства и неоднородности приняты одинаковыми. Задача рассмотрена для двух реакций среды на силовые воздействия: упругой (тело Гука) и уп- руго-вязкой (тело Максвелла) [10]. Метод оценки компонентов тензора деформаций по результатам из- мерения напряженности поля силы тяжести был назван тектонофизи- ческим анализом поля силы тяжести, суть которого заключается в следу- ющем: компоненты вектора смещения ( ), ,S u v w= r ,обусловленные гра- витационной силой, определяются так: ( ) ( ) ( ) ( ) 0 0 0 1 2 , 1 2 , 1 22 1 , 2 1 x xz y yz zz u P C C W v P C C W w P C W = − ν −    = − ν −   − ν = − ν − − ν  где 4 gP = πµκ ; g – ускорение свободного падения; µ – модуль сдвига; κ – гравитационная постоянная; ν – коэффициент Пуассона; W – гравитаци-        65 Зб. наук. праць “Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики”, 2010 онный потенциал плотностной неоднородности; Cx, Cy, Cxz0, Cyz0, Czz0 – некоторые безразмерные функции, зависящие от потенциала. Компоненты вектора смещений служат промежуточным результа- том, основой для вычисления по формулам Коши компонентов тензора деформации: , , , , , , xx yy zz xy xz yz u v w x y z u v u w v w y x z x z y ∂ ∂ ∂ ε = ε = ε = ′ ′ ′∂ ∂ ∂  ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ε = + ε = + ε = + ′ ′ ′∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂  которые, в свою очередь, служат для вычислений главных значений и главных направлений тензора чистой деформации, дилатации, удельных работ деформирования формы и объема тела, коэффициентов Лоде-На- даи и других характеристик поля деформации, т. е. с помощью тектоно- физического анализа поля силы тяжести решается та же задача, что и с помощью методов классической тектонофизики, в которой характерис- тики напряженно деформированного состояния геологической среды определяются путем изучения деформационных структур (складки, раз- рывы, трещины и др.) при условии их хорошей обнаженности. Одно из достоинств тектонофизического анализа поля силы тяжести – по резуль- татам его площадных разномасштабных измерений можно изучать поля деформаций разного ранга, в зависимости от масштаба геологических структур. Это важно, поскольку геологическая среда имеет иерархи- ческое строение, представляя собой систему вложенных друг в друга подобных блоков. Тектонофизический анализ поля силы тяжести как метод изучения напряженно деформированного состояния среды был применен для изу- чения ряда месторождений, сейсмичности района г. Екатеринбурга и решения других задач. Рассмотрим результаты этого анализа на приме- рах Тагило-Кушвинского железорудного района и Березовского золото- рудного месторождения. Геофизическими исследованиями в 1980-х гг. было установлено, что Тагило-Кушвинский район характеризуется крупной гравитационной ано- малией. Подобные аномалии характерны для всех ультрабазитовых плу- тонов Платиноносного пояса. Особенность Тагило-Кушвинского макси- мума силы тяжести (∆g) состояла в том, что, по геологическим дан- 66 Зб. наук. праць “Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики”, 2010 ным, ему соответствовал не круп- ный плутон, а группа небольших гипербазитовых интрузий. Вы- полненная интерпретация позво- лила коренным образом изменить геологическое представление о строении северной части Тагиль- ского комплекса. Наблюденное поле силы тяжести удалось объяснить плотностной неодно- родностью (рис. 1), которую в геологическом отношении можно трактовать как плутон ультрабазитов. Фрагменты этого плутона – кар- тируемые на дневной поверхности отдельные тела ультрабазитов, со- ставляющих Баранчинскую группу. Плутон как основной источник поля силы тяжести Тагило-Кушвинс- кого района должен оказывать существенное влияние на естественное поле напряжений, т. е. на процессы деформирования среды, играющие, как уже отмечалось, не последнюю роль при рудоотложении. Используя представления о форме плутона, результаты площадной гравиметрической съемки масштаба 1 : 50 000 и сведения о физико-ме- ханических свойствах пород, на весь Тагило-Кушвинский район в узлах квадратной сети (500×500 м) были вычислены главные значения и на- правления тензора чистой деформации. Общая характеристика поля деформаций Тагило-Кушвинского райо- на такова. Первые два главных направления деформаций на всей терри- тории лежат в горизонтальной плоскости (плоскости наблюдений); тре- тье перпендикулярно ей, а соответствующее ему главное значение явля- ется сжатием. Наибольшее по величине растягивающие и сжимающие Ðèñ. 1. Ìîðôîëîãèÿ ïëóòîíà ãèïåðáà- çèòîâ è ìåòàëëîãåíè÷åñêèå ðåçóëüòàòû àíàëèçà ïîëÿ äåôîðìàöèé: 1 – èçîãèï- ñû ïîâåðõíîñòè ïëóòîíà ãèïåðáàçèòîâ (îöèôðîâêà â êì); 2 – ìåñòîðîæäåíèÿ (1 – Ãîðíîáëàãîäàòñêîå, 2 – Âàëóåâ- ñêîå, 3 – Îñîêèíî-Àëåêñàíäðîâñêîå, 4 – Åñòþíèíñêîå, 5 – Ëåáÿæèíñêîå, 6 – Âûñîêîãîðñêîå); 3 – ðóäîïðîÿâëå- íèÿ; 4 – îáëàñòü àíîìàëüíûõ çíà÷åíèé ïîëÿ äåôîðìàöèé. 67 Зб. наук. праць “Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики”, 2010 деформации пространственно соответствуют плутону и обрамляющим его с востока интрузивным массивам. Первые два главных значения тензора деформаций здесь примерно одинаковы. С удалением от плуто- на они плавно убывают. Поскольку плутон вытянут в меридиональном направлении, то эллиптическое сечение поверхности деформации вырож- дается в отрезок прямой, который имеет широтную ориентировку. На расстоянии ~ 10–15 км от восточного контакта плутона происходит рез- кое изменение характера поля деформаций. Оно заключается в том, что почти на 90° изменяет свою ориентировку первое главное направление и существенно возрастает значение по второму. Третье же в этой части территории приобретает минимальную для всего района величину. От- меченную особенность поля деформаций следует рассматривать как локальную аномалию, создаваемую плутоном и другими плотностными неоднородностями. Поскольку район, для которого выполнены расчеты, является руд- ным, то анализ полученных результатов был осуществлен с металлоге- нических позиций. Первый вывод, который следует сделать из сопоставления поля де- формаций с распределением месторождений и рудопроявлений, заклю- чается в том, что все месторождения района (Горноблагодатское, Ва- луевское, Лебяжинское, Высокогорское), за исключением Естюнинско- го, и часть рудопроявлений пространственно совпадают с описанной выше аномальной зоной. Это совпадение, по нашему мнению, не случайно. Многие исследователи отмечают особое металлогеническое значение локальных участков земной коры с аномальными характеристиками по- лей напряжений и деформаций. К таким характеристикам, прежде все- го, относят наличие растягивающих деформаций (напряжений) и резкое изменение в ориентировке главных направлений и величине главных зна- чений тензора деформаций по сравнению с общей структурой поля де- формаций изучаемого района. Именно этими качествами и обладает аномальная зона. Плутоном и другими плотностными неоднородностями в описанной зоне в течение длительного времени создавалась и поддерживалась ста- бильная напряженно деформированная обстановка, способствовавшая повышению проницаемости и пористости среды – факторам, благопри- ятным для рудообразования. В рамках принятой модели аномальная зона оказалась однородной, поскольку количественная характеристика деформаций в каждой рас- 68 Зб. наук. праць “Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики”, 2010 четной точке примерно одинакова. Распределение же месторождений говорит о том, что внутри зоны в процессе деформирования возникали локальные участки более высокого порядка с повышенным уровнем деформаций. К таким участкам и приурочены месторождения. Неоднородное строение зон повышенных деформаций и, соответ- ственно, различие перспективности отдельных частей этих зон, геологи достаточно давно отмечали при полевых исследованиях. Наиболее цен- ное обобщение эмпирического материала о роли тектоники в размеще- нии полезных ископаемых сделал Херасков Н.П. [11]. Он сформулиро- вал два закона. Первый закон гласит, что при деформации тела в нем возникают участки, “в которых сосредотачиваются преимущественно деформации”. Эти участки разделены слабодеформированными блока- ми. Результаты экспериментов по разрушению образцов горных пород подтверждают эмпирический вывод Хераскова Н.П., только на другом масштабном уровне. Эти же результаты дают физическое обоснование и для второго закона, который утверждает, что участки повышенного уровня деформаций наиболее проницаемы для рудоносных флюидов. Анализируя результаты вычисления деформаций и принимая во вни- мание эмпирические законы Хераскова Н.П. можно сделать вывод о двухуровневой структуре Тагило-Кушвинского железорудного района. Первый уровень отвечает рудному поясу, характеризующемуся аномаль- ными параметрами поля деформаций. Второй соответствует рудным узлам, в которых находятся крупные месторождения. Рудопроявления района расположены в основном в полосе, ограни- ченной с запада плутоном, а с востока – аномальной зоной поля дефор- маций. Резкое различие в пространственном распределении месторож- дений и рудопроявлений можно объяснить исходя из особенностей на- пряженно-деформированного состояния среды в этих частях рудного района. На территории Естюнинского месторождения был выполнен анализ с оценками разных видов упругой энергии и дилатации. Результаты по- казали, что Естюнинское месторождение располагается в градиентной части полей удельной энергии деформации объема и формы, в области положительных значений дилатации и вблизи границы смены ee знака. Все перечисленные качества, характеризуя напряженно деформирован- ное состояние среды, являются, как уже отмечалось в многочисленных геологических материалах, одним их непременных атрибутов формиро- вания любого месторождения (рис. 2). 69 Зб. наук. праць “Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики”, 2010 Обратим внимание на два момента: во-первых, месторождение рас- полагается в зоне с относительно невысокими значениями удельной энер- гии деформации объема, во-вторых, оно находится вблизи области с от- рицательной дилатацией. Невысокий уровень удельной энергии предпо- лагает и относительно невысокую склонность среды к разрушению. Но поскольку месторождение все-таки находится в этой среде, то можно сделать вывод о том, что, по-видимому, существует некоторая опти- мальная проницаемость (нарушенность) горных пород, наиболее благо- приятная для рудоотложения. Крайние случаи – очень малая и очень большая проницаемость – затрудняют развитие этого процесса. В плохо проницаемых породах он вообще не идет, а в очень проницаемых при отсутствии экранов формируется рассеянная (вкрапленная) минерали- зация. Роль одного их экранов в данном случае, вероятно, играет об- ласть, характеризующаяся отрицательными значениями дилатации. Березовское золоторудное месторождение расположено в 12 км на северо-восток от г. Екатеринбург. Первая особенность геологического строения верхней части земной коры района Екатеринбурга заключается в широком развитии здесь ин- трузивных массивов: Верх-Исетского, Свердловского, Шарташского, Шувакишского, Широкоречинского и Уктусского. Первые три существен- но гранитоидные и гранитные, Уктусский – дунит-пироксенит-габбро- вый, Шувакишский и Широкоречинский – габбровые. Вторая особенность состоит в том, что в структурно-тектоническом отношении геологическая среда Екатеринбурга представляет собой уз- ловую структуру, состоящую из большого числа разломов различных Ðèñ. 2. Ðàñïðåäåëåíèå óäåëüíîé ýíåðãèè äåôîðìàöèè (à) – îáúåìà, (á) – ôîðìû â ïðåäåëàõ Åñòþíèíñêîãî ìåñòîðîæäåíèÿ: 1 – êîíòóð ìåñòîðîæäåíèÿ, 2 – îáëàñòü îò- ðèöàòåëüíûõ çíà÷åíèé äèëàòàöèè à á 70 Зб. наук. праць “Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики”, 2010 рангов, ориентировок и кинематических типов, образующих крупный тектонический узел, центр которого расположен между Свердловским и Шарташским гранитными массивами. В этом узле находится большая часть мегаполиса. Расчет деформационных характеристик, вызванных плотностными неоднородностями, показал, что поле деформаций, благодаря значитель- ной дифференциации геологической среды по плотности, существенно неоднородно. Неоднородность проявляется в закономерном простран- ственном изменении величины и знака главных значений и ориентировок главных осей деформации. Каждый интрузивный массив в зависимости от знака относительной плотности (избыток масс или дефект масс) и формы характеризуется только ему присущим полем деформации [12]. Тектонофизический анализ поля силы тяжести показал, что под дей- ствием гравитационных сил (плотностной неоднородности среды в виде интрузивных массивов) гранитный и гранитоидный массивы создают в среде деформации растяжения. Главные оси этих деформаций, лежащие в горизонтальной плоскости, ориентированы субширотно и субмеридиональ- но. Массивы, сложенные ультраосновными породами, создают деформа- цию сжатия. Небольшие по размерам, эти массивы не оказывают суще- ственного влияния на общий характер деформирования среды. На боль- шей части территории Екатеринбурга он представляет собой растяжение и сдвиг, то есть среда здесь находится в состоянии разгрузки. Главные оси деформации растяжения ориентированы вкрест (первая главная ось) и вдоль простирания разломных структур. На рис. 3 представлено поле деформации, длина стрелок на нем прямо пропорциональна величине от- носительной деформации (растяжение или сжатие) в каждом узле, а их направление указывает на ориентировку осей деформации. Режим растяжения, поддерживаемый в течение длительного време- ни гравитационными силами, должен обеспечивать современную актив- ность разломов и их проницаемость. Этот вывод подтверждается соот- ветствием ориентировок главных осей деформации, простиранием и ки- нематикой разрывных нарушений, закартированных геологическими методами; развитием глубоких карманов выветрелых пород по контак- там даек гранит-порфиров в осевых зонах разломов; проявлением в ре- льефе дневной поверхности новейших движений и наличием флексурно- разрывных зон, служащих границами между участками относительных опусканий и воздыманий; повышенной концентрацией радона в почвен- ном воздухе и в подземных водах во флексурно-разрывных зонах. 71 Зб. наук. праць “Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики”, 2010 На площади Березовского рудного поля (в его южной и центральной частях) наблюдается растяжение по двум взаимно перпендикулярным направлениям, причем наибольшее растяжение имеет преимуществен- но северо-северо-восточное направление. Выделена зона такого площад- ного растяжения, охватывающая всю южную часть участка, около 2/3 площади. И только в самой северной части участка наблюдаются ма- лые по величине растяжения и перпендикулярные им столь же малые сжатия. Осевая линия зоны площадного растяжения имеет близмериди- ональное направление со склонением к востоку. В южной части зона площадного растяжения разделяется на две, в которых выделены осе- вые линии второго порядка (рис. 4). Поле дилатации в пределах рас- сматриваемой площади положительное (рис. 5). Ðèñ. 3. Ïîëå ãëàâíûõ çíà÷åíèé òåíçîðà ÷èñòîé äåôîðìàöèè ðàéîíà ã. Åêàòåðèíáóðã. Ìàññèâû: I – Âåðõ-Èñåòñêèé; II – Øóâàêèøñêèé; III – Óêòóññêèé; IV – Øàðòàø- ñêèé; V – Ñâåðäëîâñêèé; VI – Øèðîêîðå÷åíñêèé 72 Зб. наук. праць “Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики”, 2010 Ðèñ. 4. Äåôîðìàöèîííàÿ õàðàêòåðè- ñòèêà Áåðåçîâñêîãî çîëîòîðóäíîãî ìåñòîðîæäåíèÿ: 1 – øàõòû, ðóäíè- êè; 2 – ãëóáèíà êðîâëè ãðàíèòîâ ïî ãåîôèçè÷åñêèì äàííûì; 3 – íà- ïðàâëåíèÿ ðàñòÿæåíèÿ (ñî ñòðåëêà- ìè) è ñæàòèÿ (áåç ñòðåëîê); 4 – êîí- òóð çîíû ïëîùàäíîãî ðàñòÿæåíèÿ (2 øòðèõà) è îäíîñòîðîííåãî ðàñ- òÿæåíèÿ (1 øòðèõ); 5 – îñè çîíû ïëîùàäíîãî ðàñòÿæåíèÿ ïåðâîãî ïîðÿäêà (1 òî÷êà) è âòîðîãî ïîðÿä- êà (2 òî÷êè); 6 – èçîëèíèè äèëàòà- öèè (â óñëîâíûõ åäèíèöàõ); 7 – êîíòóð çîíû ïåðåñå÷åíèÿ äàåê ñ óêà- çàíèåì ãëóáèíû (â êì); 8 – êîíòóð çîíû ïðîìûøëåííîãî çîëîòîãî îðó- äåíåíèÿ Áåðåçîâñêîãî ðóäíîãî ïîëÿ Ðèñ. 5. Ïîëå äèëàòàöèè ðàéîíà ã. Åêàòåðèíáóðã. I–VI – ìàññèâû (ñì. íà ðèñ. 3) 73 Зб. наук. праць “Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики”, 2010 Наибольшая дилатация отмечена в юго-западной части участка, т. е. в восточной части Шарташского гранитоидного массива, где оно пре- вышает 160 условных единиц. Приведенные данные позволяют считать, что аномально высокая дилатация в восточной части Шарташского гранитоидного массива, к востоку от него и в направлениях на север-северо-восток создали бла- гоприятные условия для заложения крутопадающих разломов указанно- го направления, выполненных дайками. В южной части участка, где ди- латация выше, наблюдается увеличение числа даек. К северу при умень- шении дилатации их число сокращается, и они практически не выходят за нулевую линию поля дилатации. Другой важный вопрос – позиция золотого оруденения. В поле дила- тации контур, охватывающий промышленное золотое оруденение, рас- полагается в интервале 0–80 условных единиц. На карте главных компонент деформации видно, что в южной части участка главные оси растяжения имеют строго северо-восточное на- правление. В пределах контура, охватывающего промышленное золотое оруденение, кроме северо-восточного направления имеют место суб- широтное и диагональные направления. Таким образом, отложение золота происходило в зоне умеренно низ- кой деформации геологической среды. Исследователи отмечают (В.Н. Сазонов,1997), что метасоматическая и рудная зональность – это продукт зонально построенного температурного поля, наведенного Шар- ташской гранитной интрузией. Сказанному не противоречит тот факт, что золотое оруденение сформировалось в условиях умереннонизкой де- формации, т. к. в обстановке сильной проницаемости не создаются ус- ловия для отложения рудной компоненты (см. пример с Естюнинским месторождением). Полученные материалы позволяют надеяться, что тектонофизичес- кий анализ по данным гравиметрии позволяет открывать новый прогноз- но-поисковый признак для золоторудных месторождений, связанных с гранитоидными массивами. Рудообразование – сложное природное явление, в котором взаимо- связано и взаимообусловлено действуют разнообразные процессы. Тек- тонофизический анализ гравитационного поля дает количественное пред- ставление только об одной из сторон этого явления – о напряженноде- формированном состоянии среды. Основные результаты анализа хоро- шо согласуются с оценками тектонофизической обстановки в пределах 74 Зб. наук. праць “Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики”, 2010 месторождений, полученными другими методами. Поэтому правомерен вывод о том, что теоретические предпосылки разрабатываемого тек- тонофизического анализа поля силы тяжести верны, а его результаты имеют практическое значение. 1. Dennis J.G. International Tectonic Dictionary. – Am. Ass. Geol. Met.,1967. – 7 с. 2. Рамберг Х. Сила тяжести и деформации в земной коре. – М.: Недра, 1985. – 337 с. 3. Гзовский М.В. Основы тектонофизики. – М.: Недра, 1975. – 536 с. 4. Трубицин А.П., Карасев А.А. Упругое напряжение, связанное с неровностями плотност- ных границ раздела в Земле // Изв. АН СССР. Физика Земли. – 1979. – № 12. – С. 15–22. 5. Трубицин А.П. Неровности плотностных границ раздела как источник напряжений в коре и мантии//Изучение Земли как планеты методами астрономии, геодезии и геофи- зики. – Киев: Наук. думка, 1982. – С. 39–46. 6. Маслов И.А., Молчанов А.Е. Модель напряженно-деформированного состояния сре- ды в области проявления гравитационной аномалии. – Препр. – М.: Ин-т Физики Земли. 1980. – 8 с. 7. Тектонические напряжения в районе источника гравитационной аномалии // Модели изменения напряженно-деформированного состояния массива пород в приложении к прогнозу землятресений. – Апатиты: Кольск. Филиал АН СССР, 1982. – С. 61–68. 8. Маслов И.А. Динамическая гравиметрия. – М.: Наука, 1983. – 151 с. 9. Глазнев В.Н., Маслов Л.А., Комов О.С. Оценка напряженного состояния земной коры северо–востока Балтийского щита на основе ее плотностной модели // Изв. АН СССР. Физика Земли. – 1988. – № 10. – С. 63–67. 10. Филатов В.В. Теория и практика геодинамического анализа гравитационного поля (на примере рудных районов Урала). – Дисс….докт. геол.-мин. наук. – Свердловск, 1990. – 376 с. 11. Херасков Н.П. Роль тектоники в изучении закономерностей размещения полезных ископа- емых в земной коре // Закономерности размещения полезных ископаемых. – М., 1958. – Т. 1. 12. Болотнова Л.А. Методика изучения деформационного состояния геологической сре- ды района Екатеринбурга по гравиметрическим данным. – Автореф. дисс.... канд. геол.-мин. наук. – Екатеринбург, 2007. – 23 с. Тектонофізичний аналіз гравітаційного поля: ідея, теорія, методика та геологічні результати К.В. Вандишева, О.В. Кадишева, В.В. Філатов РЕЗЮМЕ. Тектонофізичний аналіз гравітаційного поля дозволяє скласти кількісне уявлення щодо напружено деформованого стану геологічного середовища. Ос- новні його результати добре узгоджуються з оцінками тектонофізичних пара- метрів родовищ, одержаними за допомогою інших методів. Отже, можна тверди- ти, що теоретичні засади тектонофізичного аналізу поля сили тяжіння є правиль- ними, а його результати мають практичне значення. Ключові слова: гравітаційне поле, дилатація, тектонофізичний аналіз, напруже- но деформований стан геологічного середовища, Тагіло-Кушвинський залізоруд- ний район, Березовське золоторудне родовище. 75 Зб. наук. праць “Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики”, 2010 Tectonophysical analysis of the gravitational field: idea, theory, techniques and geological results K.V. Vandisheva, E.V. Kadysheva, V.V. Filatov SUMMARY. The Tektonofizichesky analysis of a gravitational field, gives quantitative representation only about one of the parties of this phenomenon - about the is intense- deformed condition of environment. The basic results of the analysis will well be co- ordinated with estimations tektonofizichesky conditions within the deposits, received other methods. Therefore a legitimate conclusion that theoretical preconditions developed tektonofizichesky the analysis of a field of a gravity are true, and its results have practical geological values. Keywords: the gravitational field, dilatation, tectonophysical analysis, the stress-strain state of geological environment, Tagilo-Kushvinsky iron district, Beresovsky gold bearing deposit.

Тектонофизический анализ гравитационного поля: идея, теория, методика и геологические результаты

Репозитарії

Схожі ресурси