Трещины скалывания

1.2.1.2 Трещины скалывания

Трещины скалывания возникают вдоль плоскостей, в которых действуют максимальные скалывающие напряжения, когда величина последних превышает предел прочности породы на сдвиг. Эта трещины теоретически располагаются под углом 45° к сжимающим и растягивающим силам, образуя сопряженные системы трещин скалывания. В верхней части земной коры этот угол меньше 45° и колеблется в пределах 35 - 45° к оси сжатия. Эта особенность используется для реконструкции направления сжимающих сил (ось сжатия располагается в остром углу между трещинами скалывания. В момент образования трещины скатывания были закрытыми. Вдоль стенок трещин скалывания при их образовании происходит некоторое смещение блоков пород, о чем свидетельствуют следы перемещения на стенках трещин: глинка трения (продукт тонкого перетирания породы), штрихи, борозды, ступени скольжения (они ориентированы в направлении скольжения), зеркала скольжения. В результате перемещения вдоль трещины может возникнуть тектоническая брекчия, могут смешаться геологические границы. Трещины скалывания часто имеют большую протяженность и обычно образуют системы трещин.

Трещины скалывания, как правило, не водоносны или слабо водоносны, водопроницаемость по ним небольшая. При разработке горных пород, вскрытии их подземными и глубокими открытыми выработками по трещинам скола могут возникать значительные деформации - отслаивание и смешение больших масс пород. В процессе рудообразования и магматизма сколовые трещины могут приоткрываться и вмешать рудные жилы и дайки магматических пород.

Морфологические признаки трещин скалывания. Типичные трещины скалывания, в отличие от трещин отрыва, прямолинейны, стенки их ровные, притертые, часто как бы отполированные. Их ориентировка не зависит от физико-механических свойств пород - они срезают зерна минералов, гравий, гальку и другие включения в породе. По трещинам скола фиксируются смешения соседних блоков пород. Если к таким трещинам приурочены жилы или дайки, то они имеют форму пластин более или менее постоянной мощности.

Необходимо иметь в виду, что механизм образования трещин отрыва и скалывания одинаков, как для микротрещин, так для крупных трещин и даже разломов. Источник сил для образования трещин отрыва и скалывания может быть самым различным: тектонические силы, метеоритный удар, удар молотком по породе и т.д.

2. Сведение об объекте изучения

Рис. 3.1 Обзорная карта района работ.

Масштаб 1:500 000

- контур месторождения Нойон-Тологой

Нойон-Тологойское месторождение полиметаллических руд расположено на территории Александрово-Заводского района Забайкальского края Российской Федерации.

В орографическом отношении район месторождения охватывает северо-западные отроги Кличкинского хребта, а также область межгорья между ними и юго-восточными отрогами Нерчинского хребта. Рельеф низко среднегорный с абсолютными высотными отметками от 650 до 1050 м. Крутизна склонов до 25-30º. Климат района сухой, резко континентальный с большими колебаниями годовых и суточных температур. Наиболее холодными месяцами являются декабрь-январь (-40º-45º), в летний период температура колеблется от +20º до +35º, иногда достигает +44º. Среднегодовая температура -3º. Осадков в районе выпадает не более 400 мм, основное их количество приходится на июль-август месяцы. Устойчивый снежный покров образуется в ноябре, его высота не превышает 25 см, снег окончательно сходит в апреле. Многолетняя мерзлота в районе отсутствует, сезонная, мощностью до первых метров держится до мая-июня месяца. В весенне-осеннее время характерны сильные (до 18 м/сек) ветры, преимущественно северных румбов.

Открытие полиметаллического месторождения Нойон-Тологой относится к 1964 году, когда при проведении геолого-съемочных работ масштаба 1:50000 (И.К. Абрамов, 1964 г.), в осевой части выявленной геохимической аномалии двумя канавами была вскрыта зона дробления с лимонитовыми охрами, с повышенным содержанием свинца (до 5%), цинка (0,3 0,5%) и сопутствующих элементов.

2.1 Инженерно-геологические условия месторождения

Предварительная характеристика инженерно-геологических условий Нойон-Тологойского месторождения выполнена на основе анализа материалов, полученных по данным документации геологоразведочных и гидрогеологических скважин, результатов определений физико-механических свойств вмещающих пород и руд с привлечением данных по месторождениям-аналогам.

По гидрогеологической и инженерно-геологической типизации месторождений твердых полезных ископаемых Нойон-Тологойское месторождение классифицируется как месторождение IV типа – месторождения в массивах вулканогенно-осадочных, метаморфических и литифицированных осадочных (скальных и полускальных) пород с трещинными, трещинно-пластовыми и трещинно-жильными водами. По сложности изучения оно может быть отнесено к месторождениям средней сложности. К факторам, осложняющим условия освоения и эксплуатации данного месторождения, наряду с интенсивной тектонической нарушенно-стью пород, необходимо отнести достаточно сложные гидрогеологические условия.

Пространственно месторождение приурочено к зоне сопряжения разно ориентированных долгоживущих зон разломов северо-восточного замыкания крупной Западно-Урулюнгуевской депрессионной структуры. В геологическом строении его принимают участие юрские эффузивные и осадочные образования, а также комплексы субвулканических пород. Восточная часть месторождения сложена осадочными образованиями верхнегазимурской свиты (J2vg), смятыми в складки северо-восточной ориентировки. В существенно конгломератовой толще встречаются прослои песчаников мощностью от 1-2 до 15-20 м. В центральной части месторождения на осадочные отложения с местным несогласием залегают базальтоиды покровных фаций залгатуйской свиты (J2zl), выполняющие северо-восточное крыло Мулинской мульды. Эта сложно построенная толща представлена чередованием базальтов, андезито-базальтов от стекловатых до крупнопорфировых разностей, массивной, флюидальной и миндалекаменной текстур, перемежающихся с горизонтами лавобрекчий, туфов, песчаников, конгломератов. Залегание вулканитов с падением от бортов к оси мульды под углами 15-30 и общем погружении на юго-запад.

Стратифицированные отложения прорываются дайками и мелкими телами сиенит-порфиров, андезито-базальтов, базальтов, разнообразных по структурной приуроченности и составу, но обычно незначительных по размерам. Наиболее крупным субвулканическим телом является лакколит сиенит-порфиров, внедрившийся в толщу базальтов на Центральном участке и выходящий на дневную поверхность. В плане он имеет субизометричные очертания, а в разрезе форму согласной линзы мощностью до 200 м и протяженностью до 1200 м.

Вулканогенные и терригенные породы на площади месторождения перекрыты чехлом четвертичных делювиальных, аллювиально-пролювиальных и аллювиальных отложений, представленных суглинками и глинами с примесью обломочного материала, а также разнозернистыми песками и гравийно-галечными образованиями. Мощность четвертичных отложений в нижних частях склонов и пойменной части пади Залгатуй составляет 25-38 метров.

Инженерно-геологические условия месторождения в значительной мере определяются тектоническими условиями и широким развитием процессов метасоматического изменения эффузивных и интенсивно литифицированных осадочных горных пород, вмещающих рудные тела. Многолетнемерзлые породы на площади месторождения не встречены.

В литологическом отношении основное оруденение развивается в породах базальтового ряда, в меньшей мере оно связано с терригенными осадками и сиенит-порфирами. В зависимости от морфологии вмещающих тектонических элементов, рудоносные зоны и залежи имеют пластообразную, штокверковую или жильную форму.

Наиболее крупными тектоническими нарушениями на площади Нойон-Тологойского месторождения являются крутопадающие разломы северо-восточного (20-40) и северо-западного простирания, являющимися основными рудоконтролирующими структурами. По характеру смещений данные нарушения относятся к сбросам или сбросо-сдвигам и нередко выполнены дайками различного состава. Кроме того, по стратиграфическим границам пород достаточно широкое распространение получили пологозалегающие зоны межпластовых срывов сбросового, иногда надвигового типов и являющимися одними из основных рудовмещающих элементов.

На Юго-Восточном участке зона пологого срыва между терригенными породами и перекрывающими их базальтами является основной рудовмещающей структурой. Она выходит на поверхность по северо-западному контуру участка и имеет северо-восточное простирание (40-60) при юго-восточном падении под углами 20-25. Протяженность зоны составляет 1100 м. По падению минерализованная зона прослеживается на 280-400 м от дневной поверхности до глубины 250-270 м. Рудное тело представлено выдержанным пластом мощностью от 0,5 до 10,7 м. Оруденение развито неравномерно, наряду с рядовыми прожилково-вкрапленниковыми рудами отмечаются сливные сульфидные жилы, чаще встречаемые во внутренних участках рудной залежи. Смешанные руды зоны окисления распространены вдоль выхода основного пласта под наносы в виде полосы длиной 650 м и шириной 30-80 м.

Наряду с отмеченными основными пологими зонами на месторождении проявлены и более мелкие срывы, приуроченные к крутопадающим разломам. При этом на сопряжении систем субвертикальных разрывов в условиях гетерогенного разреза происходит возникновение объемных штокверкоподобных зон трещиноватости. Наиболее крупная из них трещинная зона, вмещающая полиметаллическое оруденение, сформирована на Центральном участке. Высота штокверка интенсивно нарушенных пород составляет 280 м при ширине по падению до 700 м, по простиранию он прослеживается на 1000 м. В строении штокверковой зоны преобладают многочисленные послойные срывы различного порядка и она является главной рудоносной структурой Центрального участка и месторождения в целом.

Тектонические нарушения выражены зонами дробления, трещиноватости и катаклаза шириной до первых десятков метров (обычно от 0,5 до 10-15 м), нередко с центральными глинистыми швами, жилами или брекчиями кварц-карбонатного состава мощностью в первые метры. Обломки брекчированных пород сцементированы перетертым материалом исходных пород и кварц-карбонатным материалом. Мелкие зоны дробления отмечаются и в керне скважин, где они не нарушают общих структурных особенностей, и отражают влияние напряжений, возникающих при вертикальных смещениях блоков фундамента.

Трещиноватость в массиве горных пород развита достаточно неравномерно от слаботрещиноватых (4-7 трещин/метр - в пределах зоны неизмененных пород) до интенсивно трещиноватых (более 15 трещин/метр – в пределах зон тектонических нарушений). Как правило, породы в таких интервалах представлены обломками керна, щебнем различного размера и дресвой. Иногда породы подвержены довольно интенсивному выщелачиванию до сыпучего состояния или довольно легко разламывающихся руками.

По данным геологической документации керна горные породы на большей площади месторождения классифицируются как средне- и сильнотрещиноватые (модуль трещиноватости 5-10 трещин на 1 м). Показатель нарушенности керна (RQD) изменяется от 30% до 60%. Преобладающая часть трещин закрытого типа мощностью 1-5 мм и менее. Полости трещин обычно заполнены кварц-карбонатным материалом, по сомкнутым трещинам неред-ко развиваются налеты хлорита. В пределах рудных интервалов полости трещин выполнены сульфидами. Основное направление трещиноватости совпадает с напластованием пород. Вертикальные трещины (0-20 – 80-90 к оси керна) играют подчиненную роль.

В зоне экзогенного выветривания породы подвержены интенсивному выщелачиванию. По плоскостям трещин здесь отмечается интенсивное развитие гидроокислов железа и марганца.

Гидротермальные метасоматические изменения на площади месторождения наиболее интенсивное развитие получили в вулканогенных породах покровной фации и субвулканических породах. В осадочных породах интенсивность метасоматоза существенно уменьшается, а распространение ограничивается проявлением его в пределах тектонически ослабленных зон. Мощность зон гидротермального изменения пород базальтового ряда в значительной мере зависит от степени их трещиноватости и изменяется от нескольких метров до 15-40 метров. Гидротермальные изменения представлены пропилитизацией, аргиллизацией, окварцеванием, карбонатизацией, хлоритизацией, сульфидизацией.