Структуры рудных полей и месторождений - Старостин В.И.
ISBN 5-211-04522-Х
Скачать (прямая ссылка):
Отличительной особенностью настоящего этапа изучения структур рудных полей является комплексный подход к этой проблеме, что достигается применением в необходимом сочетании ряда методов, а именно геолого-структурного и минералого-геохими-ческого картирования, специальных методов (изучение трещинной тектоники, микроструктурный анализ), горно-буровых работ, дистанционных методов (дешифрирование аэро- и космоснимков), морфоструктурного анализа рельефа, структурно-геофизических методов.
Важно отметить, что широко внедряются методы математического моделирования с применением электронно-вычислительной техники. Это значительно облегчает обработку огромного фактического материала, особенно по трещинной тектонике, накопленного при изучении многих месторождений нашей страны. Разработаны и внедрены в практику научных исследований компьютерные технологии, позволяющие воспроизвести объемную картину строения рудных полей и месторождений на основании использования данных всех перечисленных выше методов.
Глава З
НЕКОТОРЫЕ ПОНЯТИЯ ИЗ ТЕОРИИ ДЕФОРМАЦИИ
Под воздействием различных сил тела горных пород подвергаются изменениям, или деформируются. При этом нарушается первичное залегание горных пород и образуются новые структурные формы. Эти процессы протекают по известным физическим законам.
3.1. ДЕФОРМАЦИЯ И ЕЕ ВИДЫ
Деформация — это изменение формы и (или) объема тела под действием внешних сил.
Эти изменения могут принять одну из четырех возможных форм: 1) трансляция, т.е. изменение положения; 2) вращение, т.е. изменение ориентировки; 3) искажение, т.е. изменение формы; 4) дилатация, т.е. изменение объема.
Примерами, в которых те или иные из этих изменений преобладают, являются перемещение практически ненарушенных над-виговых покровов, наклоны блоков пород по разломам, уплощение гальки и изменения объема пород, сопровождающие уменьшение их пористости. Все четыре типа явлений имеют место при формировании наблюдаемых в природе геологических структур. В результате тело горных пород изменяет свою форму, объем, положение в пространстве или ориентировку, т.е. деформируется.
Однородные и неоднородные деформации. Если выделить в массиве горных пород Некоторое тело, то после деформации его положение, ориентировка и особенно форма изменятся относительно первоначальных (рис. 3.1). Первоначально прямые линии станут криволинейными, исходные плоскости -- неровными поверхностями, параллельные линии и плоскости в выделенном теле больше не будут параллельными после деформации. Такая деформация получила название неоднородной. С ней связано, в частности, появление некоторых типов трещин отрыва, трещин сплющивания, разнообразных деформаций расслоенных пород, тектоническое разлинзование сравнительно хрупких пород, переслаивающихся с более пластичными образованиями в структурах типа будинаж.
В последнем случае, например, слои более пластичных пород под действием сжатия несколько расплющиваются, уменьшаясь в мощности, но увеличиваясь по площади распространения. В то же время слои более хрупких пород под воздействием этих рас-
Рис. 3.2. Неоднородная деформация при
складкообразовании (по Э. Клоосу). А — образование трещин отрыва в слое относительно жестких пород, заключенных между более пластичными породами; Б — разлинзо-вание пласта хрупких пород с образованием структуры будинаж
Рис. 3.1. Трансляция, вращение, искажение формы и дилатация куба
текающихся масс пластичных пород разрываются, образуя системы трещин отрыва (рис. 3.2).
Однако если в пределах исходного деформируемого тела выделить малую часть его (например, маленький кубик в углу большого куба на рис. 3.1), то в ее деформированном эквиваленте прямые линии остаются прямыми, сохраняются плоские поверхности, а параллельные линии и плоскости все еще остаются параллельными. Такая деформация названа однородной. При формировании геологических структур проявляются как однородная, так и неоднородная деформации.
Все теории деформационных свойств любых материа-
лов относятся к однородным деформациям. При анализе неоднородной деформации необходимо сначала найти такие элементарные объемы, в пределах которых деформация является по существу однородной. После этого можно анализировать неоднородную деформацию тела в целом, сопоставляя между собой множество таких однородно деформированных элементарных ячеек или используя метод экстраполяции, основанный на непрерывности геологических структур, которые явились результатом деформаций.
Хрупкие и пластические деформации. Деформации горных пород подразделяются на упругие и остаточные. Деформация называется упругой, если она исчезает по мере снятия вызвавших ее сил. Иными словами, в случае упругой деформации тело под действием некоторых сил после снятия деформирующего воздействия полностью восстанавливает свое первоначальное состояние. В соответствии с законом Гука, величина упругой деформации прямо пропорциональна приложенным напряжениям.
Если же тело не восстанавливает полностью свое первоначальное состояние после снятия деформирующих сил, такая деформация называется остаточной. Она может проявиться в виде пластической деформации, если в результате и ее сплошность тела не нарушается, или в виде хрупкой деформации, если происходит разрушение тела. По какому именно пути пойдет деформация данного тела, зависит от свойств материала (его хрупкости и пластичности), продолжительности действия силы (скорости деформации), температуры, наличия растворов, величины всестороннего (литостатического) сжатия. Так, известно, что при быстрых деформациях (например, при ударе) лед разрушается как хрупкое тело, но способен течь под действием собственного веса без нарушения сплошности, если деформации продолжаются в течение долгого времени. Аналогичным образом ведут себя и некоторые горные породы, например соли и известняки.
