logo
Геологическое Картирование Лекции

4.3.4. Изучение прототектоники интрузивных пород

Интрузивные геологические тела проходят ряд этапов в своём развитии. Ранние этапы характеризуются формированием структурных элементов, свойственных для жидкой и вязкой консистенции застывающей магмы, а также для застывшей магмы. На этих этапах развития интрузивные тела приобретают ряд особенностей внутреннего строения, получивших название прототектоники. Прототектоникой называется первичная магматическая тектоника интрузивного тела, возникшая вследствие движения жидкой или вязкой магмы, и в процессе её остывания. Прототектоника находит своё выражение в линейных и плоскостных структурах движения, а также в трещинах.

Текстуры стадии течения

Линейные структурытечения в изверженных породах выражаются в параллельно-линейной ориентировке содержащихся в них: 1) кристаллов удлинённой формы; 2) скоплений темноцветных минералов, шлиров и др.; 3) «волокнистости» (рис. 4.24-4.26).

Рис. 4.24. Различные соотношения между первичной линейностью и полосчатостью.

а – горизонтальные линии течения и горизонтальная полосчатость; б – вертикальная полосчатость и вертикальные линии течения; в – вертикальная полосчатость и горизонтальные линии течения; г – вертикальная полосчатость и наклонные линии течения.

Рис. 4.25. Плоскостные и трахитоидные директивные текстуры (идеализированные схемы по А.А. Полканову).

а, б, с – первично-полосчатые текстуры;

I, II – плоскопараллельные (план-параллельные) текстуры. Стрелки и цифры – элементы залегания текстур.

●. Параллельно-линейная ориентировка кристаллов (роговых обманок, пироксенов, полевых шпатов) удлинённой формы возникает при направленном (ламинарном) движении магмы. Удлинённые кристаллы ориентируются вдоль потока параллельно друг другу. Подобная структура породы характерна для трубообразных и штокообразных интрузивных тел, имеющих крутопадающие боковые контакты с вмещающими породами

●. Линейный параллелизм скоплений темноцветных минералов возникает при обособлении этих минералов в тонких веретенообразных участках, имеющих длину от единиц до десятков см. Отдельные кристаллы в этих скоплениях могут иметь как параллельную оси скопления, так и иную ориентировку. Если преобладают не параллельные ориентировки, скопление по форме приближается к шлирам.

Рис. 4.26. Блок-диаграмма внутреннего строения интрузивного массива, показывающая соотношения между двумя типами директивных текстур и системами трещин (по В.Н. Павлинову).

Таблитчатые минералы, ксенолиты (К) и шлиры ориентированы в вертикальной плоскости и характеризуют плоскость течения. Линейно-вытянутые минералы ориентированы горизонтально и образуют линии течения. В соответствии с ориентировкой плоскости течения располагаются первичные трещины: продольные (S), поперечные (Q), пластовые (L)

и вторичные (тектонические?) диагональные (D).

●. Параллельная «волокнистость» в интрузивных породах появляется в результате закономерной ориентировке кристаллов полевого шпата в направлении движения магмы. Из-за этой скрытой «волокнистости» изверженная порода становится анизотропной, легче раскалываясь в направлении «волокнистости».

Плоскостные параллельные структурытечения выражаются в параллельной ориентировке плоскостей: 1) таблитчатых фенокристаллов (рис. 4.25); 2) шлиров; 3) ксенолитов; 4) слоёв равномернозернистых пород (4.24-4.26).

●. Параллельно-плоскостная ориентировка фенокристаллов характеризуется вытянутыми параллельно друг другу по направлению движения магмы таблитчатыми минералами (например, полевым шпатом). Если таблитчатые минералы ориентированы в разных направлениях, но параллельны плоскости, то такая текстура называется трахитоидностью(рис. 4.25).

●. Параллелизм шлиров – наиболее хорошо заметная особенность плоскостных «структур движения». Шлиры представляют собой обособившиеся плоские, сильно вытянутые, линзовидные участки интрузивной породы, отличающиеся от основной массы минералогическим и петрографическим составом. Наиболее часто встречаются шлиры, обогащённые темноцветными минералами.

●. Параллельная ориентировка ксенолитов характерна для краевых зон интрузивных тел, в которых довольно часто находится их большое количество. Ксенолит – обломок вмещающих пород. Эти ксенолиты подвергаются частичной либо полной ассимиляции магмой и приобретают форму уплощённых линз, ориентированных параллельно друг другу и контактовым поверхностям. При изменении направления движения магмы они также как и шлиры могут деформироваться и образовывать псевдоскладки движения.

●. Параллельные «слои» – полосы равномернозернистых пород возникают при послойном течении магмы разного состава в отдельных участках магматического очага. Они возникают в основном в приконтактовых зонах интрузий, хотя могут встречаться и в центральных. Ориентировка удлинённых кристаллов в таких «слоях» движения может быть как параллельной, так и разнообразной.

Следствием существования плоскостных параллельных «структур течения»является полосчатость интрузивных пород. Первичная полосчатость располагается параллельно поверхности контакта. Линии течения почти всегда совпадают с направлением максимального растяжения магматических масс в период течения. Линейность располагается параллельно направлению течения. Первичная полосчатость и линейность нередко отчетливо развиты в жилах интрузивных пород, в которых они ориентированы параллельно ограничивающим жилы поверхностям.

Рис. 4.27. Схемы структурных типов интрузивных массивов

по Р.Болку (плановое изображение).

А – купол полос течения; Б – свод полос течения (центральная часть тела состоит из массивных пород); В – купол линий течения;

Г – свод линий течения.

Описанные выше первичные текстуры стадии течения образуют характерные узоры. Р.Болк, изучавший батолиты от 16 до 32 км в поперечнике, отметил, что среди них встречаются четыре основных типа (рис. 4.27): 1 – массивы, в которых слои течения образуют купола (купола из слоёв течения); 2 – массивы со сводами (арками) из слоёв течения; 3 – массивы с куполами линий течения; 4 – массивы со сводами линий течения.

Текстуры переходной стадии

Когда магма близка к консолидации и только небольшая часть её находится в жидком состоянии, образуются особые текстуры, не похожие на текстуры, которые образуются в жидкую фазу. Эти текстуры характеризуются появлением флексур и сколов, которые позднее заполняются пегматитами или грубозернистыми гранитами (в случае гранитного состава магмы).

Флексуры образуются при дополнительном течении в процессе осложнения плоскостных текстур течения. Они напоминают складки волочения. По ним можно определять направление относительного движения, подобно тому, как применяются и складки волочения.

По мере затвердевания магмы, течение происходит с большим трудом и, в конце концов, образуются разрывы. Плоскостные текстуры течения нарушаются маленькими сколами, в которых концентрируются остаточные жидкости (расплавы). Поскольку они как обычно обогащены газами и флюидами, то в них кристаллизуются более крупные и низкотемпературные минералы. Границы этих участков зачастую не чёткие. Эти структуры свидетельствуют о первичности полосчатых и плоскостных структур течения.

Текстуры твёрдой стадии становления интрузива

Уже на стадии остывания и затвердевания магмы интрузия вступает в трещинную стадию развития. Начало образования трещин происходит ещё на более ранней стадии, когда трещины в вязкой магме приводят к обособлению в ней шлиров. По мере затвердевания магматического материала влияние возникающих трещин на строение интрузии всё более усиливается. Вначале трещины появляются во внешней оболочке массива, затем проникают во вмещающие породы и в ядерную часть массива.

По мере затвердевания магматического материала в интрузии возникает система, состоящая из трёх рядов взаимно перпендикулярных (поперечных, продольных и «пластовых») и нескольких рядов по-разному ориентированных плоскостей (диагональных, краевых и др.) разрывов (рис. 4.28 - 4.30).

Рис. 4.28. Взаимоотношения элементов линейной структуры гранита с трещинами.

I – продольный разрез интрузива; II – поперечный разрез интрузива; III –отдельный структурный блок из верхней части интрузива;

L – пластовые трещины; S – трещины сжатия (продольные); Q – трещины разрыва (поперечные)

с минеральными выполнителями. Чёрточками показаны линейные элементы интрузива.

Рис. 4.29. Связь первичных трещин с первичными структурами течения,

по Хатчисону (Hutchison, 1956).

1 – подчинённое движение на стадии течения с периферическим растяжением во время внедрения;

2 – боковое движение кристаллизующейся магмы во время движения по α; 3 – структура плоского течения; 4 – линейность; 5 – главное направление движения магмы на стадии течения.

Рис. 4.30. Блок-диаграмма Г.Клооса с главными системами (типами) трещин в батолите.

Трещины: Q – поперечные, S – продольные, L – пластовые (пологолежащие), P (STR) – диагональные или плоскости растяжения (пологие сбросы).

F – линейные текстуры течения.

А – дайки аплитов по трещинам Q и L..

Поперечные трещины(Ｑ) – трещины растяжения (разрыва), ориентированные перпендикулярно к линейной ориентировке. Там, где линейная ориентировка вертикальна, поперечные трещины горизонтальны, а при горизонтальной ориентировке линейности – вертикальны. Поперечные трещины могут быть заполнены дайками различного состава, пегматитами, кварцевыми жилами или гидротермальными минералами (хлоритом, эпидотом, мусковитом, кварцем, флюоритом, пиритом и др.).

Продольные трещины(S) – трещины сжатия, ориентированные параллельно линейной ориентировке, крутозалегающие и расположенные перпендикулярно по отношению к поперечным трещинам. Они развиваются хорошо тогда, когда линейная ориентировка имеет небольшое погружение. Имеют более грубую поверхность и более протяжённые, чем поперечные трещины и прожилки гидротермальных минералов в них более тонкие. Могут быть «залечены» аплитами, пегматитами и дайками различного состава.

«Пластовые» или контактовые трещины(L) – трещины, располагающиеся параллельно структурам движения и часто имеют горизонтальное положение. Плоскости этих трещин неровны, изобилуют крупными и мелкими неровностями. Обычно плоскости трещинL выявляются в зоне выветривания, где порода приобретает ясно выраженную пластовую отдельность. Эти трещины, подобно другим, могут быть пустыми, а могут быть и заполнены гидротермальными минералами, аплитом, пегматитами и дайками различного состава. Когда они не заполнены, их трудно отличить от сланцеватости. Образовались они, вероятно, при уменьшении магматического давления.

Диагональные трещины(P) – трещины скалывания, располагающиеся примерно под углом 45° к простиранию линейной ориентировки. Поверхности трещин в основном ровные и гладкие, но иногда на них отмечаются штрихи и борозды скольжения, что может свидетельствовать о перемещениях фрагментов вдоль этих трещин. Они могут быть пустыми, либо заполненными прожилками гидротермальных минералов, или, наконец, дайками.

Краевые трещины(рис. 4.30) трещины растяжения, падающие под углом 45° внутрь интрузива. Они образуются в боковых породах плутона под действием пары сил, возникающей в результате давления поступающей и ещё достаточно жидкой магмы на затвердевшие боковые породы.

В процессе становления массива, кроме выше указанных разрывов, в боковых породах плутона в условиях растяжения кровли могут возникать пологопадающие сбросы гравитационного типа, называемые плоскостями растяжения,и –краевые надвиги(краевые крутые надвиги) (рис. 4.30). Иногда они могут быть выполнены кварцевыми жилами, аплитами, пегматитами и дайками разного состава.

Методика изучения и анализа трещин была описана ранее в разделе «Трещиноватость». Прослеженные трещины наносятся на структурную карту плутона при помощи стандартных условных знаков, рекомендованных в соответствующих инструкциях (рис. 4.33).