Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 551.24.03.: 552

Влияние петрохимических изменений пород при мигматизации на их деформационные свойства

Шульга В.В. ^{^1}, Иванова Р.Н. ^{^2}

Аннотация. Изучение химического состава пород с разной степенью мигматизации и характер распределения участков их развития сопоставлены с результатами тектонофациального картирования. Преобладающее распространение на изученной площади имеют купольные образования, сформированные в условиях катазоны. Процесс мигматизации пород на участках этих структур сопровождается значительным привносом кремнезема за счет чего происходит увеличение прочности пород.

Ключевые слова : степень мигматизации, зоны гранитизации, структуры катазоны.

Об авторах :

^1 Кандидат геолого-минералогических наук, shulga@istu.edu

^2 Кандидат геолого-минералогических наук, доцент, ivanova_rn@istu.edu

V.V.Shulga, R.N. Ivanova

INFLUENCE OF PETROCHEMICAL CHANGES OF ROCKS MIGMATIZATION OF THEIR DEFORMATION PROPERTIES

Abstract The study of the chemical composition of rocks with varying degrees of migmatization and the distribution pattern of their development sites is compared with the results of tectonofacial mapping. The predominant distribution on the studied area is domed by the dome formed in the conditions of the katazone. The process of migmatization of rocks in the areas of these structures is accompanied by a significant influx of silica, thereby increasing the strength of the rocks.

Keywords: degree of migmatization, granitization zones, katazon structures.

Для выявления петрохимических особенностей мигматизированных пород Приольхонья (Западное Прибайкалье) была сформирована база данных химических анализов, пробы которой систематизированы по петрографическому составу и степени мигматизации. Она включает более 150 силикатных анализа метаморфических пород района [1], опубликованных в свое время разными исследователями (Л.Н. Куклей, В.А. Макрыгина, З.И. Петрова, Н.Б. Санина и др.).

Породы на изученной территории мигматизированны в разной степени (табл.1). По составу метаморфические породы района, в которых наблюдаются процессы мигматизации и гранитизации, разделены на 6 групп:

а) пироксен-содержащие кристаллосланцы,

б) амфиболовые гнейсы и амфиболиты,

в) амфибол-биотитовые гнейсы и сланцы,

г) биотитовые гнейсы и сланцы,

д) гранат-биотитовые гнейсы и сланцы,

е) силлиманит-гранат-биотитовые гнейсы и сланцы.

В зависимости от степени мигматизации в соответствии с полевой диагностикой и результатами петрографических исследований шлифов имеющиеся в базе данных породы были сгруппированы в 6 классов:

1) слабо мигматизированные (практически не мигматизированные),

2) с низкой степенью мигматизации,

3) со средней степенью мигматизации,

4) с повышенной степенью мигматизации,

5) с высокой степенью мигматизации,

6) с весьма высокой степенью мигматизации.

По пробам пород 1-5 классов, для которых имеется оценка степени мигматизации, изучена изменчивость их химического состава, проведен корреляционный, факторный и кластерный анализы, сделана попытка реконструкции первичного состава мигматизированных пород с привлечением специальных методик А.А. Маракушева, А. Нематова, А. Озанна [1]. В породах 6-го класса нельзя достоверно восстановить исходную породу, поэтому они исключены из анализа.

Кроме выделения групп пород по степени мигматизации и их картирования по имеющимся данным проведено изучение содержания главных породообразующих элементов в зависимости от степени мигматизации пород (рис. 1 ).

Для каждого класса пород определены основные статистические характеристики - тип распределения, средние содержания, дисперсии, стандартные отклонения и коэффициенты вариации содержаний главных породообразующих элементов [1].

Таблица 1

Группы пород ольхонской серии по степени их мигматизации

Полученные данные позволяют провести сравнительный анализ зависимости петрохимического состава мигматизированных пород от степени мигматизации. На графиках изменчивости средних содержаний макрокомпонентов (рис. 1) чётко выделяется две категории химических элементов, имеющих разный тип такой зависимости:

· средние содержания кремнезёма и окиси калия устойчиво увеличиваются по мере увеличения степени мигматизации в ряду пород от слабо мигматизированных (класс 1) до мигматитов с высокой степенью мигматизации (класс 5);

· средние содержания остальных окислов в целом уменьшаются по мере увеличения степени мигматизации в ряду пород от 1 класса до 5 класса.

По отдельным классам мигматитов имеются частные отклонения в поведении некоторых макрокомпонентов, но они не затушевывают общую закономерность, которая может быть объяснена привносом кремнезёма и калия в процессе мигматизации и выносом или перераспределением остальных компонентов.

Полученные результаты косвенно указывают на многостадийность процесса мигматизации пород Приольхонья. На первых стадиях при формировании мигматитов 1-3 классов он был изохимическим в условиях перераспределения химических элементов в ходе метаморфической дифференциации, а на последних стадиях при формировании мигматитов 4-6 классов процесс шел в условиях обменных реакций с привносом кремнезема и частично калия и выносом элементов группы железа.

В структурном отношении изученная территория представлена образованиями разных термодинамических уровней земной коры - от экзозоны и эпизоны до мезозоны и катазоны [2]. Структуры сформированные на уровне катазоны имеют наибольшее площадное распространение. На детально изученных Чернорудский, Шидинский, Холбинский и других участках они представляет собой складчато-моноклинальную зону, осложненную складками высоких порядков. Здесь можно выделить складчатые образования 3 крупных этапов, проявленных в разновозрастных структурных парагенезисах: ранний (гранулитовый, докупольный), средний (синхронный гранитизации, амфиболитовый, купольный) и поздний (парагенезис приразломных складчатых форм, послекупольный).

Узкие продольные линейные зоны гранитизации и мигматизации приурочены к ядрам прямых, открытых, реже асимметричных северо-восточных антиформ. Они формируют парагенезис среднего этапа, связанного с образование купольных структур в катазоне.

Парагенезисы мезо-, эпи - и экзозоны являются наложенными и формировались при выведении данного блока земной коры на уровень современного эрозионного среза. На современном эрозионном срезе ольхонской серии обнажаются области мигматизации, развитие которых в зависимости от тектонической обстановки могло остановиться на разной стадии. В связи с этим картируются как участки рассеянной мигматизации и гнейсово-мигматитовые зоны, так и гранито-гнейсо-мигматитовые массивы, автохтонные гнейсо-граниты и интрузии аллохтонных гранитов.

Процесс мигматизации на уровне катазоны идет с привносом кремния, калия и выносом всех остальных породообразующих элементов. Изучение комплекса наложенных структур, позволяет сделать вывод о том, что характер процессов деструкции пород в верхних частях земной коры зависит от предшествовавших деформационных преобразований на более глубоких горизонтах (в катазоне).

Просматривается следующая закономерность. Наиболее устойчивыми к процессам деструкции в верхних частях земной коры оказываются породы, ранее деформированные на уровне катазоны и претерпевших максимальный уровень метаморфических преобразований.

Деформация этого уровня и преобразование внутренней структуры пород на гране близкой к расплаву оставляют свой неизгладимый след. Проявляется это в том, что при выведении в верхние уровни земной коры, породы менее подвержены разрушению: они ведут себя аналогично настоящим магматитам.

По всей видимости, это связанно с изменением структуры породы с образованием более плотной упаковки на уровне кристаллической решетки минералов. И отражается в их более плотном расположении в породе, по сравнению не мигматизированными разностями.

Эти преобразования проявляются в изменении подавляющего прочностных свойств изученных пород, таких как предел прочности на сжатие, продольная и поперечная деформация, модуль Юнга, коэффициент Пуассона и др.

Процессам мигматизации подвергались все породы ольхонского кристаллического комплекса, но в разной степени. Данные тектонофациального картирования и анализ распределения участков с разной степенью мигматизации позволяет сделать выводы:

· наблюдается четкая связь степени мигматизации с зонами гранитизации, проявленной в виде линейных зон развития гнейсо-гранитов и жильных тел пегматитов; зоны повышенных степеней мигматизации тяготеют к ядрам антиформных структур;

· пространственно зоны повышенной мигматизации совпадают с участками пород претерпевших деформацию на уровне катазоны;

· процесс мигматизации пород сопровождается значительным привносом кремнезема за счет чего происходит увеличение прочности пород.

Список использованных источников

1. Шульга В.В., Кочнев А.П. Геология и рудоносность мигматитовых комплексов Приольхонья: монография. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2012. - 197 с.

2. Иванова Р.Н., А.П. Кочнев Вертикальная зональность континентальной земной коры Ольхонского региона. Известия Сибирского отделения секции наук о земле РАЕН. Геология, поиски и разведка рудных месторождений. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2010. - Выпуск 2 (37). - С. 83 - 92

3. Иванова Р.Н., Кочнев А.П. Тектонофации Ольхонского кристаллического комплекса: монография. - Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2012. - 130 с.

Размещено на Allbest.ru