ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2010, том 52, № 3, с. 260-279
УДК 553.81:551.243.6
ТРЕХМЕРНАЯ МОДЕЛЬ РАЗЛОМНО-БЛОКОВОЙ СТРУКТУРЫ УЧАСТКА ЛОКАЛИЗАЦИИ КИМБЕРЛИТОВОЙ ТРУБКИ ЮБИЛЕЙНАЯ (РОССИЯ)
© 2010 г. А. С. Гладков*,И. В. Маковчук**, О. В. Лунина*, С. А. Борняков*, И. А. Потехина*
* Институт земной коры СО РАН 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128 ** Айхальский ГОК, АК "АЛРОСА" ЗАО 687190, п. Айхал, Мирнинский район Республика Саха-Якутия, ул. Корнилова, 3 Поступила в редакцию 10.04.2009 г.
Выполненные геолого-структурные и тектонофизические исследования в пределах карьера Юбилейный на качественно новом уровне показали, что разломно-блоковая тектоника играет существенную роль в пространственном размещении кимберлитовых тел. Установлено, что размещение алмазоносных кимбер-литовых трубок контролируется областями влияния разломов. Последние проявлены в платформенном чехле в виде широких сложнопостроенных зон с высокой плотностью локальных разрывных нарушений и тектонической трещиноватости. Представление полученных результатов в объемном виде и анализ полей напряжений позволили установить, что движения на момент внедрения кимберлитовых тел имели сдвиговую кинематику. Это дало возможность разработать тектонофизическую модель локального структурного контроля кимберлитовых тел в присдвиговых структурах растяжения (пулл-апарт и дуплексах).
ВВЕДЕНИЕ
Кимберлитовая трубка Юбилейная представляет собой одно из крупнейших месторождений алмазов в России. К настоящему времени детально изучена форма трубки на различных глубинах и основные закономерности ее строения (Харькив и др., 1998). В то же время сведения о тектонической структуре участка локализации кимберлитового тела носили общий характер. Это не позволяло использовать их наравне с другими данными при горнодобывающих работах, а также при решении вопросов прогноза и поисков кимберлитовых тел. Для устранения этого недостатка в 2002 — 2006 гг. проведены работы по детальному структурно-геологическому изучению карьера трубки Юбилейная. Результаты этих исследований легли в основу трехмерной модели разломно-блокового строения участка локализации кимбер-литового тела, представляемой в настоящей работе.
Трубка Юбилейная расположена в пределах Алакит-Мархинского кимберлитового поля Якутской алмазоносной провинции, в 15 км к северо-западу от п. Айхал (фиг. 1). Она прорывает нижнепалеозойские породы платформенного чехла (кембрийского, нижне- и среднеордовикского, а также силурийского возраста) (фиг. 2). Перекрывают ее эффузивно-терригенные образования верхнего палеозоя—нижнего мезозоя, в пределах которых развиты межпластовые интрузии долеритов. В плане трубка имеет удлиненную грушевидную форму, вытянутую в северо-восточном направлении, которая на глубине 700 м переходит в дайковое тело такого
Адрес для переписки: А.С.1ладков. E-mail : gladkov@crust.irk.ru
же простирания. Считается, что трубка в целом сложена породами двух фаз внедрения: на флангах проявлены массивные кимберлиты первой фазы, а центральный канал выполнен автолитовыми брекчиями второй фазы (Харькив и др., 1998). Наблюдается наличие отторженца — пластового тела кимберлитов, смещенного относительно трубки в северо-западном направлении. Предполагается, что это часть основного рудного тела, перемещенная в результате внедряющимися траппами.
Представления о структурном контроле трубки Юбилейной обычно формулируются, исходя из результатов региональных работ. Характерная особенность распределения кимберлитовых тел Алакит-Мархинского поля — линейно-групповое расположение, что, по мнению большинства исследователей, свидетельствует об их приуроченности к раз-ломным структурам. По данным геолого-геофизических работ экспедиций ПГО "Якутскгеология", трубки и их группы территориально тяготеют к зонам разломов северо-восточного простирания. В работе А.А. Турского (1969) была предложена модель формирования кимберлитовых тел в левосдвиговой раз-ломной зоне северо-восточного простирания, причем кимберлитовмещающими он считал парагенезис северо-восточных и субширотных сколов с северо-западными отрывами. А.А. Потуроев (1975) связывал внедрение кимберлитов с этапом синхронной активизации разрывных нарушений субмеридионального, субширотного и северо-западного направлений. По данным М.И. Лелюха и др. (1989) структура участка локализации трубки Юбилейная осложняется локальными разломами второго поряд-
Фиг. 1. Схематическая геологическая карта центральной части Далдыно-Алакитского алмазоносного района (Харькив и др., 1998).
1 — карбонатные породы нижнего палеозоя (С 3—81); 2 — терригенные отложения (С2—Р1); 3 — силлы (а) (Р2—Т1) и дайки (б) (УРТ1) траппов пермо-триасового возраста; 4 — дайки, жилы (а) и трубки (б) кимберлитов среднего палеозоя; 5 — границы Алакит-Мархинского кимберлитового поля.
ка северо-восточного, субширотного и субмеридиональных направлений. Согласно схеме В.И. Ваганова и М.В. Попивняка (Серокуров и др., 2001), ким-
берлитовая трубка Юбилейная приурочена к узлу разломов северо-восточного и северо-западного простираний, строение которого осложняют субши-
В
300
м
0 100 200 м
З
Фиг. 2. Геологический разрез кимберлитовой трубки Юбилейная (Харькив и др., 1998).
1—4 — перекрывающие породы верхнего палеозоя: 1 — углистые алевролиты, 2 — песчанистые алевролиты, 3 — разно-зернистые песчаники, 4 — туфоалевролиты; 5—10 — вмещающие породы: 5 — известняки лландоверийского яруса ^1), 6 — мергелистые и глинистые известняки (02к1), 7 — доломиты и песчанистые известняки (О^вв), 8 — доломиты, глинистые доломиты и доломитистые известняки (0^1), 9 — терригенно-карбонатные породы моркокинской свиты (СзШгИ), 10 — глинисто-карбонатные породы мархинской свиты (Сзшгк); 11, 12 — кимберлитовые породы: 11 — порфировые кимберлиты первой фазы внедрения, 12 — автолитовые брекчии второй фазы внедрения; 13, 14 — стратифицированные осадочно-вулканогенные образования кратера: 13 — глинистого облика, 14 — "песчанистого" и "гравели-тового" облика; 15 — ксенолиты осадочных пород в кимберлитах (ксенолитовый "пояс"); 16 — туфы основного состава; 17 — долериты; 18 — блоки кимберлитов и осадочных пород, отторгнутые и перемещенные интрузией траппов; 19 — граница пород кратерной фации.
ротные и субмеридиональные нарушения. Таким образом, несмотря на многолетнюю историю проведения геологоразведочных работ, до сих пор нет единого мнения о закономерностях структурного строения как Алакит-Мархинского поля в целом, так и участка локализации одного из самого значимых его месторождений.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Основой для наших построений послужили материалы структурного картирования разрывных нарушений в пределах карьерного поля трубки Юбилейной. Были собраны необходи-
мые данные, характеризующие особенности пространственной организации и основные параметры тектонической трещиноватости, а также сети более значимых нарушений, их строение и кинематику, и измерения, позволяющие судить о полях тектонических напряжений, действовавших во время становления и активизации разрывной структуры изучаемого участка. В процессе работ, на различных горизонтах карьера, была создана сеть из 257 точек геолого-структурных наблюдений (фиг. 3). В каждой из точек, следуя принципам специального структурного картирования (Семинский, 1994), выполнялся комплекс однотипных тектонофизических на-
' • :
о • т
ш сл о
о чо со сл
* •
со о с
сл
со
•
к
«
ч к ю
л
а
«
м
и
я
к к
И
ч ю Й К
о ^о
(и ^н
я Я
п Д
к к
О Ь
«
М й
(и ^
к >я
к Й
* ^
о Й
ч д
Й 2
а и
й Э 13
с; "
е ^
блюдений. Расстояния между точками наблюдений на плане составили от 10 до 150 м.
Стандартная точка наблюдений представляла собой отрезок стенки карьера (на определенном горизонте) протяженностью от 10 до 20 м, в пределах которого, прежде всего, определялись основные системы тектонических трещин, проявленные на документируемом участке, измерялись элементы их залегания и генетический тип, а также описывались особенности взаимоотношений различных систем. Если в точке наблюдения встречались дизъюнктивные структуры большего по отношению к трещинам масштаба (т.е. локальные разрывные нарушения), то для них, помимо элементов залегания, изучались особенности вещественного и структурного строения, морфология сместителей, а также основные количественные характеристики (видимая мощность, амплитуда смещения и т.д.). Затем, в точках, где позволяли условия для безопасного проведения работ, производился массовый замер элементов залегания трещин. В зависимости от сложности конкретной ситуации, измерялось от 50 до 100 трещин с указанием их генетической разновидности (сколо-вая или отрывная). Особое внимание уделялось выявлению трещин, которые возникли в результате проведения взрывных работ; они в массовый замер не включались. В случае наличия следов перемещения на поверхностях трещин, документировались ориентировки штрихов (или борозд) и проводилось описание поверхностей скольжения, а также определялись (если это было возможно) направления смещений. Помимо дизъюнктивов, в точке наблюдения также описывались другие структурные формы: складки, будины, линейность и т.д.
При характеристике разрывных структур использовалась следующая условная шкала ранговой соподчиненности разрывов: 1) трещины (длиной от 0.1 до 5 м); 2) крупные трещины (длиной более 5 м); 3) разрывные нарушения (зоны трещиноватости, дробления и грубого рассланцевания мощностью от нескольких сантиметров до 10 м и более и длиной в десятки—сотни метров; 4) локальные разломы (зоны разрывных и пластических деформаций мощностью в десятки метров и протяженностью в сотни метров—первые километры — региональный разлом (зона разрывных и пластических деформаций мощностью в сотни метров и длиной в десятки и сотни километров, вмещающая кимберлитовое тело). По углам наклона к горизонту все разрывы подразделялись на три группы: 1) субвертикальные (углы наклона 60°-90°); 2) наклонные (30°-59°); 3) субгоризонтальные нарушения (углы наклона менее 29°). По своим масштабным характеристикам (мощ-
ность и длина), для прямого изучения в
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.