Флюідодінаміческая концепція формування родовищ корисних копалин (металевих і вуглеводневих)

Б.А. Соколов, В.І. Старостін

Красиві теорії, як і красиві жінки, можуть виявитися неправильними.

(А.Б. Кондратьєв. Природа, 1997, № 6, с. 120)

Вступ

Однією з дивних особливостей геологічної науки є автономне розвиток ось вже більше 100 років двох її, здавалося б, взаємопов'язаних гілок - рудної та нафтогазової. Оперуючи однієї і тієї ж або близькою за змістом спеціальної термінологією (басейни, стадії, розчини-флюїди, температури, тиску, рН і Eh середовища, закони фільтрації), а також досліджуючи об'єкти, розташовані часто в межах одних і тих самих регіональних структур, геологи-рудники і геологи-нафтовики проте йшли своїми відособленими шляхами.

Досягнення наук про Землю, особливо в другій половині XX століття, настільки розширили наші уявлення про процеси концентрації та розсіювання мінеральних речовин в земній корі, що стало очевидним єдність багатьох фундаментальних законів, контролюючих генерацію, міграцію та акумуляцію промислових об'єктів металевого, неметалевих і вуглеводневої сировини.

Історія розвитку поглядів на рудо-і нефтеобразованіе

Більше 90% фундаментальних наукових досягнень припадає на другу половину нашого сторіччя. Одним з грунтовних прикладів аналізу розвитку вчення про рудних родовищах є остання книга академіка В.І. Смирнова <Плутонізм і нептунізм ...> (1987). Докладно ці ж питання розглядалися А.М. Сечевіцей (1976). Стосовно до нафти і газу слід відзначити роботи І.О. Броду (1965), Н. Б. Вассоевіча (1967) і ряду інших. У них на підставі нових матеріалів досліджено еволюцію уявлень про природу процесів, що призводять до появи великих скупчень мінеральної речовини.

осмислення особливостей історії розвитку поглядів пройденого та розробка нових гіпотез, концепцій і парадигм - несуча потреба будь-якої науки, у тому числі такий фундаментальної, як геологія. Підсумкові узагальнення виникають зазвичай у двох випадках: при появі принципово нових фактичних даних, які слід пов'язати як між собою, так і з досвідом минулого, або у зв'язку з такими рубежами, як закінчення століття або ювілеєм окремих корифеїв науки.

Зараз, на порозі XXI століття, знову з'явилася потреба усвідомити результати розвитку різних розділів геологічних наук, що ми і збираємося зробити в порівняльному плані стосовно напрямках, пов'язаних з рудними і нафтогазовими корисними копалинами. Ці два напрямки відокремилися у важливі розділи геології і в силу свого величезного економічного значення перетворилися у фундаментальні <вчення про нафту "і" вчення про рудах>.

Виникнення геології корисних копалин припадає на другу половину XVIII століття і пов'язано, в першу чергу, з такими іменами, як М.В. Ломоносов (1750, 1763) і Д. Геттон (1795). Вже ці вчені висловлювали ідеї про спільність механізмів рудо - і нефтеобразованія, пов'язаних із взаємодією ендогенних (<жар Землі>) і екзогенних сил і процесів.

Однак розвиток поглядів на формування та розміщення рудних і вуглеводневих корисних копалин пішло по двох незалежних і практично не пересічним шляхах. Це перший парадокс паралельності їх розвитку, який обумовлений трьома обставинами: відмінностями у фізичному стані (флюідное - нафти і газу, тверде - у рудних корисних копалин); характером залягання, а також методичними прийомами, що використовуються при їх розвідці: (глибоке буріння і сейсморозвідка на нафту і газ, геокартірованіе, дрібне буріння і гірські виробітку на рудні корисні копалини).

Ще один парадокс розвитку розглянутих розділів геології пов'язаний з спільністю розвитку науки, що полягає в боротьбі двох як би взаємовиключних, протистоять один одному підходів. У рудної геології це боротьба плутоністов і нептуністов, чудово описана в книзі В.І. Смирнова (1987). У геології нафти і газу - це протиборство, так званих, органіка і неорганіка (Вассоевіч, 1986). Іншими словами, як у рудної, так і нафтогазової геології прагнення пізнати істину проходило в протиставленні двох начал, в основі яких було покладено примат або ендогенний енергії, чи зовнішньої - екзогенної.

Третій парадокс розвитку навчань про нафту і рудах укладений у термінологічної спільності опису процесів рудо-і нефтеобразованія, що виникла поза будь-яких залежно один від одного. Так, в рудному ряду використовуються такі поняття, як <рудний розплав "," рудна магма "," інфільтраційні розчини "," магматичних вогнище "," постмагматіческіе і магматичні флюїди "," металоносних вогнище "," газовожідкій розчин>, <магматична сфера "," рудосфера>.

В нафтогазової геології вживаються: <вуглеводневий розчин "," вуглеводневі флюїди "," вогнище углеводородобразованія "," нафтогазовий вогнище>, <вуглеводнева сфера>.

І в тому, і в іншому напрямках використовуються поняття "створення корисного викопного>, його "міграція й акумуляція", "конденсація>, <пульсація>. Для характеристики процесів рудоутворення і нефтегазообразованія застосовуються одні й ті ж словосполучення: ці процеси Поліхрон, полігенні і полістадійни (Вассоевіч, Смирнов), а також терміни <багатофакторність "і" багатоликість>.

Всі ці обставини не випадкові і свідчать про генетичну спільності процесів, що призводять до створення родовищ руд, нафти і газу.

Не можна сказати, що питання про спільність процесів рудо-і нефтеобразованія в літературі не порушувалося. Його в 20-ті роки XX-го століття ставив І.В. Вернадський, в 1967 р. це питання в великій статті розглядав Г.П. Поспєлов, який простежив структурноморфологіческіе аномалії рудних і нафтогазових родовищ. Більше того, він вперше використав для рудних флюїдів поняття <флюідние динамічні системи> (рис. 1, 2, 3, 4). Про парагенетичних зв'язках писав В.Н. Холодов (1986). Велика відомості з цього питання належить Д.І. Горжевскому з співавторами (1990), що містить досить докладну бібліографію. До питання про спорідненість вуглеводневої і рудного освіти прийшли дослідники газовожідкіх включень у мінералах різного генезису. Про це писали Е.М. Захарова (1975), Ф.П. Мельников (1989) та ін

Поняття природного породного розчину або розплаву (ППРР)

Сьогодні можна стверджувати, що рудо-і нефтеобразованіе - це єдиний закономірно розвивається процес, обумовлений об'єктивними природними законами. З загально філософських позицій цей процес протікає в певному напрямку і полягає: у перекладі вихідного твердої речовини, що містить в розсіяному стані рудні і вуглеводневі компоненти, під флюідное стан; в міграції цього природного породного розчину або розплаву переважно вгору по розрізу з зон з високим тиском з температурою в зони з низьким тиском і температурою; в послідовному вилуговування корисного компонента, його концентрації (акумуляція) у вигляді покладів і родовищ різних корисних копалин у певній вертикальної послідовності, що відповідає умовам переходу конкретних рудних і вуглеводневих компонентів з розсіяного флюідного стану в концентроване тверде, рідке або газове. Весь цей процес переведення речовини з розсіяного твердого стану через проміжний флюідний етап з подальшою конденсацією в промислові скупчення є не що інше, як механізм перетворення хаосу (безладне розподіл) в космос (упорядковане).

Ідея спільності механізму рудо-і нефтеобразованія в останні роки отримала переконливе підтвердження завдяки двом відкриттям загального характеру. Перше пов'язане з визнанням нелінійності розвитку окремих природних процесів. Друге є ілюстрацією перший і полягає у встановленні тектоно-петрологіческой розшарованого літосфери і верхньої (можливо і середньої) мантії, що виражається в чергуванні зон ущільнення і розущільнення. Це відкриття має надзвичайно важливе значення. Справа в тому, що зона розущільнення являє собою вмістилища ППРР. Флюїди, насичують розущільнення зони, при нагріванні значно підвищують внутрішній тиск і за рахунок цього збільшують свій обсяг, тобто прагнуть розширитися. Ця обставина призводить до створення своєрідною гідравлічної подушки (мантійних діапіра), підводить вищерозміщені шари, а також їх прориває.

В результаті виникає Нерівноважна і нестійка система, що дозволяє, з одного боку, переміщатися окремим блокам земних оболонок щодо один одного у вертикальному та горизонтальному напрямках, а з іншого - за рахунок прориву флюїдів (магматичних, гідротермальних, вуглеводневих і т.д.) здійснювати тепломасопереносу з глибоких надр Землі в її верхні горизонти і тим самим посилювати процес конвективного прогріву.

Представлення про ППРР зон розущільнення дає можливість зрозуміти і пояснити такі широко поширені явища, як сейсмічність, покровообразованіе, соляно-купольний і глиняний діапірізм, грязьовий вулканізм, гідротермальних діяльність, а також гідротермальної рудоутворення, що асоціюється з вулканічної і магматичної діяльністю, алмазоносних трубки вибуху. Цим же пояснюється нефтегазообразованіе і спільність даного процесу з процесом рудоутворення. Відмінності пов'язані з тим, що нефтегазообразованіе йде при порівняно низьких (100-150 (С) температурах на перших кілометрах глибини, а рудоутворення пов'язано з глибинами рудоносних вогнищ у десятки і сотні кілометрів, де температура досягає багатьох сотень градусів.

Загальновизнаною теорії виникнення зон розущільнення у земній корі у верхній мантії поки не існує. Найбільш популярна концепція дефлюідізаціі. При зануренні і наростанні температури відбувається трансформація фізичних властивостей мінералів і гірських порід. Одні мінерали переходять в інші. При цьому їх найменш пов'язані компоненти витісняються зі структури мінералів. Іншими словами, відбувається втрата летких компонентів, які включають передусім воду, а також гази. Відбувається, так звана, дегідратація або дефлюідізація порід, за рахунок якої створюються зони розущільнення, насичення розчинами і розплавами. Новостворені флюїди і, в першу чергу, вода, переходячи із зв'язаного стану у вільну фазу, переводять у розчин не тільки легко розчинні солі, а й такі парообразующіе мінерали, як кварц, кальцит, алюмосилікати і інші.

ППРР, бере участь у створенні зон розущільнення, виникають і при плавленні гірських порід в умовах занурення на великі глибини в зони високих температур. Так, пласти кам'яної солі трансформуються в горизонти рідкої Рапп, яка при Надалі прогріві набуває високу внутрішню енергію і прориває вищерозміщені шари, утворюючи соляні діапіри і куполи. Прикладами цього ж явища можуть служити магматичні і вулканічні купольні освіти.

Стосовно до нафти і газу все це дозволяє зробити два основних виводу. Перший -- нафту і газ, що об'єднуються поняттям вуглеводневої розчину (УВР), є не що інше, як тривіальний варіант порівняно низькотемпературної дефлюідізаціі осадових порід, збагачених органічною речовиною (ОР). Другий - саморозвиток осадового басейну, що зазнає інтенсивне занурення, призводить до створення потужної системи висхідних теплових потоків, які активізують процеси нефтегазообразованія у всьому басейні. Чим інтенсивніше прогинання, тим вище рівень реалізації нефтегазоматерінского потенціалу, накопиченого даними басейном (рис. 5).

Іншими словами, реалізація нефтегазома-терінского потенціалу в осадовому басейні безпосередньо залежить від умов його прогріву. Ці умови на першому етапі пов'язані з зовнішніми тепловими потоками, джерелом яких є теплові потоки, утворюються за рахунок дефлюідізаціі мантійних діапіров, а на другому етапі основна роль належить тепломассоносітелям з нижніх частин осадового розрізу нафтогазоносної басейну.

Як ми вже відзначали, занурення осадових порід супроводжується виникненням флюідонасищенних зон розущільнення. У верхній частині осадового розрізу флюїди представлені водно-вуглеводної компонентами, в нижній - водно-вуглекислими, евапорітовимі, рудними. Під дією зростаючої з глибиною температури флюїди розігріваються і внутріпластовое тиск аномально збільшується. Це призводить до того, що періодично розігріті флюїди прориваються в більш високі частини осадового розрізу. Мігруючі вгору флюїди, у свою чергу, є потужними тепломассоносітелямі. Вони реалізують конвекційний механізм вельми значного додаткового прогріву вищерозміщених осадових товщ, тим самим різко прискорюючи їх катагенетіческое перетворення. Тут має місце взаємодія двох різноспрямованих матеріально-енергетичних потоків. Один з них пов'язаний із зануренням і катагенетіческім перетворенням порід і що міститься в них ОВ-продуктів життєдіяльності бактеріосфери, а з іншого -- з підйомом конвективного теплового потоку, що здійснює тепломасопереносу з нижніх частин басейну до його поверхні.

Разом з тим, тут слід мати на увазі, що складовою частиною вертикальних флюідних потоків закономірно є нафта і природний газ, що генеруються вогнищами углеводородообразованія. Вогнища являють собою занурені частини нефтегазоматерінскіх відкладень, що потрапили до зони нафто-і газоутворення, мають температури 100 (С і більше.

Вуглицеводневі потоки, піднімаючись по тріщинах і порах вгору по розрізу, перетинають колекторські горизонти, де температура і тиск нижче відповідних показників у вогнищах генерації. Це призводить до насичення даних горизонтів нафтою і газом. Якщо процес занурення басейну досить тривалий, то в його розрізі з'являється кілька рівнів розташування вогнищ генерації, а над ними кілька поверхів розміщення покладів вуглеводнів.

Стосовно до процесу рудоутворення, справа йде складніше. Це пов'язано з процесами розплавлення порід на великих глибинах, але принципової різниці, мабуть, немає. Розігрів призводить до появи астеносфери, мантійних діапіров, вогнищ магматизму і вулканізму, які під високим тиском проривають земну кору і потрапляють шляхом багатоступеневою сепаратізаціі у верхні шари літосфери, де вони в умовах низької температури і тиску утворюють рудні скупчення.

Таким чином, земна кора та мантія представляють собою багатоповерхову суперсистему складної будови та обміну тепловою енергією. У цій системі має місце переклад порід з твердого стану в розплав-розчин.

Під впливом зростаючого внутрішнього тиску ППРР флюїди прориваються вгору, здійснюючи вертикальну міграцію насичених корисними компонентами рудних або вуглеводневих розчинів. Ці розчини, потрапляючи в зони більш низьких температур і тисків, послідовно втрачають ті чи інші корисні компоненти, здійснюючи тим самим ступінчасту конденсацію руд, нафти і газу.

Ще один наслідок з теорії ППРР полягає в тому, що можна говорити про виникненні нового напрямку геологічної науки - флюідодінаміческой геології рудних і нафтогазових родовищ корисних копалин. XX століття дозволив і ще одну фундаментальну проблему - роль екзогенних і ендогенних факторів у рудо-і нефтеобразованіі. У природі існує вся гамма переходів від чисто ендогенних систем до екзогенних. Запланована ієрархічна зв'язок глобальних, регіональних і локальних чинників, які впливали на різномасштабні процеси концентрації мінеральної речовини.

Підводячи підсумки року, що минає ХХ століття, можна стверджувати, що одним з найважливіших результатів у галузі геології корисних копалин може служити розробка єдиної теорії рудо-і нефтеобразованія.

Флюідодінаміческіе системи (ФДС)

Глобальні фактори, що визначили велику різноманітність флюідодінаміческіх систем, обумовлені процесами, що відбуваються у верхній мантії і нижніх горизонтах земної кори. Виділяються тектонічно активні зони і області, де відзначається аномально високий тепловий потік і вихід мантійних матеріалу в поверхневі частини кори (серединно-океанічні хребти, зони субдукції, рифтові системи, активні кордону плит літосфери), і стабільні платформи. Для останедніх характерні повільні і тривалі (до 300-1500 млн років) підняття і занурення кори (Е. В. Артюшков, 1993). Прогини викликані ущільненням нижньої кори за рахунок фазового переходу габро в гранатові гранулітів. Підняття відбуваються при попаданні в структурні пастки в підошві літосфери аномальної магми, з якої виплавляються додаткові порції бальзатов.

Найбільш потужно процеси масопереносу у флюідних потоках здійснюються в зонах довгоживучих глибинних розломів, маркіруються борту регіональних континентальних прогинів і піднять і ріфтогенних структур. В останні роки виявляється все велика роль флюідних систем в освіті і перетворенні земної кори і локалізації в її межах різноманітних типів корисних копалин. Області функціонування таких систем утворюють сферичні зони в складі земної кори, розрізняються за термодинамічних параметрах. Найбільш продуктивна верхня флюідосфера, яку часто називають рудосферой, що має потужність 5-10 км. Саме в ній сконцентровано більше 90% всіх типів і видів корисних копалин.

В безперервних геологічних структурних комплексах рудо-і нафтогазоносні освіти займають дискретне, цілком закономірне положення. Вони є структурно-речовими аномаліями, що виникають при наступних умовах:

активну участь мінералізованих флюідних фаз у структуроутворюючих процесах;

існування оптимального режиму деформування (швидкість деформування 10-10 - 100 с-1, девіатор напруг 30-60 МПа, загальні РТ-умови: Р = 0, 1-50 МПа, Т = 10-5000С) в протягом короткого пріода часу (103-105 років);

виникнення і розвиток флюідних систем і локалізація в них родовищ, яка супроводжується широкою гамою динамічних ефектів (сейсмоелектріческіх, сейсмомагнітних, термоакустіческіх, віброміграціонних та ін);

наявність високоградіентного поля напруг, що направляє, фокусує флюідние мінералізовані потоки і створює геодинамічні бар'єри рудоотложенія.

Чим ближче до денній поверхні, тим більш висока швидкість формування продуктивних структур, тим коротше життя структуроутворюючих систем, тим вище девіатор напруг і нижче загальні РТ-умови. У міру переходу від мезозональних до епізональним рівнями структуроутворення зростає роль крихких деформацій, а пластичні деформації здійснюються за допомогою особливого механізму -- гідропластіческого течії.

рудо - і нафтогазоносні структури, більш ніж будь-який інший параметр геологічної системи, беруть участь у процесі переміщення і відкладення мінеральної речовини. Їх формування пов'язане в часі і просторі з анізотропної високоградіентной системою масопереносу флюідних компонентів в тектонічно активних зонах і центрах (рудно-магматичних, вулканогенно-рудних, гідротермальної діяльності, осередках нефтегазообразованія в осадових басейнах і т.д.), де сполученої розвиваються тектонічні деформації, формується мінералізована флюідная система і активно виявляються динамічні ефекти.

Швидкість деформування пропорційна величині девіаторного напруги і пов'язана з наявністю або відсутністю флюідной фази. У процесі деформування створюється система флюідопроводніков. Наявність високого градієнта тиску сприяє підвищенню швидкості фільтрації (вимушена конвекція).

Таким чином, найважливішими умовами виникнення ендогенних родовищ є: проникність середовища, наявність термальною флюідной фази, існування анізотропного поля напруг і високий градієнт падіння головних тангенціальних напруги. Повною мірою такі умови реалізуються в обстановці регіонального стиснення, при зсувних деформаціях. Області розтягування є локальними зонами, де відбувається падіння напруг і розвантаження мінеральної речовини. Продуктивні структурні парагенезіси формуються за участю інтенсивних динамічних ефектів, які виявляються тільки в жорстких контактних системах за наявності міцних зв'язків, в зонах стиснення і ущільнення.

Гідравлічна (діапіровая) геодинаміка

Роль флюідних систем в структуроутворенні настільки велика, що виділилося спеціальний напрям в геології - гідравлічний (діапіровая) тектоніка (геодинаміка). Вона розглядає форми, просторове положення та походження структурних парагенезісов, що об'єднують пластичні й крихкі деформаційні елементи, які виникли під впливом тиску на гірські породи рідини, газу, магматичного розплаву або їх сумішей (Старостін, Іванчук, Сандомирський, 1979).

Міграція мінералізованих розчинів у товщах порід контролюється загальними і локальними полями напружень, які створюють на окремих ділянках надлишковий тиск поровое рідини, що веде до двустадійной деформації. Протягом першої стадії відбувається розширення тріщин, розташованих під невеликим кутом до напрямку тиску, і закриття розривів, орієнтованих перпендикулярно. У другу стадію продовжують розширюватися і подовжуватися окремі тріщини по сприятливим напрямами і закривається маса супутніх їм дрібних порушень.

Гідравлічні структури широко поширені на родовищах ендогенних руд, зокрема, на родовищах типу Міссісіпійской долини, на вулканогенно-осадових колчедан-поліметалічних родовищах в областях стиснення і розтягування і на мідно-порфірову родовищах.

На колчеданних родовищах Рудного Алтаю до таких структур приурочені кварц-карбонат-барит-поліметалічні рудні тіла, для кожного з яких характерні автономна мінеральна, геохімічна і петрофізіческая зональності. Склад покладів формувався за рахунок ремобілізації і перевідкладеного компонентів ранніх руд і, частково, за рахунок привнесених з більш глибинних джерел.

Важлива роль у перерозподілі і відкладенні рудної речовини належить гідравлічним процесам, вона полягає в реалізації сприятливого сполучення тектонофізіческіх і гідродинамічних явищ, що призвели на ранніх стадіях до виникнення магістральних тріщин гідроразривов флюідних і камер, а на пізніх - До формування в цих камерах полістадійних рудних тіл. Дані структури виконують роль концентратів оруденення.

Причиною і стартовим моментом початку функціонування процесів гідравлічної тектоніки, найбільш ймовірно, служили вертикальні тектонічні рухи і зв'язані з ними зсувне деформації. Вони є найважливішим компонентом єдиного циклу створення і деструкції земної кори. Особливо енергійно подібні руху відбуваються в орогенних областях. Швидкий підйом величезних мас гірських порід і їх руйнування в гірських спорудах викликає в приповерхневої зоні явища літостатіческой розвантаження. Швидкості підйому блоків порід, згідно з сучасним вимірюваннями в Скандинавії, на Кавказі та в інших регіонах, за даними Н.І. Миколаєва (1988), П.М. Миколаєва (1978) і В.К. Кучая (1983), коливаються в широких межах: від 0,1 до 1-2 і навіть більше 10 мм/год.

З аналізу літературних даних і розрахунків, виконаних А.А. Пеком (1990), слід, що тривалість орогенного етапу в орогенних областях становить 30-40 млн. років, швидкості підйому варіюють в межах 0,07-4,5 мм/год, складаючи в середньому близько 1 мм/год. Амплітуди підйому досягають декількох десятків кілометрів.

В орогенних областях сполученої розвиваються два процеси: підйом до поверхні тектонічно напружених блоків порід і формування вдавлених блоків (рампової грабени). У першому випадку відбувається не тільки загальне падіння напруги, але й більш швидке скорочення вертикальної складової тензора напруги, виникає девіатор напружень з вертикально спрямованими розтягуючих зусиллями. У результаті ми маємо деформацію вертикального зрушення при додатковому горизонтальному стисненні. Це призводить до утворення тріщин: горизонтальних - відриву і сколових - під різними кутами до поверхні. За міру підйому масиву і релаксації напруги система <розвалюється>: в піднятих блоках тріщини відриву стають спочатку похилими, а потім вертикальними.

Під другому випадку має місце зонний орогенез (по В. К. Куча). У літосфері орогенов формуються астенолінзи. Під хребтами-підняттями тиск на астенолінзи більше, ніж у сусідніх депресіях. Речовина лінз перетікає з підняттів в кору депресій. Гранітні і базальтові літопластіни (а тільки вони передають горизонтальне стиснення) під підняттями більш потужні, ніж під депресіями. На межах цих структур сплющуються і товщають краю літопластін, в результаті тут мають місце аномально високі швидкості руху. Відбувається процес збільшення підняттів за рахунок передгір'їв.

Деформаційні процеси в корі орогенов найбільш вдало можна пояснити з позиції моделі всебічного стиснення, розробленої В.К. Купа. Під вдавлених блоках на межах піднять і депресій накопичується велика щільність пружної енергії. У перенапружені породах в результаті всебічного стиснення при утворенні поверхні розриву починається процес мимовільного крихкого руйнування. З найбільш загальних уявлень теорії поля випливає, що в перенапружені стисненням породах досить виникнення незначних додаткових девіаторних напруги, щоб здійснився перехід енергії об'ємної деформації в енергію змін форми або перехід потенційної енергії в кінетичну. Формується вогнище безлічі лавиноподібно розвиваються крихких тріщин. Положення таких вогнищ збігається з позицією центрів різномасштабних землетрусів. Чим більше міцні і пружні комплекси порід, чим більше їх обсяг, і чим більше в них накопичилося пружної енергії, тим більш значні маси порід будуть брекчіровани. Вертикальний діапазон утворення таких брекчія залежно від конкретних геологічних умов у орогенах коливається від 5 до 25-30 км.

Подібні подання узгоджуються з геологічними даними. Знаходять пояснення утворення потужних тіл і зон об'ємних брекчія с <висячими>, без ознак зміщення, уламками і руйнування насамперед найбільш міцних, пружних, малопорістих порід на плутоногенних гідротермальних, скарнових, меднопорфірових, деяких магматогенних та інших ендогенних класах і типи родовищ.

Висловлені нами подання кілька доповнюють ідею про тектоно-кесонної геодинамічному ефекті, що розвивається П.М. Горяїновим і І.В. Давиденко (1979). Вони пояснюють усе різноманіття не тільки брекчіевих утворень, але й бескорневих тел гранітів, пегматитів явищами небудь різкого, або поступового падіння тиску при підйомі блоків порід на поверхню. Імовірно, цей механізм утворення геологічних структур і деформації порід існує, але він не універсальний і обмежений масштабами швидкостей підйому, фізико-механічними властивостями порід, типами і інтенсивності регіональних полів напруги та низкою інших менш значущих факторів.

Таким чином, на кордонах вдавлених і піднімаються блоків порід в упругоперенапряженних зонах з великим запасом енергії на глибинах 5-25 км формуються тіла брекчія. У приповерхневих зонах за умови швидкого вертикального підйому тектонічних блоків протікають процеси релаксації пружних напруг, виникає анізотропні поле напруг і формується структурний парагенезіс літостатіческой розвантаження (рис. 6). Він представлений горизонтальними тріщинами відриву, двома системами тріщин відколу, лускатими кулісним відривом, вигнутими, дугоподібними розривами, які контурних подовжені будінообразние блоки порід. Особливості цих діз'юнктівов - їх повна спряженість, відсутність зсувів, перетертого мілонітового матеріалу, слідів участі флюідной фази. Такі розриви розсікають без зміщення найрізноманітніші породи незалежно від літології і текстурної-структурних особливостей що складають піднятий блок магматичних, метаморфічних і осадових комплексів.

Ендогенні рудно-магматичні системи

Системи цього типу поширені у всіх глобальних структурах земної кори. Серед них найбільш вивченими і унікальними за масштабами накопичення рудного речовини виділяються: гіпербазіто-базітовие мідно-нікелеві, гранітоїдними поліетапние оловорудние, кімберлітові і лампроїтові алмазоносних, базальтоідние субмарини колчеданних і ряд інших (мал. 7, 8).

Гіпербазіт-базітовие мідно-нікелеві системи. До цього типу відносяться найбільші у світі рудні вузли, асоційовані з розшаруванням ультраосновних - основними комплексами (Садбері в Канаді, Бушвельд в Південній Африці, Норильськ на Північно-Заході Сибірської платформи та ін.) Всі вони приурочені до регіональних глибинних розломів, обмежують великі стабільні жорсткі мегаблоки земної кори; розвиваються на корі континентального типу; масштаби зруденіння корелюються зі ступенем диференціації мантійних розплавів; процеси формування рудоносних Плутонів протікають в обстановці розтягування і з високою швидкістю; рудні райони характеризуються поліетапностью розвитку і багатоярусна будови.

Норильська рудно-магматична система, вивчена О.А. Дюжіковим, В.В. Дістлером та ін (1986), приурочена до Пріенісейскому мегаблоку, обмеженому найбільшими мезозойськими внутрішньоконтинентальні Рифт Землі - Єнисейськ-Хатангська і Західно-Сибірським. Головною магморудноконтролірующей структурою району служить Норильськ-Хараелахскій глибинний розлом (рис. 9).

Рудно-магматична система формувалася в процесі міграції гіпербазіт-базітового розплаву в південному напрямі на відстань у десятки - перші сотні кілометрів. Вкраплення та масивні руди приурочені до полнодіфференцірованним сульфідні гіпербазіт-базітовимі інтрузивами, локалізованим в підошві платформеного чохла.

вулканогенно-рудні системи

вулканогенно-рудні системи (центри) є довгоживучі (мільйони - десятки млн. років) звичайно ізометричні в плані (діаметр 1-10 км) ділянки магматичної і металогенічної активності (Яковлєв, Авдоніна, Старостін, 1986). По вертикалі оруденення поширене до глибин 10-12 км. Виділяються два типи рудно-магматичних центрів: вулканічний відкритий і глибинний магматичних закритий.

Вулканічні відкриті системи представлені трьома підтипами: молібденпорфіровим, колчеданних субмарина і карбонатітовим (мал. 7).

Мідно-молібденпорфіровие вулканічні і вулкани-плутоніческіе системи зазвичай розташовуються в межах вулкана-плутоніческіх дуг активних окраїн континентів (Мітчелл, Гарсон, 1984). Вони просторово й генетично пов'язані з гіпабіссальнимі інтрузіями монцонітового, діоритові і гранодіорітового складів. У глибинних частинах систем розвинена власне медномолібденовая мінералізація. У слабо еродованих структурах збереглися і верхні вулканічні (жерла, неккі, кальдери) елементи магматичних систем з притаманними їм проявами ртуті, свинцю, цинку і рідкісних земель. Прикладами таких систем можуть служити рудні райони в західній частини сінклінорія Янцзи (Китай). Одне з них - Туншанькоу, детально вивчене Чжен Ланьчже (1995), відноситься до мідно-молібденпорфіровому типу. Тут рудні тіла приурочені до ендо-і екзоконтактам Юрського-крейдового схиляється в східному напрямку штока гранодіорітпорфірового і кварц-монцонітового складу, що прориваються товщу тріасових карбонатних порід (доломітів, вапняків, мармурів).

Особливістю формування родовища є тісне поєднання скарнових і високотемпературних плутоногенних гідротермальних процесів. У ендоконтактах штока переважає мідно-порфірову, а в екзоконтактах - типове мідна магнезіально-скарново-жильні оруденення. Основна маса руд утворює майже суцільне тіло у формі усіченого конуса на контакті інтрузивні порід з доломітовими мармурами. Крім того, всередині штока виділяються численні дрібні лінзи-, пласт-і штокообразние тіла вкраплених мідних і молібденових руд, а по вміщають мраморах - як метасоматичні поклади, так і одельние жили і жильні штокверковие зони.

В історії формування родовища виділяються два головних етапи -- прототектоніческій і постмагматіческій. З першим етапом пов'язане впровадження інтрузивні комплексу в Яншаньскую епоху (153 -127 млн. років) в тріасові відкладення, що випробували чотири фази складчастості, освіта прототектоніческіх структ?? р всередині інтрузивні штока і супутніх діз'юнктівов під вміщають мраморах. Другий етап протікав у режимі літостатіческой розвантаження, супроводжувався полістадійной флюідной постмагматіческой діяльністю і формуванням метасоматичні зональності (філлізітітовие кварц-серіцітовие і пропілітовие зони) та рудоутворення.

Встановлено виразний структурно-петрофізіческій контроль зруденіння. Провідну роль у формуванні рудовмещающего структурного парагенезіса грали два різко контрастні за фізико-механічними властивостями групи порід: карбонатна (доломіт, вапняки, мармур) і інтрузивні (діорити, гранодіорити, кварцові монцоніти та ін.) Для карбонатної групи характерні підвищені пружно-міцнісні властивості (Е = 7,15 х104 МПа, Тв = 163 НВ, (= 435 К, Кпк = 0,73) у порівнянні з породами інтрузівний групи (Е = 5,8 х104 МПа, Тв = 135 НВ, (= 403 К, Кпк = 0,20). Це розходження призвело до виникнення на кордоні таких контрастних петрофізіческіх середовищ тріщини-брекчіевих зон, які контролювали рух рудоносних флюідних потоків. У свою чергу, ці потоки енергійно метасоматичні переробляли як інтрузивні, так і осадові породи. У результаті формувалися оруденелие блоки, що відрізняються від вміщають слабомінералізовані порід підвищеною щільністю і пружністю (Е = 7,25 х104 МПа, (= 438 К, Кпк = -0,83). На всіх стадіях рудного процесу вони були дуже крихкими (Тв = 115 НВ) і неоднорідними (коефіцієнт неоднорідності Кн = 0,28) утвореннями.

Практично всі рудні тіла локалізовані в межах зони, оконтуренной ізолініями 150 НВ. Для руд характерні мінімальні значення твердості (115 НВ) і максимально високі температури Дебая (438 К), величини модуля пружності (Е = 7,25 х 104 МПа) і Фен (-0,83).

Проведене дослідження дозволило встановити складну полігенну і Поліхрон природу родовища Туншанькоу. Воно формувалося в обстановці підіймаються орогеніческіх рухів у раннемеловую епоху. Впровадження гранодіорітовой магми в тріасові карбонатні товщі відбувалося в регіональному поле напруг, характеризуються субмеридіональними стиском і широтним розтяганням. Виділено два основних етапи формування родовища. У ранній прототектоніческій етап діяв механізм поперечного згинання при орієнтуванні вертикальної осі (3. У цей етап відбувалися високотемпературні метасоматичні оновлено: калішпатізація, ороговікованіе, раннє сканування.

Утворилися невеликі тіла вкраплених молібденітових руд. Найбільш інтенсивно рудоутворення протікало в другій постінтрузівний етап. У цей час почав діяти механізм літостатіческой розвантаження, відбулася переоріентіровка поля напруги. Найбільше розтягнення виразно стало діяти в субвертікальном напрямі. Виникли пологі тріщини відриву та пов'язані з ними тріщини сколювання. Активно функціонувала гідротермальних система, що контролювала меридіональним контактами гранодіорітового штока. Утворилися головні порфірову (в ендоконтакте) і скарновие (в екзоконт