Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow География arrow СТРУКТУРЫ РУДНЫХ ПОЛЕЙ И МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Посмотреть оригинал

МИКРОСТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ ОРИЕНТИРОВОК МИНЕРАЛОВ ГОРНЫХ ПОРОД И РУД

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МИКРОСТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА

Микроструктурный анализ — это тонкий и довольно трудоемкий метод изучения ориентированных структур горных пород и руд. Он является вспомогательным при исследованиях структур рудных полей и месторождений и основан на выявлении закономерностей ориентировок различных минералов в горных породах и рудах и интерпретации этих преимущественных ориентировок с точки зрения условий и причин их возникновения.

Основы этого метода были заложены Б. Зандером (1930) и получили развитие в работах отечественных ученых (Елисеев, 1967; Лукин и др., 1965; Пэк, 1977).

Успешное применение микроструктурного анализа возможно только на базе детального геологического картирования выбранных структур. Необходимо также, чтобы слагающие их породы содержали в достаточном количестве крупные зерна кварца, кальцита, слюды, пироксенов, амфиболов, полевых шпатов, нефелина или барита. Преимущественные ориентировки трех первых минералов из этого списка чаше всего и становятся объектом исследования, поскольку определение ориентировок двуосных и рудных минералов чрезвычайно сложно и трудоемко.

Как правило, материалом для микроструктурного анализа становятся разновидности гнейсов, кристаллических сланцев, гра- нитоидов, подвергшихся метаморфизму карбонатных пород, а также жильное выполнение рудоносных трещин, гидротермально измененные породы и метасоматические руды. Важным объектом микроструктурного анализа становятся метаморфические тектониты — породы, которые образовывались в глубинных зонах коры при совместном проявлении процессов метаморфизма и складкообразования.

Микроструктурный анализ может помочь там, где необходимо выяснить природу складок, сланцеватости, а также при расшифровке внутреннего строения интрузивных тел, характера перемещений по крупным разрывам, динамометаморфической зональности рудных полей и при решении других задач.

В каждом из этих случаев может возникать определенная упорядоченность ориентировок тех или иных минералов. Вообще же надо иметь в виду, что статистически однородное, хаотическое расположение в пространстве кристаллографических направлений минералов (спайности, оптических осей, удлинения) встречается достаточно редко. Необходимо выяснить, существуют ли (и если да, то какие) преимущественные ориентировки породо- или рудообразующих минералов в пределах нашей структуры (массива, складки, зоны разлома и т.д.) и дать им геологическую (структурную) интерпретацию.

Закономерная ориентировка минералов в горных породах может возникать из-за разных причин: отложения минералов из неподвижной или движущейся среды, закономерностей роста кристаллов минералов и, наконец, в результате деформаций породы под действием тектонических напряжений.

Ориентировка в процессе отложения типична для минералов, имеющих пластинчатую, чешуйчатую, игольчатую или удлиненно-призматическую форму кристаллов минералов. Если они отлагаются из неподвижной среды, то эти минералы располагаются так, что наибольшие плоскости ограничения оказываются параллельны поверхности дна. При отложении из движущейся среды (магматического расплава или водного потока) минералы ориентируются соответственно направлению ее движения. При этом возникают ориентировки минералов магматических или осадочных горных пород по форме их кристаллов.

Ориентировка роста проявляется при кристаллизации некоторого минерала из раствора на стенках трещины или пустоты, а также при перекристаллизации и метасоматическом изменении горных пород. Хорошим примером таких явлений являются преимущественные ориентировки оптических осей кристаллов в гребенчатых кварцевых, серпентинитовых и других жилках, пегматитовых жилах и др.

Тектоническая ориентировка минералов горных пород является результатом их деформаций. При этом происходит дифференциальное движение отдельных зерен по отношению друг к другу, а сами зерна испытывают деформацию по некоторым плоскостям скольжения или двойникования, т.е. по определенным плоскостям кристаллической решетки. Таким образом, кристаллы как бы стремятся приобрести упорядоченную ориентировку, которая оказывается энергетически наиболее выгодной в данных условиях деформации. Такие ориентировки чаще всего выявляются в породах, смятых в складки, а также вблизи зон разломов.

Практически в породах могут быть выявлены преимущественные ориентировки, являющиеся результатом нескольких различных причин. Предположим, некоторые осадочные породы обладали специфической ориентировкой слюды, кварца или других минералов, возникшей при их отложении из водной среды, и подверглись затем деформациям в условиях одностороннего сжатия. В таком случае в породах могут быть выявлены не только ориентировки минералов, отвечающие условиям их перекристаллизации при динамометаморфизме, но и реликты первоначальных ориентировок, соответствовавших условиям осадконакопления.

При анализе движений, приводящих к возникновению в породах преимущественных ориентировок минералов, а также при сопоставлении получаемых данных с элементами макроструктуры (например, складки) в микроструктурном анализе используется прямоугольная система координат. Ее ось а соответствует линии движения, плоскость ас — плоскости деформации, а перпендикуляр к ней считается осью b (рис. 11.1). В микроструктурном анализе принято обозначать всякую плоскость, которая проявляется в структуре или текстуре породы (слоистость, текстуры течения, сланцеватость и др.), как «плоскость S».

Технически микроструктурный анализ сводится к статистическому измерению положения определенных кристаллографических или оптических элементов в большом числе зерен некоторого минерала в ориентированных шлифах. Они изготавливаются из ориентированных образцов, отбираемых в поле. При

III Соотношение осей координат, принятых в микроструктурном анализе (на примере складок)

Рис. III Соотношение осей координат, принятых в микроструктурном анализе (на примере складок):

а — линия движения, ас — плоскость деформации, b — перпендикуляр к плоскости ас

Взятие ориентированного образца (по Л.И. Лукину)

Рис. 11.2. Взятие ориентированного образца (по Л.И. Лукину):

А — нормаль (N) к плоскости, по которой ориентирован образец, направлена вверх, Б — нормаль ориентирована вниз

этом строго фиксируется положение этих образцов в пространстве. Для этого на любую, желательно плоскую, поверхность образца наносится линия ее простирания, а затем штрихом отмечается направление ее падения (рис. 11.2). Все построения выполняются с использованием горного компаса. Замеряются и фиксируются в полевом дневнике или прямо на образце азимут простирания и угол падения выбранной плоскости. Следует также отмечать, лежачий или висячий бок образца представляет эта поверхность.

Затем образец отбивается, подписывается и отправляется на распиливание. Из каждого образца выпиливается несколько пластинок, которые затем послужат заготовками для изготовления шлифов. Во время этих операций важно проследить, чтобы плоскости получаемых в конце концов шлифов можно было ориентировать относительно первоначального образца, а следовательно, и в пространстве на местности.

При распиливании образца плоскость будущей пластинки лучше всего сразу выбирать в зависимости от визуально наблюдаемых в породе особенностей внутреннего строения, например вкрест слоистости, сланцеватости в гнейсах или кристаллических сланцах и т.д. Поскольку точность измерения ориентировок оптических или кристаллографических элементов зависит в известной степени от их ориентировки по отношению к плоскости шлифа, лучше сразу выпиливать пластинки и изготавливать 2—3 шлифа, ориентированных в нескольких взаимно перпендикулярных плоскостях. Плоскости пластинок, обращенные к образцу, после специальной подготовки на шлифовальном станке наклеиваются на предметное стекло. На противоположные плоскости наносятся элементы залегания пластинок в пространстве, которые перед началом шлифовки наклеенного кусочка (его толщина должна быть доведена до 0,03 мм) переносятся на предметное стекло.

Полученные шлифы исследуются на универсальном четырех- или пятиосном столике Федорова. С его помощью наиболее часто определяют ориентировку оптических осей зерен кварца, кальцита, слюд, плоскостей спайности в кальците и слюдах, плоскостей двойникования в кальците. Техника микроструктурного анализа подробно описана в работах А.В. Пэка, X. Ферберна, Н.А. Елисеева, Л.И. Лукина и др.

После того как ориентировки оптических или кристаллографических элементов замерены в достаточно большом количестве (100—200) зерен, результаты измерений наносятся на восковку, наложенную на сетку Шмидта или Вульфа. Получающиеся точечные диаграммы обрабатываются затем путем проведения изолиний, подобно тому как это делается при построении диаграмм трещиноватости. В конечном счете на диаграммах проявляются все существующие в породах преимущественные ориентировки слагающих их минералов. Последние затем должны быть проанализированы, и на основе сопоставления с элементами строения участка, где были отобраны образцы, будет получена структурно-геологическая интерпретация.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Популярные страницы