gtcrustГеодинамика и тектонофизикаGeodynamics & Tectonophysics2078-502XInstitute of the Earth's crust of the Russian Academy of Sciences, Siberian Branch10.5800/GT-2020-11-1-0460gtcrust-982Research ArticleТЕКТОНОФИЗИКАTECTONOPHYSICSТЕКТОНОФИЗИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ ПРОГНОЗА МЕСТ ЛОКАЛИЗАЦИИ ГОРНОГО ХРУСТАЛЯ (НА ПРИМЕРЕ ПРИПОЛЯРНОГО УРАЛА)TECTONOPHYSICAL CRITERIA FOR FORECASTING THE LOCATIONS OF QUARTZ CRYSTAL DEPOSITS (CASE OF SUBPOLAR URAL)СимЛ. А.SimL. A.

ЛИДИЯ АНДРЕЕВНА СИМ докт. геол.-мин. наук, в.н.с.

123242, ГСП-5, Москва Д-242, ул. Большая Грузинская, 10, Россия

LIDIA A. SIM Doctor of Geology and Mineralogy, Lead Researcher

10 Bol’shaya Gruzinskaya St, Moscow D-242 123242, GSP-5, Russia

sim@ifz.ruИнститут физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАНРоссияO.Yu. Schmidt Institute of Physics of the Earth of RASRussian Federation2020190320201113138Copyright © Сим Л.А., 20202020Сим Л.А.Sim L.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gt-crust.ru/jour/article/view/982

Площадная реконструкция тектонических напряжений кинематическим методом [Gushchenko, 1973, 1979] в пределах Приполярно-Уральской хрусталеносной провинции позволила восстановить локальные тектонические напряжения (стресс-состояния – ЛСС) и общие поля напряжений для крупных блоков по методике [Sim, Marinin, 2015]. Общее поле напряжений для блоков, насыщенных месторождениями и проявлениями горного хрусталя, характеризуется видом напряженного состояния, близким к одноосному растяжению, т.е. коэффициент Лоде – Надаи μσ=–1 (Пелингичейский, Омега-Шорский блоки). В этих блоках мощные кварцевые жилы ориентированы перпендикулярно оси растяжения общего поля напряжений. В блоке без горного хрусталя (Западные Саледы) общее поле напряжений характеризуется трехосным напряженным состоянием (–1˂μσ˂+1). ЛСС на месторождениях показывают следующее: в кварцевых жилах без гнезд горного хрусталя вид напряженного состояния μσ=–1, а в стенках гнезд с пьезосырьем восстанавливается особый вид напряженного состояния, названный нами вариацией вида напряженного состояния (ВВНС), т.е. за один тектонический этап вид напряженного состояния изменяется примерно следующим образом: μσ=+1 (40 %), μσ=–1(40 %) и –1˂μσ˂+1 (20 %). Это означает, что для подтока гидротермальных растворов на местах пересечения рудоподводящих и рудоконтролирующих разломов на месторождениях пьезосырья был пульсирующий режим тектонических напряжений, когда обстановка растяжения (μσ=–1) менялась на обстановку сжатия (μσ=+1) при неизменной ориентировке осей сжатия и растяжения. По-видимому, такой режим вызывался попеременной активизацией двух типов вышеназванных разломов. Из 33 обследованных месторождений и проявлений горного хрусталя на 32 была установлена ВВНС, на одном проявлении – обстановка одноосного растяжения, что позволило предложить вариацию вида напряженного состояния как критерий для прогноза мест локализации горного хрусталя.

Spatial reconstruction of tectonic stresses within the Subpolar Ural quartz crystal-containing province was conducted by the kinematic method [Gushchenko, 1973, 1979] based on the main indicators of tectonic stresses on slickensides. Local stress states (LSS) and general stress fields for large blocks were reconstructed by the method described in [Sim, Marinin, 2015]. In the blocks with numerous occurrences of quartz crystal (Pelingichey and Omega-Shor blocks), the general stress fields is characterized by a stress state close to uniaxial tension, i.e. the Lode-Nadai coefficient µ=–1. In these blocks, thick quartz veins are perpendicular to the tension axis of the general stress field. In the block without quartz crystal (West Saled), the general stress field is characterized by a triaxial stress state or pure shear state (–1˂µσ˂+1). The LSS of the quartz crystal deposits show the following: the stress state of µ=–1 is typical of quartz veins without quartz crystal nests, and a special kind of stress state is reconstructed near the nests with piezoelectric material. It is named a variation of the type of stress state (VTSS), which means that within one tectonic stage, the type of stress state changes approximately as follows: µσ=+1 (40 %), µσ=–1 (40 %), and –1˂µσ˂+1. It means that in the piezoelectric mineral deposits, pulsating tectonic stresses provided for a fluid flow of hydrothermal solutions at the intersection of ore-bearing and ore-controling faults when tension (µ=–1) was replaced with compression (µ=+1), while the orientations of compression and tension axes remained unchanged. Apparently, such a regime was caused by alternating activation of the above-mentioned faults. The tectonic stress reconstructions were performed for 33 mineral deposits and occur­rences of quartz crystal. VTSS was determined in 32 deposits; one mineral occurrence is characterized by uniaxial tension. Therefore, we propose using VTSS (variation of the type of stress state) as a criterion for predicting the locations of quartz crystal deposits.

Приполярный Уралтектоническое напряжениевариация вида напряженного состоянияразломкварцевая жилагорный хрустальSubpolar Uraltectonic stressvariation of the type of stress state (VTSS)quartz veinquartz crystalИсследования выполнены при поддержке РФФИ в рамках научного проекта №17-05-01193а и по госзаданию ИФЗ РАНThe studies were supported by the Russian Foundation for Basic Research (Project No. 17–05–01193a) and carried out according to the state task of the Institute of Physics of the Earth of RAS.ReferencesAngelier J., 1994. Fault slip analysis and paleostress reconstruction. In: P.L. Hancock (Ed.), Continental deformation. Pergamon Press, Oxford, p. 53–100.Angelier J., 1994. Fault slip analysis and paleostress reconstruction. In: P.L. Hancock (Ed.), Continental deformation. Pergamon Press, Oxford, p. 53–100.Bott M.H.P., 1959. The mechanics of obique slip faulting. Geological Magazine 96 (2), 109–117. https://doi.org/10.1017/S0016756800059987.Bott M.H.P., 1959. The mechanics of obique slip faulting. Geological Magazine 96 (2), 109–117. https://doi.org/10.1017/S0016756800059987.Буканов В.В., Бурлаков Е.В., Козлов А.В., Пожидаев Н.А. Приполярный Урал: минералы хрусталеносных жил // Минералогический альманах. 2012. Т. 17. Вып. 2. С. 26–31.Bukanov V.V., Burlakov E.V., Kozlov A.V., Pozhidaev N.A., 2012. Subpolar Urals: minerals of quartz crystal-bearing veins. Russian Mineralogical Almanac 17 (2), 26–31 (in Russian).Герасимов Н.Н., Кривошеин А.А. Добыча кварца на месторождении Желанное // Горный журнал. 2013. № 9. С. 71–72.Gerasimov N.N., Krivoshein A.A., 2013. Quartz mining at the Zhelannoe deposit. Russian Mining Journal (9), 71–72 (in Russian).Гущенко О.И. Анализ ориентировок сколовых тектонических смещений и их тектонических смещений и их тектонофизическая интерпретация при реконструкции палеонапряжений // Доклады АН СССР. 1973. Т. 210. № 2. С. 331–334.Gushchenko O.I., 1973. Analysis of the orientations of the slip on the fault plane and their tectonophysical interpretation during the reconstruction of palaeostresses. Doklady AN SSSR 210 (2), 331–334 (in Russian).Гущенко О.И. Метод кинематического анализа структур разрушения при реконструкции полей тектонических напряжений // Поля напряжений и деформаций в литосфере / Ред. А.С. Григорьев, Д.Н. Осокина. М.: Наука, 1979. С. 7–25.Gushchenko O.I., 1979. The method of kinematic analysis of destruction structures in reconstruction of tectonic stress fields. In: A.S. Grigoriev, D.N. Osokina (Eds), Fields of stress and strain in the lithosphere. Nauka, Moscow, p. 7–25 (in Russian).Карякин А.Е., Смирнова В.А. Структуры хрусталеносных полей. М.: Недра, 1967. 240 с.Karyakin A.E., Smirnova V.A., 1967. Structures of Quartz Crystal-Bearing Fields. Nedra, Moscow. 240 p. (in Russian).Lacombe O., 2012. Do fault slip data inversions actually yield “paleostresses” that can be compared with contemporary stresses? A critical discussion. Comptes Rendus Geoscience 344 (3–4), 159–173. https://doi.org/10.1016/j.crte.2012.01.006.Lacombe O., 2012. Do fault slip data inversions actually yield “paleostresses” that can be compared with contemporary stresses? A critical discussion. Comptes Rendus Geoscience 344 (3–4), 159–173. https://doi.org/10.1016/j.crte.2012.01.006.Осокина Д.Н. Об иерархических свойствах тектонического поля напряжений и деформаций в земной коре // Поля напряжений и деформаций в земной коре / Ред. А.С. Григорьев, Д.Н. Осокина. М.: Наука, 1987. С. 136–151.Osokina D.N., 1987. On the hierarchical properties of the tectonic field of stresses and deformations in the Earth’s crust. In: A.S. Grigoriev, D.N. Osokina (Eds), Fields of stresses and deformations in the Earth’s crust. Nauka, Moscow, p. 136–151 (in Russian).Sim L.A., 2012. Some methodological aspects of tectonic stress reconstruction based on geological indicators. Comptes Rendus Geoscience 344 (3–4), 174–180. https://doi.org/10.1016/j.crte.2011.11.003.Sim L.A., 2012. Some methodological aspects of tectonic stress reconstruction based on geological indicators. Comptes Rendus Geoscience 344 (3–4), 174–180. https://doi.org/10.1016/j.crte.2011.11.003.Сим Л.А., Маринин А.В. Методы полевой тектонофизики по определению палеонапряжений // Современная тектонофизика. Методы и результаты: Материалы четвертой молодежной тектонофизической школы-семинара. М.: ИФЗ РАН, 2015. Т. 2. С. 47–76].Sim L.A., Marinin A.V., 2015. Methods of field tectonophysics for identification of paleostresses. In: Modern tectonophysics. Methods and results. Materials of the Fourth Youth Tectonophysical Workshop. IPE RAS, Moscow. V. 2. P. 47–76 (in Russian).Сим Л.А., Юрченко О.С., Сироткина О.Н. Тектонические напряжения северных частей Урала // Геофизический журнал. 2005. Т. 27. № 1. С. 110–120.Sim L.A., Yurchenko O.S., Sirotkina O.N., 2005. Tectonic stresses in the northern Urals. Geophysical Journal 27 (1), 110–120 (in Russian).Stephens T.L., Walker R.J., Healy D., Bubeck A., England R.W., 2018. Mechanical models to estimate the paleostress state from igneous intrusions. Solid Earth 9 (4), 847–858. https://doi.org/10.5194/se-9-847-2018.Stephens T.L., Walker R.J., Healy D., Bubeck A., England R.W., 2018. Mechanical models to estimate the paleostress state from igneous intrusions. Solid Earth 9 (4), 847–858. https://doi.org/10.5194/se-9-847-2018.Yamaji A., Sato K., 2011. Clustering of fracture orientations using a mixed Bing ham distribution and its application to paleostress analysis from dike or vein orientations. Journal of Structural Geology 33 (7), 1148–1157. https://doi.org/10.1016/j.jsg.2011.05.006.Yamaji A., Sato K., 2011. Clustering of fracture orientations using a mixed Bing ham distribution and its application to paleostress analysis from dike or vein orientations. Journal of Structural Geology 33 (7), 1148–1157. https://doi.org/10.1016/j.jsg.2011.05.006.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.