Рис. 9. Неполное соответствие поверхностной структурной картины и поля сдвиговых деформаций распределению накопленных сдвиговых деформаций по поперечному вертикальному сечению модели (А--А'). Изолинии оцифрованы в относительных единицах; t -- время от начала опыта
Неравномерность и колебательный характер квазипластических деформаций объясняются смещениями по сети взаимодействующих разрывов. Взаимодействие сети локальных разрывов, составляющих области активного динамического влияния крупных разломов, можно считать одним из основных механизмов, вызывающих неравномерность и периодичность тектонических деформаций, контролирующих флюидную проводимость, а также сейсмических процессов, которые также могут являться факторами контроля проводимости [14].
Особый интерес представляет проницаемость на самых нижних горизонтах литосферы, где сколько-нибудь длительное время открытые трещины существовать не могут. Здесь полностью процесс движения флюидов обеспечивается второй формой проницаемости -- проницаемости по зонам концентрации касательных напряжений. Объем флюидов и скорость их движения определяются главным образом величиной напряжений, объемом зоны их концентрации и величиной вязкости флюида.
Заключение
В статье рассмотрены стационарная и нестационарная модели развития зон крупных разломов, построенные на основе данных об эволюции пусть сложно организованных, но генетически и кинематически единых тектонических структур. В реальных условиях чаще всего структурные обстановки значительно сложнее, поскольку имеется, как правило, несколько взаимодействующих активизированных структурных элементов различного генезиса, возраста и масштабного ранга. В единой зоне движение потока с разной скоростью вызывает различное давление на стенки, из-за чего в инфраструктуре области разлома создаются участки с дополнительным сжатием или растяжением, что в свою очередь влияет на массоперенос. Создается дополнительная латеральная миграция флюидов.
Нет необходимости приводить серию примеров, когда крупные длительно живущие глубинные разломы контролируют группы эндогенных, в том числе гидротермальных месторождений, отличающихся друг от друга либо характером минерализации, либо временем ее отложения, либо тем и другим. Причин, объясняющих сочетание во времени и пространстве факторов рудоотложения, как известно, много. Среди них изменение формы проницаемости и, следовательно, ее физической сути в процессе развития крупных разломов и состояния вещества в их «корневых» частях, одно из основных, позволяющее снять с обсуждения ряд других, часто дискуссионных не принципиально важных критериев.
Выводы
1. Флюидную проницаемость разломов определяет их структура, стадия развития и напряженное состояние в областях их динамического влияния.
2. В вертикальном разрезе разлома флюидная проницаемость изменяется (снизу вверх) от рассредоточенной в зонах концентрации сколовых напряжений и перехода их вверх по разрезу в кливажную трещиноватость до сосредоточенной, характерной для верхних горизонтов разломов зрелой стадии развития. Для инициальных стадий развития разломов сосредоточенная стадия проницаемости не характерна. Глубина перехода одной формы флюидной проницаемости другой в пределах коры зависит от напряженного состояния и морфологогенетического типа разломов. На более глубоких уровнях она, как правило носит рассредоточенный характер.
3. Скорость движения флюидов в зонах разломов носит неравномерный во времени и пространстве характер. Из-за колебательного характера поля деформаций и напряжений изменяется скорость движения флюидов в прикорневых частях разломов, из-за сложного строения деструктивных полей и изменения плотности трещин, а также появления магистральных швов меняется скорость движения флюидов в приповерхностных частях областей динамического влияния разломов. Это приводит к наличию сосредоточенной или рассеянной флюидной проницаемости, к формированию временных застойных зон. Неравномерный в пространстве и во времени характер массопереноса в зонах разломов, связанный со спецификой развития разломов, объясняет многие геологические факты различной по простиранию и по падению, т.е. в пространстве, и дискретной во времени рудоконтролирующей роли разломов. Не всегда для объяснения дискретности и неравномерности явлений необходимо привлекать так называемые геологические особенности и детали.
Литература
1. Баренблатт Г. И., Ентов В. М., Рыжик В. М. Движение жидкостей и газов в природных пластах. М.: Недра, 1984. 208 с.
2. Буддо В. Ю., Бабичев А. А. Методика эксперимента по изучению поля сдвиговых деформаций в объеме упруговязкопластичной модели/ФТПРПИ. 1990. № 1. С. 38-44.
3. Гидрогеологическое прогнозирование/Под ред. М. Г. Андерсона и Т. П. Берта. М.: Мир, 1988. 345 с.
4. Казанский В. И. Рудоносные тектонические структуры активизированных областей. М.: Недра, 1972. 230 с.
5. Лобацкая Р. М. Структурная зональность разломов. М.: Недра, 1987. 128 с.
6. Разломообразование в литосфере. Зоны сдвига. Новосибирск: Наука, 1991.
7. Розанов Ю. А. Деформация карбонатных пород при высоких давлениях и повышенной температуре // Исследования физико-механических свойств горных пород. М.: Изд-во АН СССР, 1961. Вып. 43. С. 120-123.
8. Файф У., Прайс Н., Томпсон А. Флюиды в земной коре. М.: Мир, 1981. 436 с.
9. Шерман С. И. Тектонофизическая модель и магматическая проницаемость глубинных разломов земной коры // Глубинное строение, магматизм и металлогения Тихоокеанских вулканических поясов. Владивосток: ДГИ, 1976. С. 257--268.
10. Шерман С. И. Физические закономерности развития разломов земной коры. Новосибирск: Наука, 1977. 102 с.
11. Шерман С. И., Борняков С. А., Буддо В. Ю. Области динамического влияния разломов (результаты моделирования). Новосибирск: Наука, 1983. 112 с.
12. McCaig А. М. Fluid flow through fault zones//Nature. 1989. V. 340. № 6235. P. 600-601.
13. Shamir G., Zoback M. D., Barton C. In situ stress orientation near the San Andreas fault: preliminary results to 2,1 km depth from the Cajon Pass scientific drillhole// Geophys. Res. Lett. 1988. V. 15. № 9. P. 989-992.
14. Sibson R. H. Earthquake rupturing as a mineralizing agent in hydrothermal systems//Geology. 1987. V. 15. № 8. P. 701-704.