Структурный анализ комплексов метаморфических пород включает следующие элементы исследований:

1 - выявление структурных форм мега-, макро-, мезо- и микромасштаба;

2 - определение разновозрастности и последовательности развития структурных форм;

3 – построение структурной шкалы;

4 – определение последовательности эндогенных процессов;

5 - построение шкалы последовательности эндогенных процессов;

6 - выделение тектоно-метаморфических циклов;

7 - выделение разновозрастных СВК (структурно-вещественных комплексов);

8 - корреляция и выявление структур с моно и полициклическим развитием.

Выявление структурных форм микро-, макро-, мезо- и мега масштаба

● Микромасштабные линейные и складчатые структурные формы выявляются и анализируются при изучении ориентированных шлифов метаморфических пород в рамках микроструктурного анализа.

● Макромасштабные структурные формы – это малые структурные формы, которые выявляются в пределах обнажения. Они подразделяются на три класса:

I. Плоскостные структурные формы:

1 – полосчатость (первичная, метаморфическая, ложная, косая, мигматитовая);

2 – сланцеватость;

3 – кливаж.

II. Линейные структурные формы:

1 – минеральная и агрегатная линейность;

2 – борозды и штрихи;

3 – линии пересечения плоскостей;

4 – карандашная отдельность;

5 – будинаж-структуры;

6 – кинк-банды (кинк-зоны) и т.д.;

III. Складчатые структурные формы:

1 – птигматиты;

2 – мелкие складки (антиформы и синформы);

3 – дополнительные складки послойного течения (складки течения и волочения);

4 – секущие структуры перераспределения (течения) материала (кливаж секущий, сланцеватость, кренуляционный кливаж, мелкие сдвиговые складки и т.д.);

● Мезомасштабные структурные формы – это структурные формы, которые возможно выявить в масштабе небольших участков. К ним относятся:

1 – антиформы и синформы, нейтральные складки, разновозрастные складки;

2 – разновозрастная линейность и сланцеватость;

3 – разрывные нарушения;

4 – структурная неоднородность и структурные участки.

● Мегамасштабные структурные формы – это структурные формы, отражающиеся в масштабе геологической карты. К ним относятся:

1 – крупные складки: антиформы и синформы, нейтральные складки, блок синклинории и блок антиклинории;

2 – наложенные складчатые структуры;

3 – купола;

4 – тектонические покровы;

5 – разломы и связанные с ними трещиноватость, кливажирование, катаклаз, милонитизация, метаморфическая перекристаллизация и складчатые деформации.

При геологическом картировании крупных складчатых структур необходимо учитывать индикаторы, по которым можно определять положение замков складок:

● несовпадение сланцеватости или кливажа со слоистостью или полосчатостью;

● выдержанная по направлению линейная текстура, ориентированная под углом к простиранию плоскостных элементов;

● изменение рисунка складок послойного течения на обратный;

● устойчивая по простиранию ориентировка плоскостных элементов, отвечающая в разрезе прямому или перевёрнутому вееру; и др.

Определение разновозрастности и последовательности развития

структурных форм и структурных элементов.

При картировании метаморфических образований необходимо соблюдать рад принципов, определяющих разновозрастность и последовательность развития структурных форм:

1. Принцип соответствия структурных форм полям напряжений: структурные парагенезисы, например, кливаж и осевые поверхности складок; одинаковые ориентировки замков складок, b-линейности, линий пересечения кливажа с напластованием и др.; одинаковое простирание осевых поверхностей (ОП) складок.

2. Принцип наложенной деформации («замок в замке», интерференция складок и др.).

3. Принцип последовательного усложнения структуры – прослеживание в пространстве постепенных переходов от простой структуры к сложной и рассмотрение этого усложнения в качестве закономерности развития структуры во времени (нарастание степени рассланцевания, кливажирования, будинирования и т.д.).

4. Принцип прогрессивной деформации (кливаж → метаморфическая перекристаллизация → послойное течение; брахиформные складки → собственно линейные складки → те же линейные складки, осложнённые вторичной ундуляцией).

5. Принцип контроля разновозрастности и последовательности развития структурных форм независимыми методами. Например, выяснение соотношений с одновозрастными интрузивными телами или при сопоставлении с историей метаморфических, ультраметаморфических и метасоматических преобразований, геохронологическими методами.

Построение структурно-возрастной шкалы.

Структурная шкала должна отражать общие закономерности структурного развития участка, района или региона, т.е. всю последовательность проявлений складчатых и разрывных деформаций (от ранних → к поздним), выраженных структурными парагенезисами (складками, сланцеватостью, линейностью, кливажём и разрывами). Работа над построением структурно-возрастной шкалы начинается с рекогносцировочного маршрута и описания первого обнажения, и завершается построением геологической карты. Сначала определяется последовательность деформаций на отдельных обнажениях, затем эти шкалы коррелируются и составляются обобщённые шкалы для фрагментов или участков района, а затем и для всего района. Корреляция шкал возможна, если на каждом из участков есть маркирующие структуры, породы или границы.

Дополнительный материал об истории тектонических деформаций может дать геометрический (стереогеометрический) микро- и макроструктурный анализ, который хотя и трудоёмок, но необходим для выявления тех этапов, которые не читаются непосредственно на геологической карте. Методы этого анализа подробно изложены в соответствующих руководствах (Елисеев, 1953; Казаков, 1976; Родыгин, 1992, 1996; и др.).

Определение последовательности эндогенных процессов.

В полиметаморфических и полискладчатых комплексах обычно проявлены многочисленные складчатые и разрывные деформации, метаморфизм, ультраметаморфизм и магматизм. Их последовательность устанавливается поэтапно: сначала на отдельных обнажениях, затем посредством корреляции и прослеживания реперных границ, пород или процессов - на участках и далее – в пределах района, региона и т.д.

В первую очередь необходимо выявлять соотношение процессов складчатости, метаморфизма, мигматизации (рис. 6.29) и внедрения интрузивных тел (рис. 6.30) на отдельных обнажениях и участках и коррелировать их как между собой, так и со структурными элементами, проявленными в районе. Например, жилы гранита (γ₂) секут складки F₁ и лейкосому (γ₁) мигматитов, а на другом обнажении они (γ₂) сминаются в складку F₂ и секутся дайкой долеритов (β₁).

Рис. 6.29. Доскладчатое (а) и синскладчатое (б, в, г) развитие лейкосомы (чёрное) мигматитов.

Рис. 6.30 Дайка, пересекающая складку. а – вид до деформации, б – вид после наложенной деформации

Последовательность проявления и относительный возраст складчатых деформаций определяется не только по соотношению их с разновозрастными интрузивными образованиями, но и по характеру изменений положения осевых поверхностей, шарниров, линейности и т.д. (см. рис.3. в 3-ей главе.).

Построение шкалы относительной последовательности эндогенных процессов.

В шкале последовательности эндогенных процессов должны быть отражены в относительной возрастной последовательности (от ранних → к поздним) все хрупкие и пластические деформации, этапы метаморфизма и мигматизации, а также определено относительное положение всех интрузивных образований. Эта шкала должна отражать последовательность всех эндогенных процессов, которые проявились на всей изучаемой площади не зависимо от их распространённости (исходя из неоднородности и не повсеместности проявления каждого из этапов или фаз складчатых и разрывных деформаций, а также метаморфизма и ультраметаморфизма). Завершающим этапом в построении шкалы является определение абсолютного возраста процессов метаморфизма, мигматизации и интрузивных тел изотопными радиологическими методами – K-Ar, Rb-Sr, U-Pb, Sm-Nd и др. В качестве примера приведена шкала по Ёнскому району С-З Беломорья (табл. 4).