nznistuНауки о Земле и недропользованиеEarth sciences and subsoil use2686-99932686-7931Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Irkutsk National Research Technical University"10.21285/2541-9455-2018-41-3-35-49nznistu-26Research ArticleГеология, поиски и разведка месторождений полезных ископаемыхGeology, Prospecting and Exploration of Mineral DepositsПРИМЕНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ АНАЛИЗА ТРЕЩИНОВАТОСТИ ДЛЯ РЕКОНСТРУКЦИИ ПОЛЕЙ ТЕКТОНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ (НА ПРИМЕРЕ ИНТРУЗИВНОГО МАССИВА ТАЖЕРАН В ПРИБАЙКАЛЬЕ)USE OF DIFFERENT FRACTURE ANALYSIS METHODS FOR TECTONIC STRESS FIELDS RECONSTRUCTION (ON EXAMPLE OF THE TAZHERAN INTRUSIVE MASSIF IN PRIBAIKALIE)БурзуноваЮ. П.BurzunovaY.

кандидат геолого-минералогических наук, ведущий инженер лаборатории тектонофизики

664033, Российская Федерация, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 128

Candidate of Geological and Mineralogical sciences, Leading Engineer of the Laboratory of Tectonophysics

128 Lermontov St., Irkutsk 664033, Russian Federation

burzunova@crust.irk.ruИнститут земной коры СО РАНРоссияInstitute of the Earth’s Crust SB RASRussian Federation2018080920204133549Copyright © Бурзунова Ю.П., 20202020Бурзунова Ю.П.Burzunova Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nznj.ru/jour/article/view/26

Цель. Провести комплексный анализ трещиноватости и сравнить результаты двух принципиально различных методов реконструкции полей тектонических напряжений на основе геолого-структурных данных участка Тажеран в Прибайкалье. Методы. В работе применен новый подход к парагенетическому анализу статистических замеров «немой» трещиноватости, позволяющий восстановить напряженное состояние локального объема горных пород и установить его принадлежность к зоне разлома определенного морфогенетического типа и ориентировки. Вторым способом реконструкции полей напряжений являлся кинематический метод на основе анализа векторов смещений по разрывам. Результаты. Проведен анализ 22 массовых замеров элементов залегания трещин (по 100 шт.) и 158 замеров штрихов скольжения в 16 пунктах наблюдения. Получено 70 решений парагенетического метода и 26 решений кинематического метода о полях напряжений локального ранга. Трещинные парагенезисы формировались в полях сжатия, сдвига и растяжения примерно в равном количестве, следы смещений больше проявлены в сдвиговых полях. Сравнение итогов по каждому пункту наблюдений показало, что большая часть решений кинематического метода (22 из 26) имеет аналогичное по типу и ориентировке решение парагенетического метода о поле напряжений первого или второго порядка. Выводы. Результаты реконструкции локальных полей напряжений двумя методами сопоставимы и в целом дополняют и частично подтверждают друг друга. Восстановленные разными методами идентичные поля напряжений предположительно относятся к одному этапу. Остальные - преимущественно парагенетические - решения свидетельствуют о полях напряжений на ранних стадиях развития мелких разломных зон в пределах участка. Рекомендуется комплексное применение парагенетического и кинематического методов.

The Purpose of the paper is to carry out a complex analysis of fracturing and compare the results of two fundamentally different reconstruction methods of tectonic stress fields on the basis of geological and structural data of the Tazheran site in Pribaikalie. Methods. The study employs a new approach to the paragenetic analysis of statistical measurements of «mute» fracturing, which allows to restore the stressed state of a local rock volume and determine its belonging to the fault zone of a certain morphogenetic type and orientation. The second reconstruction method of stress fields is a kinematic method based on the analysis of fracture displacement vectors. Results. The analysis of 22 mass measurements of fracture attitude (100 joints each) and 158 measurements of slickensides at 16 observation points has been carried out. We have obtained 70 solutions of the paragenetic method and 26 solutions of the kinematic method on local stress fields. Fracture parageneses were formed in the fields of compression, shear and strike-slip in approximately equal amounts. The traces of displacements are more developed in strike-slip fields. A comparison of results for each observation point has showed that most of kinematic solutions (21 of 26) have a paragenetic solution similar in type and orientation for the stress field of the first or second order. Conclusions. The reconstruction results of local stress fields by two methods are comparable and in general complement and partially confirm each other. The identical stress fields restored by different methods are presumably referred to one stage. The other mainly paragenetic solutions indicate stress fields in the early development stages of small fault zones within the site. A complex use of paragenetic and kinematic methods is recommended.

реконструкция поля напряженийразрывыразломная зонатрещинная сетьразрывной парагенезисзеркало скольженияштрихи скольженияreconstruction of a stress fieldfracturesfault zonejoint systemfracture paragenesisslickensideslickenlinesReferencesШерман С. И., Днепровский Ю.И. Поля напряжений земной коры и геолого-структурные методы их изучения. Новосибирск: Наука, 1989. 158 с.Sherman S. I., Dneprovskii Yu.I. Polya napryazhenii zemnoi kory i geologostrukturnye metody ikh izucheniya [Earth crust stress fields and the geologicalstructural methods of their study]. Novosibirsk: Nauka Publ., 1989, 158 p. (In Russian).Ребецкий Ю.Л., Сим Л.А., Маринин А.В. От зеркал скольжения к тектоническим напряжениям. Методы и алгоритмы. М.: ГЕОС, 2017. 234 с.Rebetskii Yu.L., Sim L.A., Marinin A.V. Ot zerkal skol'zheniya k tektonicheskim napryazheniyam. Metody i algoritmy [From slickenside to tectonic stresses. Methods and algorithms]. Moscow: GEOS Publ., 2017, 234 p. (In Russian).Расцветаев Л.М. Парагенетический метод структурного анализа дизъюнктивных тектонических нарушений // Проблемы структурной геологии и физики тектонических процессов. Ч. 2. М.: Изд-во ГИН АН СССР, 1987. С. 173-235.Rastsvetaev L.M. Parageneticheskii metod strukturnogo analiza diz"yunktivnykh tektonicheskikh narushenii [Paragenetic method of structural analysis of disjunctive tectonic disturbances]. Problemy strukturnoi geologii i fiziki tektonicheskikh protsessov [Problems of structural geology and physics of tectonic processes]. Part 2. Moscow: Geological Institute of the Academy of Sciences of the USSR Publ., 1987, pp. 173–235. (In Russian).Гинтов О.Б. Полевая тектонофизика и ее применение при изучении деформаций земной коры Украины. Киев: Феникс, 2005. 572 с.Gintov O.B. Polevaya tektonofizika i ee primenenie pri izuchenii deformatsii zemnoi kory Ukrainy [Field tectonophysics and its application to study Earth’s crust deformations in Ukraine]. Kiev: Feniks Publ., 2005, 572 p. (In Russian).Lunina O.V., Gladkov A.S., Novikov I.S., Agatova A.R., Vysotskii E.M., Emanov A.A. Geometry of the fault zone of the 2003 Ms=7.5 Chuya earthquake and associated stress fields, Gorny Altai // Tectonophysics. 2008. № 453. P. 276-294.Lunina O.V., Gladkov A.S., Novikov I.S., Agatova A.R., Vysotskii E.M., Emanov A.A.. Geometry of the fault zone of the 2003 Ms=7.5 Chuya earthquake and associated stress fields, Gorny Altai. Tectonophysics, 2008, no. 453, pp. 276–294.Семинский К.Ж. Спецкартирование разломных зон земной коры. Статья 1: Теоретические основы и принципы // Геодинамика и тектонофизика. 2014. Т. 5. № 2. С. 445-467. https://doi.org/10.5800/GT-2014-5-2-0136.Seminskii K.Zh. Specialized mapping of crustal fault zones. Part 1: Basic theoretical concepts and principles. Geodinamika i tektonofizika [Geodynamics & Tectonophysics], 2014, vol. 5, no. 2, pp. 445–467. https://doi.org/10.5800/GT-2014-5-2-0136. (In Russian).Семинский К.Ж. Спецкартирование разломных зон земной коры. Статья 2: Основные этапы и перспективы // Геодинамика и тектонофизика. 2015. Т. 6. № 1. С. 1-43.Seminskii K.Zh. Specialized mapping of crustal fault zones. Part 2: Main stages and prospects. Geodinamika i tektonofizika [Geodynamics & Tectonophysics], 2015, vol. 6, no. 1, pp. 1–43. https://doi.org/10.5800/GT-2015-6-1-0170. (In Russian).Delvaux D. The TENSOR program for paleostress reconstruction: examples from the east African and the Baikal rift zones // Terra Nova. 1993. Vol. 5. P. 216.Delvaux D. The TENSOR program for paleostress reconstruction: examples from the east African and the Baikal rift zones. Terra Nova, 1993, vol. 5, p. 216.Delvaux D., Sperner B. Stress tensor inversion from fault kinematic indicators and focal mechanism data: the TENSOR program. In.: New Insights into Structural Interpretation and Modelling / ed. D. Nieuwland // Geological Society London Special Publications. 2003. Vol. 212. P. 75-100.Delvaux D., Sperner B. Stress tensor inversion from fault kinematic indicators and focal mechanism data: the TENSOR program. In: New Insights into Structural Interpretation and Modelling / ed. D. Nieuwland. Geological Society London Special Publications, 2003, vol. 212, pр. 75–100.Angelier J. From orientation to magnitudes in paleostress determinations using fault slip data // Journal of Structural Geology. 1989. Vol. 11. P. 37-50.Angelier J. From orientation to magnitudes in paleostress determinations using fault slip data. Journal of Structural Geology, 1989, vol. 11, pp. 37–50.Бурзунова Ю.П. Разломные зоны Тажеранского массива сиенитов (Западное Прибайкалье) по результатам структурно-парагенетического анализа трещиноватости // Известия Сибирского отделения секции наук о Земле Российской академии естественных наук. Геология, поиски и разведка рудных месторождений. 2015. № 1 (50). С. 58-67.Burzunova Yu.P. Tazheran syenite massif fault zones (West Pribaikalie) by the results of structural paragenetic analysis of meso-fracturing. Izvestiya Sibirskogo otdeleniya sektsii nauk o Zemle Rossiiskoi akademii estestvennykh nauk. Geologiya, poiski i razvedka rudnykh mestorozhdenii [Proceedings of the Siberian Department of the Section of Earth Sciences, Russian Academy of Natural Sciences. Geology, Prospecting and Exploration of Ore Deposits], 2015, no. 1 (50), рр. 58–67. (In Russian).Федоровский В.С., Скляров Е.В., Мазукабзов А.М., Котов А.Б., Лавренчук А.В., Старикова А.Е. Геологическая карта массива Тажеран. Масштаб 1:10000. М: Группа компаний А1 TIS, 2009.Fedorovskii V.S., Sklyarov E.V., Mazukabzov A.M., Kotov A.B., Lavrenchuk A.V., Starikova A.E. Geologicheskaya karta massiva Tazheran [Geological map of the Tazheran massif]. Scale 1:10000. Moscow: Gruppa kompanii A1 TIS Publ., 2009. (In Russian).Бурзунова Ю.П. Трещины горных пород вблизи разломов: особенности применения структурно-парагене-тического анализа // Геодинамика и тектонофизика. 2017. Т. 8. № 3. С. 673-693.Burzunova Yu.P. Rock fractures near faults: specific features of structural‐paragenetic analysis. Geodinamika i tektonofizika [Geodynamics & Tectonophysics], 2017, vol. 8, no. 3, pp. 673–693. https://doi.org/10.5800/GT-2017-8-3-0312. (In Russian).Levi K.G., Miroshnitchenko A.I., San'kov V.A., Babushkin S.M., Larkin G.V., Badardinov A.A., Wong H.K., Colman S., Delvaux D. Active faults of the Baikall depression // Bulletin du Centre de recherches Elf Exploration Production. 1997. № 21 (2). P. 399-434.Levi K.G., Miroshnitchenko A.I., San'kov V.A., Babushkin S.M., Larkin G.V., Badardinov A.A., Wong H.K., Colman S., Delvaux D. Active faults of the Baikal depression. Bulletin du Centre de recherches Elf Exploration Production, 1997, no. 21 (2), pp. 399–434.Гущенко О.И. Анализ ориентировок сколовых тектонических смещений и их тектонофизическая интерпретация при реконструкции палеонапряжений // Доклады Академии наук СССР. 1973. Т. 210. № 2. С. 331-334.Gushchenko O.I. Analysis of the orientations of the shear tectonic displacements and their tectonophysical interpretation under paleostress reconstruction. Doklady Akademii nauk SSSR [Proceedings of the USSR Academy of Sciences], 1973, vol. 210, no. 2, pp. 331–334. (In Russian).Гущенко О.И. Метод кинематического анализа структур разрушения при реконструкции полей тектонических напряжений // Поля напряжений и деформаций в литосфере. М.: Наука, 1979. С. 7-25.Gushchenko O.I. Metod kinematicheskogo analiza struktur razrusheniya pri rekonstruktsii polei tektonicheskikh napryazhenii [Method of kinematic analysis of fracture structures under tectonic stress fields reconstruction]. Polya napryazhenii i deformatsii v litosfere [Fields of stresses and deformations in lithosphere]. Moscow: Nauka Publ., 1979, pp. 7–25. (In Russian).Delvaux D., Moyes R., Stapel G., Petit C., Levi K., Miroshnitchenko А., Ruzhich V., San'kov V. Paleostress reconstruction and geodynamics of the Baikal region, Central Asia. Pt. II: Cenozoic rifting // Tectonophysics. 1997. Vol. 282. P. 1-38.Delvaux D., Moyes R., Stapel G., Petit C., Levi K., Miroshnitchenko А., Ruzhich V., San'kov V. Paleostress reconstruction and geodynamics of the Baikal region, Central Asia. Pt. II: Cenozoic rifting. Tectonophysics, 1997, vol. 282, pp. 1–38.Семинский К.Ж. Внутренняя структура континентальных разломных зон. Тектонофизический аспект. Новосибирск: Гео, 2003. 243 с.Seminskii K.Zh. Vnutrennyaya struktura kontinental'nykh razlomnykh zon. Tektonofizicheskii aspect [Internal structure of continental fault zones. Tectonophysical aspect]. Novosibirsk: Geo Publ., 2003, 243 p. (In Russian).Hancock P.L. Brittle microtectonics: Principles and practice // Journal of Structural Geology. 1985. Vol. 7. № 3/4. P. 437-457.Hancock P.L. Brittle microtectonics: Principles and practice. Journal of Structural Geology, 1985, vol. 7, no. 3/4, pp. 437–457.

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