СПЕЦКАРТИРОВАНИЕ РАЗЛОМНЫХ ЗОН ЗЕМНОЙ КОРЫ. СТАТЬЯ 2: ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ

The article is to complete the description of the special mapping method which theoretical basis and principles were published in [Seminsky, 2014]. With reference to data on the Ulirba site located in Priolkhonie (Western Pribaikalie), the content of special mapping is reviewed in detail. The method is based on paragenetical analysis of abundant jointing which specific feature is the lack of any visible displacement indicators. There are three stages in the special mapping method (Fig. 3) as follows:Stage I: Preparation and analysis of previously published data on the regional fault structure (Fig. 1, А–Г), establishment of a networks of stations to conduct structural geological monitoring and mass measurements of joints, re­cord of rock data (Fig. 2, А), general state of the fault network (Fig. 1, Д–З), fracture density (Fig. 2, Б) and, if any, structures of the above-jointing level (Fig. 1, Е, З; Fig. 2, А).Stage II is aimed at processing of field data and includes activities in four groups (II.1–II.4) as follows: Group II.1: construction of circle diagrams, specification of characteristics of joint systems and their typical scatters (Fig. 4, А), identification of simple (generally tipple) paragenesises, and determination of dynamic settings of their formation (translocal rank) (Table 1), evaluation of densities and complexity of the joint networks, analysis of their spacial patterns within the site under mapping, and identification of the most intensively destructed zones in the rock massif (Fig. 2, Б–В). Group II.2: comparison of jointing diagrams with reference ones showing joint poles (Fig. 4, Б–В; Е–З; Л–Н), and, in case of their satisfactory correlation, making a conclusion of potential formation of a specific joint pattern in the local zone of strike-slip, normal faulting or reverse faulting (Fig. 4, Г–Д, И–К, О–П; Fig. 5; Fig. 7, Б), and determination of relative age relationships between such zones on the basis analysis of the scatter of joint systems, shearing angles and other relevant information. Group II.3: construction of a circle diagram for the specified mapping site with local fault poles (Fig. 8, Б), identification of conjugated systems and dynamic settings of their formation (Fig. 2), plotting the information onto the schematic map of the location under study, and marking the transregional fault zones (Fig. 7, В–К) with observation sites showing similar settings and paragenesises of local faults. Group II.4: comparison between diagrams of fault poles of local ranks with reference patterns selected according to the availability of conjugated pairs of fractures (Fig. 9, Б–Г); based on the above comparison, decision making on potential formation of a paragenesis of local faults in the strike-slip, normal and reserve/thrust fault zones (Fig. 9, Д–Ж), and delineation of boundaries of such zones in the schematic map by connecting the observation sites with similar solutions (Fig. 7, Л–Н).Stage III is aimed at interpreting and includes comprehensive analyses of mapping results and priori information, construction of a final scheme of the fault zones showing their subordination by ranks (Fig. 7, О) and schemes of fault zones for various structure formation stages, showing types of faults and specific features of their internal patterns, i.e. definition of the peripheral sub-zone, sub-zones of fractures of the 2nd order and, if established, the sub-zone of the major fault (Fig. 7, Л–Н).Prospects of the special mapping method can be highlighted upon its comparison with the conventional structural methods applied in studies of faults. On the one side, the method requires time-consuming mass mea­surements and special processing of 'dumb' joints; on the other side, it provides for analyses of abundant jointing data, ensures a high level of detail in mapping of patterns of fault zones, reveals rank subordination of faults and helps to determine other specific features of fractures and faults. Hence, a conventional study of sites with evident tectonics can be based on traditional structural methods, while the special mapping method is recommendable as an additional means of analyses providing information on specific elements of the fault patterns, including establishment of the internal zoning of faults, hierarchy of dynamic settings of faulting etc. In cases when direct observation of faults is limited as the study area is poorly outcropped, or in case of specialized studies such as drilling of wells, the special mapping method can be most useful when applied in its full scope.With account of its specific features, this method is a promising tool for solution of theoretical problems related to studies of divisibility of the Earth's crust into zones and blocks and researches of regularities in development of fault zones in space and time. It can be useful for application-oriented surveys in geology, ore geology, engineering geology and hydrogeology that require detailed mapping of fault zones controlling many associated processes of key importance.Статья завершает описание метода спецкартирования, теоретические основы и принципы которого были представлены в предыдущей публикации [Seminsky, 2014]. На примере участка «Улирба» в Приольхонье (Западное Прибайкалье) подробно рассмотрено содержание структурного метода, базирующегося на парагенетическом анализе повсеместно распространенной трещиноватости, особенностью которой является отсутствие видимых признаков смещений. Основные операции спецкартирования проводятся в рамках трех главных этапов (рис. 3).В ходе подготовительного этапа (I) осуществляется анализ данных предшественников о разломной структуре региона (рис. 1, А–Г), на участке картирования создается сеть пунктов геолого-структурных на­блюдений, в каждом из которых проводится массовый замер трещин, фиксируется информация о горных породах (рис. 2, А), общем состоянии сети разрывов (рис. 1, Д–З), их плотности (рис. 2, Б) и, если присутствуют, – структурах надтрещинного уровня (рис. 1, Е, З; рис. 2, А).Этап обработки полевого материала (II) состоит из формализованных операций, образующих четыре группы (II.1–II.4). Операции первой группы (II.1) включают построение круговых диаграмм, характеристику систем трещин и свойственных им разбросов (рис. 4, А), выделение простых (обычно тройственных) парагенезисов с определением динамических обстановок их формирования (транслокальный ранг) (табл. 1), оценку показателей плотности и сложности трещинных сетей, анализ их пространственного распределения в пределах участка картирования и выявление на этой основе зон наиболее интенсивной деструкции породного массива (рис. 2, Б–В). Операции второй группы (II.2) состоят в сопоставлении каждой диаграммы трещиноватости с эталонными трафаретами полюсов трещин (рис. 4, Б–В; Е–З; Л–Н) и при их удовлетворительном совпадении – получении решения о возможности формирования определенной трещинной сети в сдвиговой, сбросовой или взбросовой (надвиговой) разломной зоне локального ранга (рис. 4, Г–Д, И–К, О–П; рис. 5; рис. 7, Б), а также установлении для этих зон относительных возрастных взаимоотношений на основе анализа разбросов у систем трещин, величин угла скалывания, априорной информации. Операции третьей группы (II.3) включают построение для участка картирования круговой диаграммы полюсов разломов локального ранга (рис. 8, Б), выявление пар сопряженных систем и динамических обстановок их формирования (табл. 2), вынесение этой информации на схему местности и оконтуривание разломных зон трансрегионального ранга (рис. 7, В–К), включающих точки наблюдения с однотипными обстановками и парагенезисами локальных разломов. Операции четвертой группы (II.4) состоят в сопоставлении диаграммы полюсов разломов локального ранга с выбранными согласно наличию сопряженных пар эталонными трафаретами разрывов (рис. 9, Б–Г) и на этой основе – получении решения о возможности формирования определенного парагенезиса локальных разломов в сдвиговой, сбросовой или взбросовой (надвиговой) зоне регионального ранга (рис. 9, Д–Ж), а также оконтуривании их границ на схеме участка картирования путем объединения точек наблюдения с однотипными решениями (рис. 7, Л–Н).Этап интерпретации (III) заключается в комплексном анализе полученных при картировании материалов и априорной информации, результатами которого является итоговая схема разломных зон с их ранговой соподчиненностью (рис. 7, О), а также схемы разломных зон для отдельных этапов структурообразования с характеристикой их типа и особенностей внутреннего строения, т.е. выделением периферийной подзоны, подзоны разрывов 2-го порядка и, если установлена, – подзоны главного сместителя (рис. 7, Л–Н).Перспективы спецкартирования определяются его особенностями в сравнении с известными геолого-структурными способами исследования разломов. С одной стороны, реализация метода связана с времяемкими массовыми измерениями и специфической обработкой «немых» трещин, а с другой – дает возможность в качестве основы для анализа использовать повсеместно распространенную трещиноватость, обеспечивает высокий уровень детальности картирования разрывной структуры разломных зон, позволяет определять их ранговую соподчиненность и другие особенности. Как следствие, в ситуациях с ярко выраженной тектоникой ординарное исследование должно опираться на традиционные геолого-структурные методы, а приемы спецкартирования могут привлекаться в качестве дополнительных способов анализа, целью которых является получение информации по отдельным элементам строения разломной сети (установление внутренней зональности дизъюнктивов, иерархии динамических обстановок их формирования и др.). Напротив, при минимуме прямых наблюдений за разломами, характерном для слабообнаженных территорий или использования специфических видов исследования (например, бурение скважин), операции спецкартирования должны осуществляться в полном объеме.Перечисленные особенности спецкартирования открывают перед методом широкие перспективы для решения теоретических задач, связанных с исследованием зонно-блоковой делимости земной коры и закономерностей пространственно-временного развития ее главных элементов – разломных зон. Областями практического применения являются геологическая съемка, а также рудная геология, инженерно-геологи­ческие изыскания и гидрогеология, в рамках которых особое значение имеет детальность картирования разломных зон, контролирующих многие важные в прикладном отношении сопутствующие процессы