Трещиноватость горных пород, её влияние на изменения физико-механических свойств пород на примере месторождения Нойон-Тологой

Вулканогенные и терригенные породы на площади месторождения перекрыты чехлом четвертичных делювиальных, аллювиально-пролювиальных и аллювиальных отложений, представленных суглинками и глинами с примесью обломочного материала, а также разнозернистыми песками и гравийно-галечными образованиями. Мощность четвертичных отложений в нижних частях склонов и пойменной части пади Залгатуй составляет 25-3

8 метров.

Инженерно-геологические условия месторождения в значительной мере определяются тектоническими условиями и широким развитием процессов метасоматического изменения эффузивных и интенсивно литифицированных осадочных горных пород, вмещающих рудные тела. Многолетнемерзлые породы на площади месторождения не встречены.

В литологическом отношении основное оруденение развивается в породах базальтового ряда, в меньшей мере оно связано с терригенными осадками и сиенит-порфирами. В зависимости от морфологии вмещающих тектонических элементов, рудоносные зоны и залежи имеют пластообразную, штокверковую или жильную форму.

Наиболее крупными тектоническими нарушениями на площади Нойон-Тологойского месторождения являются крутопадающие разломы северо-восточного (20-40) и северо-западного простирания, являющимися основными рудоконтролирующими структурами. По характеру смещений данные нарушения относятся к сбросам или сбросо-сдвигам и нередко выполнены дайками различного состава. Кроме того, по стратиграфическим границам пород достаточно широкое распространение получили пологозалегающие зоны межпластовых срывов сбросового, иногда надвигового типов и являющимися одними из основных рудовмещающих элементов.

На Юго-Восточном участке зона пологого срыва между терригенными породами и перекрывающими их базальтами является основной рудовмещающей структурой. Она выходит на поверхность по северо-западному контуру участка и имеет северо-восточное простирание (40-60) при юго-восточном падении под углами 20-25. Протяженность зоны составляет 1100 м. По падению минерализованная зона прослеживается на 280-400 м от дневной поверхности до глубины 250-270 м. Рудное тело представлено выдержанным пластом мощностью от 0,5 до 10,7 м. Оруденение развито неравномерно, наряду с рядовыми прожилково-вкрапленниковыми рудами отмечаются сливные сульфидные жилы, чаще встречаемые во внутренних участках рудной залежи. Смешанные руды зоны окисления распространены вдоль выхода основного пласта под наносы в виде полосы длиной 650 м и шириной 30-80 м.

Наряду с отмеченными основными пологими зонами на месторождении проявлены и более мелкие срывы, приуроченные к крутопадающим разломам. При этом на сопряжении систем субвертикальных разрывов в условиях гетерогенного разреза происходит возникновение объемных штокверкоподобных зон трещиноватости. Наиболее крупная из них трещинная зона, вмещающая полиметаллическое оруденение, сформирована на Центральном участке. Высота штокверка интенсивно нарушенных пород составляет 280 м при ширине по падению до 700 м, по простиранию он прослеживается на 1000 м. В строении штокверковой зоны преобладают многочисленные послойные срывы различного порядка и она является главной рудоносной структурой Центрального участка и месторождения в целом.

Тектонические нарушения выражены зонами дробления, трещиноватости и катаклаза шириной до первых десятков метров (обычно от 0,5 до 10-15 м), нередко с центральными глинистыми швами, жилами или брекчиями кварц-карбонатного состава мощностью в первые метры. Обломки брекчированных пород сцементированы перетертым материалом исходных пород и кварц-карбонатным материалом. Мелкие зоны дробления отмечаются и в керне скважин, где они не нарушают общих структурных особенностей, и отражают влияние напряжений, возникающих при вертикальных смещениях блоков фундамента.

Трещиноватость в массиве горных пород развита достаточно неравномерно от слаботрещиноватых (4-7 трещин/метр - в пределах зоны неизмененных пород) до интенсивно трещиноватых (более 15 трещин/метр – в пределах зон тектонических нарушений). Как правило, породы в таких интервалах представлены обломками керна, щебнем различного размера и дресвой. Иногда породы подвержены довольно интенсивному выщелачиванию до сыпучего состояния или довольно легко разламывающихся руками.

По данным геологической документации керна горные породы на большей площади месторождения классифицируются как средне- и сильнотрещиноватые (модуль трещиноватости 5-10 трещин на 1 м). Показатель нарушенности керна (RQD) изменяется от 30% до 60%. Преобладающая часть трещин закрытого типа мощностью 1-5 мм и менее. Полости трещин обычно заполнены кварц-карбонатным материалом, по сомкнутым трещинам неред-ко развиваются налеты хлорита. В пределах рудных интервалов полости трещин выполнены сульфидами. Основное направление трещиноватости совпадает с напластованием пород. Вертикальные трещины (0-20 – 80-90 к оси керна) играют подчиненную роль.

В зоне экзогенного выветривания породы подвержены интенсивному выщелачиванию. По плоскостям трещин здесь отмечается интенсивное развитие гидроокислов железа и марганца.

Гидротермальные метасоматические изменения на площади месторождения наиболее интенсивное развитие получили в вулканогенных породах покровной фации и субвулканических породах. В осадочных породах интенсивность метасоматоза существенно уменьшается, а распространение ограничивается проявлением его в пределах тектонически ослабленных зон. Мощность зон гидротермального изменения пород базальтового ряда в значительной мере зависит от степени их трещиноватости и изменяется от нескольких метров до 15-40 метров. Гидротермальные изменения представлены пропилитизацией, аргиллизацией, окварцеванием, карбонатизацией, хлоритизацией, сульфидизацией.

3. Влияние трещиноватости на изменение физико-механических свойств горных пород

Определяющим фактором изменчивости физико-механических свойств пород являются структурно-тектонические условия, обуславливающие в свою очередь развитие вторичных процессов. Гидротермальные метасоматические изменения приводят к существенному снижению величин прочностных показателей, а, следовательно, и снижению потенциальной устойчивости пород в горных выработках. Существенное влияние на физико-механические свойства горных пород оказывают также такие факторы как интенсивность трещиноватости, рассланцевание, брекчирование пород и руд.

Характеристика физико-механических свойств дается по основным петрографическим разностям пород месторождения, характеризующимся различной степенью вторичных преобразований и приуроченным к участкам с различной степенью трещиноватости пород.

Из водно-физических параметров определялись удельный вес (кг/см2), объемная масса (кг/см2), водопоглощение (%) и открытая пористость (%), морозостойкость, а из прочностных свойств – прочность на сжатие (МПа). Определение прочностных характеристик горных пород осуществлялось как в воздушно-сухом, так и в водонасыщенном состоянии, что позволило оценить снижение прочностных свойств горных пород при взаимодействии с водой. Расчетное значение σсж. по каждой керновой пробе определялось как среднеарифметическое по 6 предварительно подготовленным образцам.

 Скачать реферат