CC BY
85
УДК 553.411.061:551.2(571.55/.57) © А.Н.Барышев, 2017
I Геологическая позиция и генезис золоторудных месторождений Байкало-Патомской территории в связи с геодинамикой Центральной Азии
А.Н.БАРЫШЕВ (Федеральное государственное унитарное предприятие Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов (ФГУП ЦНИГРИ); 117545, г. Москва, Варшавское шоссе, д. 129, корп. 1)
Обсуждаются дискуссионные проблемы генезиса месторождений золота во флишоидных терригенно-сланцевых толщах и тектоники. Обосновывается осадочно-метаморфогенный генезис руд. Источник золота - осадки от размываемых рудоносных расслоенных базитовых массивов, внедрившихся при левосдвиговой транстенсии. Рудообразование происходило при региональном метаморфизме седиментогенного золота в зоне субдукции на краю конвективной ячеи. Золото перераспределялось из областей выжимания в складчатые области нагнетания. Позже субдуцированные толщи извлекались и перемещались на север, образуя Байкало-Патомский шарьяж, перекрывающий Становой, Алданский щиты и край Сибирской платформы.
Ключевые слова: месторождения, золото, флиш, конвекция, метаморфизм, субдукция, шарьяж. Барышев Александр Николаевич |><1 khachatryan_g_k@mail.ru
I Geologic position and genesis of Baikal-Patom gold deposits in connection with geodynamics of Central Asia
A.N.BARYSHEV
The controversial problems of flyschoid terrigenous shale strata tectonics and their gold deposits genesis are discussed. Sedimentary-metamorphic genesis of ore was substantiated. Gold sources were sediments of eroded mineralized mafic layered massifs intruded with sinistral strike-slip transtension. Mineralization occured during regional metamorphism of sedimentogene gold in a subduction zone at the edge of a convective cell. Gold was redistributed from wringing out regions to push-fold supercharge areas. Subsequently, subducted sequences were extracted and moved to the north, where they formed Baikal-Patom nappe, which covered Stanovoy, Aldan shields and the edge of the Siberian platform.
Key words: ore deposit, gold, flysch, convection, metamorphism, subduction, nappe.
Золоторудные месторождения Байкало-Патомской территории играют ведущую роль в минерально-сырьевой базе золота России. Относительно их генезиса ведется дискуссия. К дискуссионным проблемам относятся природа и позиция источника золота и сопутствующих ему элементов, способы и геологическая структура путей их переноса от источника, время локализации и формирования руд, геодинамика и тектоника окружающей среды, определяющие региональный метаморфизм рудовмещающих толщ и современную позицию месторождений. Предполагаются разные способы се-диментогенного накопления золота, извлечение его из пород и перераспределение при метаморфизме, а также разная оценка роли гранитоидного магматизма в дополнительном поступлении золота с магматогенными гидротермами [13]. Все эти вопросы, так или иначе, влияют на обоснованность прогнозных и поисковых критериев.
Золоторудные месторождения Байкало-Патома расположены в регионально-метаморфизованных терри-генно-сланцевых толщах докембрия. Месторождения представлены преимущественно залежами вкрапленных золотоносных сульфидов и прожилково-вкраплен-ных руд, а также золотоносными кварцевыми жилами и прожилками [9, 13].
В вопросе седиментогенного накопления золота преобладает точка зрения о связи его с гидротермально-осадочным процессом [6]. По мнению С.Г.Кряжева, доводом к этому может служить установленная им зональность изотопного состава серы в рудах месторождения Сухой Лог [15]. Вверх по стратиграфическому разрезу рудоносной пачки хомолхинской свиты увеличиваются значения от +8,5 до +21,6%о в обоих крыльях складки при нормальном и опрокинутом их залегании. Изменение состава трактуется как смешение «тяжелой» серы морской воды и «легкой», принадлежащей
эндогенным рудообразующим флюидам. Однако возможна и иная трактовка такой ситуации, если «легкая» сера поступала в бассейн не в эндогенных флюидах, а за счет механического переноса окисляемых сульфидов от размываемого эндогенного источника. Вверху осадка, находящегося ближе к поверхности морского дна, естественно, будет больше доля «тяжелой» серы морских сульфатов и сопутствующих брома и йода, определенных С.Г.Кряжевым.
Выводу о гидротермально-осадочном накоплении золота противоречит весьма рассеянный характер золотоносной сульфидной минерализации, отсутствие при этом метасоматических колонок кислотного выщелачивания с односторонней зональностью в лежачих боках стратоидных рудных зон, подобно тому, как это имеет место в колчеданных месторождениях, образующихся на границе с геохимическим барьером в виде морской воды. Метасоматиты в околорудном пространстве Сухого Лога отмечаются, но они являются метаморфоген-ными. По В.Л.Русинову [15, с. 41], «...рудно-метасо-матический процесс и стресс-сдвиговые деформации, вызывающие рассланцевание пород, развиваются параллельно» (курсив А.Н.Барышева).
На иное, не гидротермально-осадочное накопление золота указывают фациальная позиция месторождений в разрезе флишоидной надформации и общие геохимические особенности зон вкрапленных руд и осадков вмещающих свит [9]. Подавляющее большинство золоторудных месторождений располагается в терри-генно-сланцевых толщах флишоидной надформации (комплекса) в большом стратиграфическом диапазоне рифея-венда, тяготея к определенным уровням и фациям (рис. 1). В рифейской части надформации выделяются крупные ритмы, каждый из которых объединяет по две свиты: 1) харлухтахская - хайвергинская, 2) бугарихтинская - бодайбоканская; 3) бужуихтинская -угаханская; 4) хомолхинская - имняхская; 5) аунакит-ская - вачская. В основании каждого ритма преобладают псефитовые и псаммитовые фации, которые выше сменяются псаммитовыми и пелитовыми, завершаясь существенно карбонатными (кроме верха последнего ритма). Низ ритма перед псаммит-псефитовыми фациями может начинаться алеврит-пелитовой пачкой, налегающей на карбонаты предшествующего ритма.
В венде при продолжении накопления флишоид-ной надформации резко возрастает поступление псе-фит-псаммитового материала в бассейн, практически исчезают известняки, за исключением илигирской свиты. Появляются обломки вулканитов, что позволяет рассматривать бассейн как гомолог желоба, окаймляющего островную дугу. В вендских толщах золото локализуется в большей мере в кварцевых жилах, в ущерб рудам вкрапленным.
Золоторудные месторождения, сложенные вкрапленными и прожилково-вкрапленными сульфидными рудами, приурочены к углеродистым псаммит-пелито-
вым фациям в каждом ритме, соседствуя с карбонатными фациями. Важно отметить, что рудоносные фации соответствуют «конденсированной» части разреза, куда поступал преимущественно тонкий терригенный и коллоидный (пелитовый) материал с тончайшим кластогенным золотом. Среди псефит-псаммитовых фаций, где золото при поступлении в бассейн могло интенсивно «разубоживаться» терригенным материалом, нет стратоидных золоторудных тел. Нет таких и жил с золотом среди чисто карбонатных фаций. Иначе говоря, когда прекращалось поступление тонкого тер-ригенного материала при исключительно хемогенном осадконакоплении карбонатов, отсутствовало и золото. Отсюда следует вывод, что золото и сопутствующие ему элементы поступали на дно бассейна не снизу в гидротермах, а со стороны.
Примечательны геохимические особенности месторождений и вмещающих их толщ. Золоту сопутствуют платиноиды. На тех же стратиграфических уровнях, что и золото, широко распространены железомагне-зиальные карбонаты. Наиболее продуктивная хомол-хинская свита с месторождением Сухой Лог обогащена ванадием [9]. Эти факты приводят к выводу, что источником золота и сопутствующих ему платиноидов, железа, магния, ванадия могли быть экзогенно-разру-шаемые рудоносные тела базитов с золотопалладиевым медно-железо-ванадиевым оруденением. Такой рудно-формационный тип называется волковским. С Вол-ковским массивом дунит-клинопироксенит-габбровой титаномагнетитоносной формации Платиноносного пояса Урала ассоциируют медь-железо-ванадиевое и значительное по масштабам золотопалладиевое ору-денение [1]. К югу от Байкало-Патома к фрагментам подобной рудоносной магматической формации могут быть отнесены раннепротерозойский Чинейский массив и другие тела.
Условия миграции золота от размываемого источника сопоставимы с условиями его поведения в зоне окисления золотосульфидных месторождений [18]. На основе обобщения экспериментальных и геологических данных было сделано заключение о наиболее вероятном переносе золота в комплексных соединениях при растворении в Fe2(SO4)2. Как обоснованно считают многие исследователи, в восстановительную среду углеродистых алевритовых и пелитовых осадков поступали комплексные соединения золота и сульфаты, которые подвергались сульфатредукции, давая сульфиды.
Железо и магний, поступавшие в бассейн из тех же размываемых рудоносных базитовых источников, осаждались в виде карбонатов на широкой площади, что приводило к обогащению ими золотоносных стратиграфических уровней. При региональном метаморфизме эти карбонаты превратились в фенобластические бурые шпаты. Бурошпатизация обоснованно выдвигается А.И.Ивановым [13] в качестве сопутствующей золоту, однако трактуется как гидротермальная, а не
Рис. 1. Позиция золоторудных месторождений в ритмах рифей-вендской флишоидной толщи Байкало-Патома. На основе материалов [9, 13]:
преимущественные фации в ритмах: 1 - известняковые, 2 - глинистых известняков, 3 - песчанистых известняков, 4 - брек-чированных известняков, 5 - углеродистые алевро-пелитовые, 6 - алевритовые, 7 - песчано-алевритовые, 8 - песчанистые, 9 - псефит-псаммитовые; С - содержание органического вещества по работе [5]
осадочно-метаморфогенная. Более локальное распространение золота, по сравнению с бурыми шпатами, естественно связывать с локальностью размываемого рудного источника и узкими путями выноса золота в бассейн, по аналогии с Витватерсрандом, где золотоносные осадки на разных стратиграфических уровнях имеют потоковый (преимущественно пролювиальный и частично аллювиальный) генезис [12]. Золото там присутствует преимущественно как в цементе конгломератов, состоящих в основном из кварцевых галек, так и в слоях черных сланцев [19].
Рассеянный, не контрастный характер первичного поступления золота в бассейн в виде экзогенных пото-
ков, определяет одно из важных свойств месторождений в терригенно-сланцевых толщах, позволяющих относить их к крупнообъемному промышленному типу при соответствующих кондициях. Это же не дает оснований рассматривать глубинные разломы в качестве рудоконтролирующих структур и критерия прогноза и поисков месторождений золота этого типа.
Размытые базитовые источники золота, естественно, не сохранились. Однако общность состава сохранившихся разновозрастных гипербазит-базитовых массивов Байкало-Патома и окружения указывают на существующую расслоенность базальтового слоя земной коры, откуда они поднимались, наследуя дифференци-
ацию этого слоя и повышенную щелочность. Это относится к архейскому Мускунахскому метагаббровому комплеку (хр. Кодар) с расслоенностью на зоны мета-пироксенит-габбро-норитовую, метагаббро-норитовую и метадиоритовую (по 300-600 м каждая). Комплекс содержит руды с пиритом, пирротином, халькопиритом, пентландитом, платиной, палладием [9]. К аналогичным комплексам относится упомянутый раннепротеро-зойский рудоносный Чинейский массив. Общие черты геологии массива, его латеральная неоднородность позволяют предполагать, что он является остатком фланга крупного деформированного лакколита, расслоенный комплекс которого внедрился в субсолидусном состоянии, аналогично лакколитам Платиноносного пояса Урала. В разрезе Чинейского массива выделяются три зоны. Верхняя и нижняя зоны сходны, сложены недифференцированными диоритами, монцодиоритами, габ-бродиоритами и лейкогаббро мощностью около 500 м каждая, причем в нижней присутствуют сульфидные руды с медью и платиноидами. Средняя зона представлена такситовыми расслоенными лейко- и мезократо-выми габбро, габброноритами, габбро с массивными ильменит-титаномагнетитовыми рудами. Мощность зоны составляет 700-950 м [9]. Сходство нижней и верхней зон позволяет предположить их первоначальное единство, а позицию в массиве - результатом механизма внедрения. Механизм подобен перемещению гусеницы трактора или формированию фланга плюма. Подобным образом, как глубинные покровы пеннин-ского типа, образуются «срединные массивы» в геосинклиналях, по А.В.Пейве [16].
На окружающей территории повышенной щелочностью обладают и все последующие по возрасту бази-ты: позднерифейские кедровский (перидотит-анорто-зит-габбровый), заоблачный (габбро-перидотитовый) расслоенные комплексы, вплоть до неоген-четвертичных базальтов (Удоканское вулканическое поле) [9]. Это отличает данные континентальные субщелочные базиты от нормальных базитов офиолитовой ассоциации, присущей океаническому типу земной коры с иным, колчеданным типом металлогении, при иной, спрединговой геодинамике.
О геодинамических условиях, способствующих формированию Чинейского и других массивов той же рудоносной формации, можно судить, исходя из особенностей трансформной сдвиговой зоны в пределах Монголо-Охотского пояса (рис. 2) [5]. В настоящее время здесь существует кулисообразная полоса левосторонних близширотных сдвигов, подходящих с востока к северному, а с запада к южному окончаниям оз. Байкал, что отражено на всех геологических картах обзорного масштаба. К таким сдвигам относятся, в частности, нарушения вдоль рек Верхняя Ангара, Малый Енисей, Иркут. Озеро Байкал, а также серия параллельных ему хребтов и впадин Забайкалья, развиваются по механизму pull apart. Вдоль разломов в настоящее время фикси-
руются очаги землетрясений. Подобная трансформная сдвиговая геодинамика, как известно, реализуется за счет замедления вращения в ротационном поле Земли поднятых при гравитационной дифференциации сиалических масс [2], в данном случае Сибири относительно масс, расположенных южнее. Именно постоянство действия ротационных сил Земли обеспечивает периодическую реализацию декомпрессии (при тран-стенсии), частичное плавление и подъем базитовых масс. Учитывая то, что кратонизация фундамента Сибирской платформы наступила в раннем протерозое [20], есть основание полагать, что уже в это время ротационные силы Земли обеспечивали возможность существования обстановок транстенсии в полосе, близкой к Кодарскму разлому. Это способствовало периодическому формированию лакколитов и лополитов дунит-пи-роксенит-габбровой формации. Их размыв, очевидно, начался в борту линейного бассейна типа pull apart. В рифее на геодинамику территории стало существенно влиять развитие Северо-Китайской конвективной ячеи, что привело к перерастанию бассейна pull apart в тип, аналогичный преддуговому желобу.
Седиментогенное золото - всего лишь предпосылка к преобразованию его в руды промышленных месторождений в углеродисто-терригенно-сланцевых толщах. Один из главных факторов образования руд - это перераспределение седиментогенного золота при региональном динамо-термальном метаморфизме. Его геодинамическая и геологическая сущность применительно к рассматриваемым месторождениям понимается по-разному. В.А.Буряк [6], А.И.Иванов [13] рассматривают его как наложенный на складчатость, сопутствующий гранитизации. К главной причине регионального метаморфизма авторы относят субдукцию и вызванный ею стресс, приводящий к развитию кристаллизационной сланцеватости, чередованию областей пластического выжимания и компенсирующего нагнетания, что сопровождается образованием складок [4]. Пластическому течению на разном масштабном уровне поддаются в первую очередь флюидонасы-щенные и углеродистые массы пониженной вязкости. Кварцевые жилы образуются, главным образом, за счет флюидов, мигрирующих из областей выжимания, и локализуются в трещинах и в областях нагнетания. Нагнетание происходит, прежде всего, в призамковые части антиклинальных складок, формирующихся в это время. Яркий пример тому - структура месторождения Сухой Лог [18].
Для обоснования взаимосвязи субдукции, регионального метаморфизма, особенностей тектоники Байкало-Патома, позиции месторождений в единой системе, напомним основы ячеистой конвективной геодинамики и ее краевых эффектов, что подробно изложено в [2, 4]. Математическая модель деформаций слоистой толщи на разных этапах конвективного процесса разработана М.А.Гончаровым [7]. Петрология, структурно-
Рис. 2. Позиция структурных элементов Байкало-Патома на стыке Сибирской и Северо-Китайской конвективных ячей Центральной Азии. На геологической карте Евразии масштаба 1:5 000 000:
I, II - центральные части областей ячеистой мантийно-коровой конвекции, проявленной: I - в раннем протерозое (Сибирская ячея), II - в рифее-раннем палеозое (Северо-Китайская ячея); БПШ - Байкало-Патомский шарьяж; разломы вдоль зон тектонических сдвигов: К - Кодарский, Ж - Жуинский (стрелками показаны направления сдвиговых перемещений); тектонические блоки архей-раннепротерозойских толщ: 1 - Чуйский, 2 - Тонодский, 3 - Нечерский; ЧН - Чинейский габброидный массив
геологическое, литологическое, геохимическое, геохронологическое, термодинамическое тестирование такой модели для докембрийской континентальной коры охарактеризованы Л.Л.Перчуком [17].
Конвекция реализует гравитационную дифференциацию масс Земли. При большой вязкости (практически твердых) масс она возможна в ячеях с поперечником в
несколько сотен - первые тысячи километров. Модель ячеистой конвекции (рис. 3) включает: а) извлечение (эдукцию) глубинных масс восходящим потоком, формирующим плюм в центре ячеи; б) растекание плюма с отжиманием сиаля на периферию (зона обдукции); в) зону субдукции - как нисходящие под плюм массы в виде сжатой синклинали, которая при приближении к
А Б
Рис. 3. Модель ячеистой конвекции и преобразования литосферы:
А - математическая модель последовательного развития деформаций слоистой среды при ячеистой конвекции по работе [7]; Б - геологическая модель со слоями древней литосферы континентального (1, 3, 5, 8) и океанического (2, 4, 6, 7) типов, нанесенными на модель А; слои: 1-2 - мантии, 3-9 - коры: 3-4 - габбро-базальтоидные («базальтовый слой»), 5 - гранит-метаморфический, 6 - эффузивных базальтов, 7-8 - осадочные, 9 - переходных фаций шельфа
центру ячеи в последующие фазы конвекции может извлекаться вверх и далее обдуцироваться на периферию, образуя шарьяжи, перекрывающие зону б. В древних ячеях обдуцированный сиаль (периферия зоны б) соответствует щитам, например, Анабарскому и Алданскому по периферии Сибирской ячеи (см. рис. 2). Крупные конвективные ячеи на картах обзорного масштаба ярко выражаются дугообразными поясами орогенных структур или островных дуг по периферии и депрессиями в центре. Тип земной коры в центре ячей может быть океаническим и субокеаническим (Тирренское море), континентальным (Эгейское море, центр Малой Азии с впадиной оз. Тус, Яно-Колымская ячея, обрамляемая Верхоянским орогеном).
Особенно важно подчеркнуть, что субдукция на краю ячеи осуществляется не в виде плоской плиты, а в форме сжатой синклинали. Подтверждением этой закономерности служит извлеченная из глубин в виде сжатой синклинали метаморфизованная офиолитовая ассоциация на востоке Кубы [4, рис. 9]. Другой пример -сужающееся вниз поле очагов землетрясений, по которому выделяется зона субдукции, обрамляющая Ку-
рильскую островную дугу [11, рис. 7]. Третий пример -развитие синклиналей по краям диапиров в многочисленных тектонофизических экспериментах, проведенных Х.Рамбергом. Именно в субдукционной синклинали и осложняющих ее дополнительных складках осуществляется расплющивание толщ при глубинных температурах с участием горной влаги (метаморфо-генных гидротерм), образование кристаллизационной сланцеватости пород, областей выжимания и нагнетания, что характеризует региональный динамо-термальный метаморфизм.
Новый фактический материал, отраженный на геологических картах третьего поколения [8-10], при рассмотрении его с позиций основ конвективной геодинамики дает возможность подойти к решению ряда дискуссионных проблем общей тектоники, необычных структурных особенностей месторождений Байкало-Патома.
К дискуссионным относятся раннепротерозойский возраст и тектоническая позиция михайловской свиты, которая в Тонодском блоке вмещает крупное месторождение золота Чертово Корыто, а также ее возраст-
ные соотношения с подстилающей албазинской свитой (рис. 4). Их состав и типы руд близки к упомянутым выше свитам рифея. Раннепротерозойский возраст определен косвенным образом по наличию на отдельных интервалах экзоконтакта Амандракского гранито-идного массива тонкозернистых пород кварц-турмалинового состава с роговиковой структурой, которые отнесены к михайловской и албазинской свитам [9]. Кроме того подобные роговики показаны на карте [10] фрагментарно в поле контакта гранитоидов с породами пурпольской и харлухтахской свит рифея. Возраст всего Амандракского массива, тем не менее, считается раннеротерозойским на основании определений изотопного возраста цирконов из других (Кевактинского, Ченчинского) массивов чуйско-нечерского комплекса. Вместе с тем отмечается, что выделение чуйско-нечерского комплекса условно и требует дальнейшего изучения. В него объединены разнотипные и разновозрастные гранитоиды [9]. Большинство гранитоидов чуйско-нечерского комплекса относится к калиевой серии и имеет редкометалльную специализацию. Состав гранитоидов Амандракского массива неоднороден. Одна часть образована плагиогранитами, с которыми связаны кварц-турмалиновые роговики, другая гранитами биотитовыми, амфибол-биотитовыми, в которых микроклин преобладает над альбит-олигоклазом, как в Кевактинском массиве. Значительная часть контактов Амандракского массива с албазинской свитой не имеет роговиков [10]. Иначе говоря, раннепротерозойский возраст роговиков, как и возраст албазинской и михайловской свит, нельзя признать вполне обоснованным.
Дискуссионны и их возрастные соотношения. В рудном поле месторождения Чертово Корыто смена общей ритмичности свит больше соответствует их перевернутому залеганию. Верхняя часть михайловской свиты состоит из полевошпатовых, реже кварцевых метапесчаников с подчиненным количеством сланцев. Средняя часть представлена полевошпат-кварцевыми мелко-среднезернистыми метапесчаниками и слюди-сто-хлоритовыми метаалевролитами. Нижняя часть сложена в основном углеродистыми черными кварцево-слюдистыми сланцами, которые переслаиваются с мелкозернистыми метапесчаниками. В залегающей под ними албазинской свите верхняя часть представлена полевошпат-кварцевыми песчаникамии, чередующимися с углеродистыми биотит-мусковитовыми сланцами, а в нижней части свиты резко преобладают сланцы, причем слои метапесчаников подчинены [9]. Наконец, весьма примечательно положение месторождения Чертово Корыто и сопровождающих его рудопроявлений [13]. Все они занимают стратиграфический уровень михайловской свиты, в котором преобладают углеродистые кварцево-слюдистые сланцы, однако в отличие от других аналогичных месторождений Бодайбинского района сосредоточены у замыкания синклинали, а не антиклинали. Однако если возрастная последователь-
ность свит, как показано выше, иная, то месторождение окажется как обычно в замке антиклинали, но перевернутой.
Дискуссионны существующие представления о структуре, по которым территория трактуется как Бо-дайбинский синклинорий, обрамляемый дугой, состоящей из орогенных поднятий: Чуйского, Тонодского, Чипикетского и Нечерского, сложенных наиболее древними толщами. Геологические карты третьего поколения показали, что во вскрытых реками тектонических окнах под архей-раннепротерозойскими толщами, например, в окнах Чипикетского блока присутствуют ри-фейские толщи (см. рис. 4) [10]. Кроме того, выделенный на карте пологий синформный тектонический блок складчатых рифейских толщ с анангрской свитой венда в центре, на северо-западе непосредственно сменяется Чипикетским блоком, основание которого имеет падение под него. То есть Чипикетский блок расположен в ядре синформы, где она расширяется за счет погружения. Более того, Г. Л.Митрофанов [9] отмечает, что упомянутые блоки древних пород в гравиметровом поле практически не прослеживаются, что может косвенно указывать на их небольшую мощность и пластинопо-добную форму, что подтверждается сейсмическими данными. Аналогично этому, судя по космическому снимку [13], на севере Нечерского блока нижние границы Окаевского и Истанахского гранитоидных массивов имеют пологие залегания, не согласующиеся с представлением о гранитокупольной их структуре, рвущей протерозойские толщи. На вероятную шарьяжную природу ряда контактов между толщами на Байкало-Па-томской территории указывает наличие олистостромо-подобных «пудинговых» конгломератов [8]. Некоторые из них содержат валуны гранитоидов, неизвестных среди окружающих нижнепротерозойских толщ, то есть не соответствуют представлению об их образовании за счет разрушения плечей грабенов, пересекающих То-нодский блок [13]. Все это приводит к выводу о том, что дугообразно размещенные крупные блоки древних пород не отражают антиклинорные поднятия, как это принято считать.
К иному толкованию генезиса структуры и общей тектонической позиции Байкало-Патомского блока в Центральной Азии приводит анализ вергентности складок рифей-вендских толщ. На территории, относимой в схемах тектонического районирования к внутренней зоне Бодайбинского синклинория, в рифей-вендских толщах интенсивно развиты лежачие складки с южной вергентностью их осевых поверхностей. Это подчеркивалось разными исследователями [13] и связывалось с раздавливанием толщ над ядрами гранитогнейсовых куполов и тектоническим растеканием в стороны. Однако близширотное простирание этих складок в большинстве случаев не согласуется с простиранием дугообразно размещенных блоков дорифейских толщ. Это не позволяет рассматривать происхождение данной
115'
Рис. 4. Схема геологической структуры Байкало-Патомской территории. На основе работы [10]:
1 - флишоидная надформация рифея-венда без расчленения; 2-3 - свиты проблематичного возраста: 2 - албазинская, 3 - михайловская; 4 - метаморфические толщи раннего протерозоя-архея (?); 5 - то же с массивами раннепротерозойских гранитоидов; 6-8 - гранитоидные комплексы: конкудеро-мамаканский С2-3, 7 - мамский 0^, 8 - чуйско-нечерский раннего протерозоя; оси: 9 - антиклиналей, 10 - синклиналей; 11 - основание шарьяжей; 12 - крутопадающие разрывы; золоторудные месторождения: СЛ - Сухой Лог, ЧК - Чертово Корыто; интрузивные массивы: А - Амандракский (р - связанные с ним роговики), Ок - Окаевский, К - Константиновский шток
складчатости с поднятиями блоков, которые, как показано выше, не являются антиклинорными. Вместе с тем складки внешней зоны, дугообразно обрамляющие эти блоки, близки к ним по простиранию, имеют вергент-ность, направленную от дуги, сопровождаются надвигами в том же направлении [8].
Все отмеченные особенности складчатости в сумме с региональным метаморфизмом рифей-вендских толщ, данными о типе вендского бассейна осадкона-копления, подобного преддуговому желобу, позволяет сделать заключение о связи этих структур и явлений с зоной субдукции на краю Северо-Китайской конвективной ячеи, с последующим извлечением метамор-физованных толщ и шарьированием их на край Сибирской платформы.
Процессы и соответствующие структуры, с учетом перечисленных выше фактов, развивались в следующей последовательности.
Субдуцирование рифей-вендских толщ происходило с севера под блок Становика, так как Сибирская ячея была стабилизирована уже в раннем протерозое. Начало субдукции можно датировать концом рифея или вендом, когда в желоб стали поступать обломки вулканитов. То есть субдукция осуществлялась, как обычно, под вулканическую дугу. В зоне субдукции пластические течения идут определенным образом, расплющивая толщи и выжимая их от замка погружающейся синклинали (рис. 5, А). Образующиеся дополнительные метаморфогенные складки имеют две важные особенности. Во-первых, даже при погружении субдукционной синклинали в дополнительных складках наиболее подвижные массы пониженной плотности и вязкости (рудоносные флюиды, углеродистое вещество) устремляются вверх, в сводовые части антиклиналей, а не днище синклиналей, где вещество стремится вниз. Во-вторых, в обоих крыльях субдук-ционной синклинали вергентность дополнительных складок обращена к ее осевой поверхности в направлении от замка. То есть ориентировка осевых поверхностей дополнительных складок подобна ориентировке веерообразного кливажа, сопровождающего главную складку - субдукционную синклиналь. При извлечении субдукционной синклинали из недр (см. рис. 5, Б) и последующем сползании ее на край Сибирской платформы былая вергентность дополнительных складок в толщах нижней части шарьяжа сохраняется, но при повороте толщ становится южной (см. рис. 5, В). В случае сохранности фрагментов верхней части шарьяжа метаморфогенные складки в нем будут иметь северную вергентность, а рудоконтролирующие антиклинали окажутся перевернутыми и похожими на синклинали. К подобной ситуации, вероятно, относится складчатая структура месторождения Чертово Корыто. К этому добавим, что в фундаменте островных дуг и краевых поясов (подобно рис. 5, Б) часто формируются плагио-граниты. К таким плагиогранитам может принадле-
жать та часть гранитоидов Амандракского массива, которая вызывает ороговикование пород, относимых к толщам, вмещающим месторождение Чертово Корыто. Их возраст, вероятнее всего, не раннепротерозойский, а моложе.
Нахождение рифей-вендских толщ в зоне субдукции, региональный метаморфизм и начало их извлечения вверх, очевидно, отвечает венду и раннему кембрию. Извлечение происходило южнее Станового блока, а шарьирование - на Становой, Алданский щиты и край Сибирской платформы. Процесс шарьирования, очевидно, растянулся до силура-раннего девона, так как совместно со складчатой деформацией толщ фронта шарьяжа деформировались аналогичным образом кембрий-ордовикские толщи Сибирской платформы, расположенные восточнее Жуинского разлома. Вверху шарьяжа перемещались на север толщи Чуйского, То-нодского, Чипикетского, Нечерского блоков. Главный Байкало-Патомский шарьяж осложнен рядом надвигов с амплитудами до десятков километров, например, в Чуйском блоке [8]. Наличие частных надвинутых блоков, неоднозначность трактовок природы «пудинговых конгломератов» в качестве олистостромовых толщ либо иных образований затрудняют точное определение границ фронта Байкало-Патомского шарьяжа.
Развитие шарьяжей, дугообразно огибающих периферию конвективных ячей, - явление закономерное. Это подтверждают примеры поясов Альп, Карпат, Кубы, Урала на периферии крупных ячей соответственно Миланско-Венецианской, Паннонской (Венгерской), Карибской, Западно-Сибирской и Казахстанской [2, 4, 16]. Геодинамика субдуцирования раннепалеозой-ских комплексов Полярного Урала под его восточную окраину в связи с развитием Западно-Сибирской ячеи, последующее извлечение этих комплексов и шарьирование их на Харбейский блок метаморфических пород, а далее всех вместе на край Восточно-Европейской платформы [3], носит сходные черты с описанной ситуацией Байкало-Патома.
Крупные ячеи, как правило, сопровождаются более мелкими ячеями, например, Казахстанская - Тенгиз-ской, Северо-Китайская - Далайнорской (названия по впадинам в центре ячей). Последней ячее, вероятно, соответствуют ограниченные размеры ширины Байкало-Патомского шарьяжа. Ограничение шарьяжа может быть связано и с тем, что восточнее Жуинского разлома извлеченные из глубины (по модели рис. 5, Б) золотоносные толщи размывались. Результатом этого могли стать продукты кор выветривания, переотложенные к северу близмеридиональными потоками, ныне фиксируемые в карстах нижнекембрийских карбонатных пород на золоторудном месторождении Куранах.
Надвигание шарьяжей приводит к гравитационной неустойчивости. Через определенный промежуток времени неустойчивость реализуется подъемом нагретых глубинных масс с развитием метасоматических «позд-
Рис. 5. Геодинамическая схема субдукции, сопровождаемой складчатостью и региональным метаморфизмом золотоносных рифей-вендских толщ, их последующей эдукции и шарьирования на край Сибирской платформы:
А - субдуцирование рифей-вендских толщ, накопленных в преддуговом желобе, сопровождаемое развитием дополнительных складок, кристаллизационной сланцеватости, региональным метаморфизмом (венд); Б - эдукция (извлечение из глубины) субдуцированных толщ (кембрий-силур) - модель формирования фундамента раннего орогена, или краевого пояса; В - шарьирование извлеченных из глубины толщ на край Сибирской платформы (силур-девон); 1-3 - метаморфизованные толщи: 1 - архей-протерозойские, 2 - рифейские, 3 - вендские; 4 - неметаморфизованные кембрий-раннесилурийские толщи Сибирской платформы; 5 - основная кристаллизационная сланцеватость слоистости и осевой поверхности складок зоны субдукции, создающая расслоенность, способствующую тектоническому течению; 6 - кристаллизационная сланцеватость дополнительных метаморфогенных складок; 7 - основание Байкало-Патомского шарьяжа; 8 - месторождения: 1 - Чертово Корыто, 2 - Сухой Лог
неорогенных» S-гранитов. В фанерозойских поясах (Урал, Кавказ) такой промежуток составляет порядка 80 млн. лет [2]. При меньшем промежутке, например 55 млн. лет, до настоящего дня на Кубе подобные граниты еще не образовались. Однако и без них на кубинском острове Хувентуд (Пинос) золоторудное месторождение Делита в среднеюрской терригенно-сланцевой толще, метаморфизованной около 65 млн. лет тому назад, обладает всеми чертами, свойственными рассмотренному типу месторождений [2]. На Байкало-Патомской территории такие граниты относятся к конкудеро-мамаканскому комплексу граносиенит-гранитовому С2-3, изотопный возраст минералов которого попадает в интервал 340-282 млн. лет [9]. Это согласуется с ранне-палеозойским возрастом предшествующего шарьяжа. Граниты комплекса не являются золотоносными, но могут частично регенерировать и омолаживать руды. К таковым могут относиться гранитоиды Константинов-ского штока вблизи месторождения Сухой Лог.
По материалам статьи можно сделать следующие выводы:
1. Генезис золоторудных с платиноидами месторождений Байкало-Патомского нагорья в тер-ригенно-сланцевых толщах рифея-венда является осадочно-метаморфогенным. Золото в бассейн осад-конакопления поступало в потоках на стратиграфиче-
ские уровни псаммит-пелитовых фаций флишоидной надформации при размыве рудоносных расслоенных гипербазит-базитовых массивов. В руды оно преобразовалось при региональном метаморфизме.
2. Генезис руд и тектоническая позиция месторождений определялись сочетанием двух главных геодинамических обстановок: до рифея - трансформной геодинамикой в Монголо-Охотском поясе, а в рифее-палеозое - краевыми эффектами ячеистой конвекции. Трансформная геодинамика способствовала внедрению дорифейских рудоносных расслоенных гипербазит-базитовых массивов как источников экзогенного накопления золота и платиноидов во флише. Конвективная геодинамика обеспечила: а) образование преддугового желоба, в котором накапливался флиш, б) субдуциро-вание пород флиша на юг в виде сжатой синклинали и их расплющивание, региональный метаморфизм, образование дополнительных метаморфогенных складок, в) метаморфогенное перераспределение седиментоген-ного золота из областей выжимания в области нагнетания с образованием руд в присводовых частях дополнительных антиклинальных складок и кварцевых жил в трещинах, г) последующее извлечение к югу от Ста-новика из глубины метаморфизованного флиша и его фундамента, слагавших до этого синклиналеобразную зону субдукции, д) шарьирование извлекаемых масс на
Становой, Алданский щиты и край Сибирской платформы (образование Байкало-Патомского шарьяжа). Чуйский, Тонодский, Чипикетской, Нечерский блоки дорифейских гранитоидов и метаморфических толщ слагают пластины верха шарьяжа, а не ядра орогенных поднятий, как принято считать.
3. Отмеченные условия образования руд и рудоносных структур должны учитываться в качестве критериев на прогнозных картах. Для каждого рудоносного стратиграфического уровня следует составлять структурные схемы в изогипсах до определенных глубин. На них должны выделяться призамковые части мета-морфогенных складок в качестве геолого-структурного критерия при выделении территорий, где целесообразна постановка геологоразведочных работ с целью оценки прогнозных ресурсов. Современная аллохтон-ная позиция месторождений в Байкало-Патомском шарьяже не дает оснований рассматривать глубинные разломы как рудоконтролирующий фактор. Гранитои-ды конкудеро-мамаканского комплекса среднего-позднего карбона также не имеют отношения к накоплению и локализации руд.
4. В перспективную оценку Байкало-Патомской территории на золото в терригенно-сланцевых толщах должны быть включены площади под аллохтонами раннепротерозойских толщ. Это может привести к существенному повышению оценки металлогенического потенциала золота данной территории, если учесть, что в обстановке Витватерсранда на юге Африки золото приобрело практический интерес на глубине до 4,5 км от поверхности.
Автор отдает себе отчет в том, что многие положения статьи продолжают оставаться дискуссионными, особенно те, которые кардинально отличаются от общепринятых взглядов на тектонику Байкало-Патом-ской территории и на природу зон субдукции, определяемой конвективной геодинамикой. Они «находятся в русле» общего научного подхода, сформулированного французским философом-материалистом Клодом Гельвецием (1715-1771): «Знание некоторых принципов легко возмещает незнание некоторых фактов». Основные положения требуют дальнейшего обсуждения, поскольку, как говорил нобелевский лауреат академик П.Л.Капица: «Наука кончается там, где кончается дискуссия!».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Барышев А.Н. Периодические геодинамические и метал-логенические системы, их развитие и взаимодействие. -М.: ЦНИГРИ, 1999.
2. Барышев А.Н. Тектоника, геодинамика и металлогения
Полярного Урала // Руды и металлы. 2007. № 1. С. 24-33.
3. Барышев А.Н. Тектоника и металлогения: системный геодинамический и формационный анализ. - М.: Новый хронограф, 2013.
4. Барышев А.Н. Геодинамика Байкало-Патомского нагорья, определяющая генезис и тектоническую позицию докембрийских золоторудных месторождений // Мат-лы 48 (ХЦУШ) тектонического совещания «Тектоника, геодинамика и рудогенез складчатых поясов и платформ», 2 -6 февраля. - М., 2016.
5. Биогенно-седиментационные факторы рудообразования в неопротерозойских толщах Байкало-Патомского региона / В.К.Немеров, А.М.Станевич, Э.А.Развозжаева и др. // Геология и геофизика. 2010. Т. 51. № 5. С. 729-747.
6. БурякВ.А., Бакулин Ю.И. Металлогения золота. - Владивосток: Дальнаука, 1998.
7. Гончаров М.А. Инверсия плотности в земной коре и складкообразование. - М.: Недра, 1978.
8. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:1 000 000. Лист О-49 - Киренск. Объяснительная записка. - С-Пб: ВСЕГЕИ, 2012.
9. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:1 000 000. Лист О-50 - Бодайбо. Объяснительная записка. - С-Пб: ВСЕГЕИ, 2007.
10. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:1 000 000. Лист О-50 - Бодайбо.
- С-Пб: ВСЕГЕИ, 2010.
11. Добрецов Н.Л., Кулаков Ю.И., Литасов Ю.Д. Пути миграции магм и флюидов и составы вулканических пород Камчатки // Геология и геофизика. 2012. Т. 53. № 12. С. 1633-1661.
12. Елисеев В.И. О происхождении золотоуранового месторождения Витватерсранд (ЮАР) // Бюлл. МОИП. Отд. геол. 2006. Т. 81. Вып. 1. С. 66-73.
13. Иванов А.И. Золото Байкало-Патома (геология, орудене-ние, перспективы). - М.: ФГУП ЦНИГРИ, 2014.
14. Изотопная геохимия и геохронология габброидов Волковского массива на Урале / Е.В.Аникина, А.А.Краснобаев, Ю.Л.Ронкин и др. // Геохимия. 2014. № 2. С. 99-123.
15. Околорудный метасоматизм терригенных углеродистых пород в Ленском золоторудном районе / В.Л.Русинов, О.В.Русинова, С.Г.Кряжев и др. // Геология рудных месторождений. 2008. Т. 50. № 1. С. 3-46.
16. Пейве А.В. Разломы и тектонические движения // Геотектоника. 1967. № 5. С. 8-23.
17. Перчук Л.Л. Гравитационное перераспределение пород в докембрийской континентальной коре: решение проблемы // Вестник московского университета. Сер. геол. 2004. № 5. С. 26-36.
18. Поведение золота в зоне окисления золотосульфидных месторождений // В.М.Крейтер, В.В.Аристов, И.С.Волынский и др. - М.: Госнаучтехиздат, 1958.
19. Углеродистые породы и золото в них бассейна Витватерсранд, ЮАР - исследования с помощью электронного микроскопа // Э.Л.Школьник, Е.А.Жегалло, Л.И.Герасименко, Ю.В.Шувалова. - М.: Эслан, 2005.
20. Хаин В.Е. Тектоника континентов и океанов (год 2000).
- М.: Научный мир, 2001.
