CC BY
70
УДК 550.89
ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ КАЛГУТИНСКОЙ РУДНО-МАГМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ (ЮЖНЫЙ АЛТАЙ)
И.Ю. Анникова, А.Г. Владимиров, С.А. Выставной, А.Н. Василевский, Л.В. Витте*, Е.Н. Мороз
Институт геологии СО РАН. г. Новосибирск E-mail: ira99@uiggm.nsc.ru *Институт геофизики СО РАН. г. Новосибирск
Приведены новые данные по тектонической позиции, глубинной морфологии, внутреннему строению, возрасту и истории формирования Калгутинского редкометалльно-гранитного массива и связанного с ним одноименного редкометалльно-молибден-вольфрамового месторождения.
Калгутинская рудно-магматическая система (РМС), представленная одноменным редкометалль-но-гранитным массивом, дайковым поясом онгони-тов-эльванов и крупным редкометалльно-молиб-ден-вольфрамовым месторождением (рис. 1), начиная с середины 30-х годов прошлого столетия и до настоящего времени, является объектом пристального внимания многих исследователей (М.С. Бакла-ков, А.С. Калугин, Р.А. Котляров, М.Г Русанов, Н.М. Кужельный, Н.Н. Амшинский, Е.И. Никитина, А.А. Оболенский, В.И. Сотников, Н.И. Тимофеев, В.Б. Дергачев, И.Ю. Анникова, А.Г Владимиров, С.А. Выставной, Л. П. Рихванов, А.А. Поцелуев, А.В. Титов и др.). За этот период времени накоплен большой комплекс данных по возрасту, истории формирования и тектонической позиции Калгути-нского редкометалльно-гранитного гранитного массива, его глубинной морфологии, а также термобарогеохимии и изотопной систематике Sr, Nd и Pb.
Редкометалльные граниты южной части Горного Алтая традиционно коррелировались с гранитами калбинского типа в Восточном Казахстане и на этом основании им приписывался пермский возраст [1-4]. Эта точка зрения была пересмотрена в последние годы, в первую очередь, благодаря муль-тисистемному изотопному датированию пород и минералов [5-11]. С учетом этих геохронологических данных (U-Pb, Rb-Sr и Ar-Ar), а также прямых геологических наблюдений предлагается следующая схема эволюции редкометалльных рудно-магматических систем южной части Горного Алтая (таблица). Анализ этой таблицы показывает, что в пределах Холзунско-Чуйского поднятия (юг Горного Алтая) необходимо выделять, по крайней мере, три существенно автономных очаговых ареала: Бухтарминский (Кунгурджаринский), Калгутинс-кий и Чиндагатуйский (Алахинский), в каждом из которых магматизм и связанное с ним эндогенное оруденение имеют специфический характер, что, по-видимому, обусловлено отличием в составе гранитообразующего субстрата и степенью взаимодействия с мантийным источником.
Редкометалльные граниты, представленные крупными батолитами, в различных очаговых ареалах близки по петрохимическому и редкоэлементному составу, в то время как магматические породы за-
вершающих стадий, отвечающие остаточным ульт-раредкометалльным очагам, резко различаются [10, 12, 13]. В Бухтарминском (Кунгурджаринском) и Чиндагатуйском (Алахинском) очаговых ареалах они представлены предельными дифференциатами ред-кометалльно-гранитной магмы без прямых признаков участия мантийного источника, в Калгутинском очаговом ареале - характеризуются аномально повышенными концентрациями фосфора (до 0,96 %), кроме того, здесь обнаружены высокотемпературные фельзит-порфиры [14]. Эти данные указывают на взаимодействие остаточных ультраредкометалль-ных очагов с мантийными расплавами.
Необходимо особо подчеркнуть, что для Бух-тарминского и Чиндагатуйского очаговых ареалов, включая сопредельные территории Восточного Казахстана и Китая, характерна Li-Ta(±Be) и W-Sn минерализация; для Калгутинского очагового ареала, включая сопредельные территории Монголии и Китая, - Мо^(±Ве) минерализация. Присутствие или отсутствие молибдена в рудно-магматических системах является важным критерием различия очаговых ареалов. Учитывая мантийный генезис классических молибден-порфировых месторождений, этот признак также свидетельствует о существенном влиянии мантийного источника на ультраредкометалльные остаточные очаги. Очевидно, что с этим фактором связана специфика (уникальность) Калгутинского редкометалльно-молиб-ден-вольфрамового рудного поля.
Рассмотренная выше схема районирования южной части Горного Алтая с позиции выделения трех гранитных очаговых ареалов, металлогеническая специализация которых отражает роль мантийного источника, находит прямое подтверждение при анализе глубинной морфологии, внутреннего строения, эволюции и специфики состава Калгутинс-кой редкометалльно-гранитной РМС.
Глубинная морфология Калгутинского редко-металльно-гранитного массива была определена на основе карт гравитационного поля: остаточных аномалий силы тяжести (Д§ост=Д§набл.-Д§11 = 10 км) масштаба 1:200 000, регионального фона масштаба 1:500 000 (Д& = 10 км), карт изодинам масштаба 1:50 000 Калгутинского района. Расчеты моделей проводились по Д§набл., полученному суммировани-
ем значений регионального фона и остаточных аномалий. Методика моделирования гравитационных и магнитных аномалий была основана на комплексном подходе к интерпретации данных гравиметрии, магнитометрии, сейсморазведки и геологии [15-17]. Результаты моделирования гравитационных аномалий по главным профилям (рис. 2) сводятся к следующим выводам:
2.
В центральной части массива установлена "ножка" шириной 1.. .2 км, протягивающаяся в СВ направлении и падающая на ЮВ под углом 45.60°.
К СЗ от центральной части массива и глубоко-залегающей под ней "ножки" граниты слагают пластообразное тело мощностью 6.9 км с резким обрывом на границе Калгутинской вулка-но-плутонической структуры.
Рис. 1.
Схематическая геологическая карта Калгутинского редкометалльно-гранитного массива (составлена по данным Б.Г. Се-менцова с авторскими дополнениями): 1) четвертичные отложения; 2) девонские вулканогенно-осадочные отложения нерасчлененные; 3—5) восточно-калгутинский комплекс Т-3—ук (3) дайки эльванов и онгонитов, 4) субвулканические штоки гранит-порфиров, 5) микрограниты, грейзенизированные микрограниты, кварц-мусковитовые грейзены "Молибденового штока); 6—10) калгутинский гранит-лейкогранитный комплекс Т2_3к\: фазы дополнительных интрузий (6) резкопорфировидные двуслюдяные лейкограниты, 7) порфировидные и/или неравномернозернистые двуслюдяные лей-кограниты, 8) крупнозернистые мусковитовые лейкограниты), главная интрузивная фаза (9) порфировидные двуслюдяные граниты, 10) порфировидные биотитовые граниты); 11) границы геологические (а) интрузивные, б) фациальные)
3. К ЮВ от центральной части массива и глубоко-залегающей под ней "ножкой" граниты слагают сложное по конфигурации тело, которое можно интепретировать как серию крутопадающих на ЮВ блоков с контрастно уменьшающейся мощностью гранитов до 3.4 км.
Тaблицa. Эволюция редкометалльных рудно-магматических систем Южного Алтая
Бyхтaрминcкaя РМС (240...235 млн лет)
Комплекс Бухтарминский гранит-лейкогранитный (y-YT2) 235±9 (Rb-Sr), 240±1 (Ar-Ar)
Месторождение, тип и масштабы оруденения Магматический; сподуменсодержащие аплиты; масштабы! оруденения не известны!, перспективный объект для поисков
Kaлгyтинcкaя РМС (220.210 млн лет)
Комплекс Калгутинский гранит-лейкогранитный WWW
Месторождение, тип и масштабы оруденения Калгутинское рудное поле; гидротермальный; кварц-вольфрамит-сульфидные жилы, 213±2,4 (Ar-Ar)
Чиндaгaтyйcкaя РМС (200.190 млн лет) Восточно-Калгутинская РМС (205.200 млн лет)
Комплекс Чиндагатуйский гранит-лейкогранитный (y-lJcn) 195,5±1,8 (Ar-Ar), 192±1,6 (Ar-Ar), 193±0,8 (Ar-Ar) Восточно-калгутинский комплекс (YnJvk) 204±7,8 (Ar-Ar), 203,4±1,5 (Ar-Ar), 202,4±0,8 (Ar-Ar)
Месторождение, тип и масштабы оруденения а) Чиндагатуйское м-ние; гидротермальный; убогие кварц-вольфрамит-сульфидные жилы|; отработано; б) Алахинское м-ние; магматический; сподуменовые гранит-порфиры! с ураганными содержаниями Li2O; крупный промышленный объект 198,6±1,2 (Rb-Sr) Калгутинское рудное поле; гидротермальный; богатые кварц-вольфрамит-молибденит-берилловые жилы|; крупный промышленный объект
В строении Калгутинского массива выделяются два самостоятельных интрузивных ритма (комплекса): Калгутинский гранит-лейкогранитный комплекс мезо- и гипабиссальной фации глубинности (y-lyT2_3-J1 kl), слагающий более 90 % от общей площади массива, включает:
- у ГФ{ T2_3kl - порфировидные средне- и крупнозернистые биотитовые граниты с эндоконтак-товой фацией меланогранитов;
- ly ФДИ2 T2-3kl - резкопорфировидные турмалинсодержащие биотит-мусковитовые лейкограниты с мелкозернистой основной массой (ly ФДИ‘2); крупно- и неравномернозернистые мусковитовые лейкограниты (ly ФДИ22) и биотит-мусковитовые крупнозернистые лейкограниты (ly ФДИ 32);
- ¡у-уп ЗФ3 T2-3k¡ - мусковитовые гранит-порфиры, аплитовидные граниты, аплиты, аплито-пегматиты и пегматиты.
Восточно-калгутинский комплекс даек, малых интрузий и трубок взрыва субвулканической фации глубинности (T3-J1vk) включает:
- ущ T3-J1vk - молибденитсодержащие флюидноэксплозивные брекчии микрогранитов и мик-рогранит-порфиров;
- ущ T3-J1vk - апатит- и флюоритсодержащие гранит-порфиры, эльваны, редко онгониты повышенной редкометалльности;
- ущ T3-J1vk - ультраредкометалльные апатитсодержащие онгониты и эльваны.
Ранний интрузивный ритм представляет собой "стандартную" гранит-лейкогранитную ассоциацию повышенной редкометалльности, которая в сравнении с геохимическим типом редкометалльных плю-мазитовых гранитов (по Л.В. Таусону), имеет повышенные концентрации Р, Cs, Mo,W, Sr, Ba и пониженные - F и Sn. Поздний интрузивный ритм резко отличается от "классических" (по В.И. Коваленко) онгонитов и эльванов. Гранит-порфиры, онгониты и эльваны, обладая повышенной и высокой редко-металльностью, не содержат топаза, вместо которого кристаллизуются флюорит и апатит. Отмечаются аномальные по цезиеносности разности онгонитов (до 1800 г/т), а также фельзит-порфиры гибридного корово-мантийного происхождения, аномально перегретые и содержащие необычно высокие для он-гонитов концентрации СаО, Cr и Ni. Изотопная систематика пород и руд (Sr, Nd, Pb) указывает на возрастание мантийной компоненты в источнике при переходе от гранит-лейкогранитов раннего ритма к онгонитам и эльванам позднего ритма [13].
Обобщая геолого-геофизические и структурногеологические данные, можно предложить следующую геолого-геофизическую (геодинамическую) модель формирования Калгутинской РМС. В раннем мезозое, т.е. на внутриплитном этапе тектоге-неза, южная часть Горного Алтая испытала интенсивные разрывные деформации, которые заложили ортогональную сетку разрывных нарушений СВ-ЮЗ и ЮВ-СЗ простираний. Эта сетка разломов испытала деформацию в результате интенсивного сжатия СВ направления, что выразилось в сдвиго-взбросовых движениях, и одновременно она была осложнена левосдвиговыми деформациями. Грани-тоидные расплавы внедрялись на фоне периодически возобновляющихся деформаций, используя тектонически наиболее ослабленные зоны (главные плоскости взбросо-сдвигов и трещины отрыва).
На раннем этапе (220.215 млн лет) первичная гранит-лейкогранитная магма сформировала трещинную интрузию Z-образной формы. Текстурноструктурный облик и эволюция состава гранитов раннего ритма Калгутинского массива контролировались кристаллизационной дифференциацией. На позднем этапе (205.200 млн лет) произошла дефор-
Рис. 2. Результаты моделирования гравитационных аномалий по профилям, пересекающим Калгутинский гранитный массив и соответствующий ему центр гравитационого минимума
мация гранитного массива в результате взбросово-сдвиговых движений. Внедрение онгонитов, эльва-нов и рудных жил контролировалось субвертикаль-ными трещинами отрыва, возникшими в результате взбросовой тектоники и вскрывшими глубинный нижнекоровый очаг. Формирование ультраредкоме-талльных даек и продуктивного Мо^ оруденения
контролировалось двумя факторами: 1) кристаллизационной дифференциацией родоначальной гра-нит-лейкогранитной магмы повышенной редкоме-талльности, 2) взаимодействием остаточных кремнекислых расплавов с мантийными магмами щелочно-базальтового и/или лампрофирового состава.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Амшинский Н.Н. Вертикальная петрогеохимическая зональность гранитоидных плутонов. — Новосибирск: Зап.-Сиб. кн. изд-во, 1973. — 200 с.
2. Амшинский Н.Н., Врублевский В.А., Кононов В.Н. и др. Состояние изученности и расчленение пород Алтая, Салаира и Томь-Колыванской складчатой зоны на комплексы. — Л.: Недра, 1978. —45 с.
3. Морозов О.А. Калий-аргоновое датирование разнофазных образований Калгутинского гранитного массива (Горный Алтай) // Известия АН СССР. — Сер. геол. —1986. — № 10. — С. 145-149.
4. Лузгин Б.Н. Пространственная модель оруденения Калгутинс-кого рудного района (Горный Алтай) // Советская геология. — 1988. — № 8. —С. 94-97.
5. Козлов М.С., Халилов В.А., Стасенко Н.В., Тимкин В.И. Юрская лейкогранит-гранитовая формация Алтая // Геология и геофизика. —1991. —№ 8. —С. 43-52.
6. Ильин В.А., Халилов В.А., Козлов М.С. и др. О возрасте Ала-хинского штока Горного Алтая по данным U-Pb и Rb-Sr датирования // Геология и геофизика. —1994. — № 1. — С. 79—81.
7. Владимиров А.Г, Пономарева А.П., Шокальский С.П. и др. Позднепалеозойский-раннемезозойский гранитоидный магматизм Алтая // Геология и геофизика. —1997. —№ 4. —С. 715—729.
8. Kostitsyn Yu.A., Vystavnoi S.A., Vladimirov A.G. Age and genesis of the spodumene-bearing granites of the SW Altai (Russia): an iso-
topic and geochemical study // Acta Universitatis Carolinae. — Geologica. —1998. —V. 42(1). — P. 60 -63.
9. Vladimirov A.G., Vystavnoy S.A., Kruk N.N., Titov A.V., Anniko-va I.Yu., Moroz E.N. The South-Chuya Ridge and the Ukok Plateau (southern part of Gorny Altai) // Continental grows in the phanero-zoic: evidence from Central Asia. Third Workshop. Geology, magma-tism and metamorphism of the western part ofAltai-Sayan fold region. Field excursion guide. — Novosibirsk, Russia, 2001. — P. 118-128.
10. Владимиров А.Г., Выставной С.А., Титов А.В., Руднев С.Н. и др. Петрология раннемезозойских редкометалльных гранитов юга Горного Алтая: вклад в проблему происхождения расплавов, аномально обогащенных редкими щелочами и фосфором // Геология и геофизика. —1998. — Т. 39. — № 7. — С. 901-916.
11. Vystavnoy S.A., Titov A.V., Annikova I.Yu. Intracontinental granites of Southern Altai and associated rare-metal mineralization // Continental grows in the phanerozoic: evidence from Central Asia. Abstracts. — Ulaanbaatar, Mongolia, 1999. — P. 68-73.
12. Шокальский С.П., Бабин Г.А., Владимиров А.Г и др. Корреляция магматических и метаморфических комплексов западной части Алтае-Саянской складчатой области. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000. —190 с.
13. Анникова И.Ю. Редкометалльные граниты, онгониты и эльва-ны Калгутинского массива, Южный Алтай (состав, связь с оруденением, петрогенетическая модель формирования): Автореф. дис. ... канд. геол.-минер. наук. — Новосибирск, 2003. — 20 с.
14. Титов А.В., Владимиров А.Г., Выставной С.А., Поспелова Л.Н. Необычные высокотемпературные фельзит-порфиры в постгранитном дайковом поясе Калгутинского редкометалль-но-гранитного массива (Горный Алтай) // Геохимия. —2001. — № 6. -С. 677-682.
15. Василевский А.Н. Применение метода подбора при моделировании региональных геологических структур // Геология и геофизика. -1980. - № 3. - С. 41-52.
16. Витте Л.В. Типы континентальной земной коры и история их развития. - Новосибирск: Наука, 1981. -236 с.
17. Витте Л.В., Василевский А.Н. К вопросу о тектонической позиции и формах проявлений в коре щелочно-ультраосновного магматизма Сибирской платформы // Геология и геофизика. -1988. -№ 5. -С. 73-85.
УДК 550.831.05 (571.1)
СЕЙСМОМОРФОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРИ КАРТИРОВАНИИ ВЫСОКОЁМКИХ КОЛЛЕКТОРОВ. II. РОЛЬ ТЕКТОНИЧЕСКОЙ ТРЕЩИНОВАТОСТИ В ФОРМЕ ПАЛЕОРЕЛЬЕФА И ФОРМИРОВАНИИ ПРОНИЦАЕМЫХ ЯЧЕЙ КОЛЛЕКТОРОВ
В.Н. Устинова, В.Г. Устинов
Томский государственный университет E-mail: ustinova@ggf.tsu.ru
Решение литолого-фациальных задач на месторождениях нефти и газа может быть существенно дополнено результатами морфоструктурного анализа сейсмических поверхностей. Для изучения условий формирования, фациального типа коллектора, прогноза напряжённо-деформированных зон на поднятиях, определяющих ёмкостные свойства коллекторов, новые возможности открывает морфоструктурный анализ на основе типизации морфоформ и изучения связи характера распределения тектонических напряжений на поднятиях с типом структур.
Важной стороной интерпретационного процесса, при решении литолого-фациальных задач по данным сейсморазведки, является классификация форм рельефа палеоповерхностей. Детальные реконструкции палеорельефа, в том числе с использованием 3D-сейсморазведки, кроме возможности картирования и анализа фаций позволяют получать сведения о характере распределения тектонических напряжений на поднятии, картировать с применением различных методов морфоструктурного и морфотектонического анализа тектонические нарушения, зоны тектонической трещиноватости. Начиная с анализа рельефа, следует прибегнуть к разработанным для форм рельефа классификациям. Рельеф, как известно, классифицируется по морфологическим, ландшафтно-геологическим, тектоническим и др. признакам. Классификационные схемы рельефа, нашедшие применение при решении историко-геологических, геотектонических, геоморфологических задач, предложены Н.А. Флоренсовым, И.П. Герасимовым, Д.А. Тимофеевым, А.Н. Ласточкиным и др., имеют важное практическое значение, позволяют разрабатывать собственные схемы элементаризации и обобщения форм рельефа для решения практических задач нефтегазовой отрасли.
Устойчивость, повторяемость форм палеорельефа позволила авторам статьи, с опорой на имеющиеся представления о задачах и методах ранжирования морфоформ, создать собственную классификацию (рис. 1), разработанную, в первую очередь, с целью изучения особенностей и характера
проявления в палеорельефе фаций песчаных отложений - потенциальных коллекторов, роли тектонической трещиноватости в формировании облика рельефа и зон высокоёмких коллекторов.
Геометрический облик структур тесно связан и во многом определяется наличием и пространственной ориентировкой систем тектонических напряжений, тектонических трещин. Каким образом эти системы трещин ведут себя в полях сейсмических параметров? На временных сейсмических разрезах трещиноватость проявляется в виде зон поглощения, "грабенообразных" смещений осей синфазности. Более уверенно эти системы трещин выявляются в рельефе палеоповерхности. Достаточно контрастно, в виде систем ортогональных разнопорядковых трещин, проявляется регма-тическая трещиноватость. Эта трещиноватость, участвуя в формировании структурных поверхностей, проявляется, в первую очередь, в избирательности ориентировок структур и их элементов (рис. 1, тип 1, 3, 4, 5, 6, 9, 11). В пределах ЗападноСибирской плиты выявляется четыре преобладающих ориентировки в системах трещин: северо-западные, северо-восточные, субмеридиональные и широтные, которые определяют строение рельефа. Согласно классификации С.С. Шульца [1], можно выявить несколько порядков тектонических трещин, ограничивающих вложенные блоки характерной размерности. Кроме размерности, пространственной ориентировки, тектоническая трещиноватость характеризуется глубиной проникновения. Согласно исследованиям К.И. Микуленко и др.
