CC BY
222
21. АльмухамедовА.И., Медведев А.Я. Геохимия серы в процессах эволюции магм. - М.: Наука, 1982. - 148 с.
22. Горбачев Н.С. Флюидно-магматическое взаимодействие в сульфидно-силикатных системах. - М.: Наука, 1989. - 127 с.
23. Коробейников А.Ф. Платиновые металлы в золоторудных месторождениях складчатых структур Сибири и Северо-Восточ-ного Казахстана// Геохимия. - 1998. - № 10. - С. 1009-1020.
24. Коробейников А.Ф. Комплексные золото-платиноидно-ред-кометалльные месторождения - резерв XXI века // Известия Томского политехнического университета. - 2001. - Т. 304. -№1.-С. 169-182.
25. Коробейников А.Ф. Условия концентрации золота в палеозойских орогенах. - Новосибирск: ИГиГ СО АН СССР, 1987. -177 с.
26. Коробейников А.Ф. Особенности поведения золота при площадном и локальном метасоматозе гранитоидных интрузий Саяно-Алтайской складчатой области // Геохимия. - 1977. -№ 2. - С. 288-297.
27. Коробейников А.Ф. Рудно-метасоматическая зональность на месторождениях золота // Геология рудных месторождений. -1983. - № 1. - С. 96-99.
28. Хэ Ин. Региональная, промежуточная и локальная зональность Аи, Мо, \¥, вп-оруденений на примере районов России и Китая // Известия вузов. Геология и разведка. - 1998. - № 1. -С. 154-155.
29. Коробейников А.Ф. Критерии связи золотого оруденения с магматизмом и метасоматизмом в Саяно-Алтайской складчатой области // Критерии прогнозной оценки эндогенного оруденения Алтае-Саянской области. - Новосибирск: Наука, 1982. - С. 89-93.
30. Коробейников А.Ф., Черняева Е.И. Поведение золота при формировании зональных дайковых тел габбро-диабазов // Доклады АН СССР. - 1987. - Т. 292. - № 3. - С. 680-684.
Поступила 1.06.2007г.
УДК 553.493.6:528.7(571.15)
КОСМОСТРУКТУРНАЯ МОДЕЛЬ РАЙОНА КАЛГУТИНСКОГО РЕДКОМЕТАЛЛЬНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (ГОРНЫЙ АЛТАЙ)
А.А. Поцелуев, Ю.С. Ананьев, И.Ю. Анникова*, А.Г.Владимиров*, А.Н. Василевский**, Л.В. Витте**
Томский политехнический университет E-mail: poan@ign.tpu.ru "Институт геологии и минералогии СО РАН, г. Новосибирск E-mail: ira99@uiggm.nsc.ru "Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН, г. Новосибирск E-mail: kontorovichAE@uiggm.nsc.ru
Изучены космоструктуры района Калгутинского редкометалльного месторождения (Горный Алтай) по материалам мультиспек-тральной космической съемки ¿апска? ЕТМ+ и радиолокационной съемки 5ЯТМ. Район локализован внутри крупной кольцевой структуры сложного строения, характеризующейся длительным многоэтапным (многоимпульсным) развитием. Установлено погружение корневой (очаговой) части структуры с запад ~ северо-запада на восток ~ юго-восток. Положение кольцевой структуры контролируется узлом пересечения зон разломов северо-западного, северо-восточного и северо-восточно ~ субширотного направлений. Калгутинский гранитный массив и собственно месторождение находятся во внутреннем поясе структуры в кольце диаметром 15,2 км. Высоко оценены перспективы рудоносности юго-восточной части района, в связи с развитием малых кольцевых структур второго типа.
Введение
Исследование условий формирования месторождений, выявление источников вещества и энергии, а так же причин рудоотложения являются важнейшими вопросами минерагении. Их решение лежит в основе генетических построений и является базой прогнозно-поисковых моделей. Для многих крупных и гигантских месторождений золота, урана, полиметаллов, алмазов и других полезных ископаемых [1,2] устанавливается связь с крупными структурами земной коры, которые находят свое отражение в материалах региональных геологических, геофизических и космических исследований.
В последние годы получены новые данные об особенностях геологического строения, петрологии магматических образований и вещественном составе руд Калгутинского месторождения, позволяющие утверждать о значительном энергетическом и вещественном влиянии мантийного источника на Калгутинскую флюидно-магматическую систему. Применение мультиспектральных космических съемок, обладающих значительной обзорностью, высокой информативностью при соответствующем пространственном разрешении, позволяют получить новые данные о региональных геологических структурах и глубинном строении района месторождения. При этом появляется ряд новых структур, которые ранее не выделялись при выполнении наземных геологических и геофизических исследований.
Методика исследований
В работе использованы материалы мультиспек-тральиой космической съемки системой Landsat ЕТМ+ (табл. 1). Высота орбиты 705 км, наклонение 98,2°. Каналы 1-3 дают информацию в видимом диапазоне спектра, канал 4 - в инфракрасной, 5-7 - в ближней и дальней тепловой области, 8 канал (PAN канал) - дает информацию в широком диапазоне видимой и ближней ИК областях. Пространственное разрешение (линейный размер пиксела) по каналам меняется от 15 до 60 м. Дополнительно по данным радиолокационной съемки радаром SRTM (Shuttle radar topographic mission) создана цифровая модель рельефа.
Таблица 1. Основные характеристики радиометра ЕТМ+ Цапёза! 7) [3, 4]. Полоса обзора 185 км. Повторяемость съемки 16 сут.
Номера Спектральный Пространственное
каналов диапазон, мкм разрешение, м
1 0,450...0,515 30
2 0,525. ..0,605 30
3 0,630...0,690 30
4 0,75...0,90 30
5 1,55...1,75 30
6 10,40...12,50 60
7 2,09...2,35 30
8 0,52...0,90 15
Обработка, дешифрирование, анализ космома-териалов и моделирование геологических и рудных систем выполнены в соответствии с методическими рекомендациями и подходами [3, 4]. Принципиальная схема работ состояла из:
• формирования массива исходных данных;
• обработки и дешифрирования исходных растровых изображений с использованием алгоритмов классификации, процедур улучшения, комплекса методов фильтрации и передискретизации изображения;
• создания и обработки синтезированного изображения мультиспектральных снимков. Перекалибровка исходных изображений низкого пространственного разрешения в изображения более высокого разрешения с использованием пиксельной матрицы PAN;
• создания производных растровых изображений с использованием «алгебры карт»;
• корреляционного анализа синтезированного изображения;
• обработки и дешифрирования теплового канала;
• обработки и анализа цифровой модели рельефа;
• совместного анализа растровых изображений и цифровой модели рельефа, дешифрирования с использованием ЗБ-визуализации, создания и интерпретации анаглифических изображений.
Интерпретация полученных данных проводилась с использованием материалов по геологическому строению района и полученных авторами
результатов изотопных, геохимических и минералогических исследований магматических и гидро-термально-метасоматических образований Калгу-тинского рудного поля.
Геологическое строение
Рассматриваемый район является составной частью окраинно-континентального вулканического пояса Горного Алтая, сформировавшегося на сиа-лическом блоке Алтае-Монгольского микроконтинента. В его строении выделяется два структурных этажа - раннепалеозойского и среднепалеозойско-го возраста (рис. 1). К первому7 относятся терриген-ные отложения горноалтайской серии (СгО), ко второму - красноцветные осадочно-вулканоген-ные отложения и субвулканические образования аксайской свиты (Г), 2). Последние в районе Калгу-тинского месторождения выполняют одноименную вулкано-тектоническую депрессию, в центре которой расположен интрузивный массив, имеющий то же название.
На современной эрозионной поверхности Кал-гутинский массив имеет форму широтно-ориенти-рованного ассиметричного овала. Общая площадь выходов составляет около 70 км2, рис. 1. Контакты гранитов с вмещающими породами повсеместно имеют интрузивный характер. Гранитоиды, слагающие массив, относятся к Л-типу, и их образование связано с позднеп&леозойским-раннемезозой-ским этапом внутриплитной тектонотермальной активизации [5, 6]. Особенности этого периода определяются проявлением Сибирского пермотри-асового суперплюма на Сибирской платформе и в ее складчатом обрамлении, для заключительного этапа которого характерно локальное проявление мантийного рудоносного магматизма [7].
88°0'0"в. д.
1 ^^r^Q/ / mspz, Jc^m^K^
е> ,——— 0,.J<rg N, N. W" V Q 1 I I
/Ч ih-m 2 D 3
"Пjvf/ Щ 4 I D, Jag Л|Са:лгутинское 1 |4 mn, 5
. q Va -¿О
py®
88°0'0"в. д.
Рис. 1. Схема геологического строения района Калгутинского месторождения (составлена с использованием материалов Горно-Алтайской ПСЭ): 1) четвертичные отложения, 2) калгутинский гранит-лейкогранитный комплекс, 3) карго некая свита вулканитов преимущественно кислого состава и аксакайский субвулканический комплекс трахиандезит-дацит-риолитового состава, 4) горноалтайская серия ритмичнопересла-ивающихся пестроцветных песчаников, алевролитов, глинистых сланцев, 5) кокурекий метапелит-зелено-сланцевый комплекс, 6) государственная граница
В формировании Калгутинского редкометалльно-гранитного массива выделяются два интрузивных ритма (комплекса). Ранний ритм (собственно калгу-тинский комплекс), слагающий более 90 % от общей площади массива, представлен биотитовыми порфи-ровидными гранитами главной фазы, двуслюдяными и мусковитовыми лейкогранитами фаз дополнительных интрузий, а также жилами аплитов и аплитопег-матитов заключительной фазы. По данным последних изотопно-геохронологических исследований возраст биотитовых порфировидных гранитов оценивается в 218...216 млн л [5, 8]. С поздним ритмом (восточно-калгутинский комплекс) связано внедрение дайкового пояса апатит- и флюоритсодержащих гра-нит-порфиров, эльванов и онгонитов, в том числе ультраредкометалльных, получивших собственное наименование «капгутиты» из-за специфики минерального состава, указывающего на кристаллизацию апатита вместо топаза [9]. Абсолютный возраст пород позднего ритма составляет 205...201 млн л [8].
Оруденение Калгутинского месторождения представлено серией крутопадающих вольфрамит-молибденит-кварцевых жил с халькопиритом, висмутином, бериллом и штокообразных преимущественно молибденит-кварцевых тел, рис. 2. Протяженность жил колеблется от первых десятков до 1000 м при мощностях, редко превышающих 1 м. Вертикальная амплитуда оруденения составляет более 500 м. Кварцеворудные жилы, как правило, сопровождаются грейзеновыми оторочками мощностью до 0,5 м. Отмечаются изолированные участки грейзенов, в форме линейных зон, раздувов и столбообразных тел типа «Мо-шток». По данным полевых наблюдений [10] установлено, что наиболее поздние дайки «калгутитов» имеют сложный характер взаимоотношения с рудными жилами и грейзеновыми телами - они являются как внутрирудными, так и пострудными, что указывает на близкое время формирования даек и главного промышленного оруденения.
Рис. 2. Схематическая геологическая карта Калгутинского месторождения (составлена по данным Н.И. Тимофеева и Б.Г. Се-менцова с авторскими дополнениями): 1) четвертичные аллювиально-делювиальные отложения; 2) рудоносные кварцевые жилы; 3) автономное грейзеновое образование с богатым молибденитовым оруденением «Молибденовый шток 1»; 4) дайки измененных «калгутитов» (укТ-^х'к); 5) микрогранит-порфиры (ужТ; М'к); 6) альбитизированные гра-нит-порфиры; 7)порфировидные биотитовые граниты (уТ 8) геологические границы: а) достоверные, б) предполагаемые; 9) зоны дробления; 10) проекции штолен и их номера
Руды месторождения являются комплексными как в геохимическом, так и в экономическом аспекте. Наряду с типичными полезными компонентами грейзенового оруденения (Ве, \¥, Мо), промышленное значение на месторождении имеют Си и Вь В рудах отмечаются высокие содержания элементов различных геохимических групп (лито-, халько- и сидерофильных) - Мз, Та, Ва, и, 1л, Шз, Се, Ьа, Ьи, Аи, А$, Р1, Р<5, Ов, ЯЬ, СЧ1. 8Ь. Аз. РЬ, /.п. Сг, Мп [11]. Минеральный состав руд характеризуется значительным разнообразием — известно более 50 гипогенных рудных и жильных минералов, при этом наряду с распространенными оксидами, сульфидами и сульфосолями, встречаются самородные элементы: золото, висмут, медь, углерод (графит). В составе газово-жидких включений в кварце рудоносных образований присутствуют Н20, С02, СО, Н2, а также предельные (СН4, С,Н,. С,Н8, С4Н10, С5Н12, С6Н14) и непредельные (С2Н2;, С2Н4) углеводороды. С глубиной уменьшается содержание Н20 и С02, но увеличивается содержание СО, Н2 и углеводородов в составе флюида. Формирование оруденения происходило в контрастных условиях окисления первично восстановленного глубинного металлоносного флюида [12, 13].
В эволюции Калгутинской флюидно-магмати-ческой системы выделяется два этапа и пять стадий, в пределах которых закономерно взаимосвязано проявляются несколько импульсов внедрения магматических расплавов и гидротермапьно-мета-соматического рудообразования.
Первый дорудный этап парагенетически связан с порфировидными биотитовыми гранитами главной интрузивной фазы и включает одну турмалин-вольфрамит-кварцевую стадию.
Второй - главный этап рудообразования - объединяет два подэтапа. Первый подэтап включает стадию формирования автономного грейзенового оруденения типа «Мо-шток», по-видимому, парагенетически связанного с калгутинским гранит-лейко-гранитным комплексом. Второй основной подэтап
рудообразования объединяет последовательные образования редкометально-гюбнерит-кварцевой, сульфосольно-сульфидно-кварцевой и заключительной карбонат-кварцевой стадий минералообра-зования. Образования сульфидно-сульфосольно-кварцевой стадии преимущественно телескопиро-ваны в более ранние структуры с образованием сложных по составу сульфидно-сульфосольно-ред-кометально-гюбнерит-кварцевых жил. В пределах этого подэтапа происходило внедрение и становление восточно-калгутинского дайкового комплекса.
Выполненные исследования позволяют рассматривать геологические образования месторождения как продукты развития единой эволюционирующей флюидно-магматической системы. Доказательством этого является близость абсолютного возраста, геохимическая характеристика геологических образований и анализ корреляционных связей их нормированных геохимических спектров [5, 8, 12 и др.]. В процессе развития флюидно-магматической системы влияние глубинного флюида нарастает и достигает максимума во время формирования минеральных ассоциаций основной сульфидно-сульфо-сольно-кварцевой стадии минералообразования.
Выявленные минералого-геохимические признаки указывают на определяющее влияние глубинных (мантийных) процессов при формировании Калгутинской рудно-магматической системы.
Основные результаты
Проведенные исследования материалов космической съемки ЬащЬай ЕТМ+ и анализ цифровой модели рельефа (рис. 3,4) позволяют сделать вывод о том, что в районе Калгутинского месторождения широко развиты крупные структуры линейной и кольцевой форм.
Методика космогеологического картирования подразумевает проведение интерпретации дистанционных данных в условной линейке масштабов: от мелкого к более крупному. Это дает возможность
Рис. 3. Композит дистанционной основы по материалам космической съемки ¡.апс/Ба! ЕТМ+ (слева) и цифровая модель рельефа по материалам 5Р.ТМ (справа). Звездочкой здесь и далее показано положение Калгутинского месторождения
49°20'0"с. ш.
38°0'0"в. д.
О 5 10
30 40
Рис. 4. Схема линвамвнтов района Калгутинского месторождения и их роза -диаграмма. Пунктирной линией здесь и далее по -казана государственная граница
установить принадлежность мелких, непротяженных линеаментов к более крупным структурам, а также выявить закономерности и характерные особенности строения крупных объектов, расшифровать их возрастные взаимоотношения и в целом определить тренд геологического развития района и его отдельных частей.
Линейные структуры района отчетливо проявлены следующими признаками: прямолинейными участками элементов рельефа, прямолинейными фрагментами границ между блоками с различной текстурой рельефа, линейными границами разновидностей растительного покрова, ландшафтными неоднородностями линейной морфологии, прямолинейными участками границ между геологическими телами и др.
Всего в районе дешифрировано более 40 линеаментов разной протяженности и направления (рис. 4), интерпретируемые как разрывные нарушения. Наряду с преобладающими по численности структурами протяженностью от 5 до 30 км, создающими в центре района структуру «битой тарелки», выделяются крупные линейные зоны, пересекающие весь район и выходящие за пределы изученной площади. К ним относятся структуры севе-ро-западного (около 330°), северо-восточного (30°) и северо-восточно-субширотного (около 80°) направлений. При этом Калгутинское месторождение находится в узле их пересечения.
Анализ ориентировки выявленных структур показывает, что по количеству преобладают линеа-менты северо-восточного (30°), субширотного (80...90°) и северо-западного простирания (рис. 4).
В районе дешифрировано и откартировано 20 кольцевых структур (КС) и их дуговых фрагментов (рис. 5). Признаками выделения КС являются:
• кольцевые и дуговые границы между блоками с различной текстурой рельефа;
• кольцевые и дуговые границы между дешифрируемыми геологическими телами;
• границы ландшафтных неоднородностей, дуговой и кольцевой морфологии. С целью анализа КС был создан модуль для ГИС А11СУ1Е\¥, позволяющий определять их размеры и координаты центроидов (рис. 5). Диаметр КС меняется в значительном пределе от 5 до 50 км. При этом в северо-восточном углу площади выделяется фрагмент КС еще большего размера, но основная ее часть находится за пределами изученной площади. По размерам, особенностям пространственного положения, взаимоотношению все КС можно разделить на две группы.
- -49°20'0"с. ш.
88°0'0"в. д.
Рис. 5. Кольцевые структуры и их центроиды (черные точки) района Калгутинского месторождения
Первая группа - это основная КС, охватывающая весь район Калгутинского месторождения в которую закономерно вложены (телескопированы) КС меньшего размера. При этом от большей структуры к меньшей происходит закономерная локализация площади, в центре которой находится Калгу-тинский массив (рис. 6). При явной телескопиро-ванности, эти структуры характеризуются выраженной эксцентричностью - их центроиды смещаются в запад - северо-западном направлении.
49°20'0"с. ш.-
\ ----- "'--.1
/ / / \ / / \ '\2 \
• \ \ \ ..... \ в \5 \3 .Л-Д-г ; ; /
\ \ , .........-и/ //
\ \ чч.
________ У \
ЕИ 1 2
1=1 3
ЕЕЗ 4
88°0'0"в. д.
о 5 ю
Рис. 6. Космоструктурная модель района Калгутинского месторождения: 1) основные кольцевые структуры и их номера, 2) центроиды кольцевых структур и их номера, 3) проекция на дневную поверхность траектории изменения положения очага Калгутинской рудно-маг-матической системы, 4) главные линеаменты района
Ко второй группе отнесены шесть малых КС (диаметр не более 15...20 км), выделяющихся 2-3 кольцами. Они не обнаруживают видимой связи с Калгутинским массивом, располагаются по периферии района, но основная их часть сосредоточена в южной - юго-восточной части района.
Важной характеристикой КС является положение ее центроида и глубина заложения очага, с которым связано образование КС. В соответствии с представлениями [3, 14] видимый диаметр структур на поверхности в 2...4 раза больше, чем глубина очага. Нами принята средняя величина (3) и рассчитана глубина формирования КС первой группы (табл. 2). Таким образом, глубина их формирования последовательно от КС большего размера к меньшему уменьшается от 15,8 до 5,1 км. Принимая во внимание, что развитие процесса шло по восходящей, а положение центроидов в плане соответствует области очага, последовательное соединение центроидов показывает траекторию (проекция на горизонтальную плоскость) пульсационного развития эндогенной системы (рис. 6). Полученная таким образом траектория указывает на то, что в целом при подъеме очага к поверхности он смещался с востока - юго-востока на запад - северо-запад. Но на отдельных участках траектория «контролировалась» то структурами субширотного, то северо-западного направления.
Таблица 2. Основные параметры кольцевых структур (рис. 6)
№ Диаметр, км Глубина заложения, км
1 47,4 15,8
2 45,4 15,1
3 38,4 12,8
4 32,8 10,9
5 26,6 8,9
6 15,2 5,1
Обсуждение результатов
Район Калгутинского месторождения локализован внутри крупной изометричной кольцевой структуры, размер которой оценивается как минимум в 50 км. Структура приурочена к узлу пересечения трех зон разломов северо-западного (около 330°), северо-восточного (30°) и северо-восточно -субширотного (около 80°) направлений. Район характеризуется телескопированным эксцентричным характером расположения колец основной структуры с проявленными автономными локальными структурами (вторая группа), преимущественно сосредоточенными в юго-восточной части района. Само Калгутинское месторождение находится во внутренней части основной кольцевой структуры.
Характер расположения центроидов колец основной кольцевой структуры позволяет восстановить характер и траекторию перемещения очага, формирующего данные структуры. Возможно, это была серия последовательно сформировавшихся очагов, которые имели генетическую или параге-нетическую связь и длительное время развивались одновременно. При подъеме очага к поверхности он смещался с востока - юго-востока на запад -северо-запад. Иначе говоря, структура, контролирующая развитие Калгутинской рудно-магматиче-ской системы, погружается с запад - северо-запада на восток - юго-восток. Такой вывод подтверждается результатами геолого-геофизического моделирования с использованием данных гравиметрии [15]. Их анализ показывает наличие в центральной части интрузивного массива глубокозалегающей «ножки» шириной 1...2 км, погружающейся на юго-восток под углом 45...60° (рис. 7).
Кольцевые структуры выделяются во всех районах и на месторождениях разного состава и генезиса. Чем меньше размер КС, тем более однороден ее вещественный состав. Крупные КС заключают в своих границах образования (комплексы) различного состава, генезиса и возраста. Соответственно с увеличением размера КС увеличивается и сфера рудного контроля. Здесь прослеживается аналогия с иерахией орудене-ния в диапазоне от рудного тела к провинции.
Как правило, большинство исследователей указывают на ударно-взрывной характер КС. Из совокупности всех представлений о природе ударно-взрыв-ных явлений, образующих КС, можно выделить принципиально две точки зрения на их генезис - кос-могенная (астроблемы) и эндогенная (геоблемы).
Сторонники космогенной концепции считают, что начальным импульсом развития КС является ударно-взрывное воздействие падающего космического тела. Это воздействие охватывало земную кору и проникало в мантию, что приводило к активизации эндогенных геологических процессов и, как следствие, к формированию различных полезных ископаемых.
49'20'0"с. ш.-
А. ш ЦШлу ~ ! I
да / ч
1| I ¡Ми 3
С.....4
ЕЗб
КМ о
Рис. 7. Схема районирования локальных гравитационных аномалий южной части Горного Алтая (составлена А.Н. Василевским, Л. В. Витте, И.Ю. Анниковой, А. Г. Владимировым по данным гравиметрической съемки масштаба 1:200 ООО Майминской ГГЭ): 1) изолинии напряженности гравитационного поля; 2, 3) аномалии силы тяжести (частота штриховки ~ интенсивность аномалий): относительные максимумы (2), минимумы (3); 4) контур выходов на поверхность Калгутинского плутона; 5) контуры погребенного массива по данным моделирования; 6) глубинные разломы; 7) гравитационные ступени (А, В); 8) расчетный профиль
Закономерный геологический и минерагениче-ский характер развития Горного Алтая, телескопи-рованное строение однозначно указывают на эндогенную природу кольцевых структур района Калгутинского месторождения.
Сторонники эндогенной концепции считают, что первопричиной образования КС являются глубинные взрывы огромной мощности, обусловленные импульсивным подъемом флюидов (сопровождающихся внедрением порций глубинных расплавов и/или приводящих к расплавлению пород земной коры) к земной поверхности вследствие дегазации ядра Земли [16], либо другими эндогенными факторами.
К признакам проявления взрывных процессов в развитии Калгутинской системы можно отнести следующие факты:
• наличие на месторождении эксплозивных брекчий, слагающих изометричные трубообразные тела («Мо-шток 2»), названные Г.Э. Дашкевичем [17] «трубками взрыва». Отмечается определенная согласованность региональных и локальных структурных факторов - вертикальная ось тела склоняется под углом 70° на юго-вос-
ток. Также известны тела брекчий уплощенной дугообразной формы; • шарообразная форма в плане и на разрезе тел «Мо-шток 1 и 2» (рис. 2). Их морфология указывает на то, что они образовались в участках пространства, подвергшегося резкому (взрыво-образному) воздействию, сопровождающемуся разрушению пород в изометричном объеме, на форму которого существенно не влияла неоднородность геологического субстрата. Иначе говоря, если образование трубообразных тел можно связать с длительным процессом в зоне пересечения разноориентированных разрывных нарушений, то шарообразные тела формировались импульсно и динамично практически равнозначно во всех направлениях.
На природу эндогенных взрывов существуют разные точки зрения, при этом важнейшим является вопрос их энергетического источника [18]. Представляется, что при формировании Калгутинской рудно-магматической системы могли быть реализованы два основных механизма - взаимодействие газов разного состава и электрические разряды большой мощности.
Исследование флюидных включений рудоносных кварцев месторождения показало присутствие в их составе большого числа взрывоспособных газов (табл. 3). В первую очередь к ним относятся угарный газ, водород и различные углеводороды. Их концентрация различна в разных телах, но общим является то, что с глубиной их содержание увеличивается, а воды значительно снижается [19]. То есть в область рудообразования поступал «сухой» преимущественно водородно-углеводородный флюид.
Таблица 3. Средние содержания основных газов в кварце Калгутинского месторождения, мг/кг
Рудные тела Н20 С02 СО н2 ЕУВ Сумма
Ж. 87 Горизонт 20 1280 80 15 <2 32 1400
Горизонт 18 970 71 27 2 40 1110
Вся жила 1030 72 17,5 <2 36 1150
Ж. 69-70 Горизонт 19 1300 43 4,7 <2 13 1360
Горизонт 18 1000 43 9,3 <2 20 1080
Вся жила 1150 43 7 <2 16 1220
Шток 1 Горизонт 19 1650 75 10 <2 24 1760
Горизонт 18 1420 77 10 <2 31 1540
Весь шток 1500 76 10 <2 28 1630
Шток 2, поверхность 880 85 43 6 54 1070
Примечание. ЕУЙ=СН4+С2Н2+С2Н4,б+СзН8+С4Н1о+С5Н12+С6Н14
Появление в системе кислорода (источником могли являться вмещающие породы, подвергающиеся кислотному выщелачиванию - «протонированию») приводило к окислению флюида. Эти реакции сопровождались значительным выделением энергии (табл. 4). При этом появляющаяся в системе вода играла роль катализатора, способного ускорять взаимодействие веществ в тысячу и более раз [14]. Такие взрывы приводили к возникновению камер сжатия, а затем зон дробления и трещинообразования.
Таблица 4. Тепловой эффект реакций, характерных для взрывчатых газовых смесей [14, 20]
Газ Уравнение процесса Тепловой эффект, кДж/г'моль
Водород 2Н2+02=2Н20 573
Метан СН4+202=С02+2Н20 892
Ацетилен 2QH2+502=4C02+2H20 2604
Этан 2С2Н6+702=4С02+6Н20 3123
Пропан СзН8+Б02=ЗС02+4Н20 2221
Бутан 2QH,o+1302=8C02+10H20 5761
Угарный 2С0+02=2С02 556
Очевидно, что этот механизм мог быть реализован на заключительном собственно гидротермальном рудообразующем этапе развития системы, на небольшой глубине и сопровождался образованием на поверхности округлых морфоструктур малого диаметра. Возможно, с этими явлениями в начале гидротермального этапа связано формирование штокообразных рудных тел.
Возможность электрического (электрокинетического) механизма взрывных процессов большой мощности с формированием структур центрального типа описана в работе A.A. Воробьева [21]. Показано, что в земных недрах возможно проявление и накопление свободных электрических зарядов, образование объемных зарядов и проявление разрядов грозового типа. При значительном перечне причин возникновения этого процесса наиболее вероятным является контактная электризация различных по электропроводности тел, особенно в зонах разломов, а так же на участках значительных градиентов температур, давлений или концентраций химических элементов. Наличие зон различной и в том числе повышенной электропроводности на различных глубинах в коре и мантии и их связь с гипоцентрами землетрясений показана в работе O.A. Степанова [18]. По расчетам A.A. Воро-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Перцов A.B., Гальперов Г.В., Антипов B.C. и др. Космострук-турные критерии локализации рудных гигантов // Отечественная геология. - 1999. - № 6. - С. 17-21.
2. Томсон И.Н., Полякова О.П. Особенности локализации, строения и состава крупных и уникальных месторождений цветных и благородных металлов // Отечественная геология. - 1994. -№11-12.-С. 24-30.
3. Аэрокосмические методы геологических исследований / Под ред. A.B. Перцова. - СПб.: Изд-во СПб. картфабрики ВСЕ-ГИИ, 2000. - 316 с.
4. Поцелуев A.A., Ананьев Ю.С., Житков В.Г. и др. Дистанционные методы геологических исследований, прогноза и поиска полезных ископаемых (на примере Рудного Алтая). - Томск: STT, 2007. - 232 с.
5. Борисенко A.C., Сотников В.П., ИзохА.Э. идр. Пермотриасо-вое оруденение Азии и его связь с проявлением плюмового магматизма // Геология и геофизика. - 2006. - Т. 47. - № 1. -С. 166-182.
6. Дистанов Э.Г., Борисенко A.C., Оболенский A.A. и др. Особенности металлогении полиакреционной Алтае-Саянской оро-
бьева [21] в земной коре возможны разряды с энергией 1020 Дж, что сопоставимо и даже превосходит энергию, выделяющуюся при землетрясениях и вулканических извержениях.
Электрический механизм взрывных процессов мог быть основным на начальном (тектоно-магма-тическом) этапе развития Калгутинской системы и его проявление при движении металлоносных водород - углеводородных флюидов в область рудо-отложения весьма вероятно.
Основные выводы
Установлено:
• район Калгутинского месторождения локализован внутри крупной кольцевой структуры сложного строения. Размер структуры составляет как минимум 50 км. Телескопированный эксцентричный характер структуры указывает на длительный многоэтапный (многоимпульсный) характер ее развития. Установлено погружение корневой (очаговой) части структуры с запад - северо-запада на восток - юго-восток;
• положение кольцевой структуры контролируется узлом пересечения трех зон разломов северозападного (около 330°), северо-восточного (30°) и северо-восточно - субширотного (около 80°) направления;
• Калгутинский гранитный массив и собственно месторождение находятся во внутреннем поясе структуры в кольце диаметром 15,2 км;
• в пределах рудного района можно выделить ряд перспективных участков, связанных с развитием малых кольцевых структур второго типа. Авторы признательны Ф.А Летникову за конструктивную критику и полезные советы. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты 05-05-64356и 06-05-65137).
генной области // Геология и геофизика. - 2006. - Т. 47. -№ 12. - С. 1257-1276.
7. Добрецов Н.Л. Мантийные плюмы и их роль в формировании анорогенных гранитоидов // Геология и геофизика. - 2003. -Т. 44. - № 12. - С. 1243-1261.
8. Анникова И.Ю., Владимиров А.Г., Выставной СА. и др. И-РЬ, Аг^/Аг40 датирование и вт-Ш, РЬ-РЬ изотопное исследование Калгутинской молибден-вольфрамовой рудно-магматической системы, Южный Алтай // Петрология. - 2006. - Т. 14. - № 1. - С. 90-108.
9. Дергачев В.Б. Новая разновидность онгонитов // Доклады АН СССР. - 1988. - Т. 302. - № 1. - С. 188-191.
10. Анникова И.Ю., Дергачев В.Б., Терехов В.Н. О взаимосвязи редкометалльных гранитов, онгонитов и оруденения в Калгу-тинском массиве (Горный Алтай) // Геологическое строение и полезные ископаемые западной части Алтае-Саянской складчатой области: Тез. докл. науч.-практ. конф. - Кемерово-Ново-кузнецк, 1999. - С. 220-222.
11. ПоцелуевА.А., Котегов В.П., РихвановЛ.П. идр. Благородные металлы в Калгутинском редкометалльном месторождении (Горный Алтай) // Известия Томского политехнического университета. - 2004. - Т. 307. - № 5. - С. 36-42.
12. Potseluev A.A., Babkin D.I., Kotegov V.l. The Kalguty Complex Deposit, the Gorny Altai: Mineralogical and Geochemical Characteristics and Fluid Regime of Ore Formation // Geology of Ore Deposits. - 2006. - V. 48. - № 5. - P. 384-401 [in Russian],
13. Поцелуев A.A., Котегов В.П., Акимцев В.А. Графиты Калгу-тинского редкометалльного грейзенового месторождения (Горный Алтай) // Доклады РАН. - 2004. - Т. 399. - № 2. -С. 241-244.
14. Взрывные кольцевые структуры щитов и платформ / В.И. Ваганов, П.Ф. Иванкин, П.Н. Кропоткин и др. - М.: Недра, 1985. - 200 с.
15. Анникова И.Ю., Владимиров А.Г., Выставной С.А. и др. Геоло-го-геофизическая модель формирования Калгутинской рудно-магматической системы (Южный Алтай) // Известия Томского политехнического университета. - 2004. - Т. 307. - № 4. -С. 38-42.
16. Летников Ф.А. Сверхглубинные флюидные системы Земли и проблемы рудогенеза // Геология рудных месторождений. -2001.-Т. 43,-№4.-С. 291-307.
17. Дашкевич Г.Э., Морцев Н.К., Боровиков A.A. Эксплозивные брекчии на Калгутинском месторождении (Горный Алтай) // Петрология, геохимия и рудоносность интрузивных комплексов юга Сибири. - Новосибирск: Изд-во ОИГГМ СО РАН, 1991. - С. 44-49.
18. Степанов O.A. Взрывной механизм формирования структур центрального типа // Советская геология. - 1989. - № 12. -С. 95-104.
19. Поцелуев A.A., Бабкин Д.И., Котегов В.И. Состав и закономерности распределения газов в кварцах Калгутинского редкометалльного месторождения // Известия Томского политехнического университета. - 2005. - Т. 308. - № 2. - С. 36-43.
20. Гороновский И.Т., Назаренко Ю.П., Некряч Е.Ф. Краткий справочник по химии. - Киев: Наукова думка, 1974. - 991 с.
21. Воробьев A.A. О возможности электрических разрядов в недрах Земли // Геология и геофизика. - 1970. - № 12. - С. 3-13.
Поступила 20.11.2006 г.
УДК 552.5(571.51)
ЛИТОГЕНЕЗ ВЕНД-КЕМБРИЙСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ЮГО-ЗАПАДНОГО СКЛОНА БАЙКИТСКОЙ АНТЕКЛИЗЫ (ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИЗУЧЕНИЯ РАЗРЕЗА ИРИНЧИМИНСКОЙ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ СКВАЖИНЫ 155 В ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ)
Н.Ф. Столбова, О.В. Бетхер*, Ю.В. Киселев, В.А. Кринин**
Томский политехнический университет
E-mail: StolbovaNF@ign.tpu.ru "Томский государственный университет "ЗАО «Ванкорнефть», г. Красноярск
Рассмотрены результаты изучения обстановок осадконакопления и последующих диагенетических, катагенетических и наложенных эпигенетических преобразований пород в разрезе. Проявление в разрезе эпигенетических изменений пород и распространение битумоидов указывают на перспективность территории на нефтегазоносность.
Изучение литогенетических особенностей образования осадочных толщ необходимо для оценки перспектив нефтегазоносности исследуемой территории. Иринчиминская параметрическая скважина пробурена на площади Тохомской подзоны Тохомо-Оленчиминской фациальной зоны юго-за-падного склона Байкитской антеклизы Восточной Сибири и изучена с применением комплексной литолого-петрографической, минералого-геохи-мической и люминесцентно-микроскопической технологии [1]. Исследования выполнены в петро-лого-геохимической лаборатории Института геологии и нефтегазового дела Томского политехнического университета. Вскрытые скважиной отложения исследовались по образцам керна и шлама, отобранным соответственно, через 1...2 м и 5... 10 м. Керн изучен в интервалах вскрытия усолъской (€ш) - 2347...2385 м, тэтэрской (У-€ш) - 2479...2500 м, собинской (У,ь) - 2500...2530 м, катангской (УИ8) -2567...2597 м, колымовской (У^ - 2650...2672 м, оморинской (Яз-У,,,,^ - 2672...2809 м и вельминской
(К3-У?1) - 2837...2849 м свит. Шлам изучен из отложений бельской (инт. 1830...1902 м), усолъской (1905...2460 м) и других свит из интервалов, по которым отбор керна не проводился.
Породы вельминской свиты (инт. 2809...2869 м) представлены красновато-коричневыми мелко-среднезернистыми слоистыми песчаниками. По составу это полевошпато-кварцевые граувакки со скоплениями слюдистых минералов по плоскостям наслоения, с конформными структурами зерновых контактов с доломитовым, кварцевым и слюдисто-гидрослюдистыми цементами (рис. 1). Сортировка терригенного материала средняя. В составе обломков преобладают кварц, микроклин и калишпат-пертит, альбит, встречаются обломки кварцитов, вулканитов, слюдистых сланцев.
Среди песчаников отмечаются прослои бурых, красно-коричневых алевролитов, аргиллитов и их переходных разновидностей. Наклон прослоев 3...50. Алевролиты и алевроаргиллиты преобладают в верхней части свиты.
