CC BY
249
УДК 551.2 : 553.078
Павленко Юрий Васильевич Yuri Pavlenko
ОБЪЕМНАЯ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЮГО-ВОСТОЧНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ: ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗМЕЩЕНИЯ ЭНДОГЕННОГО ОРУДЕНЕНИЯ (ЧАСТЬ I)
THE VOLUME OF GEOLOGICAL AND GEOPHYSICAL MODEL FOR SOUTH EASTERN ZABAIKALIE: PATTERNS OF ENDOGENOUS MINERALIZATION DISTRIBUTION (PART I)
Продемонстрирована эффективность перспективного вида минерагенических исследований на основе объемной модели строения Юго-Восточного Забайкалья, созданной методами геолого-геофизи-ческого картирования
Ключевые слова: минерагения, объемная модель, глубинное строение, структурное районирование, оруденение, закономерности, прогнозирование, Восточное Забайкалье, М-50
The effectiveness of a promising type of research mineragenetic-making on the basis of three-dimensional model of the structure of South-Eastern Zabaikalie is demonstrated, created by the methods of DAMI geological and geophysical mapping
Key words: minerageny, volume model, deep structure, structural zoning, mineralization patterns, forecasting, Eastern Zabaikalie, M-50
ведение. Совершенствование основ научного прогнозирования требует выполнения мелко-среднемасштабных специализированных исследований, систематизации знаний о процессах рудообразования, полученных за 300-летнюю историю освоения недр Забайкалья, широкое использование компьютерных технологий и современных статистических методов обработки исходных данных для характеристики ру-доносности недр. Одним из наиболее перспективных направлений современных прогнозноминерагенических исследований является разработка принципов и методов объемного геолого-геофизического картирования, переход к «объемной» (по Л.Н. Овчинникову) минерагении (металлогении). Распределение оруденения в разрезе земной коры обеспечивает выявление более объективных закономерностей развития
минерализации во времени и пространстве, поскольку условия формирования и основной источник рудного вещества располагается в глубинных частях земной коры.
Структурно-вещественные причины пространственного совмещения разнотипного мультиметалльного оруденения в одних и тех же рудовмещающих структурах требуют практического решения множества вопросов генезиса руд, месторождений, их латеральной и, особенно, вертикальной зональности, возможности формирования протяженных рудоносных колон регенерированных, теле-скопированных, сепарированных руд и прочее, что при большом дефиците легкооткры-ваемых месторождений повышает шансы выявления скрытого оруденения в структурах рудных районов и узлов.
Макеты карт глубинного геологического строения создаются по материалам гео-
логических, гравитационных, аэромагнитных и геохимических съемок масштабов 1:200 000 и крупнее на основе детального изучения разнонаправленных геологических разрезов. Они обеспечивают изучение верхней (15-20 км) части земной коры, где геофизические построения «можно перевести на общепринятый геологический язык», увязать гравитационные измерения с геологическими данными, используя современные компьютерные технологии для расчета параметров геологических тел и перехода к трехмерному картографированию. Особое внимание при этом представляют геохимическая зональность рудных ореолов, вертикальная зональность оруденения и зон гидротермального изменения пород, поскольку упорядоченное расположение максимумов концентрации различных рудных элементов в разрезе земной коры в общих чертах сохраняется вне зависимости от особенностей генезиса в эндогенных условиях; например, смена снизу вверх по разрезу оруденения Ре — Си — 7п
— РЬ — (Аи, А§, Ва).
Восточное Забайкалье является регионом, характеризующимся чрезвычайно сложным геологическим строением, развитием богатого и, главное, разнообразного эндогенного оруденения. Неслучайно здесь впервые в России добыты многие виды полезных ископаемых, открыты многие новые минералы, составлены первые в мире геологические карты (см. ниже), а в начале этого, нового, века составлена первая российская объемная геолого-геофизическая модель, открывающая страницу принципиально новых геолого-минерагенических исследований для выявления закономерностей пространственного распространения эндогенного мультиметалльного оруденения.
Известно, что все многочисленные модели, объясняющие закономерности пространственного размещения и особенности формирования эндогенного оруденения Восточного Забайкалья, базируются на представлениях о развитии его тектонических структур. Исследования автора разделены на три части, публикуемые в трех сле-
дующих друг за другом журналов «Вестник ЧитГУ».
1. Сведения о развитии научных представлений о минерагении региона
Яркая особенность истории забайкальской геологии — в необыкновенной напряженности борьбы мнений И.Г. Рутштейн
Начало изучения и освоения месторождений Восточного Забайкалья относится к 1676 г. с открытия Аргунского месторождения, на котором казаки обнаружили старые заброшенные серебросвинцовые «плавильни китайцев» [8]. Выявленные в ХУИ-Х1Х вв. серебро-свинцово-цинковые месторождения в Нерчинском округе, затем многочисленные месторождения цветных камней, золота, олова, вольфрама и др. полезных ископаемых вызвали особый интерес нескольких поколений исследова-
о Г» ^ о о о
телей к изучению Забайкальской рудной провинции. По результатам их труда в Восточном Забайкалье впервые в России добыты флюорит, молибден, вольфрам, олово, серебро, золото, висмут, торий, открыты десятки новых минералов [8].
В районе Нерчинского Завода в 17891794 гг. на площадь 35 000 кв. верст создана первая в мире геологическая карта, призванная обобщить особенности распространения выявленных полезных ископаемых. Первая работа, рассматривающая закономерности размещения рудных месторождений, датирована 1867 г. [17]. В ней
А.Д. Озерский указывает на размещение свинцово-цинковых месторождений и связанных с ними «металлоносных порфиров» в виде пяти полос или «продольных осей», а также обращает внимание на карбонатный состав рудовмещающих пород.
Геологические исследования региона в конце XIX в. активизировались с пост-
о о /П /■“' о Г"Ъ
ройкой Сибирской железной дороги. Заключение В.А. Обручева и его сотрудников
о принадлежности Забайкалья к древней
платформе позднее использовано Э. Зюсом для обоснования концепции «древнего темени Азии», а Л. де-Лонэ — для отнесения региона к зоне «каледонской складчатости» [28]. Свои взгляды на докембрийский и палеозойский возраст оруденения В.А. Обручев изменил лишь в 1938 г. после работ М.М. Тетяева, убедивших его в несомненной связи большинства месторождений региона с мезозойским магматизмом.
В 20-30 гг. XIX в. М.М. Тетяев и другие сотрудники Геологического комитета, отказавшись от господствующей гипотезы «древнего темени Азии», выдвинули другую крайнюю гипотезу — о принадлежности Восточного Забайкалья к альпийской складчатой зоне [28]. Согласно этой гипотезе все мезозойские отложения, включая меловые, подвержены интенсивной складчатости, обнажаются в окнах тектонических покровов и сопровождаются внедрением крупных послемеловых батолитовых интрузий.
Представления М.М. Тетяева о сибирских шарьяжах неоднократно оспаривал
В.А. Обручев. Однако затянувшийся спор этих великих российских ученых позволил сделать вывод, с одной стороны, о сравнительной молодости рудовмещающих структур Восточного Забайкалья, что нашло свое подтверждение многими последующими исследованиями, с другой — надолго предал забвению надвиговые структуры и их диагностические признаки.
Принадлежность региона к альпийскому геосинклинальному поясу окончательно оспорена в 1930-е гг. работами Е.В. Павловского, И.В. Лучицкого, Д.С. Соколова, М.С. Нагибиной, И.С. Валицкой и др., доказавших наличие доюрских гранитов, регионального несогласия внутри разреза юры, определивших контуры, внутреннее строение палеозойских и мезозойских прогибов. Новые тектонические концепции А.Д. Архангельского и Н.С. Шатского (1933 и 1937 гг.) обосновали принадлежность региона к юго-западному флангу Монголо-Охотского геосинклинального пояса и впервые отнесли Восточное Забайкалье
к области мезозойской складчатости. В.А. Обручев работами 1935-1938 гг. опровергает принадлежность Восточного Забайкалья к нормальной геосинклинали, обосновал его складчато-глыбовое строение. Он подчеркивает домезозойский возраст преобладающей массы гранитоидов Забайкалья, а молодые интрузии считает предверх-неюрскими.
В предвоенные годы начинается систематическое картирование Юго- Восточного Забайкалья, выполняются обобщающие работы по стратиграфии, магматизму, тектонике. В регионе выделяется ряд крупных структурных зон, характеризующихся своими особенностями геологической эволюции, стратиграфического разреза и магматизма, отмечен различный возраст складчатых структур Западного (каледонский), Центрального (среднепалеозойский) и Восточного (мезозойский) Забайкалья.
Начало региональному металлогени-ческому анализу Юго-Восточного Забайкалья положено работами М.М. Тетяева и его группы (1927 г.), в которой отмечено зональное распределение оловянно-вольфрамовых и свинцово-цинковых месторождений Восточного Забайкалья, предположено существование взаимопереходов и генетических связей между ними. Важным толчком региональных металлогенических исследований послужило выделение А.Е. Ферсманом [32] мощного геохимически единого Монголо-Охотского «металлического пояса», в котором основная рудная минерализация связана с гранитными интрузиями. Главная забайкальская часть этого пояса представлялась «очень симметрично построенной», ибо в ней центральная зона пегматитов с драгоценными камнями окаймляется полосами пневматолитов, переходящих в гидротермалиты с вольфрамовыми и висмутовыми месторождениями, а далее по краям — поясами серебросвинцовых руд.
Особая роль в изучении полезных ископаемых и металлогении Восточного Забайкалья принадлежит С. С. Смирнову, который в период 1932-1946 гг. создал общую картину восточно-забайкальской ме-
таллогении. Он включил Восточно-Забайкальскую металлогеническую провинцию во внешнюю зону Тихоокеанского рудного пояса [29]. Автор подчеркивал, что «основная масса рудных проявлений Восточного Забайкалья относится к мезозойским стадиям металл огенеза» [30]. Разработанная им концепция о поясовом распределении мезозойского оруденения обосновывает выделение трех рудных поясов северо-восточного простирания: оловянно-вольфрамового, примерно совпадающего с Центральной антиклинальной структурой, возникшей в зоне мезозойского геосинклинального прогиба, золото-молибденового и полиметаллического, совпадающих с Пришилкинской и Приаргунской окраинными синклинальными структурами, образованными на месте краевых поднятий собственно геосинк-линальной стадии (см. рис. 1). Различия в истории развития структур определили разный характер интрузивного магматизма и, как следствие, специфику рудных серий. Однако это — лишь основная тенденция, фактически же — между типовыми интрузиями, типовыми рудными сериями нет резких границ и вырьирующие геологические условия формируют переходные разности и отклонения от поясовой схемы размещения оруденения [28]. С.С. Смирнов специально останавливался также на возможности применения к условиям рассматриваемой территории гипотезы зональности Эммонса и пришел к заключению, что с позиций этой концепции объяснить взаимосвязь и размещение мезозойских месторождений невозможно. Выявленные факторы рудной зональности определили металлогеничес-кие исследования на многие годы вперед.
Выводы С.С. Смирнова успешно уточнялись и детализировались О.Д. Левицким, Ю.А. Билибиным, Г.Л. Падалка и другими исследователями. Работами О.Д. Левицкого [13; 14] уточнено возрастное расчленение рудоносных интрузий и определены формы связи с ними оруденения.
Ю.А. Билибин рассматривал Восточно-Забайкальскую провинцию как внешнюю зону обширного Тихоокеанского мезозойского пояса, рудные комплексы которого образовались главным образом во второй половине юры, опережая формирование аналогичных комплексов внутренних зон этого пояса (Чукотско-Чаунской, Верхояно-Колымской, Приморской) [2]. В лекциях, посвященных металлогении Восточной Сибири [9], он выделял в Восточном Забайкалье три крупных структурных единицы ( области) , различающиеся историей геологического развития в мезозое: Шил-кинско-Аргунское междуречье, Агинскую «плиту» и Даурский хребет. Пограничные участки этих областей представляют наиболее подвижные зоны — мезо-кайнозойские депрессионные структуры, выполненные мощными толщами осадков верхней юры и нижнего мела.
В Шилкинско-Аргунском междуречье Ю.А. Билибин выделял два главных рудных комплекса, близких по времени проявления — нерчинско-заводский серебро-свин-цово-цинковый, приуроченный к Приаргунской и Газимурской депрессионным ( синклинальным) структурам, и шерло-вогорский редкометалльный ( сульфидно-касситеритовой формации турмалиновой группы) , проявившийся в периферийной части Харанорской депрессионной структуры. Генетически оба комплекса связаны или с гипабиссальными ( первый) , или с субвулканическими ( второй) интрузиями кислого и среднего состава. В этих рудных комплексах имеются переходные типы руд, «...перекидывающие мост между месторождениями того или другого комплексов». Аналогичные взаимоотношения полиметаллического и сульфидно-касситеритового рудных комплексов установлены в Приморской провинции, что свидетельствует о структурно-геохимической аналогии путей формирования отдельных металлогенических провинций Тихоокеанского рудного пояса.
Рис. 1. Схема размещения мезозойских рудных поясов Восточного Забайкалья [14]:
Рудные пояса: 1 — Центральный оловянно-вольфрамовый; 2 — Шилка-Олекминский золотомолибденовый; 3 — Аленгуе-Уровский золото-молибденовый; 4 — Приаргунский свинцово-цинковый; 5 — Пришилкинский золото-медно-свинцово-цинковый; 6 — Нерча-Хилокский флюо-ритовый; 7 — Калангуйский флюоритовый; 8 — Урулюнгуйский флюоритовый; 9 — Балейский ртутно-сурьмяно-вольфрамово-золоторудный. Главные элементы складчатых областей: 10 — Газимурская центральная зона юрского геосинклинального прогиба; 11 — краевые зоны юрского геосинклинального прогиба (А — Шилка-Ингодинская, Б — Алгачинская); 12-13 — зоны области средне-позднепалеозойской складчатости (12 — Агинская центральная, 13 — Даурская краевая);14 — жесткие массивы Аргунской зоны ранне- и среднепалеозойской складчатости (В
— Уровский, Г — Урулюнгуйский); 15 — Яблоневая зона области раннепалеозойской (позднебайкальской) складчатости
В работах [1; 3; 4] Ю.А. Билибин многие интрузии кислых калиевых гранитов Юго-Восточного Забайкалья отнес к мезозойским. В пределах рудных поясов С.С. Смирнова он наметил 27 линейно вытянутые в северо-восточном направлении структурно-металлогенические зоны, объединив их в четыре основных типа: золо-то-шеелитовые, оловянно-вольфрамовые, золото-молибденовые и оловянно-полиметаллические. Сложный характер оруденения в пределах зон указанных типов автор объясняет развитием интрузий, относящихся к различным, относительно разновозрастным комплексам. Он склонен объединить некоторые рудные комплексы различных поясов в единые структурно-металлогенические зоны (золото-вольфрам, олово-вольфрам-по-лиметаллы, олово-полиметаллы), т.к. признаки «скрещивания» редкометалльного и полиметаллического, а также некоторых других типов оруденения, неоднократно отмечал еще С.С. Смирнов. В настоящее время совместное развитие в рудных узлах различных типов оруденения отмечается очень часто. Во многих из них разведаны запасы комплексных руд, а месторождений, содержащих попутные компоненты, насчитывается много десятков.
С.С. Смирнов, неоднократно указывая на телескопированное развитие мезозойского оруденения, объясняет это прерывистым поступлением порций рудоносных растворов разного состава на фоне трещи-нообразования. С прерывистым проявлением тектономагматической деятельности и рудообразования связываются и случаи скрещивания различных рудных комплексов. Ю.А. Билибин более дробно расчленил «типовые интрузии» и «рудные серии» С.С. Смирнова на интрузивные и минеральные комплексы, наметил в пределах обширных рудных поясов большое количество конкретных структурно-металлогенических зон и показал, что зоны часто характеризуются многократно наложенной мезозойской минерализацией. Он исходил из признания того, что существуют определенные типы структур, которым свойственны особые
черты металлогении. Каждый такой тип структур, как определенная геологическая формация, имеет особую историю геологического развития. Изучение таких геологических формаций Ю.А. Билибин считал интересным и перспективным направлением дальнейших металлогенических исследований.
Г.Л. Падалка образование большей части разновозрастных эндогенных месторождений относит к замыканию мезозойского подвижного пояса (средние — J , поздние — J3 и конечные — J3-K1 этапы развития геосинклинальной зоны). В пределах этапов он выделяет несколько более или менее самостоятельных (разновременных) фаз интрузий. Некоторые фазы интрузий он подразделяет по глубине проявления (фации). Различие рудной минерализации в бортах и центральной части мезозойской геосинклинальной области объясняется различием проявившихся в них фаз, фаций интрузий различного состава, составом вмещающих пород и уровнем эрозионного среза.
Мезозойские интрузии и парагенетически связанные с ними месторождения ВосточногоЗабайкалья распределялись в зависимости от благоприятных пликатив-ных ( оловянно-вольфрамовый пояс) и, главным образом, дизъюнктивных нарушений (полиметаллический и золото-молибденовый пояса). Г.Л. Падалка [19-23] подчеркивает, что основными разрывными нарушениями являются северо-восточные, а разломы северо-западного направления подчинены им. Наиболее благоприятными для образования рудных узлов являются пересечения этих разломов. Разломы пересекают древние складчатые структуры, контролируют распределение мезозойских интрузий и месторождений поздних и конечных этапов развития мезозойской подвижной зоны. Это обусловливает возможность наложения молодого оруденения на более древнее. В пределах рудных поясов
С.С. Смирнова автор выделяет 14 структурно-формационных зон, важную роль в размещении рудных месторождений отводится
разрывным нарушениям крупного порядка.
По представлениям А.А. Якжина [34; 35], принципиально не отличающимся от таковых Ю.А. Билибина и Г.Л. Падалки, «мезозойская складчатая область распространена далеко за пределы Шилка-Ар-гунского междуречья и охватывает районы Агинского сланцевого поля, Даурского хребта и Зачикойской горной страны». В отношении мезозойских месторождений различных генетических типов А.А. Як-жин, как и Ф.И. Вольфсон [5; 6], А.Д. Щеглов, Н.В. Шталь, Н.И. Тихомиров, полностью разделяет концепцию формирования большей их части в пределах ме-таллогенических зон северо-восточного направления. В них локализуются сходные по возрасту и составу рудные проявления, а сложный характер минерализации многих рудных узлов объясняется наложением и пересечением зон различного возраста и типа.
В.Н. Козеренко в металлогенических построениях исходил не из этапов тектонической и металлогенической эволюции, а из региональных различий тектонических режимов одновременно развивающихся зон [10]. Он является сторонником полицик-лического металлогенического развития Восточного Забайкалья. Если С.С. Смирнов подавляющую часть месторождений признавал юрскими, то В.Н. Козеренко [10] рудообразование связывает со среднепалеозойским, позднепалеозойско-ран-немезозойским и средне-позднемезозойским временем — периодами существования соответственно первичной, вторичной остаточной геосинклинальных систем. В каждой разновозрастной структурно-фа-циально-металлогенической зоне им выделены центральные, переходные и краевые подзоны, в которых локализованы определенные интрузии и месторождения (в центральных — олово и вольфрам, в краевых
— золото, молибден, свинец, цинк). В его металлогенической модели разновозрастные однотипные структурно-фациаль-но-металлогенические зоны сложно переплетаются, накладываются друг на друга в пространстве, отчего картина распределе-
ния эндогенных месторождений «не может быть сведена к упрощенной схеме линейно вытянутых поясов»[10].
Детализацией поясов С.С. Смирнова позднее занимался и В.С. Кормилицын [11; 12]. Относительно юрского геосин-клинального прогиба им выделено девять последовательно сменяющих друг друга во времени мезозойских рудных поясов. Они пространственно сопряжены друг с другом и контролируются «главными складчатыми и разрывными структурами северо-восточного направления» (рис. 1). Интересна следующая характеристика рудных поясов [12]:
— мезозойские рудные пояса пространственно не ограничены областью юрского геосинклинального прогиба и развиваются как в герцинских, так и в более древних структурах региона;
— основными тектоническими элементами, определяющими поведение и размещение этих поясов, являются региональные разрывные нарушения типа глубинных разломов;
— ни один из выделенных поясов не существует в «чистом виде», т.к. в пространстве все они частично или полностью перекрывают друг друга в порядке последовательности своего формирования;
— наиболее сложное совмещение и перекрытие рудных поясов имеет место в области мезозойской складчатости;
— из всех рудных поясов только относительно более ранний Центральный оловянно-вольфрамовый и более поздний Балейский ртутно-сурьмяно-вольфрамовозолоторудный пересекают Агинскую зону средне-позднепалеозойской складчатости. Другие пояса при приближении к этой зоне или тупо выклиниваются, или идут в обход этой зоны.
Становилось очевидным, что концепция геосинклинального развития Восточного Забайкалья в мезозое не обеспечивает четкого геологического толкования пространственного размещения эндогенного оруденения по следующим основным позициям [9]:
— рудные пояса, даже в наиболее ярко выраженных интервалах, не выдержаны по простиранию;
— фланговые части рудных поясов иногда тупо заканчиваются;
— рудные пояса местами обнаруживают ответвления, идущие в стороны от их главного северо-восточного простирания;
— наиболее отчетливо выделяющиеся интервалы рудных поясов смещены относительно друг друга по простиранию мезозойской мобильной зоны;
— строение различных интервалов рудных поясов неоднородно по доминирующему возрасту и составу вмещающих пород;
— положение рудных узлов вероятно определяется целым комплексом геологических факторов.
Г.И. Князев [9], разделяя представления В. А. Обручева о глыбовом характере развития Восточного Забайкалья, в мезозое, главную роль в распределении оруденения отводит мобильным зонам, окружающим юрские консолидированные массивы.
Ф.И. Вольфсон [7] отмечает, что все месторождения Восточного Забайкалья, «начиная от оловянных, вольфрамовых и молибденовых и кончая свинцово-цинковыми, золоторудными и флюоритовыми, представляют собой единую рудную серию, сформированную в один тектономагмати-ческий этап в результате ряда последовательно развивающихся стадий минерализации».
Типизируя металлогенические провинции, рудные зоны и районы Забайкалья и Дальнего Востока [26], изучая их особенности [24; 27], Е.А. Радкевич выделяет следующие типы рудных районов:
1) преимущественно прогибы, сложенные терригенными толщами с оловянно-вольфрамовой минерализацией;
2) поднятия (или прогибы на поднятиях), сложенные карбонатными породами со свинцово-цинковой минерализацией;
3) зоны структурных швов с разнообразной минерализацией;
4) краевые прогибы с медистыми песчаниками и телетермальными свинцово-цинковыми месторождениями. Для
Восточного Забайкалья ею высказано предположение о рудоконтролирующей роли зон повышенной трещиноватости в пределах рудных поясов С.С. Смирнова [25].
Направление исследований о влиянии продольных, поперечных, диагональных зон трещиноватости и глубинных разломов на металлогению региона получило в дальнейшем нарастающее развитие во многих работах [9; 31; 33], что не только все более отдалило эндогенное рудообразование от эволюции и строения геосинклинальной системы, но и ставит под сомнение и даже вообще отвергает влияние геосинклиналь-ного режима на рудоотложение. Это направление базируется на тектонике литос-ферных плит, своеобразных тектонических структурах, формирующихся на разновозрастном складчатом основании и в древних консолидированных структурах далеко за пределами мезозойских прогибов, на локализации мезозойских интрузий в структурах, значительно оторванных по времени образования от этапа главной складчатости. Исторически это направление развивалось из представлений о складчато-глыбовом строении мезозоя Восточного Забайкалья
В.А. Обручева (1938 г.), глыбовых зонах
— особых структурах земной коры Г.Ф. Мирчинка (1940 г.), жестких массивах и мобильных зонах Г.И. Князева (1957-1962 гг.), структурах ревивации М.С. Нагибиной (1958 г.), тектономагматической активизации А.Д. Щеглова и др.
Изучение многочисленных месторождений, рудных полей региона показывает, что рудоносные разломы имеют самые различные направления к простиранию складчатости, в том числе и поперечные. Эти данные дополняются сведениями о распространении зон гидротермальных метасоматитов, различных геофизических аномалий, геохимических ореолов рассеяния, групп и даже зон концентрации разнообразных по составу даек, интрузивов и прочих прямых и косвенных поисковых признаков, позволяющих наметить достоверные рудоносные структуры, направленные под углом или вкрест простирания главных геологических элементов региона.
щение рудоносных участков в приповерхностных структурах земной коры, устойчиво проявляющееся при всех масштабах их изучения. Это обстоятельство свидетельствует о том, что масштабы оруденения, качество руд и формационные типы месторождений определяются совокупным влиянием глобальных, региональных и локальных геологических условий.
В исследованиях В.И. Флешлера установлена современная повышенная газоносность проницаемых зон региона (рис. 2).
5 6 ■ч 7 8
Рис. 2. Аномалии газов по результатам атмогидрохимического опробования (по В.И. Флешлеру, 2000):
1 — зоны повышенной флюидопроводимости; 2 — оси интенсивных аномалий гелия; 3-8 — контрастные аномалии газов: 3 — С02, 4 — N и 02, 5 — СН4, 6 — Н2, 7 — Ил, 8 — тяжелых углеводородов; 9 — границы основных тектонических структур
На эти структуры в ряде случаев «нанизаны» соседние рудные объекты аналогичного и даже иного состава эндогенной минерализации с подобными поисковыми признаками. Такие многочисленные факты свидетельствуют о развитии в Юго-Восточном Забайкалье равноправных северо-восточным рудоконтролирующих структур иных направлений. Пересечение, сочленение таких разнонаправленных протяженных рудоконтролирующих структур различного ранга обеспечивает неравномерное разме-
При составлении Государственной геологической карты листа М-50 масштаба 1:1 000 000 третьего поколения (2005 г.) автором уточнено линейно-узловое размещение рудных районов и узлов, достоверность которого подтверждена полями экстенсивности распределения эндогенного оруденения и 13 наиболее дефицитных видов полезных ископаемых; использована электронная база данных (см. ниже). При анализе этих материалов установлено, что металлоге-ническая картина эндогенного оруденения региона отвечает вышеизложенным моделям нескольких поколений геологов лишь в деталях, в целом же она требует иных объяснений закономерностей размещения полезных ископаемых Юго-Восточного Забайкалья.
В отличие от относительно хорошо изученной приповерхностной части глубинное строение земной коры исследовано крайне слабо и лишь косвенными геофизическими методами. Интерпретация полученных дискретных характеристик приведена в единичных работах [15; 16] и производственных отчетах [Г.А. Генко, Ю.А. Филип-ченко].
По результатам региональных геофизических исследований Г.И. Менакером [15] построена объемная слоисто-блоково-очаговая физико-геологическая модель тектоносферы Забайкалья, объединяющая крайне разнородные геологические, геофизические, геохимические, аэрокосмоге-ологические и морфоструктурные данные. Очаговые структуры резко несогласно «вложены» в гетерогенный слоисто-блоковый остов ( протыкают его) , «корни» которых размещены на самых различных глубинах
— от верхней части земной коры до низов верхней мантии.
В основу построений положен принцип соответствия элементов модели верхней части земной коры структурно-вещественным комплексам типовых тектонических обстановок ( эндогенных режимов) в рамках геосинклинально-платформенной концепции, дополненной представлениями о
тектономагматической активизации. Установлено:
— в верхней части земной коры располагается два слоя пониженной плотности и вязкости (серогнейсовый и гранитогнейсовый) , которые в очаговых зонах могут сообщаться между собой (рис. 3);
— с глубиной насыщенность тектонос-феры разрывными нарушениями уменьшается, корни зон разломов приурочены к верхнему и нижнему инверсионным слоям. Выделяются надмантийные, надбазитовые, наддиоритовые и локальные разломы;
— в разрезе тектоносферы установлены четкие субгоризонтальные границы, разделяющие ее на ряд этажей;
— слоисто-блоково-очаговый остов земной коры сформировался в позднем ар-хее-раннем протерозое, образовались первые очаговые зоны, в межочаговых зонах завершилось становление расслоенного раннедокебрийского кристаллического основания, регион приобрел облик гранит-зе-ленокаменных областей;
— почти весь гранитоидный материал, присутствующий в составе современной земной коры, образован на догеосинкли-нальной стадии. Он является источником вещества всех последующих генераций гранитоидов, периодически поднимавшихся на более высокие уровни земной коры;
— процессы зарождения и пространственно-временной миграции режима тек-тономагматической активизации прямо связаны с формированием мантийной очаговой структуры. Вулкано-плутонические комплексы вероятно являются производными нижнего серогнейсового слоя, плутонические обоих инверсионных слоев;
— в ходе эволюции рудообразования последовательно увеличивалось разнообразие руд, усложнялся состав рудных формаций, возрастала роль гидротермальных месторождений и продуктивности рудогенерирующих процессов;
— современное термическое состояние недр находится в начальной стадии развития нового этапа.
Модели земной коры
Физические
Плотностная,
г/см3
Геомагнитная,
Ю^СГС
Сейсмическая,
км/с
Сводная физико-геологическая
Возраст
Г еолого-геофизичес
кая колонка
Слои
(комплексы)
ООрОСіООрЕі
жижи
йййййй*
АтШіШ-
ХАДДАДА/
ХАДДАДА/
ХАДДАДА/
ХАДДАДА/
ХАДДАДА/
ХАААААА/
осадочньш
осадрчно - м^та морфическии
гранитогнейс. диорит - метаморфический серогнейсовый базит - метаморфический (протобазальт)
переходный
базальтовый
базальтовый
(метагаббро
вый)
граница Мохо
г
Ч
и
С:-К7. 'Яг-Сі РЯі-Лі
М22-3
42-
Рис. 3. Физико-геологическая модель земной коры Забайкалья в межочаговых зонах (по Г.И. Менакеру, 1989, с добавлениями автора)
Г.А. Генко, Ю.А. Филипченко по геофизическим исследованиям масштаба 1:200000 до глубины 10-15 км отмечают [18]:
— отсутствие на территории полного разреза;
— неоднородность гранитогнейсового слоя — верхняя часть преимущественно гранитогнейсовая, нижняя — преимущественно
о /~1 о
диоритогнейсовая. Слой по латерали распространен ограниченно, мощность до 2 км;
— продукты позднемезозойской текто-номагматической активизации выполняют локальные наложенные структуры;
— возможность выделения единого ряда структур, различающихся степенью переработки диорит-метаморфического слоя процессами гранитизации;
— три типа залегания террасовидной кровли диорит-метаморфического слоя. В двух типах (глубина 5-8 и 8-10 км) она представлена комплексом гранитизированных
пород, в наиболее погруженном варианте кровля насыщена продуктами преимущественно кислого магматизма;
— разломы трансрегиональные, I и II порядков, протяженность на глубину первых двух типов в среднем 7-8 км, редко до 10-15 км, II порядка — чаще соответствуют протяженным линейным границам блоков;
— вокруг Газимурского мегаблока формируется концентрическая зональность структур блоков. От эпицентра к периферии мегаблока кровля диорит-метаморфи-ческого слоя воздымается чаще ступенеобразно. По этим ступеням контактируют блоки с различной глубиной проработки земной коры процессами регионального ме-тасоматического гранитообразования (рис.
4) . От внешней границы кольца, образованного выступами диорит-метаморфичес-кого слоя, кровля слоя вновь погружается (за пределами листа М-50);
Рис. 4. Концентрическая зональность мегаблоков с различной глубиной залегания диорит-метаморфического слоя (Г.А. Генко и Ю.А. Филипченко):
1-3 — мегаблоки со средней глубиной залегания кровли диорит-метамор-фического слоя, км: 1-0,3; 2 — 5-6; 3 — 8-10. Цифры в кружках — наименования мегаблоков: 1 — Восточно-Агинский, 2 — Оловский, 3 — Могочинский, 4 — Приаргунский, 5 — Далайнор-Аргунский, 6 — Ононский, 7 — Борщовочный, 8 — Урюмский, 9 — Среднешилкинский, 10 — Верхнегазимурский, 11 — Урулюн-гуйский, 12 — Газимурский, 13 — Ульза-Олекминский, 14 — Амурхэ, 4-5 — разломы: 4 — трансрегиональный, 5 — первого порядка, 6 — контур площади листа М-50 (Юго-Восточное Забайкалье)
— позднемезозойские впадины явно складки, впадины или располагаются на их тяготеют к границам преимущественно ар- продолжении, формируя пересекающиеся хей-протерозойских выступов. Они накла- и сопрягающиеся депрессионные зоны. дываются на более ранние синклинальные Современная модель [16] позволяет
выявить дополнительные минерагеничес-кие особенности региона, уточнить возможные глубины зарождения рудоносных магматических очагов, особенности распространения эндогенной минерализации в крупных геологических структурах верхней части земной коры. При ее построении использованы базы гравиметрических данных банка «Гравимаг», карты масштабов 1:200 000 и 1:1 000 000 гравиметрические и аномального магнитного поля, региональная геологическая модель глубинного строения Забайкалья-Дальнего Востока, материалы современных средне- и крупномасштабных аэрогеофизических съемок, геохимические и петрофизические данные, результаты сейсмических работ МОВ-ОГТ по профилям 1 и 2 общей длиной 126 км (1991-92 гг.). Модель создана на основе 14 нерегулярных интерпретационных глубинных геологических разрезов (до глубины 20 км) общей длиной 3200 км, построенных по программе квазитрехмерного моделирования М.Ю. Чернышева и GM-SYS.
В этой модели:
— в разрезе верхней части земной коры выделен раннедокембрийский кристаллический фундамент и верхний структурный этаж, сложенный образованиями рифея-фанерозоя. На долю рифейских-фанеро-зойских комплексов верхнего структурного этажа приходится не более 25 % изученной части земной коры (до глубины 15-20 км), при этом в его пределах развиты крупные останцы, тектонические пластины, выступы пород фундамента;
— выделены площадные гравитационные структуры I порядка — фрагменты Байкало-Станового и Аргуно-Верхнеамур-ского мегаблоков (рис. 5);
— выделена линейная гравитационная структура I порядка — Монголо-Удская ступень — долгоживущий глубинный шов (надвиг?), разделяющий мегаблоки; структура испытала многократную тектономаг-матическую активизацию;
— выделена площадная гравитационная структура II порядка — Восточно- Забайкальский ареал-плутон, характеризующийся мощностью гнейсогранитового слоя,
нарастающей от периферии к центру ( до
11 км), а также зоной обрамления шириной 70-140 км с мощностью этого слоя 0-4 км;
— выделены площадные гравитационные структуры ареал-плутона III порядка
— шесть крупных призмоподобных блоков, на которые разбит фундамент; контакты блоков имеют крутое падение; центральные Кукульбейский и Газимурский блоки ( около 50 % объема) характеризуются максимальной мощностью гнейсогранитового слоя;
— выделены площадные гравитационные структуры зоны обрамления ареал-плутона — линейные и субизометричные структуры, характеризующиеся увеличенной мощностью гнейсогранитового слоя (подошва на 6-8 км); они выглядят как «отростки» ареал-плутона, развитые по ослабленным зонам;
— установлено, что ареал-плутон сформирован в раннем докембрии, в последующем неоднократно подвергался активизации по структурам раннедокембрийского кристаллического фундамента;
— установлено, что в верхнем структурного этаже (PR1- К1) преобладают магма-тогенные образования. Стратифицированные комплексы всех возрастов тяготеют к западной и юго-восточной окраинам фрагмента мегаблока, к его центральной части приурочены терригенные комплексы ниж-ней-средней юры (мощность до 3,5 км). В юго-западной части преобладают вулканогенно-осадочные образования палеозоя и раннего мезозоя (до 95 % объема), все они, включая отложения триаса, тектонически расслоены. В юго-восточной части карбо-натно-терригенные с вулканитами отложения среднего рифея — нижнего кембрия (до 10 % его объёма) слагают тектонические пластины, блоки высотой до 2 км. Здесь же развиты крупные вулканические структуры средней-поздней юры с вертикальными постройками размерами до 1 км;
— установлено, что рудоносные шах-таминский, акатуевский, борщевочный и кукульбейский комплексы слагают чаще линзовидные, чечевицеобразные, пластинообразные, редко штокообразные тела.
Рис. 5. Схема структурного районирования раннедокембрийского кристаллического
фундамента земной коры (на уровне 5 км среза) (А.А. Духовский и др., 2005)
Мегаблоки с разным составом и строением раннедокембрийского кристаллического фундамента. 1 — Байкало-Становой, характеризующийся практически сплошным развитием гнейсогранитного комплекса («слоя») значительной мощности: а — Забайкальское звено с глубиной залегания подошвы слоя 8-14 км, б — Алдано-Становое звено — 6-8 км; 2 — Аргуно-Верхне-амурский, характеризующийся ограниченным развитием гнейсогранитного «слоя»; 3 — тектонические границы между блоками (а) и звеньями (б); 4 — проекция плоскости сместителя разлома, разделяющего мегаблоки на уровне пятикилометрового среза (Монголо-Удский глубинный шов). Внутримегаблоковые структуры. 5 — ареал-плутоны гранитоидного состава (полихронные очаговые структуры): Д — Даурский с однородным внутренним строением глубоких частей, В-З — Восточно-Забайкальский со сложным блоковым внутренним строением; 6 — границы блоков Восточно-Забайкальского ареал-плутона; цифры в кружках — номера блоков: 1 — Кукульбейский,
2 — Верхнегазимурский, 3 — Ундино-Золинский, 4 — Новоширокинский; 7 — Верхнехилокская зона смятия; 8 — Верхнеолекминский блок с повышенной мощностью гнейсогранитового «слоя» (до 10,5 км); 9 — очаговые и линейные зоны гранитизации; цифры в квадратах — номера зон: 1
— Завитинская, 2 — Орловско-Оловяннинская, 3 — Шерловогорская, 4 — Заурулюнгуйская. 10 — контур площади листа М-50 (Юго-Восточное Забайкалье)
Интрузии шахтаминскиго комплекса имеют значительные вертикальные параметры (мантийно-коровая природа?), а кукуль-бейского — сложную апикальную поверхность и хорошо выраженную корневую систему (вертикальные размеры 3...6 км). Их корневые части приурочены к интенсивно гранитизированным структурам фундамента. Предполагается неоднородное строение шахтаминских массивов — в верхней части
(до 3,0 км) преобладают грано диориты и лейкограниты, нижней — грано диориты и диориты.
Таким образом, результаты геофизических исследований существенно меняют представление о рудоконтролирующих факторах, определяющих закономерности пространственного ( и объемного) размещения эндогенного оруденения Юго-Восточного Забайкалья.
Литература
1. Билибин Ю.А. Диоритовые магмы как первоисточник золотого оруденения // Избр. труды. - Т. III. - Изд. АН СССР, 1961.
2. Билибин Ю.А. Металлогенические провинции и металлогенические эпохи. — М.: Госгеол-техиздат, 1955.
3. Билибин Ю.А. Основные черты мезозойской эндогенной металлогении Восточного Забайкалья // Избр. труды. — Т. III. — Изд. АН СССР, 1961.
4. Билибин Ю.А. Основные черты мезозойской эндогенной металлогении Восточного Забайкалья: материалы по эндогенной металлогении Советского Союза // Тр. ВСЕГЕИ. — М.: Госгеол-техиздат, 1953.
5. Вольфсон Ф.И., Дружинин А.В. Закономерности размещения рудных полей в различных структурно-формационных зонах Восточного Забайкалья // Материалы к Первой Всесоюзн. Конф. по геол. и металлогении Тихоокеанского рудного пояса. — Владивосток, 1960.
6. Вольфсон Ф.И., Кузнецов К.Ф. О закономерностях размещения свинцово-цинкового оруденения в Приаргунском полиметаллическом поясе Восточного Забайкалья // Закономерности размещения полезных ископаемых. — Т. II. — Изд-во АН СССР, 1959.
7. Вольфсон Ф.И. Проблемы изучения гидротермальных месторождений. — Госгеолтехиз-дат, 1962.
8. Геологические исследования и горно-промышленный комплекс Забайкалья / Г.А. Юрген-сон [и др.] — Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1999. — С. 5-6.
9. Князев Г.И. Идеи С.С. Смирнова о рудных поясах Восточного Забайкалья и их дальнейшее развитие // Вопросы рудоносности Восточного Забайкалья. — М.: Недра, 1967. — С. 164-177.
10. Козеренко В.Н. Значение структурно-формационных зон для металлогенического анализа на примере Восточного Забайкалья // Закономерности размещения полезных ископаемых.
— Т. III. — Изд-во АН СССР, 1960.
11. Кормилицын В.С. Основные черты мезозойской металлогении Восточного Забайкалья // Сов. геология, 1959. — № 11.
12. Кормилицын В.С., Иванова А.А. Полиметаллические месторождения Широкинского рудного поля и некоторые вопросы металлогении Восточного Забайкалья. — М.: Недра, 1968. — 176 с.
13. Левицкий, О.Д. Вольфрамовые месторождения Восточного Забайкалья // Месторождения редких и малых металлов СССР. — Т. II. — Изд-во АН СССР, 1939.
14. Левицкий О.Д., Аристов В.В., Константинов Р.М., Станкеев Е.А. Этыкинское оловорудное месторождение Восточного Забайкалья // Тр. ИГЕМ. — Вып. 100. — Изд. АН СССР, 1963.
15. Менакер Г.И. Строение тектоносферы и закономерности размещения рудных месторождений в Забайкалье: методические рекомендации по исследованию закономерностей размещения рудных месторождений в связи с глубинным строением рудных провинций. — Чита: ПГО Читагео-логия,1989. — 65 с.
16. Методическое пособие по изучению глубинного геологического строения складчатых областей для Государственной геологической карты России масштаба 1:1 000 000 / А.А. Духовский, Н.А. Артамонова, А.И. Атаков и др. — СПб.: ВСЕГЕИ, 2005. — 135 с.
17. Озерский А.Д. Очерк геологии, минеральных богатств и горного промысла Забайкалья.
— Изд-во Импер. СПб. минерал. об-ва, 1867. — № 8.
18. Павленко Ю.В. Глубинное строение и минерагения Юго-Восточного Забайкалья. — Чита: ЧитГУ, 2009. — 200 с.
19. Падалка Г.Л. Геотектоническое районирование и некоторые вопросы металлогении ЮгоВосточного Забайкалья // Бюлл. ВСЕГЕИ. — 1958. — № 1.
20. Падалка Г.Л. Основные черты металлогении Юго-Восточного Забайкалья // Геол. рудных м-ний. — 1964. — № 6.
21. Падалка Г.Л. К вопросу о рудоносных интрузиях Восточного Забайкалья // Докл. АН СССР. Нов. сер, Т. XV. — 1944. — № 8.
22. Падалка Г.Л. О геологическом строении и металлогении Восточного Забайкалья: материалы по эндогенной металлогении Советского Союза // Тр. ВСЕГЕИ. — 1953.
23. Падалка Г.Л. Общие черты металлогении Восточной Сибири (Забайкалье) // Сов. геология. — 1953. — сб. 2.
24. Радкевич Е.А. К вопросу о типах металлогенических провинций и рудных районов // Закономерности размещения полезных ископаемых. — Т. II. — Изд-во АН СССР, 1959.
25. Радкевич Е.А., Томсон И.Н., Горлов Н.В. О региональных поясах и зонах повышенной трещиноватости // Сов. геология. — 1956. — № 53.
26. Радкевич Е.А. О типах вертикальной и горизонтальной зональности // Сов. геология. — 1959. — № 9.
27. Радкевич Е.А. Положение свинцово-цинкового оруденения в общей схеме металлогении Забайкалья // Тр. ИГЕМ. — Изд.-во АН СССР, 1963. — Вып. 83.
28. Рутштейн И.Г. Развитие представлений о геологическом строении и металлогении Восточного Забайкалья в XIX — первой половине XX в. // Геологические исследования и горно-промышленный комплекс Забайкалья. — Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1999. — С. 72-82.
29. Смирнов С.С. О Тихоокеанском рудном поясе // Изв.-во АН СССР. Сер. геол. — 1946. — № 2.
30. Смирнов С.С. Очерк металлогении Восточного Забайкалья. — М.; Л.: Госгеолтехиздат.
— 194 с.
31. Томсон И.Н., Архангельская В.В., Семенова Н.Г. О системах глубинных разломов в Восточном Забайкалье // Скрытые рудоконтролирующие глубинные разломы. — Тр. ИГЕМ. — Изд-во АН СССР, 1962. — Вып. 84.
32. Ферсман А.Е. Монголо-Охотский металлический пояс // Поверхность и недра. — Т. IV,
3. — 1926. — С. 8-10
33. Чеглоков С.В. Значение скрытых разломов в структуре рудного поля // Скрытые рудоконтролирующие глубинные разломы. — Тр. ИГЕМ. — Изд-во АН СССР, 1962. — Вып. 84.
34. Якжин А.А. Геолого-структурное положение металлогенических провинций Забайкалья и Южной части Дальнего Востока // Тр. МГРИ. — Т. 28. — 1955.
35. Якжин А.А. Особенности металлогении золото-молибденово-турмалинового пояса Забайкалья // Сов. геология. — 1956. — № 50.
Коротко об авторе_________________________________________________Briefly about the author
Павленко Ю.В., д-р геол.-минер. наук, профес- Yu. Pavlenko, Doctor of Geological and Minerological сор, Забайкальский государственный университет Sciences, Zabaikalsky State University (ZabGU) (ЗабГУ)
Служ. тел. (3022) 31-70-90
Научные интересы: мелко-среднемасштабное
картирование, прогнозирование, оценка, разведка месторождений
Scientific interests: geological small-medium mapping, prognosis, estimation and exploration of mineral deposits
