Объемная геолого-геофизическая модель Юго-Восточного Забайкалья: закономерности размещения эндогенного оруденения (часть III) Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

Науки о Земле

УДК 551.2 : 553.078

Павленко Юрий Васильевич Yuri Pavlenko

ОБЪЕМНАЯ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЮГО-ВОСТОЧНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ: ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗМЕЩЕНИЯ ЭНДОГЕННОГО ОРУДЕНЕНИЯ (ЧАСТЬ III)

THE VOLUME OF GEOLOGICAL AND GEOPHYSICAL MODEL FOR SOUTH EASTERN ZABAIKALIE: PATTERNS OF ENDOGENOUS MINERALIZATION DISTRIBUTION (PART III)

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

В части I («Вестник ЧитГУ». — № 9 (76).

— 2011. — С. 102-118) после Введения в разделе 1 приводятся сведения из истории развития научных представлений о минера-гении региона. Начинается она с 1676 г. — с открытия первого забайкальского Аргунского месторождения, на котором казаки обнаружили старые заброшенные серебросвинцовые «плавильни китайцев», с создания в районе Нерчинского Завода первой в мире геологической карты (1789-1794 гг.), с А.Д. Озерского (1867 г.), который впервые рассматривает закономерности размещения рудных месторождений юговосточной части Забайкалья. По меткому выражению И.Г. Рутштейна, яркой особенностью истории забайкальской геологии является чрезвычайно любопытная, весьма показательная и необыкновенно напряжен-

ная борьба мнений. Кардинальные изменения в развитии современной минерагении региона внесли первые объемные геоло-го-геофизические модели строения земной коры. Глубинные геофизические исследования существенно меняют представление

о рудоконтролирующих факторах, определяющих закономерности пространственного (и объемного) размещения эндогенного оруденения Юго-Восточного Забайкалья.

В части II («Вестник ЧитГУ». — № 10 (77). — 2011. — С. 96-104) показано значение объемной геолого-геофизической модели и ее сущность. Впервые выделены линейные зоны тектоно-магматической активизации докембрийского кристаллического фундамента III порядка, обосновано их рудоконтролирующее значение.

4. Достоверность геологогеофизической модели

Достоверность созданной модели определяется результатом эксперимента, при котором поля экстенсивности эндогенного оруденения на дневной поверхности сопоставлялись с линейными флюидопроницаемыми зонами III порядка, откартирован-ными на уровне пятикилометрового среза в гнейсогранитном и гнейсодиоритовом, гранулит-базитовом комплексах (слоях) раннедокембрийского фундамента. Обращает внимание, что обе составляющие части эксперимента представляют результаты независимых друг от друга исследований, выполненных в различных организациях — с одной стороны, в ГОУ «Читинский государственный университет» (2009 г.) и ФГУГП «Читагеолсъемка» (2002-2009 гг.), с другой — в ФГУП «ВСЕГЕИ» (20022005 гг.). Использование в эксперименте такого дифференциального метода анализа и синтеза представлений о геологическом строении территории как экстенсивность ( распространенность) объясняется ее возможностями интегрального описания важнейших параметров геохимических,

геофизических полей и прямых признаков оруденения.

Методика эксперимента заключается в следующем:

1. На компьютере из электронной базы данных Государственной геологической карты масштаба 1:1 000 000 третьего поколения (2005 г.) выбираются данные местоположения 71 рудного узла (рис. 1), данные местоположения месторождений, проявлений и пунктов минерализации всех видов эндогенного минерального сырья, а затем по 13 наиболее дефицитным видам минерального сырья (", и, Яп, ЯЬ, РЬ, 7п, Мо, Мп, 11, Си, В1, Аб, Аи), сформированным в выборки по 12 видам (РЬ и 7п объединены).

2. По стандартным программам компьютера строится карта полей экстенсивности проявления эндогенного оруденения масштаба 1:1 000 000 и меньше (по необходимости) (рис. 1) и аналогичные карты по видам сырья (рис. 3-13), привязанные к основным тектоническим структурам ЮгоВосточного Забайкалья; на рис. 1 показано также соотношение полей экстенсивности и рудных узлов.

Рис. 1. Экстенсивность проявления эндогенного оруденения в основных тектонических структурах Юго-Восточного Забайкалья:

1 — шкала экстенсивности;

2 — рудные узлы; 3 — границы основных тектонических структур

3. На карте морфологии гнейсогранитового комплекса (слоя) ниже поверхности 5 км среза по вышеперечисленным признакам выделяются структуры I порядка (Монголо-Удский шов) и III порядка — суб-

меридиональные и субширотные-северо-восточные линейные зоны тектоно-магматической активизации (флюидизации) докембрийского кристаллического фундамента (рис. 2);

Карта морфологии гнейсогранитового комплекса (слоя) ниже поверхности 5 км среза (по А.А. Духовскому и др., 2005 с дополнением автора):

1 — гнейсодиоритовый и гранулит-базитовый комплексы (слои) нерасчлененные; 2 — фрагменты древней ветви Монголо-Удского разлома; 3 — прочие разрывные нарушения; нерасчлененные; 4

— стратоизогипсы подошвы гранитогнейсового комплекса (слоя) в километрах от дневной поверхности; 5 — шкала раскраски стратоизогипс; 6 — линейные зоны тектономагматической активизации докембрийского кристаллического фундамента субмеридиональные (а), субширот-ные-северо-восточные (б): цифры в кружках — наименование зон: I — Монголо-Удский шов, II

— Ононская, III — Восточно-Агинская, IV — Далайнор-Газимурская, V — Урово-Газимурская, VI

— Ингода-Куренгинская, VII — Ага-Урюмканская, VIII — Борзя-Уровская, IX — Приаргунская

4. Последовательно совмещаются карты полей экстенсивности и структур тек-тоно-магматической активизации (рис. 3...13).

Полученная при совмещении полей экстенсивности, рудных узлов и структур новая информация нуждается в некоторых пояснениях относительно достоверности вытекающих выводов:

1. При очевидном пространственном совпадении полей максимальных и повышенных значений экстенсивности оруденения с подавляющей частью рудных узлов (рис. 1) отмечаются отдельные отклонения

контуров рудных узлов, которые объясняются:

— не полным соответствием объемов рудной выборки объему информации, используемой при оконтуривании рудных узлов «вручную». При ручном оконтуривании часто учитываются прямые признаки оруденения ( первичные и различные вторичные геохимические ореолы, потоки, ареалы рассеяния полезных минералов, элементов, россыпи, геофизические аномалии), которые в выборках не участвуют;

— относительно высокими исходными значениями экстенсивности (20 усл. ед.),

принятыми для большей выразительности контуров полей экстенсивности.

2. При вполне удовлетворительном пространственном совпадении большинства полей экстенсивности оруденения и линейных флюидопроницаемых зон третьего порядка зоны II (Ононская) и IX (Приаргунская) отметились лишь отдельными соответственно центральным и юго-западным фрагментами (рис. 3). Поскольку контуры большей части зон и полей экстенсивности оруденения отличались лишь в деталях, стало очевидной возможность корректировки пространственного положения названных

зон по положению полей экстенсивности, исходя из:

— существенно лучшей геологической изученностью дневной поверхности, на которой за 300-летнюю историю исследований выявлена основная масса рудных объектов и структур, с одной стороны, и очень низкой изученностью глубинных частей региона, которая охарактеризована по 14 расчетным профилям плотностных геометрических разрезов до глубины 15-20 км, переведенных на геологический язык в виде карты глубинного строения, с другой;

Рис. 3. Положение полей экстенсивности эндогенного оруденения относительно линейных зон тектоно-магматической активизации докембрийского кристаллического фундамента:

1 — поля экстенсивности; 2-3 см. рис. 2

О 500 1000 1500 2000 2500

[Ті=3 2 --'\ З

Рис. 4. Экстенсивность проявления вольфрамовой минерализации в структурах активизации фундамента:

1 — поля экстенсивности; 2-3 см. рис. 2

Рис. 5. Экстенсивность проявления минерализации радиоактивных элементов в структурах активизации фундамента:

1 — поля экстенсивности; 2-3 см. рис. 2.

— недостаточной контрастности фи- геофизических полей гнейсодиоритового, зических параметров геологических обра- гранулит-базитового комплекса (слоя) об-зований, слабой дифференцированности рамления импактного кратера на глубине 5

км, на которые приходится большая часть названных структур ( некоторые фрагменты малы и, вероятно, учитывались лишь единичные);

— интенсивной тектоно-магматической проработки сложного в геологическом стро-

ении слоисто-блокового верхнего структурного этажа, обеспечившего трансформацию (копирование) основных элементов рудовмещающих флюидопроницаемых зон фундамента на дневную поверхность.

Рис. 6. Экстенсивность проявления оловянной минерализации в структурах активизации фундамента:

1 — поля экстенсивности; 2-3 см. рис. 2

3. Поля экстенсивности отдельных видов полезных ископаемых в целом подтверждают рудовмещающее значение флюидопроницаемых зон фундамента (рис. 3.13), отмечаемые отступления объясняются влиянием перекрывающего комплекса пород.

Использование дифференциального метода анализа как контрольного для уточнения глубинного геологического строения региона представляется важнейшим достоинством предложенной методики.

5. Область научного и практического значения

В результате мелкомасштабных исследований Юго-Восточного Забайкалья

— сложнейшего в геологическом строении и интереснейшего в минерагеническом отношении горно-рудного региона России

— автором создана модель, которая меняет сложившиеся научные представления в области минерагении — учения о закономерностях пространственного размещения полезных ископаемых. Новая модель в различной степени решает некоторые проблемные вопросы прогнозно-минераге-нических исследований и оценки роли иерархии структур в размещении эндогенного оруденения Забайкалья.

Рис. 7. Экстенсивность проявления сурьмяной минерализации в структурах активизации фундамента:

1 — поля экстенсивности; 2-3 см. рис. 2

Основные научные результаты исследований в области естественных наук заключаются в следующем:

— используя Государственную геологическую карту России масштаба 1:1 000 000 третьего поколения, ее электронную базу данных, результаты гравиметрических, магнитных исследований масштабов 1: 200 ООО и 1:1 ООО ООО [1; 2; 3], первую

в России карту глубинного геологического строения масштаба 1:1 000 000 [2], впервые создана объемная геолого-мине-рагеническая модель, характеризующая закономерности размещения эндогенного оруденения Юго-Восточного Забайкалья с позиций истории формирования, особенностей структурно-формационного развития и глубинного строения недр;

Рис. 8. Экстенсивность проявления полиметаллической минерализации в структурах активизации фундамента:

1 — поля экстенсивности; 2-3 см. рис. 2

— по результатам ретроспективных гравитационных исследований, используя Государственную геологическую карту масштаба 1:1 000 000 (лист М-50), достигнуто соответствие иерархий гравитационных полей, геологических структур и минера-генических подразделений региона, обеспечивающее уточнение границ и объемов картируемых рудоконтролирующих и рудовмещающих структур различного ранга;

— по результатам ретроспективных гравитационных исследований, используя литературные данные по планете, впервые определена геологическая природа Восточ-

но-Забайкальского ареал-плутона как ран-недокембрийской импактной структуры (астроблемы), сопоставимой с известными на Земле крупнейшими импактными структурами типа Вредефорд (Южная Африка) и Садбери (Канада). Это раскрывает причины таких специфических минерагени-ческих особенностей региона, как поликом-панентный состав руд, мультиметалльное оруденение рудных узлов, формирование месторождений-гигантов, а также повышает минерагенический потенциал региона до соответствующей высокой мировой величины;

Рис. 9. Экстенсивность проявления молибденовой минерализации в структурах активизации фундамента:

1 — поля экстенсивности; 2-3 см. рис. 2

— используя схему структурного районирования ранне докембрийского кристаллического фундамента земной коры (на уровне 5 км среза) масштаба 1:5 000 000 [2] и карту полезных ископаемых масштаба 1:1 000 000, установлены главные рудоконтролирующие структуры крупных минерагенических подразделений: для

Агинской субпровинции — Монголо-Удский шов — самостоятельно развивавшаяся на границе двух крупных мегаблоков региональная глубинная долгоживущая структу-

ра, юго-западный фрагмент которой начал формироваться по пологим ослабленным зонам еще до начала гранитизации [2], для Аргунской субпровинции — крупная Восточно-Забайкальская астроблема и ее обрамление, вероятный раннедокемрийский возраст которой определяется началом интенсивной гранитизации и соответствием раннепротерозойскому возрасту и размерам аналогичных крупнейших структур на Земле [3];

Рис. 10. Экстенсивность проявления флюоритовой минерализации в структурах активизации фундамента:

1 — поля экстенсивности; 2-3 см. рис. 2

— используя карту морфологии гнейсогранитового комплекса (слоя) ниже поверхности пятикилометрового среза масштаба 1:1 000 000, которая отражает высокую контрастность физических параметров слоисто-блоковых геологических образований и резкую дифференцированность геофизических полей Восточно-Забайкальской астроблемы и ее обрамления, впервые в кристаллическом фундаменте на пятикилометровом срезе от поверхности по морфологическим, структурным особенностям внутренних и внешних приконтактовых частей астроблемы выделены линейные флюидопроницаемые зоны III порядка. Эти зоны являются рудовмещающими для муль-тиметалльного оруденения рудных районов, узлов, полей, месторождений, проявлений, пунктов минерализации, в них концентрируются многочисленные прямые признаки оруденения;

— используя геологическую карту среза на уровне 5 км и карту морфологии гнейсогранитового комплекса (слоя) ниже поверхности пятикилометрового среза масштабов 1:1 000 000 (см. рис. 5. — Вестник ЧитГУ. — 9 (76). — 2001. — С. 115), установлены основные признаки флюидопроницаемых зон — системы разрывных нарушений, в том числе ограничивающие блоки импактного кратера, линейные и овальные участки проявления интенсивной гранитизации, участки относительно крутого погружения подошвы гнейсогранитового комплекса, линейные и субизометричные «отростки» с увеличенной мощностью гнейсогранитового слоя в обрамлении кратера и иногда сопряженные с ним, мезозойские магматические тела;

Рис. 11. Экстенсивность проявления медной минерализации в структурах активизации фундамента:

1 — поля экстенсивности; 2-3 см. рис. 2

Рис. 12. Экстенсивность проявления мышьяковой минерализации в структурах активизации фундамента:

1 — поля экстенсивности; 2-3 см. рис. 2

— опираясь на общегеологические представления, предположена глубина корневой части импактного кратера и флюи-

допроницаемых зон — в начальную стадию отдельные разрывные нарушения достигали астеносферу и, даже, верхнюю ман-

тию. В процессе формирования гранитогнейсового, осадочно-метаморфического и осадочного комплексов ( слоев) движущей силой (механизмом) , определяющей расширение флюидопроницаемых структур в этих комплексах и существенное углубление до верхней, затем средней мантии, а через мантийные струи даже до границы внешнего ядра, являлись геодинамические процессы, нарушающие и восстанавливающие гравитационное равновесие планеты.

В преобразованных и новообразованных разнотипных структурах последовательно формировалось разнообразное минеральное вещество последующих геологических эпох, однако их основа ( матрица) оставалась прежней. За счет мультипликативных наложений усилий и эндогенных процессов участки пересечения, сочленения таких структур приобрели аномально большую глубину и проницаемость для рудоносных растворов;

Рис. 13. Экстенсивность проявления золоторудной минерализации в структурах активизации фундамента:

1 — поля экстенсивности; 2-3 см. рис. 2

— установлено, что главным фактором пространственного размещения эндогенного оруденения Юго-Восточного Забайкалья являются флюидопроницаемые структуры раннедокембрийского кристаллического фундамента, продукты тектоно-магмати-ческой активизации последующих геологических эпох которых накапливались в менее плотных перекрывающих их рифей-ских-мезозойских комплексах, повторяя в общих чертах контуры и минерагенические особенности этих структур на поверхности;

— определены типовые геологические обстановки локализации эндогенного оруденения в ранге рудного района, узла, поля

и месторождения, что обеспечивает выполнение целенаправленных прогнозно-мине-рагенических исследований и поисков;

— по совпадению полей экстенсивности 13 видов полезных ископаемых выделено шесть рудных (минералных) ассоциаций ^, РЫп, В1 + и, 11 + БЬ, Аи + РЫп, Лб, А + Мо, 11, В1, Аи + Аи, В1), а также четыре группы «родственных» минерагенических ассоциаций полезных ископаемых: РЬ7п ^, В1, Аб, 11) + 11 (и, РЫп, Лб, Мо, В1, Аи) + Аи (БЬ, Мо, В1, Я) + В1 (W, РЬ7п, Мо, Аи, А), значение которых в минераге-нии Юго-Восточного Забайкалья пока остается проблематичным;

— новые данные, указывающие на отсутствие в Юго-Восточном Забайкалье ме-таллогенических поясов (по С.С. Смирнову) , предполагают корректировку широко распространенных мелкомасштабных схем минерагенического (металл огенического) районирования крупных регионов.

Практическое значение:

— выявленная закономерность пространственного размещения эндогенного оруденения Юго-Восточного Забайкалья является инструментом, с помощью которого широкий круг исследователей забайкальских недр и смежных территорий может конкретизировать и совершенствовать геологические модели рудных районов, узлов, полей и месторождений;

— продемонстрирована эффективность объемных геолого-минерагенических моделей строения земной коры для выявления объективных рудоконтролирующих и рудовмещающих факторов особенно в кристаллическом фундаменте, что обеспечивает уточнение основных закономерностей формирования рудных объектов различного иерархического уровня;

— проиллюстрирована эффективность использования карт глубинного строения региона, методика создания которых разработала в ФГУП «ВСЕГЕИ»; она обеспечивает выявление долгоживущих флюидопроницаемых структур фундамента;

— уточнены методологические приемы выбора наиболее перспективных неоднородностей земных недр для целей прогнозирования, поисков и разведки полезных ископаемых, а также научные основы оценки минерализованных участков;

— рекомендовано использовать метод проектирования полей экстенсивности ору-

Литература

денения на поверхности для корректировки глубинных структур фундамента, что уточняет методологические основы глубинных прогнозно-минерагенических исследований;

— 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, телескопированных, сепарированных руд и прочее, что при большом дефиците легкооткрываемых месторождений повышает шансы выявления скрытого оруденения в структурах рудных районов и узлов.

Заключение

Экспериментально установлена неизвестная ранее закономерность размещения эндогенного оруденения Юго-Восточного Забайкалья, заключающаяся в том, что оно контролируется флюидопроницаемыми структурами раннедокембрийского фундамента, заложенными при импактном кратерообразовании, которые в процессе длительной миграции по ним разнообразных продуктов флюидизации раннего протерозоя-мезозоя интенсивно развивались по латерали и вертикали, являлись благоприятными структурами формирования эндогенной минерализации, магистральными путями ее неоднократной сепарации, поступательного перемещения к поверхности и надежной сохранности в период поздне-мезозойского-кайнозойского орогенеза.

1. 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.

2. 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.

3. Павленко Ю.В. Глубинное строение и минерагения Юго-Восточного Забайкалья. — Чита: ЧитГУ, 2009. - 200 с.

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

(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