CC BY
0
_ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА_
2024 Геология Том 23, № 1
УДК 553.493.67: 553.81(571.56)
Особенности карстово-солифлюкционного процесса в породах, слагающих Сохсохоский грабенообразный прогиб
П.В. Некрасов
Вилюйская геологоразведочная экспедиция АК «АЛРОСА» (ПАО)
678190, п. Айхал, шоссе Алмазодобытчиков, д. 3. E-mail: pavel.nekrasoff2018@yandex.ru
(Статья поступила в редакцию 13 декабря 2023 г.)
Рассмотрены особенности формирования карстово-солифлюкционных коллекторов в восточной части Сохсолохского прогиба, прослежены этапы их развития. Установлены пространственная и генетическая связи микрокомпонентов, элементов «ловушек» синформенных структур, депрессий с проявлениями гидрофактора и особенностями геодинамического развития платформы в девоно-триасовой эпохе. Выявлены основные закономерности пространственного размещения карстовых коллекторов с прогибами и депрессиями, а также их связь с гидротермальной рудоносностью.
Ключевые слова: динамическая зона пласта, карстово-солифлюкционный процесс, подинтрузивные карстовые отложения, жила «Каротажная», ореолы рассеянной минерализации, Сохсолохский грабенообразный прогиб (СГП).
DOI: 10.17072/psu.geol.23.1.10
Введение
Девонский период, длившийся 58 млн лет, характеризовался активной генерацией различных видов полезных ископаемых - от углеводородов до руд и эвапоритов. В земной коре в это время происходили колоссальные эндогенные процессы по движению континентов и образованию новых, благоприятствовавшие образованию и переносу к верхним слоям земли множества ценных компонентов. Однако под влиянием экзогенных и иных факторов они подвергались значительным трансформациям, в частности процессу переотложения.
Среди основных факторов, которые повлияли на это, можно выделить следующие: усиление тектоники, интенсивное осадкона-копление, гидрогеологические условия, климатическую обстановку.
Цель данной работы - установить основные закономерности строения и формирования карстово-солифлюкционных коллекторов рассеянных элементов в восточной части Сохсолохского грабенообразного прогиба (СГП), уточнить детали в модели геодинамического развития востока СГП, а также осуществить анализ его гидротермальных рудных проявлений.
Задачи исследования:
- изучение процессов замещающего кар-стообразования, их влияния на формирование коллекторов рассеянных элементов и проблемы, связанные с их активностью;
- исследование взаимодействия замещающего карстообразования с другими геологическими процессами, такими как тектоника и выветривание, для более глубокого понимания их совместного влияния на геологию перекрытых территорий.
Актуальность работы
Изучение особенностей карстового процесса в породах, слагающих СГП, представляет большой интерес для геологов, геоморфологов и других специалистов. Карстово-солифлюкционные процессы (КСП) играют важную роль в формировании рельефа, гидрологической сети и миграции химических элементов, поэтому их изучение помогает лучше понять геологические процессы и историю развития региона. Кроме того, знание особенностей КСП в данной области необходимо для оценки их воздействия на инфраструктуру и экономику, а также для предотвращения негативных последствий карстообразования для горных выработок.
© Некрасов П.В., 2024
Карстово-солифлюкционный комплексный геодинамический процесс, состоит из взаимодействий проницаемости карстую-щихся пород, времени проявления экзогенных и эндогенных факторов. В результате происходит растворение горных пород с образованием характерных карстовых форм и перемещение дисперсно-коллоидных образований к барьерной зоне. Изучение данного процесса и его особенностей позволяет лучше понять геологию перекрытых территорий и определить потенциальные области для проведения геохимических методов поисков полезных ископаемых.
Под геодинамическим понимается процесс, который приводит к трансформациям в земной коре и мантии, включая движение, деформацию и изменение формы в геологическом времени количественного и качественного характера. Эти процессы могут быть вызваны различными факторами, такими как тектоника плит, вулканизм, землетрясение и другие.
Геолого-структурная обстановка
В юго-западном крае Анабарского мега-блока в пределах Далдыно-Маганского блока ранее были выделены палеозойские структуры - Сохсолохский грабенообразный прогиб (СГП) и Нижне-Томбинская рифтоподобная структура (НТРС).
Сохсолохский грабенообразный прогиб фиксируется в зоне сочленения Анабарской антеклизы с Тунгусской синеклизой. Прогиб ограничен разломами широтного и северовосточного простирания. Он был выделен к 2008 г. по результатам проводившейся региональной аэромагниторазведки. Предполагается, что его формирование началось с раскрытия в рифее или среднем палеозое Катан-го-Котуйского авлакогена (Западно-Анабарской рифтовой системы по Б.Р. Шпунту, 1982). Прогиб представляет собой тектоническую зону, ответвляющуюся от Котуйканской рифтогенной структуры. По мнению некоторых исследователей (Горев, 2009), подобные структуры, получившие название глубинных зон разломов II порядка, контролируют кимберлитовые поля и могут рассматриваться в качестве структурно-тектонического критерия, благоприятного
для локализации кимберлитов. По динамике развития складчатые разломы являются сбросами, взбросами и надвигами с падением плоскостей сместителя к востоку - северо-востоку. Нарушения имеют сбросовый и сбросо-сдвиговый характер, отличаются малыми амплитудами (Гапотченко, Морозова, 2017; Салихов и др., 2020).
Внутреннее строение Сохсолохского прогиба отличается от строения прилегающих структурных блоков преимущественным развитием пликативных и дизъюнктивных формаций северо-восточного простирания, в частности сложнопостроенных локальных депрессий - Айхальской, Байтахской, Центральной и Алакитской.
Формирование данных дизъюнктивов связывается с системами глубинных разломов северо-восточного простирания, в частности с Безымянным и Мерчимденским разломами (имеющими северо-восточные вектора схождения), ограничивающими СГП с севера и юга. Помимо основных тектонических нарушений северо-восточного и северозападного простирания выделяются также субширотные и субмеридиональные разломы, образующие обширную веерообразную сеть трещин в разрезе с позже оформиро-вавшимися синформенными и анформенны-ми локальными структурами, амплитуда которых достигает 250 м. Ось грабена ориентирована ортогонально простиранию региональных структур фундамента (Иванов и др., 2021; Салихов и др., 2020).
Все вышерассмотренные данные применимы для хорошо изученной восточной части СГП до р. Моркоки, за ней на запад -слабоизученные территории. Предполагается, что СГП простирается на сотни км.
Специфика территории района в том, что она расположена в зоне сочленения северовосточного борта Тунгусской синеклизы с юго-западным склоном Анабарской анти-клизы. В его строении выделяют два структурных этажа: кристаллический фундамент и перекрывающий его платформенный чехол, резко различных по своему строению и времени формирования.
По данным региональных геофизических исследований и буровых работ, глубина залегания кристаллического фундамента составляет 2,0-3,6 км.
Для фундамента района характерно блоковое строение, обусловленное зонами глубинных разломов субмеридионального и субширотного направлений, заложенных в позднеархейское - раннепротерозойское время. Эти разломы, по-видимому, активизировались в платформенный период развития и благоприятствовали проявлению ким-берлитового магматизма. Субмеридиональные разломы расположены в осевых частях антиклинориев и относятся к долгоживущим структурам.
В платформенном чехле района выделяются два структурных яруса: архей-нижнепалеозойский и верхнепалеозойский-нижнемезозойский, разделенные длительным перерывом в осадконакоплении. В конце девона в Далдыно-Алакитском районе активизировались магматическо-тектонические процессы с образованием обширных эффузивных и интрузивных отложений, которые были особенно сильными в конце раннего триаса. Но к пермскому времени продолжительная стадия сглаживания рельефа подошла к концу (Зинчук, 2023). Верхнепалео-зойско-нижнемезозойский ярус представлен карбонатно-терригенными осадочными породами С - Р возраста и субвулканическим породами комплекса Р2-Т. Породы яруса несообразно закрывают денудированную поверхность ордовикско-силурийского карбонатного цоколя.
Большинство исследователей считают, что рудоконтролирующие нарушения являются отражением на земной поверхности глубинных разломов первого порядка, которые в осадочном чехле разветвляются в разрывные нарушения второго-третьего порядка, постепенно переходя в зоны повышенной трещиноватости и дробления. С тектоно-магматическими активизациями напрямую соотносится интенсивное развитие дислокаций (разрывных и пликативных) в пределах грабена (Иванов и др., 2021).
Главной особенностью района исследования является его принадлежность к Ш-У геотипам, ввиду того что породы трапповой формации занимают более 50 % площади района. Данные исследователей последних лет позволяют рассматривать траппы Дал-дыно-Алакитского района как разновозрастные и разнофациальные образования, пред-
ставленные жерловой, интрузивной, эффузивной и субвулканическими фациями. Основная масса траппов Далдыно-Алакитского района образует весьма сложное покровно-интрузивное геологическое тело в верхней части разреза платформенного чехла. Типично интрузивная фация траппов в районе представлена долеритами нормального ряда, слагающими линейные и кольцевые дайки, а также сопутствующие им мелкие штокооб-разные интрузии (Коробков и др., 2017).
Осадочный чехол рассматриваемой локации литологически представлен: карбонатными породами верхнего кембрия, нижнего, среднего ордовика, нижнего силура, корами выветривания на карбонатных породах, тер-ригенные породы среднего - верхнего карбона, нижней и верхней перми, вулканогенными образованиями нижнего триаса и четвертичных отложений.
По геоморфологической характеристике район работ является частью крупной структуры Средне-Сибирского плоскогорья и представляет структурно-денудационное плато, расчленённое глубокими речными долинами. Рельеф сформирован на горизонтально залегающих карбонатных породах ордовика и силура, перекрытых терриген-ными отложениями пермо-карбона и траппами.
Для поверхности траппового плато характерен структурно-денудационный полого-холмистый рельеф с отдельными останцами возвышенностей, структурными ступенями и развалами крупных глыб. Абсолютные отметки поверхности траппового плато составляют 400-670 м, относительные превышения достигают 150-200 м.
Трапповое плато обрамляется крупными, часто обрывистыми, уступами. Высота их достигает 30-40 м. Ниже уступов наблюдаются обширные нагромождения крупных глыб траппов.
Склоны речных долин характеризуются развитием эрозионно-денудационных процессов. Они сформированы на плотных карбонатных породах силурийского и ордовикского возраста. Форма склона выпукло-вогнутая. Как правило, они осложнены структурно-денудационными уступами и расчленены неглубокими ложбинами стока. Крутизна склонов обычно не превышает 3-5о. Крупной ре-
кой района является р. Сохсолох. Долина её полностью расположена в пределах территории исследований. Она ориентирована в субмеридиональном направлении. В долине реки повсеместно развита высокая пойма. Ширина её колеблется от 100 до 300 м. На отдельных участках долины установлены 2 и 1 надпойменные террасы высотой соответственно 9-20 и 5-9 м. Формирование рельефа описываемой территории происходило в течение длительного периода, начиная с мезозоя. Заложение речных долин началось, по-видимому, в неогене в связи с оживлением эпейрогенических движений. Слабая тер-расовидность склонов речных долин и большая глубина вреза свидетельствуют, очевидно, о непрерывном поднятии территории в течение всего четвертичного периода. В верхнечетвертичное и современное время поднятие, по-видимому, резко замедлилось, что отразилось в образовании довольно широких полей высокой поймы в долинах всех водотоков района (Салихов и др., 2020).
Данные и инструментарий
Для достижения установленных целей: обеспечения качественной оценки формирований, исследуемых посредством бурения скважин, и сбора геологической первичной информации, направленной на определение рудопроявлений, планировалось проведение детального анализа керна из всех пробуренных скважин.
Основными методами отбора проб при выполнении буровых работ были передокументация и фиксация керновых материалов; минералого-шлиховое (шламное и шлиховое) и литохимические исследования образцов из всех скважин участков исследования.
В частности, литохимическое опробование керна скважин предусматривалось для выявления аномальных концентраций химических элементов во вторичных (терригенно-карбонатные породы) и в третичных ореолах рассеяния (терригенные образования каменноугольного возраста) для выявления и оконтуривания аномальных зон, которые могут быть перспективными на обнаружение рудопроявления.
Элементный анализ литохимических проб методом АЭС-ИСП (атомно-эмиссионная
спектрометрия с индуктивно связанной плазмой) проводился на спектрометре ЮАР 6300 Duo по аттестованным методикам. Предварительно литохимические пробы были продроблены, истерты и подвергнуты кислотному разложению с использованием микроволновых систем (Иванов, 2016).
Предыдущий опыт работ по объектам Алакит-Моркокинский (Иванов, 2005), Ала-кит-Сохсолохский (Поляничко, 2006), Верх-не-Чукукский (Иванов, 2010), Подтраппо-вый-2 (Цыбульская, 2012), Верхне-Чукукский-2 (Иванов, 2016) показывает, что коры выветривания фиксируются в 5 % пробуренных скважин, а силлы долеритов, располагающиеся внутри пород карбонатного цоколя, в 25 % скважин.
На территории исследования по всем 3-м участкам (Н1; Н2; Н3) был передокументирован керновый материал в сухое летнее время поисковых, заверочных и оценочных скважин, бурившихся по сети 250*250 и 125x250 м.
В каждой скважине в керновых материалах присутствовали: проявления вторичной минерализации (в объёмах, доступных для не вооружённого глаза); системы каверн и пустот; зон трещиноватости, зеркал скольжений, элементов флексур; кор выветривания и карстовых отложений. Относительно гидротермальной рудоносности исторически принято, что локация несостоятельна.
Однако рассмотрим фактический материал по нескольким объектам АМКП, подтверждающий вышеописанное. Объекты приурочены к крайней северо-восточной части СГП и в особенности расположены в непосредственной близости от склонов р. Сохсолох.
Участок Н1
Участок Н1 расположен в 4,0 км на север от базы и имеет размер в 9 км2. Протягивается от долины р. Сохсолох-Мархинский в северо-восточном направлении. Расположение участка относится к зоне динамического влияния прогнозируемого юго-западного фланга рудовмещающего разлома, в пределах которого к северо-востоку от участка выявлены диатермы. Наличие рудовмещаю-щей структуры к юго-западу участка косвен-
но подтверждается зонами дробления карбонатных пород, зеркалами скольжения, глинками трения, сульфидно-кальцитовой минерализацией по трещинам (скв.: Н1-201; Н1-202; Н1-203; Н1-204; Н1-205; Н1-206; Н1-207).
В современном эрозионном срезе на большей части территории участка обнажаются магматические породы и вулканогенные образования трапповой формации пер-мо-триасового возраста. В меньшей степени отдельными фрагментами картируются тер-ригенные отложения айхальской свиты. Предполагается, что современный рельеф поверхности карбонатного цоколя в пределах участка унаследовал основные черты рельефа айхальского времени. Это подтверждается наличием в понижениях рельефа конгломератов каменноугольного возраста, а также повышенным содержанием в шлихах из базальных горизонтов минералов тяжёлой фракции (МТФ).
По данным имеющегося фактического материала предполагается, что в пределах участка во время накопления подошвенных отложений каменноугольного возраста существовала палеовозвышенность и палеодо-лина с пологими склонами и относительным
превышением между максимальными и минимальными отметками поверхности па-леорельефа карбонатного цоколя около 3035 м. Палеодолина являлась участком аккумуляции терригенных осадков, в том числе и продуктивных отложений, а палеовозвы-шенность - участком денудации карбонатных пород. Следует отметить, что современный рельеф погребенной поверхности карбонатного цоколя унаследовал основные черты палеорельефа раннеайхальского времени.
В результате на участке был выявлен обширный ореол МТФ хорошей сохранности, выходящий за пределы участка как в северовосточном, так и в юго-западном направлении. Ореол МТФ связан с базальным горизонтом терригенных отложений нижнеай-хальской подсвиты, что, вероятно, обусловлено размывом древнего промежуточного коллектора прибрежно-морского генезиса, имевшего ранее широкое развитие в пределах площади Алакит-Мархинского поля.
В табл. 1 содержания SiO2 (%), CaO (%), &, Со, №, Zn, Sr, Zr, Ва, РЬ и Li мк/г выделены пиковые значения по элементам кон-глобречий, в основном подстилающих свиты ордовика.
ТН Интервал пробы Стратиграфия Литология SiO2% CaO% Vмк/г ^мк/г ^мк/г №мк/г мк/г ЕПМК/Г Srмк/г ЕГМК/Г Бэмк/г Pbмк/г Liмк/г
От До
Ж-33 39.3 C2-3ah Конгломерат 83,6 0,45 35,4 142,66 11,34 76,16 215,8 42,48 75,251 162,8 487,19 21,47 9,428
Ж-34 47.3 48.6 O2-3kl Брекчия карбонатная 26,9 36,5 55,65 41,431 5,841 16,329 18,39 41,57 123,86 68,92 159,47 10,78 26,13
Ж-35 48.9 49.3 O2-3kl Брекчия карбонатная 70,8 10,6 11,39 146,55 0,404 11,899 13,04 8,348 55,04 75,15 124,92 9,873 8,754
Ж-36 36 C2-3ah1 Конгломерат 38,0 22,6 33,47 33,611 4,618 14,707 9,195 26,72 68,56 62,16 48,402 9,447 104,1
Ж-37 38.5 43.5 O2-3kl Брекчия карбонатная 42,6 14,6 63,19 101,01 9,133 29,275 17,15 38,43 73,996 173,6 189,47 11,11 51,69
Ж-38 43.5 47.4 O2-3kl Брекчия карбонатная 45,4 10,8 306,9 204,53 57,57 162,36 193,5 126,8 184,46 153,7 402,99 6,143 9,539
Таблица 1. Результаты литогеохимического анализа по выборке скважин на исследуемой территории (Н1) (анализ выполнен в ЦАЛ)
Рис. 1. Выборочные разрезы по скважинам участка Н1 (по Хабибрахмановой А.Р.)
Участок характеризуется неглубоко залегающими грубообломочными коллекторами и превышениями абсолютных отметок ~ + 100 м относительно других участков. участок расположен в самой северовосточной части СГП. Небольшие значения оксидов характеризуют пробы как слабо экзогенные (размыв цемента), а широкие значения Ва и металлов - их выпадение из вмещающих пород.
Участок Н2
Участок расположен в 6 км к северо-западу от базы. Его площадь составляет 50 км2. Он ранее был опоискован сетью скважин 250^250 м, местами - 125x125 м, юго-восточная периферия вблизи открытого карбонатного поля вдоль правого борта долины р. Сохсолох изучена шурфами.
Н2 расположен также в зоне рудовмеща-ющего разлома. По комплексу геолого-геофизических данных закартированы разломы северо-восточной, восток-северовосточной и северо-западной ориентировок. На его площади ранее локализованы контрастные шлиховые ореолы МТФ низкой степени механического износа. В некоторых скважинах в верхней части разреза отложений карбонатного цоколя отмечаются коры выветривания (kvD3-C1), представленные глинисто-железистым материалом бурого цвета, карбонатными породами, интенсивно пропитанными гидроокислами железа, с реликтами первичных структурно-текстурных особенностей. Породы нижнего палеозоя в различной степени трещиноваты, трещины заполнены льдом, прожилками кальцита, ме-
стами отмечается вторичная минерализация в виде различных минеральных выделений гидроокислов железа. В отдельных скважинах трещины выполнены карбонатно-глинистым материалом (скв.: Н2-311; Н2-312; Н2-313; Н2-314; Н2-315; Н2-316; Н2-317; Н2-318; Н2-319; Н2-320; Н2-321), в котором, по данным шлихоминералогического опробования, установлены МТФ без признаков механического износа.
По результатам геохимических исследований участка Н2 выделены 4 аномалии полиметаллической и сидерофильной групп.
Ниже рассматриваются результаты геохимических исследований площади.
1. Аномалии полиметаллического форма-ционного типа. Выделена 1 точечная аномалия - ГХА-1/21, расположенная в верхней части терригенно-карбонатного цоколя. Ведущие элементы представлены As(3,92), Ш(3,24), РЬ(3,11). Аномалия низкоконтрастная. Максимальные абсолютные содержания ведущих элементов составляют: As - 0.01 %, Ш - 0,002 %, РЬ - 0,002 % (кора выветривания по карбонатным породам, скв. Н2-322, пр. 6, глубина 100,3 м). Поискового интереса выделенная аномалия не представляет и классифицируется как зона рассеянной минерализации.
2. Аномалии группы сидерофильных элементов. Зафиксировано 2 точечные аномалии (ГХА-2/21, ГХА-3/21) в верхней части тер-ригенно-карбонатного цоколя. Ведущие элементы представлены Р205(20,23), Y(11,27), Zn(10,33), Со(8,76), Fe20з(6,59), МпО(6,32) при участии УЪ, Се. Аномалии низко-, средне- и высококонтрастные. Максимальные абсолютные содержания ведущих эле-
ментов составляют: P2O5 - 0,96 %, У -0,004 % (кора выветривания по карбонатным породам, скв. Н2-323, пр. 6, глубина 102,1 м), Zn - 0,03 %, ^ - 0,003 %, Fe2Oз -6,62 %, MnO - 0,2 % (кора выветривания по карбонатным породам, скв. Н2-324, пр. 6,
глубина 55,3 м). В поисковом отношении выделенные аномалии интереса не представляют, так как являются типичными породными аномалиями, которые связаны с внедрением интрузий позднепалеозойско-раннемезозойской трапповой формации.
Скв.№ Интервал пробы Стратиграфия Литология БЮ2 % СаО % / < Сг мк/г N1 мк/г Еп мк/г вг мк/г Ег мк/г Ва мк/г РЬ мк/г и мк/г
Н2-15 132,7 135,9 БрОШ-ИЬ Карстовые образования в известняках 30,35 28,23 47,23 46,168 30,303 31,541 231,86 55,048 183,64 18,249 32,226
Н2-16 152,6 153,3 С2-3аИ1 Карстовые образования в известняках 12,09 39,2 26,532 24,836 19,643 19,768 292,96 35,062 101,71 4,462 17,995
Н2-17 128,8 132,6 БрОШ-ИЬ Карстовые образования в известняках 16,95 40,61 27,524 29,134 27,705 57,61 355,5 29,656 111,75 12,942 18,368
Н2-18 132 куР3-С1 Карстовые образования в известняках 55,4 1,552 141,67 149,17 85,979 64,496 123,34 149,73 561,69 21,203 49,118
Н2-19 139 куР3-С1 Конгломерат 57,18 1,265 155,6 66,122 70,772 97,739 42,473 99,744 163,96 39,828 27,727
Н2-20 112,8 С2-3аИ1 Конгломерат 80,39 0,5228 109,24 340,18 28,561 48,383 68,843 159,59 284,61 18,478 27,453
Н2-21 113 куР3-С1 Конгломерат 50,41 7,975 126,35 60,678 133,07 1502,9 111,61 108,17 155,24 41,486 24,101
Н2-22 120,8 куР3-С1 Кора выветривания по карбонатным породам 20,45 30,43 45,598 49,239 28,936 27,882 310,37 51,257 115,38 6,345 25,78
Н2-23 114,95 С2-3аИ1 Кора выветривания по карбонатным породам 82,54 2,361 52,253 252,68 33,942 31,234 51,516 97,085 279,52 17,199 18,512
Н2-24 115,7 С2-3аИ1 Кора выветривания по карбонатным породам 85,64 4,13 43,443 211,59 30,083 74,174 70,446 77,524 251,87 45,082 21,377
Таблица 2. Результаты литогеохимического анализа из выборки скважин на исследуемой территории Н2 (анализ выполнен в ЦАЛ)
Рис. 2. Литологическая колонка по скв. Н2-1, уч Н2 с фотоматериалом (авторское)
3. Аномалии предположительно полиметаллического генезиса. Выделена 1 точечная аномалия (ГХА-4/21) в верхней части терри-генно-карбонатного цоколя. Элементы-индикаторы представлены Rb(7,02), Ва(3,70), МпО(3,67), Zr(3,18) при участии К2О, А12О3, Sc, TiO2, Си, ЫЬ. Величина коэффициента контрастности N - 1,47 единицы. Аномалия низко- и среднеконтрастная. Максимальные абсолютные содержания ведущих элементов составляют: Rb - 0,004 %, Ва - 0,01 %, МпО 0,12 %, Zr - 0,005 % (глинистый доломити-стый известняк, скв. Н2-325, пр. 6, глубина 105,8-111 м).
В табл. 2 содержания SiO2 (%), СаО (%), V, Сг, Ni, Zn, Sr, Zr, Ва, РЬ и Li мк/г выделены пиковые значения по элементам в хорошо сформировавшихся пластах-коллекторах девон-карбона.
Участок характеризуется хорошо дренируемыми карбоновыми отложениями, залегающими на карбонатном цоколе и перекрытыми долеритами. Значения оксидов указывают на цементный размыв, а широкие значения Ва и металлов - на их выпадении из вмещающих пород, обогащенных гидротермами тектонического разлома, вероятно, разноэтапного.
Участок Н3
Участок расположен в непосредственной близости от базы вдоль прогнозируемого продолжения в СВ направлении зоны динамического влияния Айхальского рудокон-тролирующего разлома.
В отдельных скважинах в верхней части разреза отложений нижнего палеозоя отмечаются коры выветривания, представленные глинисто-железистым материалом бурого цвета, карбонатными породами, интенсивно пропитанными гидроокислами железа, с реликтами первичных структурно-текстурных особенностей. Выявленные коры выветривания, как правило, приурочены к верхним относительно пологим частям локальных па-леовозвышенностей в рельефе кровли карбонатного цоколя, построенном по остаточным мощностям от кровли олдондинской свиты (геофизический пласт № 7). В структурно-тектоническом отношении участок проведения работ располагается в пределах пересе-
чения зоны динамического влияния Айхаль-ского рудоконтролирующего разлома северо-восточного простирания и его предполагаемого продолжения с зоной динамического влияния рудоконтролирующего разлома северо-западного простирания. По комплексу геолого-геофизических данных на территории участка в верхней части осадочного чехла выделяются разрывные нарушения северо-западного и северо-восточного простирания. В геологических разрезах разрывные нарушения пространственно сопряжены с локальными неоднородностями: отмечаются резкое изменение мощностей интрузивных пород трапповой формации, перепад высотных отметок кровли пород карбонатного цоколя и геофизических пластов внутри него, отторгнутые блоки терригенных пород. По геохимическим данным в пределах участка Н3 ранее были выделены аномалии полиметаллической и сидерофильной групп:
1. Аномалии полиметаллического форма-ционного типа. Выделены 2 аномалии: ГХА-111/21, ГХА-112/21, расположенные в верхней части терригенно-карбонатного цоколя. Ведущие элементы представлены S(10,36), Zn(5,19), Си(4,65), As(4,10). Аномалии низко-, средне- и высококонтрастные. Максимальные абсолютные содержания ведущих элементов составляют: S - 0,57 %, Zn -0,008 %, Си - 0,008 %, As - 0,003 % (глинистый известковистый доломит, скв. Н3-141, пр. 6, глубина 129-132 м). Поискового интереса выделенные аномалии не представляют и классифицируются как зоны рассеянной минерализации.
2. Аномалии группы сидерофильных элементов. Зафиксировано 6 аномалий: 1 площадная (ГХА-113/21), 2 точечные (ГХА-114/21, ГХА-115/21), расположенные в верхней части терригенно-карбонатного цоколя, и 3 точечные аномалии (ГХА-116/21, ГХА-117/21, ГХА-118/21) в подошвенных горизонтах каменноугольных отложений. Ведущие элементы представлены Dy(13,81), МпО(12,36), Fe2Oз(l1,16) при участии РЬ, Р2О5, Ыа20, №, Ga, Со, Sc, V, УЬ Zn. Аномалии низко-, средне- и высококонтрастные. Максимальные абсолютные содержания ведущих элементов составляют: Dy - 0,003 %, Fe2O3 - 43,27 % (кора выветривания по карбонатным породам, скв. Н3-142, пр. 2, глу-
бина 109 м), МпО - 1,04 % (кора выветривания по карбонатным породам, скв. Н3-143, пр. 2, глубина 1,9 м).
3. Аномалии предположительно полиметаллического генезиса. Выделено 2 аномалии (ГХА-119/21, ГХА-120/21) в верхней части терригенно-карбонатного цоколя. Элементы-индикаторы представлены Мо(19,34), №(10,03), Ег(8,73), ТЮ2(8,42), Zn(6,85), Сг(б,20) при участии Со, Си, РЬ, V, №Ъ, As, Zr, La, SiO2. №Ъ присутствует в составе аномалии ГХА-120/21, величина коэффициента контрастности - 3,51 единиц. Аномалии низко-, средне- и высококонтрастные. Максимальные абсолютные содержания ведущих элементов составляют: Мо - 0,004 %, № -0,03 %, Сг - 0,04 % (известково-доломитовый мергель, скв. Н3-144, пр. 9, глубина 130,3-135,3 м), Ег - 0,001 %, ТЮ2 -2,88 %, Zn - 0,03 % (известково-
доломитовый глинистый мергель, скв. Н3-145, пр. 8, глубина 112,7-114,5 м). По результатам геохимических исследований для дальнейшего изучения рекомендуется как наиболее перспективная аномалия ГХА-120/21. Точечные аномалии ГХА-119/21, ГХА-120/21, выделенные по результатам химического опробования пород карбонатного цоколя скважин, пространственно приурочены к структуре «трапповое окно» в узле пересечения разрывных нарушений в верхней части осадочного чехла северовосточной, северо-западной и субмеридиональной ориентировок в зоне пересечения предполагаемого продолжения в северовосточном направлении Айхальского ру-доконтролирующего разлома с рудоконтро-лирующим разломом северо-западного простирания. Данные химического опробования предыдущих изысканий отсутствуют.
Скв.№ Интервал пробы Стратиграфия Литология БЮ2 % 0а0 % 0г мк/г 0о мк/г N1 мк/г Еп мк/г вг мк/г Ег мк/г Ва мк/г N(1 мк/г РЬ мк/г и мк/г
Н3-71 80,5 85,5 эрОШ-ИЬ Карстовые образования в известняках 13,753 44,988 22,052 5,757 18,486 24,75 592,78 21,31 88,3 10,766 11,68 11,23
Н3-72 109,9 111,1 эрОШ-ИЬ Карстовые образования в известняках 77,66 1,07 80,136 13,1 71,702 36,29 76,659 119,2 375,02 24,452 40,17 57,59
Н3-73 126 127 эрОШ-ИЬ Карстовые образования в известняках 10,396 47,131 19,822 2,075 9,0538 0 558,38 7,119 19,93 1,5857 5,785 4,125
Н3-74 137 138,5 эрОШ-ИЬ Карстовые образования в известняках 8,804 42,966 24,927 4,316 13,035 32,4 595,53 20,46 56,653 2,789 10,87 6,867
Н3-75 18,8 19,6 эрОШ-ИЬ Карстовые образования в известняках 11,669 45,352 30,878 5,098 11,04 33,36 506,77 34,22 60,749 4,4985 9,115 12,45
Н3-76 93,4 куР3-01 Кора выветривания по карбонатным породам 52,45 0,8293 50,793 41,96 171,52 242,3 215,27 109,2 281,4 48,479 22,93 136,5
Н3-78 114,2 куР3-01 Кора выветривания по карбонатным породам 20,18 0,8013 14,837 89,86 68,118 645,2 68,898 46,04 302,4 14,326 116,5 10,3
Н3-79 69,2 куР3-01 Кора выветривания по карбонатным породам 44,37 2,191 94,741 21,95 118,03 131,8 96,31 98,08 204,65 35,433 80,31 74,92
Н3-80 44,7 куР3-01 Кора выветривания по карбонатным породам 47,41 0,7636 69,388 108,9 205,24 223 53,704 109,5 241,73 27,856 108,9 38,49
Н3-82 64,2 куР3-01 Кора выветривания по карбонатным породам 16,61 0,7263 24,817 231,1 184,71 1517 40,818 31,65 76,53 50,341 49,83 23,15
Таблица 3. Результаты литогеохимического анализа из выборки скважин на исследуемой территории Н3 (анализ выполнен в ЦАЛ)
В табл. 3 SiO2 (%), CaO (%), Cr, Со, №, Zn.
Sr, Zr, Ba, ЭДЪ, РЬ, Li мк/г выделены пиковые значения в хорошо сформировавшихся пластах-коллекторах девон-карбона.
Также участок характеризуется хорошо дренируемыми карбоновыми отложениями, залегающими на карбонатном цоколе и перекрытыми долеритами, но в более восточной части СГП - между диатермовой терри-
торией (в частности, вокруг малоразмерной диатермы). По высоким концентрациям редких металлов и вмещающих пород минерализация носит ярко выраженный гидротермальный характер. На данном участке рудопроявления отмечены в широких интервалах: от первых метров до забоя скважин в трещинно-жильных нарушениях массива пород.
сз
Разрез по скв.№ НЗ-1 Масштаб: горизонтальный 1:1 ООО вертикальный 1:1 ООО
юв
Рис. 3. Схематичное распространение зафиксированой при передокументации минералопроявлений в скв. № Н3-1, вскрывшей жилу Каротажную (разрез по Хабибрахмановой А.Р.)
Все 3 рассмотренных участка располагаются на засклоновых площадках речной долины р. Сохсолох, что является местным базисом эрозии для межмерзлотных и поверхностных вод - главных агентов переноса растворённых пород. Общими характеристиками участков являются: верхний интрузивный водоупор, ограничивающий экзогенное
воздействие на девоно-карбонатные пласты; развитие пустот и процессов по их заполнению материалом в вышеобозначенных пластах и цоколе карбонатного комплекса в относительных глубинах, преимущественно от 100 до 160 м; зафиксированные каверно-трещинные формы имели моноклинальную направленность. По полученным и обрабо-
танным данным можно выдвинуть предположение о том, что:
- в равноприведённых условиях коллектор, расположенный между кровлей интрузива долеритов и карбонатно-терригенной подошвы, являет собой идеальный «геохимический транзит». Характеристика «равно-приведённый» подразумевает площадное распространение зоны кор выветриваний; объём и скорость потоков поземных вод, а также пониженный пьезоуровень в «ловушке» для стока;
- в условиях активной динамической зоны пласты коры выветривания на карбонатном цоколе под перекрывающими долеритами будут формировать карстовые отложения. А также будет осуществляться ступенчатая реакция по замещению продуктами разрушения порово-трещинных пластов с разрывными нарушениями в корах выветривания,-полное заполнение пласта переотложениями до смещения УПВ.
Заключение
В Западной Якутии, в частности на рассматриваемом Далдыно-Алакитском поле, широко распространены древние (перекрытые верхними отложениями) позднедевон-ско-раннекаменноугольные (особенно) и средне-позднетриасовые коры выветривания. [3]. Но происходит также процесс современного корообразования, выветривания, связанный с экзогенным генезисом и увеличением мощности в настоящем. Для активного осадконакопления необходимо тектоническое поднятие территории. Нередко в этих трещинно-жильных условиях возникают турбулентные течения с большими дебита-ми, наполненные разрушенным материалом, содержащие до 20-30 % веществ обломочной природы.
Трещинам свойственна частая извилистость и ветвление. Являясь эпигенетическими, они перенимают ориентировку от структурно-текстурных особенностей пород. Тогда как трещины тектоногенеза характеризуются ортоориентированными нарушениями деформаций, пликативов и дизъюнктивов.
На определенной стадии развития карста разрушение породы начинает количественно преобладать над процессами растворения -
образуются рыхлые карбонатные продукты разрушения. Но из-за пластичности этих пород ограничена внутренняя циркуляция вод, и наиболее активно процесс протекает на контакте с вмещающими породами, где циркуляция вод интенсивнее, и по редкой неравномерной системе трещин. Развитие КСП усиливается в зонах повышенной деформации и вдоль крупных трещин, обладающих высокой транзитной способностью, особенно на линии контакта двух субупорных массивов; в литологической ловушке канала, зон тектонических нарушений. Они являются обуславливающим фактором направления потока флюидов, который зависит в обычных условиях от плотностного и напорного градиента, и могут приводить к вертикальной циркуляции обогащённых минералами подземных вод.
Процесс КСП будет продолжаться до местного базиса эрозии, зеркала уровня подземных вод или массивного регионального водоупора. Так, в зоне застойного и затруднённого водообмена и повышенной минерализации на «нижних гидрогеологических этажах» КСП тоже претерпевает метаморфи-зацию - в процесс выпадения в трещины и каверны солей, кальцита и гипса при геодинамических предпосылках.
Итак, КСП на исследуемой территории имеет следующие свойства: 1) структурные -превалирование вертикальных каналов транзита на глубинах ниже УПВ и БЭ и выше -пологих систем коллекторов; 2) региональный экран, субводоупор с редкими «окнами», представленными мощными интрузивами базитового состава, перекрывающими верхнепалеозойские отложения; 3) зафиксированные широкие проявления гидротермальных минералообразований, не характерных для зон аэрации; 4) активнейшее участие тектоно-магматических процессов Б3-Т1, оказавших существенное влияние на строение, процессы региона и осаждение из гидротерм рассеянных элементов в ~Т1-Т2, которые также могли оказывать метасомати-ческие воздействия на вмещающие вокруг каналов породы (окварцевание, перекристаллизацию, доломитизацию), где температуры должны достигать порядка 180-360 °С и более.
В карбонатно-терригенных подинтрузив-ных породах при пересмотре и передокумен-
тации кернового материала из скважин района исследований повсеместно зафиксированы вторичные минералопроявления, которые обильно оседают в пластово-каверновых «ловушках» и зонах дробления, зеркалах скольжений и застойных пластово-жильных коллекторах. Однако до сих пор для этих толщ не были отмечены признаки эпигенетического окисления. Также присутствие сульфатов явно указывает на окислительный сернокислый состав подземных вод. Этот факт свидетельствует о том, что содержащие кислород и сульфат-ион подземные воды на этом и других выступах встречали на своем пути кальциевую карбонатную среду, в которой отлагался гипс (Игнатов и др., 2021).
Вышеописанные свидетельства дают основания для предположения, что при текто-но-магматической активизации и широких покровных интрузивах (играющих роль во-доупора) в карбонатно-терригенных породах О-Б протекал многофазовый гидротермальный минералогенезис, приведший к обогащению вмещающих пород рассеянными элементами в Т1-Т2, впоследствии осложнённых криолизоной.
На возраст ореолов рассеянной минерализации указывают следующие факты: 1) вскрышные породы на долеритовой кровле слабо минерализованы относительно тех же подстилающих кабонатно-терригенных пород; 2) вскрытые скважинами единичные отложения ахтарандинской свиты перми с весьма слабой концентрацией рассеянных элементов (уч. Сох-й); 3) в подстилающих долериты терригенных породах, имеющих мощность >40 м, наиболее насыщена элементами нижняя часть их фации, контактирующая с карбонатным цоколем; 4) исключением из представленных наблюдений являются придиатермовые участки, в которых и перекрывающие породы MZ и KZ имеют представительные концентрации рассеянных элементов.
В породах скважин, не вскрывших коллекторный водоносный горизонт, имеют место вторичные минералопроявления. Трещины, являясь эпигенетическими, перенимают ориентировку от структурно-текстурных особенностей пород. Каналы и нарушения различного генезиса влияют на водопроницаемость пород пласта-коллектора. Развитие карстово-солифлюкционного процесса уси-
ливается в зонах повышенной деформации и вдоль крупных трещин. Карстово-солифлюкционный процесс будет продолжаться до местного базиса эрозии, зеркала уровня подземных вод или массивного регионального водоупора. На «нижних гидрогеологических этажах» также происходит мета-морфизация КСП. На исследуемой территории КСП имеет свойства: превалирование горизонтальных каналов транзита на определенных глубинах, региональный экран, широкие проявления гидротермальных минера-лообразований и активное участие тектоно-магматических процессов.
Библиографический список
Гапотченко П.И., Морозова Н.Е. Тектоника и магматизм севера Якутской алмазоносной провинции по результатам аэрогеофизических исследований // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Северо-Востока России материалы VII Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 60-летию Института геологии алмаза и благородных металлов Сибирского отделения РАН, 5-7 апреля 2017 г.: в 2 т. Якутск: Издательский дом СВФУ, 2017. Т. 2. С. 432.
Горев Н.И. Прогнозный мониторинг алмазо-перспективных территорий и площадей Сибирской платформы с целью обеспечения перспектив и оперативного планирования геологоразведочных работ АК АЛРОСА (объект «Прогноз-ный-3»). Мирный, 2009.
Зинчук Н.Н. Особенности гидротермального и гипергенного изменения слюдистых кимберлитов // Вестник Пермского университета. Геология 2023. T. 22. № 1. С. 32-50.
Зинчук Н.Н. Коры выветривания и их роль в формировании посткимберлитовых осадочных толщ // Руды и металлы. 2022. № 2. С. 100-120. DOI: 10.47765/0869-5997-2022-10013.
Иванов Д.В., Толстое А.В., Иванов В.В. Роль пликативных структур как прогнозных критериев на алмазоносные кимберлиты в Алакит-Мархинском поле // Руды и металлы. 2021. № 3. С. 6-13. DOI: 10.47765/0869-5997-2021-10014.
Игнатов П.А., Зарипов Н.Р., Толстов А.В., Колесник А.Ю., МальцевМ.В. Гидротермальная минерализация в осадочных породах кембрия как индикатор рудовмещающей структуры кимберлитов Сюльдюкарского поля Якутии //Руды и металлы. 2021. № 1. С. 93-105. DOI: 10.47765/0869-5997-2021-10006.
Коробков И.Г., Никулин И.И., КоробковЯ.С., Лыткин К.А. Базиты вулканоструктур Восточной
окраины тунгусской синеклизы // Вестник ВГУ. Серия: геология. 2017. № 4.
Салихов Р.Ф., Толстов А.В., Салихова В.В., Кузьменок А.Н. Реконструкции палеорельефа при
поисках погребённых кимберлитовых тел на закрытых траппонасыщенных территориях (на примере Алакит-Мархинского поля) // Руды и металлы. 2020. № 1. С. 39-50.
Features of the Karst-Solifluction Processes in Rocks of the Sokhsolokhskiy Graben Trough
P.V. Nekrasov
Vilyuyskaya Geological Exploration Expedition PJSC «ALROSA»
3 Almazodobytchikov Hwy., Aykhal 678190, Russia. E-mail: pavel.nekrasoff2018@yandex.ru
The article considers the features of the formation of karst-solifluction reservoirs in the eastern part of the Sokhsolokhskiy graben-shaped Trough, and traces the stages of their development. The spatial and genetic relationship of micro-components, elements of "traps" of synformal structures, depressions with manifestations of the hydrofactor and features of the geodynamic development of the platform in the Devonian-Triassic Epoch has been established. The main relationship of spatial placement of karst reservoirs with deflections and depressions, and hydrothermal ore mineralization was revealed.
Key words: Dynamic zone of the formation; karst-solifluction process; subintrusive karst deposits; "Logging" vein; halos of scattered mineralization; Sokhsolokhskiy graben-shaped trough.
References
Gapotchenko P.I., Morozova N.E. 2017. Tek-tonika i magmatism severa Yakutskoy almazonos-noy provintsii po rezultatam aerogeofizicheskikh issledovaniy [Tectonics and magmatism of the north of the Yakut diamondiferous province according to the results of airborne geophysical studies]. In: Geology and mineral resources of the North-East of Russia : materials of the VII All-Russian scientific and practical conf., Yakutsk, NEFU Publishing House, Vol. 2, p. 432. (in Russian)
Gorev N.I. 2009. Prognoznyy monitoring alma-zoperspektivnykh territoriy i ploshchadey Sbirskoy platformy s tselyu obespecheniya perspektiv i opera-tivnogo planirovaniya geologorazvedoachnykh rabot AK ALROSA (obyekt Prognoznyy - 3) [Predictive monitoring of diamond potential territories and areas of the Siberian platform in order to ensure the prospects and operational planning of exploration activities of ALROSA (object "Predictive-3")]. Mirnyy, Open file report. (in Russian)
Zinchuk N.N. 2023. Osobennosti gidrotermalnogo i gipergennogo izmeneniya slyudistykh kimberlitov [Specific Features of Hydrothermal and Hypergene Alterations of Micaceous Kimberlites]. Vestnik Permskogo universiteta. Geologiya. 22(1):32-50. (in Russian) doi: 10.17072/psu.geol.22.1.32
Zinchuk N.N. 2022. Kory vyvetrivaniya i ikh rol v formirovanii postkimberlitovykh osadochnykh tolshch [Weathering crusts and their role in the formation of post-kimberlite sedimentary strata]. Rudy i metally. 2:100-120. (in Russian) doi: 10.47765/0869-5997-2022-10013.
Ivanov D.V., Tolstov A.V., Ivanov V.V. 2021. Rol plikativnykh struktur kak prognoznykh kriteriev na almazonosnye kkimberlity v Alakhit-Markhinskom pole [The role of plicative structures as predictive criteria for diamond-bearing kimberlites in the Ala-khit-Markhinskoye field]. Rudy i metally. 3:6-13. (in Russian) doi: 10.47765/0869-5997-2021-10014.
Ignatov P.A., Zaripov N. R., Tolstov A.V., Kole-snik A.Yu., Maltsev M.V. 2021. Gidrotermalnaya mineralizatsiya v osadochnykh porodakh kembriya kak indicator rudo-vmeshchayushchey struktury kimberlitov Syuldyukarskogo polya Yakutii [Hydrothermal mineralization in Cambrian sedimentary rocks as an indicator of the ore-bearing structure of kimberlites of the Syuldukar field of Yakutia]. Rudy i metally. 1:93-105. (in Russian) doi: 10.47765/0869-5997-2021-10006.
Korobkov I.G., Nikulin I.I., Korobkov Ya.S., Lytkin K.A. 2017. Bazity vulkanostruktur Vos-tochnoy okrainy tungusskoy sineklizy [Basites of volcano structures of the Eastern margin of the Tunguskaya syneclise]. Bulletin of the VSU. Series: Geology. № 4 (in Russian)
Salikhov R.F., Tolstov A.V., Salikhova V.V., Kuzmenok A.N. 2020. Rekonstruktsiya paleorelefa pri poiskakh pogrebennykh kimberlitovykh tel na zakrytykh trapponasyshchennykh territoriyakh (na primere Alakit-Markhinskogo polya) [Reconstructions of paleorelief in the search for buried kimber-lite bodies in closed trap-saturated territories (on the example of the Alakit-Markhinsky field)]. Rudy i metally. 1:39-50. (in Russian)
