Принципы выделения металлогенических таксонов

Материал из wiki.fegi.ru

Перейти к: навигация, поиск

Металлогеническое районирование рудоносных территорий имеет большое значение, поскольку помогает не только понять закономерности формирования, размещения и строения месторождений полезных ископаемых, но и способствует их выявлению.

Несмотря на то, что металлогения в виде самостоятельного научного направления оформилась сравнительно недавно, лишь к середине XX века, однако во все времена выдающиеся естествоиспытатели отчетливо понимали, что без познания закономерностей размещения полезных ископаемых невозможно выявлять локальные места «рождения» полезных ископаемых (Щеглов, 1980). В своей работе «О слоях земных» М.В.Ломоносов писал: «Пойдем … осматривать положение мест, и разделим к произведению руд способные от неспособных; потом на способных местах поглядим примет надежных, показывающих самые места рудные» (цит. по Ломоносов М.В., Избр., М.: Наука 1986, с.427). В этой короткой красивой фразе сконцентрирован весь смысл металлогенического районирования, а именно - выделение (оконтуривание) «мест», благоприятных для нахождения собственно месторождений.

Распределение в земной коре месторождений полезных ископаемых, представляющих собой результат благоприятного взаимодействия многих геологических процессов, подчиняется определенным закономерностям. Выявление закономерностей размещения месторождений является предметом металлогении, синтезирующей достижения многих геологических знаний. Термин «металлогения» введен в геологическую терминологию французским геологом Де Лоне (Дe Launay, 1913). В настоящее время существует два синонимичных термина для обозначения этой науки – металлогения и минерагения. Первый из них происходит от древнегреческого слова «», что означает «руда, шахта». Этимология второго термина ведется от позднелатинского слова «minera», также означающего «руда» (Рундквист, 1981). Иногда эти термины используются одновременно и параллельно (Бауман, Тишендорф, 1979), но в отечественной литературе термин «минерагения» чаще всего используется при анализе закономерностей размещения неметаллических полезных ископаемых, тогда как термин «металлогения» применяется в случае изучения месторождений металлических полезных ископаемых. В зарубежной литературе во всех подобных случаях используется только термин «металлогения» (Guild, 1971; Ishihara, 1978; Guo Wenkui, 1984; Ishihara et al., 1992; Nokleberg et al., 1993, 1994; Lehmann, 1990 и др.).

Металлогения, являясь наукой о закономерностях происхождения, образования и размещения природных скоплений минерального вещества в пространстве и времени в связи с развитием окружающих геологических формаций, подразделяется на несколько направлений в зависимости от решаемых задач, а также масштаба и объектов исследований (Шаталов, 1963; Щеглов, 1980; Рундквист, 1981; Томсон, 1988). Региональная металлогения или металлогения регионов изучает закономерности распространения различных типов оруденения в крупных тектонических структурах и устанавливает их металлогеническую специализацию с составлением металлогенических и прогнозных карт масштаба 1:500 000 и мельче. Цель металлогении рудных районов детальное исследование локальных рудоносных площадей (рудных районов, зон, узлов) и выявление закономерностей локализации в них месторождений на основе составления металлогенических и прогнозных карт масштаба 1:200 000 и крупнее. Общая или теоретическая металлогения ориентирована на разработку теоретических основ и общих принципов металлогенического анализа, а также методики составления металлогенических и прогнозных карт. Задачи специальной (отраслевой) металлогении или металлогении отдельных элементов формулируются следующим образом: «…изучать металлогению… определенных металлов, прослеживая распространение месторождений каждого данного металла в связи с различными родственными группами интрузивных пород…, устанавливая закономерности их распространения во времени и пространстве» (Билибин, 1959, с.240) или «изучение особенностей проявления отдельных элементов, образующих концентрации в виде месторождений, в пространстве и во времени в геологической эволюции конкретных регионов и структур» (Щеглов, 1980, с.32). В современной металлогении существуют три основные проблемы.

1. Каково соотношение между геодинамикой и региональной или глобальной металлогенией? В соответствии с представлениями Л.П.Зоненшайна и соавторов (Zonenshain et al., 1992, Н.Л.Добрецова и А.Г.Кирдяшкина 1994) эта проблема решается путем анализа роли конвективных процессов в мантии и мантийных плюмов, формирования континентов и океанов, динамики развития главных тектонических единиц земной коры, металлогенической эволюции Земли и роли мантийных процессов в генезисе рудных месторождений.

2. Какая связь между региональной металлогенией и спецификой геологического строения отдельных литосферных блоков? В соответствии с работами (Guild, 1978; Mitchell and Garson, 1981; Коротеев, 1996), эта проблема решается путем анализа генетических особенностей металлогенических поясов как функции специфических геодинамических обстановок на основе современных представлений тектоники плит.

3. Какая связь между металлогенией и отдельными тектоно-стратиграфическими единицами или перекрывающими их породными ассоциациями? Как следует из работ (Nokleberg et al., 1993, 1998; Парфенов и др., 1999), эта проблема может быть решена на основе анализа генетических особенностей конкретного металлогенического пояса и соответствующего ему геологического образования, характеризующегося отчетливыми тектоническими границами и специфическим составом слагающих его пород. Выделение и описание металлогенических поясов Востока России, а также интерпретация их генезиса осуществлены здесь с использованием современных понятий тектоники плит, террейнового анализа, в том числе - анализа перекрывающих и сшивающих комплексов, с учетом результатов типизации рудных месторождений и магматических комплексов территории.

Металлогенический анализ основан на: (1) подробных описаниях минеральных месторождений региона и результатах их типизации; (2) составлении и анализе региональной геодинамической карты масштаба 1:5 000 000 с подробными характе-ристиками выделенных тектоно-стратиграфических элементов и (3) составлении и анализе карт металлогенических поясов с детальными описаниями металлогенических таксонов.

Выделенные площадные металлогенические таксоны характеризуются сравнительно узкими временными рамками формирования и включают серии рудных районов, месторождений и рудопроявлений. Такие объекты выделены и описаны для главных тектонических единиц Северо-Азиатского кратона и обрамляющих его орогенных поясов, а также перекрывающих их вулканогенных и осадочных породных комплексов и «сшивающих» плутонических ассоциаций. Интерпретация геодинамической природы металлогенических поясов произведена в соответствии с известными типовыми геодинамическими обстановками: кратонов, пассивных, активных и трансформных континентальных окраин, островных дуг, океанических и континентальных рифтов, коллизии.

В работах наших многочисленных предшественников, посвященных вопросам металлогенического районирования (в том числе и рассматриваемой территории), в ряду разноранговых металлогенических таксонов выделялись: (1) планетарные рудоносные провинции или планетарные металлогенические пояса (≥1000х103 км2); (2) рудоносные или металлогенические пояса (150-1000 х103 км2); (3) рудоносные или металлогенические системы (40-150 х103 км2); (4) рудоносные или металлогенические зоны (20-40 х103 км2); (5) рудоносные или металлогенические области (2-20 х103 км2); (6) рудные районы (0,4-2,0х103 км2) (Билибин, 1955; Ициксон и др., 1965; Шаталов, 1965; Ициксон, 1973, 1979; Щеглов, 1980; Радкевич, 1982; Томсон, 1988; Зоненшайн и др., 1992; Коротеев, 1996; Парфенов и др., 1999; Сухов и др., 2000; Плющев, 2001).

Наиболее полная сводка представлений о наименованиях и основных характеристиках металлогенических таксонов приведена в работе (Томсон, 1988). Из этой сводки и опыта выполнения металлогенического анализа крупных территорий становится очевидным, что зачастую весьма затруднительно найти различия между, например, металлогенической системой и металлогенической зоной, металлогенической областью и рудным районом, рудным районом и рудным узлом и т.д. Также совершенно очевидно, что отчетливо выделяются лишь две категории металлогенических таксонов – региональные и локальные. В соответствии с этим варьируют методы, принципы и задачи металлогенического анализа. Региональная металлогения или металлогения регионов изучает закономерности распространения различных типов оруденения в крупных тектонических структурах и устанавливает их металлогеническую специализацию с составлением металлогенических и прогнозных карт масштаба 1:500 000 и мельче. Цель металлогении рудных районов - детальное исследование локальных рудоносных площадей (рудных районов, зон, узлов) и выявление закономерностей локализации в них месторождений на основе составления металлогенических и прогнозных карт масштаба 1:200 000 и крупнее.

Учитывая это, в данной работе выделяются лишь две категории металлогенических объектов – металлогенический пояс и ареал. В значительной мере принятое авторами понимание термина «металлогенический пояс» близко значению термина «минерально-ресурсный тракт», предложенного В.П.Праттом с соавторами (Pratt, 1981) и поддержанного С.Луддингтоном и Д.Коксом (Ludington, S., and Cox, D., 1996) для использования в США при региональном металлогеническом анализе и оценке потенциальной рудоносности крупных территорий. В отечественной металлогенической литературе близкими по значению понятиями являются металлогенические системы и металлогенические зоны.

Таким образом, составленные карты металлогенических поясов и соответствующие карты главных тектоно-стратиграфических подразделений, в совокупности с описаниями модельных типов рудных месторождений, составляют основную часть принятой нами методологии количественной оценки продуктивности рудоносных территорий.

С учетом перечисленных принципов и понятий, выделение территорий, рассматриваемых в качестве металлогенических поясов (и районов), является основой для прогнозирования новых месторождений. Следовательно, анализ и синтез главных характеристик металлогенических поясов может служить инструментом прогнозирования рудных объектов, планирования геолого-разведочных работ, возможных вариантов использования человеком минерально-сырьевых ресурсов и природоохранных мероприятий.

Выделение, анализ, описание и интерпретация металлогенических поясов Востока России явилось частью комплексного анализа металлогенической и тектонической истории региона. Методология такого типа анализа подразумевает несколько этапов. (1) Тектонический анализ территории с составлением геодинамической карты и описанием главных тектонических элементов. (2) Описание главных рудных месторождений и формирование схемы их классификации с выделением четко различающихся модельных типов месторождений. (3) Выделение площадных металлогенических таксонов (металлогенических поясов и рудных районов) с составлением соответствующих карт. (4) Сопоставительный анализ металлогенических и геотектонических характеристик территории в целом и отдельных ее элементов. (5) Группировка одновозрастных металлогенических поясов и вмещающих их тектоно-стратиграфических единиц в соответствии с геодинамическими обстановками (например, обстановки островной дуги или субдукционной зоны). (6) Анализ генетической взаимосвязи между индивидуальными тектоно-стратиграфическими единицами (например, зона субдукции и сопряженная магматическая дуга) и соответствующими им металлогеническими подразделениями с выделением генетически связанных тектоно-металлогенических комплексов. (7) Реконструирование на основе геологических, палеонтологических и палеомагнитных данных вероятного первоначального пространственного положения террейнов и соответствующих металлогенических поясов. (8) Проверка по комплексу признаков, возможной тектонической миграции террейнов и вмещаемых ими металлогенических поясов. (9) Анализ времени и природы аккреции и (или) коллизии террейнов и соответствующих металлогенических поясов на основе комплекса геологических данных. (10) Анализ времени формирования и генезиса постаккреционных (пост-коллизионных) комплексов и связанных с ними металлогенических поясов на основе комплекса геологических и изотопных данных.

Таким образом, в процессе регионального металлогенического анализа использованы следующие основные принципы: Единство ассоциаций рудных месторождений. Каждый металлогенический пояс включает один модельный тип месторождений или генетически связанные, одновозрастные и близкорасположенные месторождения нескольких типов.

Единство геодинамических обстановок формирования месторождений и соответствие металлогенических и геологических подразделений. Каждый металлогенический пояс содержит серию одновозрастных и генетически связанных месторождений, которые формировались в специфической геодинамической обстановке. Примерами могут быть обстановки коллизии, аккреции, окраинно-континентальной магматической дуги, рифтогенеза и т.д. Соответственно наименование, границы и внутреннее содержание каждого металлогенического пояса соответствует таковым вмещающих геологических структур и входящим в состав пояса сериям рудных месторождений. Благоприятное геологическое окружение. Подстилающая и вмещающая среда для каждого металлогенического пояса, а также геологические структуры, в которых они локализованы благоприятны именно для данных, специфических модельных типов рудных месторождений.

Тектонические или геологические границы. Ограничения каждого из металлогенических поясов совпадают либо с границами рудоносных стратиграфических или магматических комплексов, либо подчеркиваются разломами.

С учетом перечисленных принципов и понятий, территории, рассматриваемые в качестве металлогенических поясов (и районов), служат основой для прогнозирования новых месторождений. Следовательно, анализ и синтез главных характеристик металлогенических поясов может служить инструментом прогнозирования рудных объектов, планирования геологоразведочных работ, использования человеком минерально-сырьевых ресурсов и проведения природоохранных мероприятий.

Металлогенические пояса характеризовались нами в соответствии с геодинамическими обстановками их формирования и по различным возрастным уровням. Всего рассматриваются 13 возрастных срезов, соответствующих наиболее значимым для региона тектоническим и металлогеническим событиям:

Докембрий (2500-540 млн лет)

Кембрий - силур (540 - 410 млн лет)

Девон - ранний карбон (410 - 320 млн лет)

Поздний карбон – средний триас (320 - 230 млн лет)

Поздний триас – ранняя юра (230 - 185 млн лет)

Ранняя – средняя юра (185 – 155 млн лет)

Поздняя юра – ранний мел (155-135 млн лет)

Ранний мел (130-100млн лет)

Средний мел (100-72 млн лет)

Поздний мел - палеоген(72 -52 млн лет)

Эоцен - олигоцен (52 - 23 млн лет)

Миоцен (23 - 10 млн лет)

Поздний миоцен – голоцен (10-0 млн лет)

Входящие в состав металлогенических поясов рудные месторождения описываются в рамках классификации, разработанной большим коллективом авторов в результате совместной работы по двум указанным ранее международным проектам. Основой этой классификации явились следующие три главных принципа:

(1) Рудоформирующие и породообразующие процессы тесно взаимосвязаны (Obruchev, 1928) и минеральные месторождения образуются как результат дифференциации рудных элементов в осадочном, магматическом и метаморфическом циклах формирования пород и геологических структур (Смирнов, 1969).

(2) Классификация должна быть настолько удобной и понятной для пользователя, насколько возможно.

(3) Классификация должна быть открытой, чтобы новые типы месторождений могли быть включены в ней в будущем (Cox, Singer, 1986). В качестве главной классификационной единицы принят модельный тип месторождения, в определенной мере (но не всегда) соответствующий более традиционному для отечественной геологической литературы понятию «рудная формация».

Вместе с тем, анализ существующих отечественных классификационных схем на рудноформационной основе показал, что для месторождений многих рудных полезных ископаемых нет общепринятых классификаций. Так, например, только для месторождений олова существует около 20 таких схем, предложенных разными авторами. Какой из них отдать предпочтение? То же касается классификаций месторождений золота и других металлов. В еще большем затруднении оказывается исследователь, когда возникает необходимость анализировать в одном контексте не только разнотипные месторождения одного, но всю совокупность рудных объектов металла в рамках такой большой территории, как восточная окраина России. В этих условиях неизбежно возникает потребность в единой классификации рудных месторождений, построенных на единых принципах.

--Nvv 00:47, 21 октября 2009 (UTC)А.И.Ханчук, В.В. Голозубов, С.М.Родионов, Н.А.Горячев, В.П. Симаненко

Личные инструменты