Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Докембрийские ультрабазит-базитовые формации Алданского щита, их геологическая и петрохимическая характеристика 25
1.1. Докембрийские интрузивные ультрабазит-базитовые формации 27
1.1.1. Ранне - и позднеархейская метадунит-гарцбургитовые формации 30
1.1.2. Ранне- и позднеархейская метагаббро-диабазовые формации 38
1.1.3. Позднеархейская метагаббро-диоритовая формация 44
1.1.4. Раннепротерозойская анортозитовая формация 48
1.1.5. Раннепротерозойская метатрахидиабазовая формация 51
1.1.6. Позднерифейская базальт-долеритовая формация 56
1.2. Докембрийские вулканогенные ультрабазит-базитовые формации... 60
1.2.1. Метакоматиит-базальтовая формация иманграканской свиты раннего архея 61
1.2.2. Метаандезит-базальтовая формация раннетарынахской подсвиты позднего архея 64
1.2.3. Метатрахибазальтовая формация позднетарынахской подсвиты
позднего архея 69
1.2.4. Метакоматиит-базальтовая формация темулякитской и тарын-уряхской свит позднего архея 73
Глава 2 Зеленокаменные пояса Алданского щита 80
2.1. Формационные типы зеленокаменных поясов
2.2. Ультрабазитовые и базитовые породы в формационных комплексах докембрия Алданского щита и районы их расположения 95
Глава 3. Рудоносность ультрабазит-базитововых формаций Олекминской гранит-зеленокаменной области 101
3.1. Основные черты геологического строения 101
3.2. Олондинский зеленокаменный пояс 110
3.2.1. Геологическое строение и ультрабазит-базитовые формации Олондинского зеленокаменного пояса 110
3.3. Перспективы золотой, платиноидной и сульфидно-никелевой рудоносности 127
3.3.1. Сульфидные медно-никелевые рудопроявления 127
3.3.2. Медно-порфировая и гидротермальная медно-сульфидно- кварцевая минерализация 140
3.3.3. Платиноиды в ультрабазитовых и базитовых комплексах 144
3.3.4. Перспективы золотоносности 180
3.4. Темулякит-Тунгурчинский зеленокаменный пояс 194
3.4.1. Геологическое строение и ультрабазит-базитовые формации 194
3.4.2. Перспективы золотоносности 199
3.4.2.1. Основные типы золотого оруденения 199
3.4.2.2. Геохимические корреляционные ассоциации 206
Глава 4 Рудоносность ультрабазит-базитовых формаций Алданской гранулит-гнейсовой области 222
4.1. Основные черты геологического строения 224
4.2. Сутамский зеленокаменный пояс 225
4.2.1. Геологическое строение и метаморфизм 225
4.2.2. Геология ультрабазит-базитовых тел 236
4.2.3. Геохимия ультрабазит-базитовых образований и перспективы рудоносности 258
4.3. Унгра-Чульманский район 272
4.3.1. Рудопроявление «Бурпала» 274
4.3.2. Рудопроявление «Капрал» 279
4.3.3. Рудопроявление «Холодникан» 281
Глава 5 Классификация и анализ закономерностей размещения сульфидно-никлевых и других руд 285
5.1. Геология и значение сульфидных медно-никелевых формаций 285
5.2. Классификация сульфидно-никелевых месторождений 290
5.3. Прогнозно-поисковые критерии и признаки формации
сульфидно- никелевых руд 291
5.4. Последовательность прогнозирования и поисков с помощью прогнозно-поисковых критериев 303
5.5. Геолого-промышленные типы золоторудных месторождений на Алданском щите 305
5.6. Проявления золотой минерализации в связи с ультрабазит-базитовым магматизмом 307
5.7. Рудоконтролирующие факторы и поисковые признаки золоторудных месторождений в докембрийских ультрабазит-базитовых формациях 310
Глава 6 Металлогения никеля, благородных и сопутствующих полезных ископаемых ультрабазит-базитовых формаций Алданского щита 321
6.1. Типы рудной минерализации в ультрабазит-базитовых формациях Алданского щита 327
6.2. Перспективы обнаружения новых металлогенических типов золота,
никеля и платиноидов на Алданском щите 330
6.3. Прогнозная оценка рудопроявлений золота в районах развития ультрабазит-базитового магматизма на Алданском щите 338
6.4. Прогнозная оценка рудопроявлений никеля и платиноидов в районах
развития ультрабазит-базитового магматизма 342
Заключение 352
Список литературы
- Ранне- и позднеархейская метагаббро-диабазовые формации
- Ультрабазитовые и базитовые породы в формационных комплексах докембрия Алданского щита и районы их расположения
- Геологическое строение и ультрабазит-базитовые формации Олондинского зеленокаменного пояса
- Сутамский зеленокаменный пояс
Введение к работе
Актуальность темы. Выделение и геологическое изучение докембрийских ультра-базит-базитовых формаций Алданского щита (АЩ) имеет важное значение при анализе истории формирования земной коры, древних тектонических режимов, метаморфических и метасоматических процессов. Реконструкция условий образования и развития древних ультраосновных и основных магматических комплексов позволяет ответить на вопрос, почему в пределах АЩ до настоящего времени не обнаружены крупные месторождения золота, платиноидов, никеля, меди, хрома, кобальта и других полезных ископаемых, которые являются типичными для подобных образований на других щитах. Выявленная ме-таллогеническая специализация метаультрабазит-базитовых формаций АЩ положена в основу прогнозных построений, что обусловит существенное сокращение затрат на поисковые работы. Исследование факторов геологического контроля имеющихся проявлений оруденения обеспечит эффективные поиски соответствующих месторождений.
Цель работы. На основе реконструкции первичной природы докембрийских метаультрабазит-базитовых магматических образований, определить потенциал рудоносности и выполнить металлогеническое районирование Алданского щита.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. С использованием модифицированных петрохимических исследований среди глу
боко метаморфизованных полигенных архейских образований выделить докембрийские
ультрабазит-базитовые породы и их ассоциации.
2. Охарактеризовать геологическое строение докембрийских метаультрабазит-
базитовых массивов и толщ на АЩ. Определить их формационную принадлежность и гео
химическую специализацию.
Установить геотектоническое положение метаультрабазит-базитовых формаций в структурах АЩ.
Определить и дополнить комплекс поисковых признаков рудоносности, приуроченной к докембрийским ультрабазит-базитовым формациям, с целью научного прогнозирования обнаружения аналогов известных в мире месторождений.
На основе картирования докембрийских метаультрабазит-базитовых формаций и анализа расположенных в них проявлений оруденения выполнить металлогеническое районирование АЩ.
Фактический материал. В основу диссертационной работы положены материалы 20-летних исследований автора по геологическому строению, вещественному составу и рудоносности ультрабазит-базитовых образований и областей их распространения на АЩ.
В результате проведения полевых работ составлены (около 30) разномасштабные карты и схемы отдельных районов, участков и рудопроявлений с целью характеристики
формы, размеров и взаимоотношения интрузий и вулканитов ультрабазит-базитов с вмещающими глубоко метаморфизованными толщами. В основу работы положено более 10 000 химических и спектральных анализов пород, около 1000 пробирных анализов руд, данные определения абсолютного возраста 30 объектов, результаты структурно-петрологического и петрографического изучения пород (более 5000 шлифов,), а также опубликованные и фондовые материалы.
Геологический и петрохимический материал получен в процессе выполнения следующих научных и производственных проектов:
Прогнозная оценка территории Якутии на платиноиды с составлением кадастра точек минерализации и рудопроявлений (1983);
Изучение геологического строения Сутамского блока с разработкой стратиграфической легенды докембрийских образований и общей оценкой перспектив рудоносности (1989);
Оценка перспектив территории Якутии на никель (1993);
- Оценка платиноносности Алданского щита и сопредельных территорий (1994).
Результаты обобщены при выполнении госбюджетных исследований, выполнен
ных согласно тематического плана НИР Якутского госуниверситета:
Закономерности размещения полезных ископаемых Якутии (1990-95) (Гос. per. № 01.88.0052042),
Геология и полезные ископаемые Якутии (1995-2000) (Гос. per. № 01.91.0044549);
- Прогнозная оценка на золото позднеархейских зеленокаменных поясов западной
части Алданского щита (1995-2000) (Гос. per. № 93.0010245).
Многие исследования проведены автором совместно с Р.Н. Ахметовым, Г.В.Бирюлькиным, В.М. Никитиным, В.М. Кравченко в составе отряда ЮЯПЯГПСЭ. Методика исследований.
Морфология, параметры и строение магматических тел и вмещающих их толщ изучались с помощью геолого-съемочных и геофизических методов. Последние состояли из наземной крупномасштабной магнитной съемки и определения петрофизических свойств пород (магнитной восприимчивости и плотности). Геологическое картирование выполнено совместно с Р.Н. Ахметовым, В.Д. и Г.А. Габышевыми, В.М. Никитиным, а петрофизическое изучение пород проведено по авторской коллекции совместно с геофизиком И.Д. Толстяковой.
Реставрация первичного состава пород проведена с использованием общеизвестных петрохимических методов (Мишкин, 1981; Предовский, 1981; Кудрявцев, 1987, 1991). Состав пород изучен с использованием петрографических и минераграфических исследований. Минералогический анализ платиноидов и золота проведен А.А.Ким.
3. Петрохимические расчеты и построение диаграмм выполнены на персональном
компьютере с использованием специализированных программ, составленных соискателем
совместно с СВ. Седенко.
Накопление баз данных, их обработку и создание графических приложений автор выполнил с применением современного компьютера и оргтехники (офисные программы Microsoft Windows -2000, CorelDraw, Surfer, Acad и др.).
Осуществлен комплексный и системный анализ ультрабазит-базитовых тел, что предполагало рассмотрение их как системы, состоящей из отдельных взаимосвязанных объектов разного ранга
Металлогенический анализ выполнен на основе тектонического районирования с использованием геофизических и геохимических материалов а также поисковых геологических сведений.
Научная новизна. Впервые в пределах метаморфических образований АЩ выделены докембрийские интрузивные и вулканогенные ультрабазит-базитовые формации АЩ.
Систематизированы сведения по составу, строению, тектоническому положению и металлогении каждой метаультрабазит-базитовой формации.
На новой основе дополнены и установлены факторы геологического контроля рудо-носности, связанной с ультрабазит-базитовыми магматическими образованиями развитыми на АЩ.
Установлены перспективы никеле-, золото- и платиноносности отдельных районов с ранне- и позднеархейским ультрабазит-базитовым магматизмом, расположенном в Олек-минской гранит-зеленокаменной (ОГЗО) и Алданской гранулит-гнейсовой областях (АГГО). В выделенных районах подсчитаны прогнозные ресурсы никеля и перспективы золото и платиново-метальной минерализации.
Определен металлогенический потенциал ранне- и позднеархейских ультрабазит-базитовых формаций в геоблоках АЩ с различными термодинамическими режимами метаморфизма.
Практическое значение. Составлены геологические карты, схемы и разрезы участков масштаба 1:5 000 и 1:10 000, прогнозные карты районов исследования 1:200 000 и 1:500 000. На их основе по разработанным и апробированным поисковым критериям возможна постановка последующих эффективных геологоразведочных работ. С помощью определившихся формационных аналогов и прямых поисковых методов выполнена оценка прогнозных ресурсов золота, никеля и платины. В процессе исследований на юге АЩ с непосредственным участием автора открыто 6 крупных железорудных месторождений и выявлен ряд перспективных рудопроявлений благородных и цветных металлов. Полученные результаты и рекомендации переданы в Комитет по геологии и недрапользованию
Республики Саха (Якутия) для планирования поисково-разведочных работ. Результаты исследований представляют также научный интерес для геологов, занимающихся изучением докембрийского ультрабазит-базитового магматизма в других регионах России.
Защищаемые положения
Применение модифицированных петрохимических методов в совокупности с другими геологическими наблюдениями позволило реставрировать первичную природу сложнодислоцированных, глубокометаморфизованных докембрийских образований Алданского щита. На этой основе выделено двенадцать интрузивных и вулканогенных ультрабазит-базитовых формаций от раннеархейского до позднерифейско-го возраста.
Среди метаультрабазит-базитовых формаций установлены ассоциации (мета-дунит-гарцбургитовые, метагаббро-диабазовые, метакоматиит-базальтовые, метаба-зальт-андезитовые), которые являются типоморфными для выделения архейских зеленокаменных поясов. С учетом общего строения и состава метаморфизованных толщ впервые выделены фрагменты раннеархейских зеленокаменных поясов.
Изучение рассматриваемых формаций на АЩ позволило установить, что они обладают свойственной метаультрабазнт-базитовому магматизму геохимической и рудной специализацией: ранне- и позднеархейские метадунит-гарцбургитовые -хром, никель, платиноиды; метагаббро-диабазовые - никель, медь, платиноиды; метакоматиит-базальтовые - медь, никель, платиноиды; позднеархейская метагаббро-диоритовая - титан, железо, фосфор; раннепротерозойская метаанортозитовая - титан, железо, фосфор, платиноиды. Метасоматиты в зонах дробления и бластомило-нитизации, развитые по ультрабазитовым породам разных формаций, потенциально перспективны на золото.
Впервые на АЩ откартированы зеленокаменные пояса и их фрагменты, которые имеют металлогеническое значение для поисков благородных, цветных и черных металлов. Обнаружение и изучение ряда месторождений железа, рудопрояв-лений никеля, золота и платиноидов в их пределах позволило выделить пять потенциально рудоносных районов.
Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждались и публиковались в материалах республиканской конференции: "Новые направления и методы при поисках и разведке полезных ископаемых" (Якутск, 1986), на межвузовских научно-технических конференциях Восточной Сибири (Иркутск, 1987, 1988), на II Всесоюзной школе "Структурный анализ кристаллических комплексов" (Тбилиси, 1988), на совещании "Научные принципы прогнозирования эндогенного оруденения в восточно-азиатских вул-
канических поясах СССР" (Хабаровск, 1988), на региональной конференции молодых научных сотрудников по геологии и геофизике Восточной Сибири (Иркутск, 1989), на конференции "Проблемы увязки со смежными регионами геологии и полезных ископаемых Амурской области" (Зея, 1992), наНТС ЯГПСЭ, на международной конференции "Благородные и редкие металлы" (Донецк, 1994), на Республиканской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы освоения природных ресурсов Южной Якутии» (Нерюнгри, 1996), на международной конференции «Интеркарта-5» (г.Якутск, 1999), региональной конференции геологов Сибири, Дальнего Востока и Северо-Востока России «300 лет горно-геологической службы России» (Томск, 2000), а также ежегодных конференциях ЯГУ. По теме диссертации опубликовано 32 работы и составлены 5 рукописных отчетов.
Благодарности. Автор глубоко признателен научному консультанту д.г.-м.н., В.М. Никитину, а также геологам к.г.-м.н.: Р.Н. Ахметову, Г.В. Бирюлькину, И.М. Фрумкину, В.А. Ян-жин-шину, П.Р. Шишигину, Б.П. Подъячеву, В.Д. Габышеву, Г.А.Габышевой, С.В.Седенко, д.г.-м.н. А.П.Смелову, профессору Днепропетровской горной академии В.М. Кравченко, профессору МГТА В.А. Арсеньеву и коллегам по Якутскому госуниверситету профессорам И.И. Колодезникову и В.Ю. Фридовскому, доценту В.Ю. Ивенсену оказавшим большую помощь в организации полевых исследований, сборе и обработке материалов, которые консультировали и способствовали завершению данной работы.
Структура и объём работы. Диссертация объемом .... машинописных страниц состоит из Введения, 6 глав и Заключения; в ней содержится 67 рисунков, 44 таблицы, список литературы включает 246 названий опубликованных работ и 105 названий рукописных отчетов. Порядок глав продиктован логической последовательностью решения поставленных задач и обоснованием соответствующих защищаемых положений.
В 1 разделе раскрывается история геологической изученности АЩ и приводится описание методики исследований, в остальных главах и разделах - обоснование защищаемых положений диссертации.
Для удобства восприятия последующего материала рассмотрим степень изученности территории и некоторые вводные геотектонические и общегеологические сведения.
Ранне- и позднеархейская метагаббро-диабазовые формации
В пределах АЩ установлено большое количество пластовых силлоподобных интрузивных тел, имеющих дифференцированное ультрабазит-базитовое строение. Геологическое изучение этих тел позволило определить, что они имеют сходные комплексы пород, строение, морфологию тел и ряд других объединяющих признаков по которым они могут быть отнесены к ранне- и позднеархейским метагаббро-диабазовым формациям.
Интрузии, выделенные в раннеархейскую метагаббро-диабазовую формацию, размещаются преимущественно на востоке АЩ, хотя встречаются и на западе в ОГЗО (джо-лонгинский комплекс). Большое количество тел расположенных в пределах Сутамского блока (в бассейне одноименной реки и ее притоков), а также восточнее, в бассейнах рек Алгома, Туксани, Авгенкур, Утук.
Выходы образований отнесенных к позднеархейской метагаббро-диабазовой формации закартированы преимущественно в западных районах АЩ в бассейнах рек Олондо, Токко, Эвонокит, Мекю-Сала, Орюс-Миэле, Хончегра, Холодникан, Танграк и на водоразделах рек Тумуллур-Тетингнях, Орюс-Миэле-Тас-Миэле, Чуга-Нелюки, Ярогу-Амедичи, Средней и Правой Унгр, Прав. Чульман-Капрал, но также установлены и в отдельных участках АГГО.
В западных районах известны пластовые дифференцированного строения интрузивные тела метагаббро-диабазовой формации, ранее выделенные Р.Н. Ахметовым и Г.В. Бирюлькиным (1985 г.) в джолонгинский комплекс раннего архея и кумкыстахский комплекс позднего архея. На юго-востоке в районе Сутамского блока пластовые тела, имеющие подобный состав и строение, отнесены к двум возрастным уровням (Ахметов, Жижин и др., 1992, Жижин, Никитин, 1995).
В составе тел метагаббро-диабазовой формации принимают участие амфиболиты, метагаббро-амфиболиты, метагаббро, пироксениты различного состава (ортопироксениты, клинопироксениты, вебстериты, роговообманковые пироксениты). В амфиболитах, нередко наряду с амфиболом, присутствуют двупироксеновые ассоциации, кроме того, эти породы часто содержат гранат (до 10-15%). Определенные в результате петрографического изучения и петрохимических сопоставлений состав пород, в ранне- и позднеархейских ме-тагаббро-диабазовых формациях, соответствует вебстеритам, коматиитовым пикритодиа-базам, оливиновым габбро-диабазам, коматиитовым диабазам, габбро-диабазам, горнблендитам, диабазам, диоритовым порфиритам и эссекситодиабазам (табл. 1.3). Перечисленные породы и их взаимоотношения позволили выделить данные интрузивные образования в метагаббро-диабазовые формации.
При выполнении геологосъемочных работ по раннеархейским толщам Сутамского блока, многие тела метагаббро-диабазовой формации картировались совместно с вмещающими стратифицированными образованиями. Это объясняется трудностью разделения кристаллических сланцев вулканогенных и интрузивных фаций в виду высокой степени метаморфических преобразований, воздействие которых обуславливает незначительные отличия в разрезах кристаллических сланцев, образованных по метавулканоген-ным или интрузивным образованиям. Дополнительными основаниями выделения этих пород в самостоятельную интрузивную формацию, совместно с петрохимическими сопоставлениями в данном блоке, послужили: обнаружение секущего (часто полого секущего) положения пластовых тел по отношению к вмещающим метаморфическим толщам; наличие в таких кристаллических сланцах ксенолитов вмещающих толщ, а также сохранение реликтовых офитовых и габбро-офитовых структур первичных пород.
Параметры тел, образованные породами этой формации, имеют довольно большой размах изменений мощности и длины. Мощность их в разных структурах и участках изменяется от первых метров до 1 км, при протяженности от первых десятков метров до 30-40 км. Наиболее широко развиты тела с размерами 100-200 м по мощности и 2-3 км по простиранию. Как правило, силлоподобные тела метагаббро-диабазов вовлечены в складчатость и будинированы. На западе АЩ, в Олондинском ЗКП установлено, что по вертикали силлоподобные тела метагаббро-диабазовой формации имеют дифференциацию состава, более меланократовые разновидности амфиболитов расположены в при подошвенной части, в то время как в верхних горизонтах наблюдается увеличение количества плагиоклазов в породах. Кроме того, в этом же районе наблюдались разрезы, где отмечено чередование меланократовых и более лейкократовых разновидностей амфиболитов, повторяющиеся несколько раз в пределах одного тела (обнажение вкрест простирания по правому борту р. Олондо в приустьевой части руч. Медвежий).
Петрохимическая характеристика пород ранне- и позднеархейских метагаббро-диабазовых формаций в этой работе произведена по 179 силикатным анализам. Выполнено определение первичного состава пород, расчеты нормативного минерального состава, построение специальных диаграмм, позволяющих определять отдельные особенности пород этих формаций (см. табл. 1.3).
Для пород метагаббро-диабазовых формаций установлены следующие петрохими-ческие особенности. Все они, за исключением эссекситодиабазов, относятся к натриевой и калиево-натриевой сериям пород нормального ряда (рис. 1.4,1.5, фиг. 1). На диаграмме Е.Ф.Осборна Кф - SiCh (рис. 1.4,1.5, фиг.7) фигуративные точки формируют наклонные тренды боуэновского типа. При изменении в 70% пород содержания Si02 в интервале 45 -50%, значения коэффициента фракционирования (Кф) изменяются от 8 до 85. Такие особенности по Е.Ф.Осборну характерны для магматических серий повышенных давлений (Уилли, 1983).
На диаграмме ТЮ2 - MgO (рис. 1.4,1.5,фиг.4) тренды имеют вид гиперболы и сложной кривой, нисходящие половины которых полностью расположены в поле пород кома-тиитовой серии и пересекает поля коматиитов Гелук, Бадплаас и Барбертон группы Он-вервахт. Фигуративные точки наиболее высоко титанистых пород располагаются в конце восходящей ветви гиперболы и характерны для базитов содержащих MgO около 5%.
На AFM и А1203- СаО - MgO (рис. 1.4,1.5, фиг.3,6) положение трендов фигуративных точек составов пород метагаббро-диабазовой формации резко отлично от трендов иных плутонических формаций. На AFM диаграмме точки составов попадают в поля метаморфических перидотитов, коматиитов и офиолитовых кумуллятов и известково-щелочных и толеитовых вулканитов. Тренд этих точек проходит вдоль правой части границы раздела толеитовых и известково-щелочных эффузивов, заканчиваясь в поле последних. Такое положение тренда свидетельствует об относительном обеднении значительной части пород формаций щелочами, а расположение точек на диаграмме А120з -СаО - MgO, позволяет сделать вывод об их обогащении СаО (рис. 1.4,1.5,фиг.6).
Породы в телах, выделенных в метагаббро-диабазовые формации, отличаются наиболее ярко проявленной двойственностью химических составов. Анализ диаграмм ТЮ2 -К20 - Р205, К - Ті, К20 - Si02, Na/K- Ca/Mg (рис. 1.4,1.5, фиг.9,2,5,8) позволяет сделать заключение, что одна половина объёма пород формаций может быть отнесена к океаническим, другая - к континентальным образованиям.
Металлогеническая специализация пластовых тел, выделенных в метагаббро-диабазовые формации, представляет максимальный практический интерес в отношении сульфидных медно-никелевых руд и платиново-метального оруденения. В настоящее время известны Бурпалинское, Холодниканское, Капральское, Тангракское и ряд других ру-допроявлений и точек минерализации, где установлены близкие к промышленным содержания никеля в сульфидных рудах. Определенная вероятность открытия промышленных объектов с медно-никелевой минерализацией на Алданском щите связывается именно с пластовыми дифференцированными телами метагаббро-диабазовых формаций ранне- и позднеархейской эпох. В третьей и четвертой главах работы мы подробнее охарактеризуем геохимическую и рудную специализацию данной формации.
Ультрабазитовые и базитовые породы в формационных комплексах докембрия Алданского щита и районы их расположения
Циклы первого и второго порядка: 1 - осадочные (метаграувакки, метапелиты, метаконгломераты, метапесчаники, железистые кварциты, подчиненные туфы и лавы средних, кислых, иногда основных метавулканитов, редко - известняки); 2 - существенно салические (средние и кислые метаэффузивы, туфы, агломераты, редкие пласты железистых кварцитов и парасланцев);
3 - мафически-салические (средние, кислые и подчиненные основные метаэффузивы, метатуфы);
4 - салически-мафические (основные и подчиненные кислые метавулканиты); 5 - мафические (основные метавулканиты, второстепенные прослои кислых, иногда средних метаэффузивов, пласты железистых кварцитов); 6 - существенно мафические (основные метавулканиты, подчиненные ультрабазиты, второстепенные кислые и средние метавулканиты, пачки железистых кварцитов, прослои метатуфов, метатуффитов, парасланцев, метапесчанников); 7 - мафически ультрамафические (основные и ультраосновные метавулканиты, второстепенные кислыеметаэффузивы или метатуфы, кремнистые породы, железистые кварциты).
Помимо систематики фракционных рядов зеленокаменных поясов А. А. Сивороно-вым предложено деление всех гранит-зеленокаменных областей на три группы. В пределах гранит-зеленокаменных областей первой группы развиты моноцикличные фракционные ряды типа «М» и полициклические типа «С» с преобладанием последовательно дифференцированных разновидностей. Сюда входят гранит-зеленокаменные области Северного полушария: Финно-Карельская, Средне Приднепровская, Сьюпериор.
Гранит зеленокаменные области второй группы характеризуются рядами типа «М» с явным преобладанием контрастных разновидностей, как моно- так и полицикличных подтипов. Они располагаются в Южном полушарии: блоки Иилгарн и Пилбара, Родезийский и Каапваальский кратоны.
В третью группу гранит-зеленокаменных областей также входят формационные ряды группы «М», но только моноциклического типа и, преимущественно, контрастных разновидностей. Ряды этой группы встречаются как в Северном, так и Южном полушариях: Курско-Белгородская, Дарваарская области, кратон Сан-Франциско и Кольская грану-лит-зеленокаменная область.
Оценивая в целом рассмотренные систематики архейских зеленокаменных поясов (или комплексов) можно заключить, что ни одна из них не лишена спорных или противоречивых элементов и не представляется универсальной, учитывая все разнообразие разрезов осадочно-вулканогенных ассоциаций и особенностей их строения. Так, не смотря на то, что ЗКП «первичного» (бимодального) и «вторичного» (гомодромного, мультимодаль-ного) типов действительно обнаруживаются, в гранит-зеленокаменных областях мира существуют, по признанию А. Гликсона (1980), и исключения из этой классификации. Примером тому нахождение вулканитов известково-щелочной серии в нижнем ультрабазит-базитовом цикле системы Калгурли (поясов «первичного» типа). Заслуживают внимания примеры зеленокаменных комплексов («вторичного» пояса), вмещающих ассоциации вулканитов известково-щелочной серии, возраст которых древнее 2,7 млрд. лет (например, зеленокаменные свиты Среднего Приднепровья).
В систематике А.А. Сиворонова вызывает сомнение отнесение автором к одному типу (тип «М») вулканических комплексов, включающих андезитовые ассоциации (муль-тимодальный тип), и без них (модальный тип), поскольку сериальный признак имеет важное генетическое и, следовательно, металлогеническое значение. Необходимы дополнительные доказательства существования группы формационных рядов типа «С», или, по крайней мере, части входящих в них конкретных комплексов, так среди демонстрирующих этот тип примеров, есть спорные. В частности Хаутаваарский зеленокаменный ком плекс, по мнению О.А. Нестояновой (1982) начинается ультрабазит-базитовой ассоциацией, а не дацит-андезитовой, как это считают А.Б. Вревский (1986) и А.А. Сиворонов (1987). Трудно также согласится с наличием в зеленокаменных структурах Среднего Приднепровья разрезов, начинающихся (по А.А. Сиворонову) андезитовыми ассоциациями. Ближе всего к типу «С», по видимому, находится Суккозерский зеленокаменный комплекс (Карелия), представляющий собой известково-щелочной моноцикл.
Таким образом, выделенные ранее два типа зеленокаменных поясов (бимодальный и мультимодальный) могут быть дополнены третьим, принципиальное отличие которого состоит в том, что в основании его находятся ассоциации вулканитов известково-щелочной серии. Каждый из них отражает разные тенденции в развитии геодинамических обстановок, обусловивших накопление соответствующих вулканических комплексов. При формировании бимодальных мегациклов решающие значение имел мантийный источник вещества. В мультимодальный - мантийный материал поступал на ранних стадиях развития поясов, а затем превалировали магматические продукты корового происхождения. В зеленокаменных комплексах третьего типа наблюдается соотношения вулканических ассоциаций противоположный мультимодальному типу.
Очевидно, что названные типы отражают самые общие особенности зеленокаменных комплексов (поясов) и нивелируют многие детали их строения и состава, необходимые для сравнительного исследования. Поэтому нами разработан вариант более дифференцированной систематики этих образований, учитывающий такие структурные и вещественные признаки, как наличие или отсутствие верхних вулканических мегациклов (или циклов), моно или полицикличное строение нижних циклов первого порядка, формацион-ный и сериальный состав вулканических циклов, а также последовательность распределения последних в типичных разрезах. Предлагаемая классификация включает десять типов архейских зеленокаменных комплексов (поясов) (табл. 2.4, см. рис. 2.3). Первые три типа соответствуют бимодальным зеленокаменным поясам, четвертый, шестой и седьмой муль-тимодальным, девятый типу «С» по А.А. Сиворонову и Хаутаваарскому, а также по А.Б. Вревскому, остальные типы в качестве самостоятельных систематических единиц выделены впервые. Следует подчеркнуть, что десятый тип (Оленегорский) во многом является проблематичным. Главный систематический признак этого типа - присутствие в ощутимых количествах кислых метавулканитов субщелочной и даже щелочной серии, что не характерно для архейских ЗКП. Кроме того, породы комплексов данного типа равномерно метаморфизованы в условиях амфиболитовой фации. Не исключается возможность, что они представляют собой образования, переходные к комплексам гранулит-зеленокаменных областей, или, возможно, полностью им соответствуют.
В предыдущих разделах мы кратко охарактеризовали основные тектонические элементы АЩ и основные формационные типы ЗКП мира, далее рассмотрим, какое место в перечисленных структурах занимают объект исследований, ультрабазит-базитовые формации, и в каких структурах они присутствуют (рис.2.4). Метаультрабазит-базитовые образования, как правило, представляют отдельные вулканогенно-осадочные сложносклад-чатые толщи, пронизанные массивами или сериями интрузивных разной морфологии тел, располагающихся в линейных структурах внутри областей. Такими структурами обычно являются фрагменты ЗКП, получивших развитие как среди позднеархейских метаморфических образований, так и среди раннеархейских ещё более глубоко метаморфизованных толщ (рис.2.4).
На АЩ выделяются соответственно Западно-Алданская, Центрально-Алданская, Иджеко-Сутамская, Восточно-Алданская, Южно-Алданская архейские структурно формационные зоны (табл.2.5), а также удоканский и учурский и др. протерозойские СВК. Особенности геолого-тектонического строения и развития АЩ обусловили характер, состав и количество вулканоплутонических комплексов в различных складчатых областях.
Метаморфизм высоких ступеней с сопровождающими его процессами анатексиса, палингенеза и сложными пликативными дислокациями, существенно повлиявшими на преобразование пород, сильно изменил условия первоначального залегания и даже строения конкретных структур (в том числе ЗКП), что весьма затруднило их диагностику и определение типа, а также оказало существенное влияние на парагенетические ассоциации связанных с ними полезных ископаемых.
Породы каждой СФЗ сформированы в процессе проявления исторического ряда последовательных геологических событий: внедрение вулкано-плутонических комплексов, накопление терригенных или хемогенных толщ, гранитообразование, метаморфизм, складчатость и т.д. Условно принято, что такие структурно-вещественные комплексы соответствуют тектоно-магматическим циклам. Реставрация процессов происходивших в периоды тектоно-магматических активизаций является весьма сложной задачей и только частично выполнена в данной работе.
Геологическое строение и ультрабазит-базитовые формации Олондинского зеленокаменного пояса
Олондинский ЗКП расположен на юге ОГЗО (рис.3.3). Вопрос о геотектонических условиях формирования докембрийских вулканогенно-осадочных образований субганского комплекса, слагающих данную структуру, трактуется неоднозначно. Одни исследователи, считают, эти вулканогенно-осадочные толщи, выполняющие подобные структуры и в других регионах АЩ, сохранившимися от эрозии реликтами обширной дифференцированной позднеархейской геосинклинальной системы (Кудрявцев, 1979, 1980; Кудрявцев, Нужнов, 1981, Реутов, 1981; Ахметов, 1983). Другие относят субганские образования к формациям "нижнепротерозойских эвгеосинклинальных трогов", которые, по их мнению, возникали в результате раскалывания кристаллического фундамента и наблюдаемые ныне структуры развивались автономно, не образуя единой геосинклинальной складчатой сис темы (Федоровский, Лейтес, 1968). Эти же структуры характеризовались как палеоавлако-гены (Салоп, 1967, Лейтес и др., 1970), приразломные прогибы, (Миронюк, 1966). В последнее время Олондинская структура рассматривается, в том числе и авторами, в качестве ЗКП (Смелов и др., 1987; Другова, 1987; Бибикова и др., 1984; Добрецов, 1990, Жижин, Никитин, 1996). На наш взгляд, Олондинскую структуру правильнее назвать фрагментом (реликтом) позднеархейского ЗКП, так как наблюдаемая конфигурация вулканогенно-осадочной толщи и ее размеры не соответствуют типичным позднеархейским менее мета-морфизованным ЗКП (см.рис.3.2).
Позднеархейские зеленокаменные вулканогенно-осадочные образования района слагают в плане V-образную структуру (см. рис 3.3). Западная ветвь этой структуры имеет субмеридиональное простирание, прослеживается с севера на юг на 20 км при ширине 3-4 км. С запада эта ветвь ограничена крутопадающей зоной зеленосланцевых диафторитов, на востоке - граница проходит по северному надвигу. На севере западная ветвь перекрыта рыхлыми четвертичными отложениями Верхне-Токкинской впадины, а на юге, в среднем течении р. Олондо, смыкается с восточной ветвью (см. рис.3.3).
Расположен Олондинский ЗКП среди выше охарактеризованных гнейсодиоритов и гнейсоплагиоагранитов алаткитского комплекса и гнейсо-гранитов ханинского комплекса. В геологическом строении ЗКП принимают участие формации позднеархейского (кива-тинского), протерозойского (карельского и байкальского) и кайнозойского мегакомплек-сов. Геологическая и петрохимическая характеристика ультрабазит-базитовых пород ки-ватинского мегакомплекса приведены в первой главе и поэтому мы ниже остановимся лишь на особенностях присущих данной формации в пределах Олондинской структуры (см. рис.3.3).
На территории, отнесенной в геологическом плане к ЗКП, установлены рудопрояв-ления и аномальные поля никеля, ЭПГ и золота связанные с метаультрабазит-базитовыми формациями. Наиболее перспективными являются геохимические аномальные поля, расположенные на водоразделе руч. Пегматитовый-Медвежий (участок "Медвежий"), на водоразделе руч. Медвежий-Короткий (участок "Водораздельный"), по левому борту долины р.Олондо в ее верхнем течении, напротив устьевой части руч. Медвежий (участок "Базовый") и на водоразделе рек Олондо-Токко, в районе водораздела оз.Токко и верховьев вытекающей из озера реки (участок "Токкинский").
В 1991-1993 годах автор принимал участие в полевых и камеральных работах по изучению рудоносности вышеперечисленных участков совместно с коллегами из Южно Якутской партии ЯГПСЭ. Эти материалы послужили основой для характеристики рудо-носности Олондинского ЗКП и далее использованы в данной главе. Метакоматиит-базальтовая формация.
В целом геология данной формации уже охарактеризована в главе 1 раздел 1.2, однако, здесь мы посчитали уместным конкретизировать особенности вулканогенной толщи в пределах Олондинского ЗКП, так как здесь установлены реальные геохимические аномалии и перспективы рудоносности приуроченной к ней.
Метакоматиит-базальтовая формация в Олондинском ЗКП соответствует метамор-физованным основным вулканогенным образованиям темулякитской свиты. Породы характеризуемой формации слагают в пределах данного ЗКП две крупные и серию более мелких складчатых структур (см. рис.3.3). Наибольшая площадь выходов метавулканитов этой формации расположена в западной ветви Олондинской структуры, здесь кристаллические сланцы (метакоматииты и базальты) образуют тела линзовидной формы, и прослежены по простиранию на 18 км при ширине 0,7 км. Рисунок изоклинальной складчатости, наблюдаемой в коренных обнажениях вдоль склона левого верхнего притока р. Тарын-Юрях, свидетельствует о прямом залегании слоев в западной части и опрокинутом в восточном крыле складки метавулканогенных пластовых тел. Петроструктурные наблюдения позволили определить данную складку - как запрокинутую на восток антиклиналь (Тарын-Юряхская на рис.3.4, линия А-Б и В-Г). Западное крыло этой структуры частично срезано разломом, который прослеживается по зоне развитых вдоль него зеленосланце-вых диафторитов. На восточном крыле породы метакоматиит-базальтовой формации темулякитской свиты согласно перекрываются образованиями тарынюряхской свиты. В такой интерпретации характеризуемой структуры, неполная мощность темулякитской свиты составляет 300 м. Породы в этих выходах представлены монотонной толщей мелкозернистых амфиболовых и плагиоклаз-амфиболовых сланцев с редкими прослоями биотита-амфибол-кварц-плагиоклазовых сланцев.
Другая крупная структура, в которой вскрыты вулканогенные образования метакоматиит-базальтовой формации, расположена в юго-восточной половине восточной ветви Олондинского ЗКП. Здесь кристаллические сланцы образуют в плане тело линзовидной формы, протяженностью 1,5 км, при ширине до 1,1 км. Направление падения полосчатости пород совпадает со сланцеватостью и ориентировано на юго-восток. В западной части выхода падение пород круче (65-85), чем в восточной (25-55). Ориентировка подушек в подушечных лавах по левому борту руч. Коматиитового, в 700 м от его устья, свидетельствует о в прямом (не опрокинутом) залегании пород метавулканитов.
Сутамский зеленокаменный пояс
Кроме сульфидной медно-никелевой минерализации в районе выявлен ряд геохимических аномалий, точек рудной минерализации и проявлений меди, которые подразделяются нами еще на две рудные формации: медно-порфиритовую в связи с метабазальт-андезит-риолитовой формацией и гидротермальную медно-сульфидно-кварцевую, связанную с зонами диафтореза и окварцевания.
Одно из проявлений медно-порфиритовой формации обнаружено нами в разрезе тарын-уряхской свиты в среднем течении руч. Длинный (правого верхнего притока р. Та-рын-Юрях) в 1480-1490 м выше его устья (см. рис.3.4, линия В-Г). Здесь, на правом берегу ручья наблюдается коренной выход мелкозернистых, участками эпидотизированных био-тит-амфибол-кварц-плагиоклазовых сланцев с реликтовыми порфировыми выделениями плагиоклаза и с мелкой (до 1 мм) вкрапленностью сульфидов (халькопирита, пирротина, пирита), содержание которых в породах изменяется от 2 до 5 %. Наряду с вкрапленностью пирита, в породах наблюдаются примазки сульфидов по трещинкам отдельности и сланцеватости. Породы слабо магнитны. Мощность сульфидизированного прослоя вскрытого в коренном выходе 5 м. Сланцеватость пород характеризуется следующими элементами залегания: азимут падения 250, угол 60.
Западнее (выше по разрезу) - выходы таких же сланцев тарын-уряхской свиты (но без сульфидов) мощностью 10 м, в отдельных прослоях отмечается гранат. Еще западнее наблюдаются коренные выходы силла габбро-диабазов кумкыстахского комплекса мощностью около 30 м. В них отмечаются редкие кварцевые прожилки мощностью до 20-30 см с редкой вкрапленностью халькопирита.
Восточнее сульфидсодержащего коренного выхода сланцев обнажаются тонкоплитчатые хлорит-актинолитовые сланцы мощностью 10 м, которые сменяются 50-ти метровой пачкой мелкозернистых плагиоклаз-амфиболовых сланцев темулякитской свиты.
В пунктирно-бороздовой пробе, взятой с 5-ти метрового слоя сульфидсодержащих сланцев, спектральным полуколичественным анализом выявлено 0,5 % меди и 3 г/т серебра. Атомно-абсорбционным методом подтверждено содержание меди (0,51 %) и определено 0,04 г/т золота. В отличие от сульфидного медно-никелевого рудопроявления здесь отсутствуют платиноиды, сравнительно низки содержания никеля (0,003 %) и кобальта (0,002 %).
Рудные минералы этих сланцев, представлены халькопиритом (5 %, размер зерен 0,2-0,6 мм), пирротином (0,5 %, размер зерен 0,05-0,1 мм), магнетитом (1 %, размер зерен 0,2-0,3 %), ильменитом (0,5 %, размер зерен 0,02-0,06 мм), вторичные минералы - отдельные зерна ковеллина и пирита. Зерна халькопирита и пирротина имеют нодулярную текстуру с последующей перекристаллизацией. Это свидетельствует о магматическом происхождении медной минерализации рудопроявления. По-видимому, обогащение отдельных слоев метаандезитов сульфидами происходило за счет дифференциации расплава с концентрацией сульфидов в подошве потоков. Такому предположению не противоречит боу-эновский тип дифференциации вулканитов тарынуряхской свиты.
Отметим, что геолого-съемочными работами (Борисов и др., 1980) по ручью Длинному выявлен донный поток рассеивания меди (0,01 %) длиной 1,5 км с головкой потока в районе рудопроявления. Аналогичный поток, но с большой концентрацией меди (0,01-0,02 %) прослежен в 2,5 км севернее по следующему потоку р. Тарын-Юрях. Эти сведения позволили предположить, что протяженность проявления составляет не менее 2,5 км. Прогнозные ресурсы меди по категории Рз при протяженности 2500 м, мощности 5 м, глубине подсчета 300 м, содержаний меди 0,5 %, плотности 2,6 т/м3 составляет 35 тыс.т, что соответствует мелкому месторождению бедных медных руд.
Медно-сульфидно-кварцевая формация пользуется в Олондинском ЗКП широким распространением. Выявлено более десятка точек с аномальными содержаниями меди от 0,1 до 1,67 %. Все точки минерализации представлены маломощными (1-20 см) одиночными кварцевыми жилами незначительной протяженности (несколько метров). Большинство кварцевых жил и прожилков имеют простирание и падение, согласное со сланцеватостью пород, незначительная часть простирается согласно с зонами диафтореза, ограничивающими Олондинскую структуру. Наряду с кварцем, в жилах отмечается пирит, халькопирит, реже пирротин, пентландит. Сульфиды обычно образуют гнезда или линзы на контакте жилы с вмещающими породами, реже отмечается вкрапленность внутри жил. Из-за незначительных размеров этот тип проявления меди в настоящее время не имеет практического значения, но является одним из благоприятных критериев. По геохимическим данным кварцевые жилы подразделяются на два типа: первый - с сопутствующим серебром медный, второй - медно-никелевый с сопутствующими палладием, рутением, золотом, серебром, кобальтом. По-видимому, первый тип жил отражает наличие на глубине руд медно-порфиритовой, а второй - медно-никелевой формации. Одно из рудопроявле-ний медно-сульфидно-кварцевой формации расположено в правом борту устьевой части руч. Длинного. Рудное тело представлено субмеридионально ориентированной крутопадающей (80 ) на запад кварцевой жилой мощностью 20 см, залегающей на контакте метаандезитов тарынуряхской свиты с амфиболитами кумкыстахского комплекса. Приконтак товые части жилы содержат пирротин (13 %), халькопирит (до 4 %), пентландит (2 %), раммельсбергит (1 %), в аншлифе отмечены также единичные зерна самородного золота размером до 70 мкм.
В штуфных пробах из этой кварцевой жилы атомно-абсорбционным методом определено 1,67 % меди, 0,2 г/т золота, 0,09 % никеля, 0,024 % хрома (табл.3.5). Пробирно-спектральным методом - 0,24 г/т палладия, 0,4 г/т рутения, платина и родий не обнаружены. Несмотря на высокие содержания меди и комплексность проявления, оно не имеет перспектив из-за незначительных параметров, однако наличие платиновой и золоторудной минерализации в штуфных пробах определяют данное рудопроявление как перспективное для более детального исследования жилы на эти благородные металлы.
