Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 6
Часть I. Ж)РЕЖЕСКИЕ И ШТОДИЖЖЙЕ ОСНОШ СПЕІЩА-. ЛИЗИРОВАННОГО МОРФООТУКГОНОГО АНАЛИЗА ОРО-ГЕНИЧЕСКИХ ОБЛАСТЕЙ ДНЯ МЕТАЛЛОШПШСКИХ ЦЕЛЕЙ 17
ІЬава І.І. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОШ МОРФОСТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА.. 17
1.1.1. История вопроса, определения и терминология, современное состояние проблемы... .17
1.1.2. Тектонические- представления о процессах и механизмах горообразования 25
І.І.З. Морфоструктурные классификации областей горо образования. 33
І.І.4. Структурный рельеф (морфологическое описание и процессы) 38
1.1,4.1. Процессы, создающие структурные формы рельефа 38
1.4.2. Тектонические структуры гор и их выражение в рельефе 43
Глава 1.2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОШ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО М0РФ0- СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА 0Р01ЕНИЧЕСКИХ ОБЛАСТЕЙ 51
1.2.1. Металлогенические предпосылки использования мор-фоструктурного анализа в орогенических областях 51
1.2.2. МорфоструктурныЙ анализ в металлогении... 64
1.2.3. Методика специализированного морфоструктурно-. го анализа. 67
1.2.3.1. Выявление элементарных структурных форм рельефа и их характеристик. 70
1.2.3.2. Морфоструктурное районирование S7
Часть 2. МОРФОСШКТУРНЫЙ АНАЛИЗ МЕ30ЮЙН030ЙСКИХ. ОРОШШЧЕСКИХ ОБЛАСТЕЙ И ЕГО МЕТАЛЛОГЕНЙ- ЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ... 93
Ілава 2.3. СИХОТЭ-АЛШЬ 93
2.3.1. Особенности геологического строения и развития 94
2.3.2. Основные представления об истории развития рельефа. ІОІ
2.3.3. Морфоструктурная характеристика рельефа... 105
2.3.4. Геолого-геофизические и магматические обоснования морфоструктурннх данных 121
2.3.5. Особенности строения и развития сквозных зон (на примере Бикинской зоны 139
2.3.6. Особенности строения и развития магматоген- ных сводово-кулолышх и кольцевых морфоструктур 146
2.3.7. Морфоструктурные особенности размещения ору денения 160
2.3.7.1. О связи металлогенической и морфострук-турной зональности .161
2.3.7.2. Роль сквозных зон и узлов пересечений крупнейших линеаментов в размещении месторождений 171
Ілава 2.4. ЦЕНТРАЛЬНАЯ И ВОСТОЧНАЯ МОНГОЛИЯ. 185
2.4.1. Особенности геологического развития 186
2.4.2. Основные представления о.развитии рельефа и его структурных особенностях 190
2.4.3. Морфоструктурная характеристика рельефа 198
2.4.3.1. Морфоструктурная зональность 198
2.4.3.2. Своды и кольцевые морфоструктуры, 207
2.4.3.3. Сквозные зоны.. 219
2.4.4. Морфоструктурные особенности размещения ору- денения.. - 228
2.4.4.1. Краткий обзор существующих взглядов на закономерности размещения рудной минерализации 228
2.4.4.2. 0.связи морфоструктурной и металлогеничес-кой зональности 234
2.4.4.3. Роль сквозных.зон и узлов повышенной эндогенной, активности в размещении рудоносно^ оти 238
2.4.4.4. Морфоструктурная характеристика некоторых важнейших руд ©локализующих узлов 244
Глава 2.5. ПРИМЕРЫ ДРЯЖ ГОРНО-СКЩЩОЫХ ОШОТЙ 268
2.5.1. Кордильеры Северной Америки 268
2.5.1.1. Морфоструктурная й тектоническая зональность , 268
2.5.1.2. Сквозные зоны 281
2.5.1.3. Морфоструктурные особенности размещения оруденешя. 289
2.5.2. Кордильеры Шюй. Америки... 303
2.5.2.1. Особенности морфоструктурного плана. . рельефа и геологического строения... 303
2.5.2.2. Морфоструктурные особенности размещения оруденения. 317
2.5.3. Малый Кавказ (на примере Армении). 321
Часть 3. МОРФОСТРУКТУРНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗМЕЩЕНИЯ ОРУДЕНЕНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РУДОНОСНООТ.. 333
Глава 3.6. ДИНАМИКА РАЗВИТИЯ МОРФОСТРУКТУР ОРОГЕННЫХ ОБ ЛАСТЕЙ И УСЛОВИЕ СОХРАНЕНИЯ ЗОН. (ЗРУШЕННЯ . . В СОВРЕМЕННОМ.СРЕЗЕ 333
3.6.1. Области мезозойского и раннекайнозойского горообразования. 341
3.6.2. Области позднекайнозойского горообразования 357
3.6.3. Общие.тенденции-развития горных стран и необходимые условия сохранения зон оруде-нения в современном срезе 362
Ілава 3.7. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ М0РФ0- СТРУКТУРНОГО ПЛАНА И МЕТАЛЛОГЕНШЕСКАЯ ЗО НАЛЬНОСТЬ 368
3.7.1. О .проявлении морфоструктурной зональности 368
3.7.2. Морфоструктурная и металлогеническая зональность 384
Ілава 3.8. МОРФОСТРУКТУРШЕ КРИТЕРИИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РУДОНОСНООТ 390
ЗАКЛШЕНИЕ 407
Введение к работе
Состояние др2бДЄйниивайтхадьіос#т аотыл Морфоотруктурное направление исследований рельефа горных областей изучает закономерные связи рельефа с геологическими особенностями и глубинным строением Земли, а также с размещением магматизма и эндогенной минерализации, в частности орогенннх рядов рудных формаций. Эти связи обусловлены, с одной стороны, унаоледованноотью многих структурных форм, а с другой - приспособлением экзогенных процессов к геологическим неоднородностям субстрата, как поверхностная, так и глубинным. Закономерности образования отруктурных форм рельефа Земли рассмотрены в трудах Э.Зюсса, Г.Штилле, Э.Аргана, Я.Кинга, В.А.Обручева, Б.Л.Дичкова, И.С.Щукина, Г.ФЛйирчинка, В.А.Николаева, А.В.Пейве, АЛ.Яншина, Н.И.Николаева, И.П.Герасимова, Н.А.Фяо-ренсова, Ю.А.Мещерякова, С.С.Корадева, В.ЕЛаина, Е.Е.Милановско-го, С.С.Шульца (ст.), С.С.Воскресенского, Ю.Г.Симонова, С.К.Горелова, В.П.Философова и др. Установлена также прямая связь структурных форм рельефа горных областей со структурами эрогенных этапов и тектоно-магматической активизации. Металлогеническое значение этих периодов подчеркивается в работах В.А.Обручева, С.С.Смирнова, В.И.Смирнова, Г.А.Твалчрелидэе, Е.А.Радкевич, АД.Щеглова, И.Г.Ма-гакьяна, Д.В.Рундквиста, Б.Д.Карповой, В.И .Казанского, И.Н.Томсо-на, М.А.Фаворской, Д.О.Горжевского, Н.А.Фогельман и многих других.
Необходимость изучения структур областей тектоно-магматической активизации дала толчок к разработке специализированного мор-фоструктурного анализа рельефа в рудной геологии, возникшего в ИГЕМе в середине 60-х годов. Он использовался в комплексе с другими методами для обоснования концепции об особой роли рудоконцен-трирующих, сводоблоковых и очаговых структур областей тектоно-маг матической активизации и разработки методов локального прогнозирования оруденения, развиваемой М.А.Фаворской и И.Н.Томсоном.
Актуальность использования анализа рельефа для поисков минерального сырья определяется широким внедрением аэровысотных и космических средств изучения природных ресурсов Земли, предусмотренным решениям ХХУІ съезда партии. Морфоотруктурный анализ в значительной мере подготовил почву для научного обоснования интерпретации и практического использования некоторых результатов космических съемок. Использование этих методов определяется прежде всего задачами повышения эффективности прогнозно-метвялогени-ческих исследований для расширения минерально-сырьевой базы. В этой области относительно решенным является вопрос о главнейших типах месторождений, свойственных различные отруктурно-металлогени- ческим зонам, охарактеризованным в трудах Ю.А.Билибина, С.С.Смирнова, В.И.Смирнова, Г.А.Твадчретшдзе, М.А.БородаевскоЙ, А.Д.Щеглова, Е.А.Радкевич и др. На современном этапе необходима дальнейшая детализация прогнозных исследований с выходом на локальный прогноз в пределах металлогенических и формационных зон, имеющих протяженность сотни и тысячи км. Установлено, что для условий локализации определенных групп рудных формаций особое значение имеют так называемые орогенные структуры, формирующиеся на заключительных отадиях геооинклинального развития и в эпохи тектоно-магматической активизации. К структурам этого типа принадлежат сводо-бпоковые и глыбовые поднятия, сопряженные с ними впадины, разрывные нарушения, сквозные зоны, рифтогеннне, кольцевые (очаговые) структуры. Выявление этих структур по особенностям рельефа позволяет в значительной степени детализовать строение отруктурно-адеталлогенических зон при средне- и крупномасштабных металлогенических исследованиях.
- 2вДЬ и_осноізнне_зада,чи. исс.яедйванийА Главной задачей специализированного морфоструктурного анализа является выявление связи структурных особенностей земной поверхности по морфологическим признакам и металлогении орогенических областей. Это потребовало разработки принципов и методики составления среднемасштабных мор-фоструктурных карт конкретных орогенических областей (Приморье, Монголия и др.) на географической основе с последующей интерпретацией их геолого-геофизическими, магматическими и металлогеничес-кими данными. В конечном итоге были выявлены морфоструктурные особенности размещения оруденения и критерии прогнозирования. Остановимся на этом подробнее.
1) Рассмотрена теоретическая основа морфоструктурного направления в геоморфояогии; выявлены процессы и факторы, контролирующие формирование структурных черт орогенного рельефа.
2) Выяснение основных закономерностей формирования морфоструктурного плана рельефа проведено на примере конкретных регионов. С помощью морфоструктурного районирования и анализа развития морфо-структур установлены взаимоотношения и взаимосвязи унаследованных и новообразованных морфоструктурных элементов.
3) Проведено сопоставление морфоструктурной выраженности известных геологических объектов о геофизическими данными и особенностями размещения магматизма. Результаты такого анализа были экстраполированы на прогнозируемые структуры.
4) В итоге были выявлены закономерные связи морфоструктур с размещением (развития мезозойских и кайнозойских складчатых областей эндогенной минерализации орогенннх этапов1 и установлены морфоструктурные критерии рудоносности.
Основные защищаемые положения
I. Разработана методика комплексного специализированного морфоструктурного анализа, которая содержит ряд новых приемов и поз
вопяет внявяять главные элементы структурного плана рельефа оро-генических областей для прогнозно-металлогенических целей. При этом используются установленные закономерные связи разнопорядковых морфоструктур этих областей со структурами предшествующих этапов развития, выраженные в морфоотруктурной зональности.
2. На основе комплексного анализа морфоструктурннх схем мезокайнозойских орогенических областей и космических снимков выявлено два типа морфоотруктурной зональности: каркасная (продольно-поперечная) и концентрическая. Первая наследует некоторые характерные черты геосинкяинаяьно-складчатнх этапов развития, вторая связана преимущественно,со структурами тектоно-магматической активизации.
3. Предложены новые пути для выявления площадей с максима явной сохранностью "уровня рудообразования" в современном срезе с помощью анализа динамики развития морфоструктур.
4. Обоснована возможность выявления на фоне общей морфоотруктурной зональности горных стран аномалий рельефа, связанных с функционированием сквозных структур различного типа, имеющих важное значение для локализации оруденения. Показана общность многих типоморфных признаков морфоструктур, определяющих размещение различных типов месторождений, сформированных в орогенные периоды развития.
5. Обосновано представление о морфоструктурах рудоносных узлов с повышенной эндогенной активностью, расположенных на пересечениях крупнейших линеаментов, ограничивающих марфоструктурнне зоны, и сквозных структур. Показано, что эти узлы характеризуются как специфические блоки или кольцевые морфоотруктуры, обладающие повышенной сложностью строения и автономностью развития, определяющей в ряде случаев оптимальные условия для сохранения оруденения в современном срезе.
Научная новизна и вклад исследователя Структурно-геоморфологические методы широко используются при поисковых работах на россыпные и горючие полезные ископаемые. Развитие прогнозно-ме таллогенических исследований определило необходимость %. —-;:.
методов структурного анализа рельефа, которые разрабатывались с начала 60-х годов в коллективах МГУ, ІЩЇЇІРЙ, UTAH, ИГШ, ВСЕГЕИ, ДНЕМ, ШЮ и других организациях. В ИГШ"е метод морфоструктурно-го анализа разрабатывался автором совместно о Е.Н.Сапожниковой и Н.Т.Кочневой для металлогеничеоких целей / 91,93,94,99 /. Причем автором с самого начала ставилась задача использования метода для перспективной оценки территорий при поисках рудного сырья / 90, 539,540,95,96,97,98,104/.
Личный вклад автора в разработку метода морфоструктурного анализа заключается в следующем,
1) Обоснованы некоторые новые теоретические предпосылки мор-фоструктурного анализа, в частности особой роли процессов унасле-дованности структурного плана в истории развития рельефа благодаря каркасу долгояивущих глубинных разломов.
2) В развитие идей И.Л.Герасимова и Ю.А.Мещерякова детализирована номенклатура морфоструктур горных птран, выделено понятие морфоструктурной зональности, показана связь морфоструктур: с магматическими ареалами, формирующимися в эпохи орогенной тектоно-магматической активизации, введено понятие об аномалиях морфоструктурного плана, обязанных проявлению более. глубинных зон сквозных дислокаций, в целом создающие научные основы специализированного морфоструктурного анализа горных стран для металлогеничеоких целей.
3) Предложены некоторые новые методические приемы анализа: анализ фоновых высот рельефа, анализ аномалий морфоструктурного плана, анализ структурно-литоморфных комплексов форм рельефа и узлов повышенной морфоструктурной сложности, анализ динамики развития морфоструктур. Совместно с Е.Н.Сапожниковой разработаны легенды и составлены мелко- и среднемасштабные морфоструктурные карты Приморья, Монголии, Памира, Средней Азии и других областей, использующиеся при прогнозно-металлогенических исследованиях.
4) Проведен сравнительный морфоструктурный анализ территорий ряда крупных рудоносных провинций зарубежных стран (Северной и Южной Америки) с целью выявления типовых морфоструктурных особенностей локализации промышленных месторождений.
5) Совместно с В.А.Баскиной и Ц.Гундсамбуу на основе морфо-структурного метода обнаружено оруденение новой для МНР железо-фтор-редкоземельной формации со стронцием, связанные с неизвестной ранее формацией калиевых щелочных вулканитов.
Практическая йенность_работы состоит в том,.что морфострук-турный метод использует универсальную однотипную информацию, получаемую с топографических карт и дистанционных снимков, обладаю-, щую свойствами многоступенчатой генерализации структурных форм, что дает возможность устанавливать одновременно региональные и локальные закономерности структурного контроля оруденения. Это сравнительно дешевый метод, не требующий таких затрат времени и мате4 риалов, как геологические и геофизические методы. Формальшф-под-ход к анализу рельефа открывает пути для разработки программ ЭИ1 для изучения природных ресурсов с помощью дистанционных методов. Эти методы позволяют производить более детальное структурное районирование областей орогенной тектоно-машатической активизации, выявить признаки главных рудолокализующих и рудоконцентрирующих структур и узлов и оконтуривать прогнозные площади, чем и объясняется их широкое использование в геолого-поисковых и црогнозно-ме таллогенических исследованиях. Другим аспектом практической ценности работы является разработка новых подходов к оценке условий сохранения эндогенного оруденения орогенных периодов развития в различных морфоструктурных обстановках, которые определяют условия сохранения и вывода на современный уровень среза месторождений различной глубинности образования в пострудное время.
Результаты морфоструктурных исследований вопши в состав практических рекомендации, которые ЇЇГЕМ направлял в производственные организации в Связи с разработкой ряда тем по заданиям Госкомитета по науке и технике, особо важных тем Президиума АН СССР, а также в рекомендации Советско-Монгольской экспедиции по направлению геолого-поисковых и разведочных работ на редкоземельное и стронциевое сырье в МНР.
Автором также составлялись прогнозные морфоструктурные карты и разделы отчетов для производственных и научных организаций системы Мингео СССР (ППУ, САИГИМС, ДВШС, Таджикское геологическое управление и др.) в рамках хоздоговорных и договорных тем о содружестве. Морфо структурные карты использованы в комплектах прогноз-ночюеталлогенических карт м-ба 1:500 000 - 1:200 000 на территории Средней Азии и Приморского края, а также при прогнозировании отдельных видов сырья (главным образом редких металлов, меди, свинца и цинка).
Фактическая основа "работы и методы исследования
Комплексные морфоструктурные и геологические исследования проводились автором в 1966-1980 гг. на территориях Приморского края, Кавказа, Центральной и Восточной Монголии, Памира. Привлечен сравнительный материал по Кордильерам у-У\ Америки, что дало возможность рассмотреть ряды орогенных морфоструктур и стадии их развития в связи с эндогенным оруденением. Дня всех изучен ных регионов составлены оригинальные морфоструктурные карты мелких и средних масштабов (1:5 000 000 - 1:500 000) на основе обработки более 500 топографических планшетов более крупных масштабов, Ддя большинства регионов опорные морфоструктурные схемы .:" ": " - . корректировались материалами космических и аэровысотных съемок, (использованы материалы EFTC-I , высотных съемок ЛАЭМ, наземной аэрофотосъемки и др.). Обобщение региональных геологических и геофизических материалов и специальное изучение мезозойского и кайнозойского магматизма для подтверждения морфоструктур-ных данных проводилось автором как самостоятельно, так и совместно с исследователями соответствующего профиля (М.А.Фаворской, Д.И.Фрих-Харом, В.А.Баскиной, В.В.Ярмолюком» НЛ.Шшшным, A.M. Курчавовым, Р.Г.Кулиничем, Г.К.ШВло, Л.В.Морозовой, В.Ф.Шуваловым, В.И.Коваленко, Ф.Я.Корытовым, Ц.І ундсамбуу, М.А.Евлановой и др.).
Данные по р доносности использовались как по литературным источникам, так и по результатам комплексных работ с металлогени-ческимии геолого-поисковыми партиями ШГУ (Р.Г.Королем, Ю.Г.Ивановым, В.С.Коренбаумом, В.В.Беловым и др.), сотрудником ДВИМСа С.М.Родионовым, сотрудниками ИГЕМ АН СССР Г.А.Тананаевой, Д.О.Он-тоевым.
Детальные исследования проводились автором в пределах опорных рудных районов и прогнозных площадей.
В разработке картографической методики морфоструктурного анализа большое участие принимала Е.Н.Сапожникова, методы выделения кольцевых морфосгруктур в значительной степени разработаны Н.Т. Кочневой (Волчанская и др., 1975). При разработке комплексной МЕТОДИКИ использовались некоторые элементы методик и результаты предшествующих исследователей в особенности Ю.А.Мещерякова, С.К.
Горелова, С.С.Воокресенского, Ю.Г.Симонова и А.В.Лукашова, А.В. Орловой, Е.Я.Ранпман, Г,И.Худякова, В.С.Зориной и др. Успешному развитию метода содействовала комплексность исследований и возможность постоянной корректировки результатов анализа благодаря параллельному использованию в коллективе Лаборатории ТЄКТОНОЧЙВГ- метических методов прогноза месторождений других специализированных методов: изучения структурного контроля магматизма, поиска магматических и геологических аномалий, палеотектонических реконструкций орогенных отруктур, изучения геофизических, геохимических и рудно-формационных признаков рудоконцентрирующих структуру использования методов логико-информационного анализа и вероятностных математических методов.
ШОйаЩя-Дай°ХыА Фактический материал, выводы и основные положения работы вошли в научные и научно-производственные и производственные отчеты ИГЕМ, ШТУ, Тадж.ГУ, ДВИМСа, САИГШСа ( 20 наименований), соисполнителем которых является соискатель, а также в 50 опубликованных работах, в том числе 4 коллективных монографиях ("Глобальные закономерности размещения крупных рудных месторождений", 1974, "Морфоструктурный анализ при геологических и металлогенических исследованиях", 1975, "Новые принципы метал-логенических прогнозов на территории Приморья", 1977, "Анализ космических снимков...", 1978) и одной персональной "Морфострук-турные закономерности размещения эндогенной минерализации", 1981).
Основные выводы работы докладывались на международных, всесоюзных, региональных и ведомственных совещаниях, в том числе на УІ Симпозиуме МАШИ, г.Тбилиси, 1982 г., на Международном симпозиуме в ЧССР "Методы морфоструктурного ана лиз,а при поисках горючих и минеральных ресурсов", 1976, Всесоюзном нейрохимическом совещании, Л-д, 1969 - "Металлогения и новая глобальная тектоника", JE-д, 1973, "Количественная оценка прогнозных запасов и перспективных ресурсов минерального сырья при региональных металлогенических исследованиях", Л-д, 1978, ІУ и У Вулканологических совещаниях, IX Всесоюзном металлогеническом совещании, Ташкент, 1979, Ш Всесоюзном симпозиуме по палеовулканологии, Всесоюзном семинаре "Математические методы при прогнозировании рудоносности", М», 1976, региональном семинаре "Принципы и методы металлогенических и минерагенических исследований Средней Азии", Ташкент, 1978, Дальневосточных региональных совещаниях, Владивосток, 1966, 1968, 1973, на Пленумах геоморфологической комиссии в 1968 и 1971 гг- (г.Москва), 1973, Фрунзе, на заседаниях по исследованию природной среды космическими средства-ми, М., 1976, 1980"7Сообщения по методике морфоструктурного анализа и результатам работ в разное время обсуждались в Институте географии АН СССР, Советско-Монгольской экспедиции, в Приморском Территориальном Геологическом Управлении, в Памирской экспедиции и Таджикском Геологическом Управлении, в ВАГТе, САИГИМСе, Мингео МНР, Институте геологии АН МНР, Институте физики Земли.
Диссертация состоит из введения, 3-х частей (7 глав), заключения и списка литературы 721 наименований. Объем работы 311 страниц машинописного текста, 83 иллюстрации, 17 таблиц.
Работа выполнена в Лаборатории тектоно-магматических методов прогноза месторождений ИГЕМ АН СССР, коллективу которой автор приносит искреннюю благодарность за содействие и творческую помощь.
Осуществлению замысла работы и ее выполнению во многом способствовали научное руководство, поддержка и помощь заведующего
Лабораторией, профессора, доктора геол.-мин.наук М.А.Фаворской. Автор также искренне благодарен за ценные критические замечания и консультации по работе своему учителю профессору, заслуженному деятелю науки РСФСР С,С.Воскресенскому, чл.-корр.АН СССР, докторам геол.чшьнаук Н.А.Флоренсову и Е.А.Радкевич, докторам географических наук С.К.Горелову и Е.Я.Ранпман, профессорам, докторам геол.-мин.наук И.Н.Томсону, В.И.Казанскому, Д.В.Рундквисту, доктору геол.чшьнаук А.Е.Святловскому, канд. геогр.наук С.М.Александрову .
Большую техническую помощь по оформлению рукописи оказали Б.В.Куприянов и Е.В.Акимова.
