Введение к работе
Актуальность работы. Природные драгоценные камни являются важной группой полезных ископаемых, обладающих высокой стоимостью и постоянным спросом. В земной коре они встречаются крайне редко в силу их особых физических свойств (яркий цвет, прозрачность и др.), что свидетельствует о специфичности процессов их образования, природа которых до конца не установлена. Рассматриваемый в настоящей работе регион площадью 660x165 км насчитывает не менее 55 месторождений разнообразных драгоценных камней с несомненными перспективами увеличения этого числа. В его границах самоцветы образуют либо самостоятельные месторождения (лазурит, кордиерит, рубин), либо комплексные (кунцит, изумруд, данбурит) - с редкими металлами. Выявление закономерностей их образования и размещения, установление поисковых критериев и признаков может рассматриваться как группа вопросов важных как с научной, так и с практической точки зрения.
Минерагения этой группы полезных ископаемых, в пределах рассматриваемой территории, по мнению автора, определяется структурно-вещественными особенностями горных пород вмещающих драгоценные камни, их полициклическим и полифациальным метаморфическим преобразованием.
Цели и задачи. Главная цель данной работы заключается в обосновании выделения Нуристан-Южнопамирской провинции самоцветов как самостоятельной тектонической и минерагенической структуры, в выяснении закономерностей размещения месторождений драгоценных камней в ее пределах. Для этого были поставлены следующие задачи: 1. Определить геологические границы и тектоническую природу провинции. 2. Провести обобщение всех известных материалов по геологии и минерагении самоцветов, известных на территории провинции. 3. Разработать генетическую классификацию месторождений драгоценных камней на формационной основе. 4. Установить генетические связи месторождений самоцветов с докембрийскими первично-осадочными отложениями и их метаморфическими преобразованиями в ходе полициклического регионального метаморфизма. 5. Обосновать возраст камнесамоцветных формаций, их генетические связи с конкретными тектоно-метаморфическими циклами, сформировавшими рассматриваемую территорию как тектоническую и минерагеническую структуру.
Фактический материал. Основу работы по таджикской части территории провинции составляют личные материалы автора, полученные в процессе полевых исследований на Юго-Западном Памире, на восточном и западном флангах Центрального Памира в период 1983-1992 г.г. в составе полевых отрядов ИГ АН Таджикской ССР. Полевые и камеральные работы проводились в тесном сотрудничестве с Л.Н.Россовским, Э.А.Дмитриевым, А.В.Гилевым, В.И.Киселевым и др. (ИГ АН Тадж.ССР), Я.А.Гуревичем, Т.Н.Колесниковой, НА.Захарчуком, А.М.Скригителем, К.Шамси-Заде и др. (экспедиция "Памиркварцсамоцветы"), А.Н.Никитиным, В.И.Дранниковым и др. (Памирская ГРЭ "Таджикгеология"), Н.Н. Перцевым, И.А.Зотовым, Н.И. Органовой (ИГЕМ АН СССР), К.К.Подлесски»-^4ЭМ.^Ш_СССР), Ю.П.
Солодовой (МГТРУ г.Москва), Э.С. Грю (университет Ороно, штат Мэн, США). По Афганистану использованы результаты работ советских геологов, проводивших в 60-80е годы XX века геологические съемки масштаба 1:500000, поисково-оценочные и поисково-разведочные работы. В работе использованы также все известные автору публикации советских и иностранных геологов за период от конца 20х годов (труды ТПЭ АН СССР) до начала 90х годов XX века, в том числе и ряд производственных геологических отчетов, составленных с участием автора.
Личный вклад автора. Вся теоретическая и техническая работа по созданию диссертации выполнены лично автором. Им проведен рудноформационный анализ месторождений самоцветов и их классификация по генетическим признакам; составлены оригинальный вариант тектонической карты Афгано-Южнопамирской складчатой области и минерагеническая карта Нуристан-Южнопамирской минерагенической провинции (НЮМП) с отдельными врезками более крупного масштаба. В процессе камеральной обработки полевых материалов обосновано выделение формации корундовых метасоматитов - возможный источник добычи рубина и сапфира, их детальная минералого-петрографическая характеристика.
Методы исследования. При выполнении данной работы были использованы методы металлогенического анализа, в частности:
Реконструкция состава первичных пород дометаморфического субстрата и оценка их продуктивности;
Анализ рудоносности метаморфических пород (в ранге толщ, свит, серий) в связи с их петрографическим и петрохимическим составом и Р-Т условиями метаморфизма, т.е. установление закономерных связей определенного вида самоцвета и ассоциированных с ним минералами с метаморфическими породами определенного состава и степени метаморфизма;
- Анализ продуктивности тектоно-метаморфических циклов - основных
этапов формирования рассматриваемой территории как тектонической и
минерагенической структуры;
Рудноформационный анализ метаморфогенних месторождений самоцветов;
Анализ условий размещения формаций самоцветов - обоснование минерагенических эпох, места НЮМП в общей иерархии металлогенических структур Средиземноморского пояса, соответствия между минерагеническими и тектоническими структурами;
Разработка рудоконтролирующих факторов и поисковых критериев как основы для оценки общих перспектив конкретных формаций самоцветов и прогнозирование новых типов месторождений.
Научная новизна. 1. В конкретных геологических границах выделен камнесамоцветный регион - Нуристан-Южнопамирская минерагеническая провинция, включающая разнообразные генетические типы месторождений драгоценных камней и других видов нерудных полезных ископаемых. В ее пределах, помимо известных с глубокой древности месторождений лазурита и шпинели, расположено более 50 месторождений рубина, сапфира, изумруда,
скаполита, кордиерита, кунцита, аквамарина, топаза, турмалина и др. драгоценных камней, различающихся возрастом, генезисом, характером и формой связи с процессами регионального метаморфизма.
-
Установлено, что разнообразие месторождений различных драгоценных камней обусловлено сочетанием трех главных факторов: а) вещественным составом докембрийских первично-осадочных пород; б) Р-Т условиями регионального метаморфизма и сопряженных с ним процессами ультраметаморфизма и метасоматоза; в) полицикличностью процессов регионального метаморфизма.
-
Проведен формационный анализ месторождений самоцветов, на основе которого конкретизированы рудоконтролирующие факторы и критерии прогнозирования. К примеру, месторождения рубина (рубин-метапелитовая, рубин-карбонатная и рубин-плагиоклазовая формации), изумруда (изумрудно-гипербазитовая и изумрудно-карбонатно-кварцевая формации) и др. контролируются литологическими и термодинамическими факторами.
-
Разработана генетическая классификация, в которой метаморфогенные месторождения (16 камнесамоцветных формаций) драгоценных камней разделены на две серии (метаморфическую и ультраметаморфическую), три класса (прометаморфический, ортометаморфический и реометаморфический) и пять подклассов (метапелитовый, метаэвапоритовый, магнезиально-скарновый, палингенно-метасоматический и гидротермально-метаморфический).
-
Открыт и изучен новый тип контактово-метасоматических горных пород, содержащих сапфир и рубин - корундовые метасоматиты.
Публикации и апробация работы. Отдельные положения диссертации представлены в 27 публикациях, восемь из которых в реферируемых журналах. Ряд положений рассматривались на 7-м Всесоюзном совещании в г.Львове в 1985 г., на Всероссийской конференции памяти И.Ф.Трусовой в Москве в 1994 и 1995 годах, на 1-м Всероссийском петрографическом совещании в г.Уфе в 1995 г., на 30-м Международном геологическом конгрессе в Пекине в 1996 г., на юбилейной конференции в честь П.П. Семенова-Тяншанского в г. Липецке в 2003г. Многие вопросы, рассматриваемые в работе, обсуждались с В.И. и К.Т. Будановыми, Н.Г. Власовым, В. И. Киселевым, Э.А.Дмитриевым, М.Б. Акрамовым, В.Д.Дусматовым, Г.Т. Таджибаевым, Л.Н.Россовским, В.В. Могаровским, Н.Н. Перцевым, И.А.Зотовым, М.А.Лицаревым, П.П.Смолиным, Ю.П.Солодовой, Э.М.Спиридоновым, Е.И.Семеновым.
Практическое значение. Разработанные в диссертации генетическая классификация месторождений драгоценных камней и поисковые критерии могут быть использованы при проведении поисково-разведочных работ на этот вид полезных ископаемых как в границах выделенной автором провинции, так и на территории Российской Федерации. Составленные автором тектоническая и минерагеническая карты НЮМП могут быть применены для металлогенического анализа территорий, сложенных древнейшими толщами горных пород.
Сердечную благодарность выражаю Р.Б. Баратову, В.И. и К.Т.Будановым, В.И.Дронову, Н.Г.Власову, В.И.Киселеву, Э.А.Дмитриеву, А.В.Гилеву, Л.Н.
Россовскому, В.Д.Дусматову, Г.Т. Таджибаеву, Н.Н.Перцеву, И.А.Зотову, П.П. Смолину, М.А.Лицареву, без влияния которых автор не состоялся бы как специалист. Благодарю Липецкий государственный педагогический университет в лице его бывшего ректората В.Ф.Черновой и нынешнего П.Г. Бугакова, декана естественно-географического факультета Л.И.Перфиловой и заведующего кафедрой географии Ю.Т.Карандеева за их моральную и материальную помощь в написании данной работы.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ Диссертация состоит их введения, 7 глав, заключения и списка литературы. Ее объем составляет 355 страниц, куда вошли 59 рисунков, 27 таблиц и список использованной литературы в количестве 142 наименований. Введение предваряет нижеследующие главы вопросами актуальности, целью и задачами, фактическим материалом и методами исследования, научной новизной, практическим значением, апробацией и защищаемыми положениями работы. В первой главе обосновывается выделение НЮМП как самостоятельной геологической структуры - Нуристан-Памирского докембрийского срединного массива внутри Афгано-Южнопамирской киммерийской складчатой области. Рассматривается положение последней в пределах Памиро-Кашмирского сегмента на востоке Средиземноморского альпийского складчатого пояса. Во второй главе характеризуются структурно-вещественные комплексы НЮМП, формирующие их процессы и их эволюция в пространстве и во времени. В третьей главе обсуждаются существующие классификации драгоценных камней, обосновываются положения генетической классификации месторождений самоцветов НЮМП и приводится ее оригинальный вариант. В четвертой, пятой и шестой главах разбираются минерагенические особенности выделяемых автором 3-х генетических классов метаморфогенних драгоценных камней НЮМП на примерах конкретных камнесамоцветных месторождений. В последней главе рассматриваются три минерагенические эпохи, временные рубежи которых охватывают время от архея по кайнозой; аргументируется выделение НЮМП как самостоятельной минерагенической структуры в границах добайкальского Нуристан-Памирского срединного массива; выдвигаются поисковые геологические критерии; и приводятся рекомендации по расширению перспектив НЮМП. В заключении делаются выводы о результатах проведенных исследований.
