Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Тектоника и металлогения раннего докембрия, тектоническое строение фундамента восточной части сибирской платформы, критерии прогноза ультраосновных-щелочных и основных-ультраосновных интрузий и методика исследований 9
1.1. Тектоника раннего докембрия и металлогения древних платформ 9
1.1.1. Древние платформы - главный источник полезных ископаемых 9
1.1.2. Принципы тектонического районирования 11
1.1.3. Главные термины и понятия тектонического районирования фундамента древних платформ '. 13
1.1.4. Региональная металлогения 16
1.2. Тектоническое районирование фундамента восточной части Сибирской платформы 26
1.2.1. История исследований 26
1.2.2. Некоторые детали тектонического строения фундамента восточной части Сибирской платформы 35
1.3. Критерии прогноза ультраосновных-основных и ультраосновных-щелочных интрузий и их рудоносности 52
1.3.1. Критерии прогноза докембрийских стратифицированных ультаосновных-основных массивов и их рудоносности 52
1.3.2. Критерии прогноза ультаосновных-щелочных массивов и их рудоносности 55
1.4. Методика исследований 59
Глава 2. Комплекс стратифицированных базит-гипербазитовых инрузивов, прогнозируемых по геолого-геофизическим данным, и перспективы их рудоносности 62
2.1. Стратифицированные базит-гипербазитовые массивы, выделенные по геолого-геофизическим данным 62
2.1.1. Массивы Тюнгского архейского кратона 62
2.1.2. Массивы Западно-Алданского архейского кратона 84
2.1.3. Массивы Восточно-Алданского архейского кратона 85
2.1.4. Массивы Оленёкского архейского кратона 92
2.2. Тектоническая позиция базит-гипербазитовых интрузивов 97
2.3. Комплекс стратифицированных базит-гипербазитовых интрузивов на востоке Сибирской платформы 102
2.4. Перспективы обнаружения месторождений меди, никеля, платиноидов, хрома, ванадия на востоке Сибирской платформы 106
2.4.1. Хром, ванадий, никель, медь .' 106
2.4.2. Металлы платиновой группы 108
2.5. Перспективы рудоносности Джарского, Аргасалинского и Белькачинского массивов 114
Глава 3. Комплекс щелочных (нефелиновых сиенитов) и ультраосновных-щелочных массивов, прогнозируемых по геолого-геофизическим данным, и перспективы их рудоносности 116
3.1. Массивы щелочных и ультраосновных-щелочных пород, выделенные по геолого-геофизическим данным 116
3.1.1. Нигыдяхский ультраосновной-щелочной массив 116
3.1.2. Толонский массив нефелиновых сиенитов 123
3.1.3. Моролойский, Северо-Моролойский и Сотинский ультраосновные-щелочные массивы 127
3.1.4. Мендский куст ультраосновных-щелочных массивов 135
3.2. Возраст ультраосновных-щелочных и щелочных (нефелиновых сиенитов) массивов 137
3.3. Тектоническая позиция ультраосновных-щелочных и щелочных (нефелиновых сиенитов) массивов 141
3.4. Центрально-Якутская провинция щелочных пород 143
3.5. Перспективы обнаружения месторождений ниобия, редких земель, титана, фосфора на юго-востоке Сибирской платформы 148
3.5.1. Ниобий 148
3.5.2. Титан 153
3.5.3. Редкие земли 156
3.5.4. Фосфор 157
3.6. Перспективы рудоносности Мендского и Южно-Дьянгыльского массивов... 158
Заключение 161
Список литературы 163
- Главные термины и понятия тектонического районирования фундамента древних платформ
- Массивы Западно-Алданского архейского кратона
- Нигыдяхский ультраосновной-щелочной массив
- Перспективы обнаружения месторождений ниобия, редких земель, титана, фосфора на юго-востоке Сибирской платформы
Введение к работе
Актуальность проблемы. На древних платформах находятся месторождения, в которых сосредоточены основные мировые запасы рудных полезных ископаемых. При этом они выявлены, главным образом, в пределах щитов, занимающих только 20% площади платформ. Огромное количество месторождений скрытых под платформенным чехлом пока не обнаружено, но именно их выявление будет обеспечивать прирост запасов различных руд в мире в будущем. Известные крупные и уникальные месторождения полезных ископаемых на древних платформах приурочены к определённым тектоническим подразделениям консолидированной коры. Большое число из них связано с объектами, которые характерным образом отображаются в геофизических полях. В связи с этим необходимо было проанализировать имеющиеся геологические и геофизические материалы на восточную часть Сибирской платформы и выделить по комплексу геолого-геофизических признаков, их гомологи на ней, скрытые под образованиями чехла.
Цель работы - прогноз по комплексу геолого-геофизических признаков, на основе структурного подхода и сравнительного анализа, интрузивных массивов в чехле и фундаменте восточной части Сибирской платформы и оценка их потенциальной рудоносности.
Основные задачи исследований. 1. Анализ современных представлений о структурных неоднородностях фундамента древних платформ и их рудной специализации. 2. Изучение качественных и количественных характеристик аномалий геофизических полей на эталонных объектах, к которым приурочены крупные и уникальные месторождения полезных ископаемых. 3. Выделение на востоке Сибирской платформы по аномалиям геофизических полей, с учётом сопутствующей геологической информации и, главное, с учётом тектонической позиции, объектов-гомологов, перспективных на обнаружение концентрированного оруде-нения. 4. Определение по геофизическим данным количественных и качественных характеристик вьщеленных объектов-гомологов и оценка перспектив их рудоносности по комплексу геолого-геофизических данных.
Фактические материалы и методы исследований. Автором лично в процессе двадцатилетних полевых (гравиметрическая съёмка масштаба 1:200000 и 1:50000, 1977-1991 гг) и камеральных работ (отчёты по гравиметрической съёмке, 1980-1993 гг, отчёты по тематическим работам 1994-1995, 2001-2004 гг) собран и обработан большой и разнообразный фактический материал по геологическому строению и рудоносности разновозрастных метаморфических, магматических и осадочных комплексов кристаллического фундамента и перекрывающего его платформенного чехла восточной части Сибирской платформы. В основу дис-
сертации положены результаты гравиметрических съёмок, проведённых на Чурапчинской и Майской площадях (Истомин и др., 1993, Истомин, Борисов, 1993), при написании отчётов по которым автор являлся ответственным исполнителем. Также результаты исследований по теме "Обобщение и анализ геолого-геофизических материалов с целью изучения тектонической структуры Якутии и прогноза традиционных и новых типов концентрированного ору-денения (благородные, легирующие, редкие металлы, редкие земли, алмазы, апатит) (Миш-нин В.М., Истомин И.Н., Намолов В.А., 2003)".
Основными методами исследований являлись комплексный анализ и интерпретация данных геологических съёмок масштаба 1:200000, грави- и магнитометрических съёмок масштаба 1:200000 и 1:50000, геотраверсов ГСЗ, данных глубокого бурения, специализированных геохимических и поисковых работ различной детальности. Выделение магматических тел и оценка перспектив их рудоносности произведены с использованием принципа сравнительно-тектонической гомологии (эталон - гомолог) (Мишнин В.М., 1985 г).
Интерпретации геофизических данных была проведена, в основном, по стандартной методике. Обработка гравиметрических материалов проводилась на ПВЭМ с использованием автоматизированной системы обработки гравиметрической информации «GRAV1KA», включающей расчёт различных трансформаций поля силы тяжести и решение прямой задачи гравиметрии. Качественная интерпретация заключалась в сопоставлении гравитационного и магнитного полей, оценке параметров аномалий, сравнении их с аномалиями над эталонными объектами. Количественная интерпретация заключалась в определении параметров аномалиеобразующих объектов. Применялись методы решения обратных задач (метод касательных, метод характерных точек и др.), для определения глубины до верхних кромок магнитных тел (на тех участках, где выполнена аэромагнитная съёмка масштаба 1:50000 и крупнее).
Широко применялось гравитационное моделирование, идея которого заключается в формировании на основе комплекса геолого-геофизических данных плотностной модели изучаемой среды, расчёте от неё гравитационного поля, сопоставлении расчётного и наблюдаемого полей и последующей корректировке модели по результатам этого сопоставления. При моделировании геологические объекты аппроксимировались суммой горизонтальных призм, ограниченных по простиранию. Для крупных объектов, размеры которых превосходят 40x40 км, гравиметрическое моделирование проводилось с учётом изостатического уравновешивания блоков земной коры. При этом разрезы подбирались таким образом, чтобы равновеликие по латерали блоки, включающие земную кору и верхнюю мантию, были равновесны до абсолютной отметки - 50 км.
?
Достоверность результатов обуславливается высокими кондициями карт геофизических полей масштаба 1:200000 и крупнее, использованных при интерпретации (материалы ПГО «Якутскгеология»). В процессе работ автором было проанализировано большое количество (на всю территорию востока Сибирской платформы) различных карт трансформированного поля силы тяжести, карт сопоставления гравитационного и магнитного полей (материалы ПГО «Якутскгеология»), сейсмогеологических разрезов (материалы НПО «Нефтегеофи-зика», «Союзгеофизика»), материалов отчётов по геологической съёмке масштаба 1:200000 (материалы ПГО «Якутскгеология, «Аэрогеология») и специализированных тематических работ (материалы ПГО «Якутскгеология»). На территорию Якутского и, частично, Оленек-ского поднятий фундамента (площадь более 60000 км ) гравиметрические карты масштаба 1: 200000, карты сопоставления гравитационного и магнитного полей, карты трансформированного поля силы тяжести (функцией Саксова-Ниггарда с различными радиусами) построены лично автором (Истомин, Лыткин, 1980, Истомин и др., 1993, Истомин, Борисов, 1993). На территории исследований автором просчитан большой объём (порядка 9000 погонных км) разрезов земной коры с использованием гравитационного моделирования (Истомин и др., 1980,1985,1989, 1990,1993 гг, Мишнин, Истомин и др., 1995, 2003 гг), определены параметры (форма, глубина, залегания верхней кромки, размеры, мощность) более 30 объектов, интерпретируемых как интрузивные массивы.
Научная новизна. 1. В составе архейских кратонов выделены пространственно обособленные группы стратифицированных базит-гипербазитовых интрузий, гомологичных металлоносным массивам Бушвельдского и Садбери типов. 2. В юго-восточной части территории исследований в пределах раннепротерозойского подвижного пояса выделена Центрально-Якутская среднепалеозойская провинция щелочных пород, представленная ультраосновными-щелочными массивами и массивами нефелиновых сиенитов.
Практическая ценность. 1. Обосновано, что выделенные по комплексу геолого-геофизических признаков статифицированные базит-гипербазитовые массивы, массивы нефелиновых сиенитов, ультраосновные-щелочные массивы перспективны на обнаружение крупных месторождений N1, Си, Pt, Pd, Со, Сг, V, Nb, TR, Ті и Р. 2. Даны рекомендации по постановке поисковых работ в пределах выделенных Джарского, Аргасалинского, Белька-чинского стратифицированных базит-гипербазитовых массивов, Мендского, Южно-Дьянгыльского ультраосновных-щелочных массивов.
Апробация работы и публикации. Главные результаты исследования изложены в шести публикациях, в том числе в двух ключевых (Истомин, Мишнин, 2003). Основные положения и отдельные разделы диссертационной работы представлялись на конференции «Состояние и перспективы развития минерально-сырьевого комплекса Республики Саха (Яку-
тия) в современных условиях» (Якутск, 2002), на 29-й сессии Международного семинара им. Д.Г. Успенского «Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей» (Екатеринбург, 2002), на региональной научно-практической конференции «Актуальные проблемы геологической отрасли АК "АЛРОСА" и научно-методическое обеспечение их решений» (Мирный, 2003), на расширенном заседании кафедры Региональной геологии и геоинформатики геологоразведочного факультета Якутского государственного университета им. М.К. Аммосова (Якутск, 2004), на научно-техническом совете ГУП РС(Я) «Якутская поисково-съёмочная экспедиция» (Якутск, 2004).
Объём и структура работы. Диссертация объёмом 174 страницы состоит из 3 глав, введения и заключения, содержит, 5 таблиц, 46 иллюстраций и библиографию из 108 наименований.
В главе 1 дан анализ современных представлений о структурных неоднородностях фундамента древних платформ и их металлогенической специализации. Показано, что главными тектоническими подразделениями в строении фундамента платформ являются архейские кратоны и разделяющие их протерозойские подвижные пояса. Месторождения определённых геолого-промышленных типов, как докембрийские, так, часто, и фанерозойские, контролируются определёнными тектоническими подразделениями консолидированной коры (архейскими кратонами, зеленокаменными поясами архейских кратонов, перикратонными мульдами, протерозойскими подвижными поясами, проторифтогенными структурами).
Район исследований охватывает восточную часть Сибирской платформы. В качестве тектонической основы проводимого исследования взята схема структурного районирования до-вендского основания Сибирской платформы (Кушев и др., 1992) (с дополнениями) (рис. 1). Поскольку именно она наиболее полно согласуется с имеющимися геолого-геофизическими данными.
В главе 2 приведена характеристика выделенных по комплексу геолого-геофизических признаков стратифицированных базит-гипербазитовых массивов и дана оценка перспектив их потенциальной рудоносности.
В главе 3 приведена характеристика выделенных по комплексу геолого-геофизических признаков массивов нефелиновых сиенитов, ультраосновных-щелочных массивов и дана оценка перспектив их рудоносности.
Благодарности. Автор выражает благодарность и глубокую признательность докторам г.-м. наук В.М. Мишнину и В.И. Жижину.
"Прогноз новых рудных районов требует совершенства ме-таллогенических исследований, решения ряда вопросов локальной и региональной металлогении и, в частности, ставит вопрос о необходимости уточнения критериев выделения типовых металло-генических зон, установления надёжных факторов, влияющих на размещение рудных месторождений в их пределах... При этом становится всё более очевидной роль фундамента в локализации оруденения, что требует особого внимания к изучению его влияния как на характер оруденения, так и на особенности структурной локализации последнего.
В плане открытия новых рудных районов возникает очень важная задача установления надёжных геофизических критериев, характеризующих типовые рудные блоки (районы) земной коры и их тектоносферу. Рудная геофизика должна "перешагнуть" масштабы отдельных зон, рудных тел и даже месторождений, по новому подойти к оценке и выявлению геофизических характеристик рудных районов, с тем, чтобы эти данные могли служить основой для выявления перспективных рудоносных площадей."
А.Д. Щеглов
Главные термины и понятия тектонического районирования фундамента древних платформ
Термин "металлогения" в геологическую практику был введён в конце позапрошлого века известным французским геологом де Лоне (Щеглов, 1976, с. 7).
Де Лоне ввёл понятие и о "металлогенических провинциях". Так ещё в 1913 году он писал: "Мысль, которую мы пытались провести и точно сформулировать, и которую мы считаем плодотворной, - это понятие о металлогенических провинциях, относящихся каждая к особому региональному типу, зависящему от тектоники и до известной степени могущих быть предваренными ею. По нашему мнению, надо начать с составления методического перечня рудных месторождений, разбивая их на классы, но не по их механическому или минералогическому характеру, не по металлу, а географически, или, скорее, тектонически, по районам, каждый раз сравнивая металлогенический тип с типом тектоническим и устанавливая этим путём законы, которые будут тем надёжнее, чем большее количество согласованных между собой примеров будет их обосновывать" (Ниггли, 1933, с. 4, Щеглов, 1976, с. 42). По существу, в этой мысли, высказанной девяносто лет тому назад, находят отражение современные представления о металлогенических провинциях как определённых крупных рудоносных территориях, специализированных на определённые типы полезных ископаемых, формирование которых обусловлено проявлением на данной площади особого тектонического режима. В ней же впервые выделено научное направление, понимаемое ныне как "региональная металлогения".
Металлогения является одной из наиболее динамично развивающихся областей геологических знаний, и большой вклад в её развитие внесён работами отечественных учёных -Ю.А. Билибина, В.И. Смирнова, И.Г. Магакьяна, Г.А. Твалчеридзе, А.Д. Щеглова, Д.В. Рункдквиста, В.И. Казанского и ряда других. Вместе с тем, при несомненных достижениях в области общей металлогении (анализ в разрезе родственных групп интрузивных пород) и специальной металлогении (анализ в разрезе определённых металлов), региональной металлогении раннего докембрия отечественными исследователями не уделялось должного внимания. По этому поводу А.В. Синицын писал (1990, с. 292-293): "Разработка сколько-либо стройной региональной металлогении раннего докембрия была невозможна ввиду отсутствия единообразных структурно-тектонических схем районирования докембрийских щитов (Восточно-Европейской и Сибирской платформ). Это было обусловлено, с одной стороны, провинциальным подходом к данной проблеме, а с другой - отсутствием единой концепции во взглядах отечественных геологов на тектоническое развитие в раннем докембрии. Как следствие, выделяемые различными авторами "геоблоки", "массивы", "литоплинты", "массивы и межи", может быть, в достаточной степени отражали местные особенности состава, тектоники и метаморфизма тех или иных частей щитов, но полностью исключали сопоставление щитов между собой, а также их сопоставление с зарубежными докембрийскими щитами. Это в свою очередь приводило к отсутствию тектонической и формационной основы для метал-логенических сопоставлений и определения потенциальных возможностей и прогнозных ресурсов как самих щитов, так и докембрийских платформ в целом на ряд типов оруденения и полезных ископаемых, не выявленных до настоящего времени... Неудовлетворительное состояние этой проблемы подчёркивается тем обстоятельством, что практически все зарубежные щиты, даже такие сравнительно мало изученные, как щиты Бразильской и Китайской платформ, районируются в настоящее время по единому принципу и, как следствие удовлетворительно сопоставляются, в том числе и металлогенически... В этом отношении безусловный интерес представляют работы Д. Андерсена, Т. Клиффорда и сотрудников Института структурной металлогении Африки при университете г. Лидса (Великобритания). Они явились пионерскими в области исследования связи оруденения разного типа с докембрийскими структурами определённого типа, ив первую очередь с архейскими кратонами и протерозойскими подвижными поясами."
С 5 по 7 октября 1995 года в Вашингтоне был проведен первый симпозиум по новому международному проекту МПГК № 354 "Промышленные суперконцентрации металлов в литосфере."
Проект № 354 Международной программы геологической корреляции был утвержден в сентябре 1995 года. В составлении Проекта приняли участие Пей Ронгфу - Президент Международной ассоциации геологии рудных месторождений, руководитель Проекта (Китай), П. Лазничка (Канада), Я. Кутана (США), Д. Рундквист (Россия), Р. Плаймер (Австралия) и Д. Яджима (Япония).
Целью Проекта является выяснение условий образования и локализации крупных и гигантских месторождений. В обосновании Проекта приводятся статистические данные и показано, что для большинства металлов 5% месторождений дают от 75 до 90% мировой добычи, что и определяет исключительную важность проблемы крупных и гигантских месторождений. Подчёркивается, что принятая в 1992 году на мировом саммите по проблемам окружающей среды в Рио-де-Жанейро с участием России "концепция устойчивого развития" цивилизации может базироваться только на вовлечении в эксплуатацию крупных и гигантских месторождений (до получения металлов из морской воды и горных пород в неопределенно далекой перспективе).
Отсюда, при металлогеническом районировании упор необходимо делать на закономерностях размещения месторождений, относящихся к главным геолого-промышленным типам. О закономерностях размещения месторождений главных геолого-промышленных типов (ГПТ) в пределах древних (докембрийских) платформ можно судить по приводимой ниже таблице 1.
Из анализа данных, приведённых в таблице можно сделать некоторые выводы. Докем-брийские месторождения никеля, хрома, платиноидов тяготеют, в основной массе, к стратифицированным интрузиям ультраосновного-основного состава, расположенным в пределах архейских кратонов. Докембрийские месторождения свинца, цинка, титана, урана (за исключением месторождений металлоносных конгломератов) контролируются протерозойскими подвижными поясами. При широчайшем распространении редкометальных пегматитов как на платформах, так и в надвигово-складчатых областях, удивительным является факт приуроченности крупнейших пегматитовых месторождений тантала и цезия именно к зеленока-менным поясам архейских кратонов.
Фанерозойские месторождения также контролируются крупными тектоническими подразделениями консолидированной коры. К протерозойским подвижным поясам приурочены фанерозойские месторождениям урана различных генетических типов и, возможно, страти-формные месторождения свинца и цинка в карбонатных толщах на древних платформах.
Массивы Западно-Алданского архейского кратона
Первыми предположение о том, что в районе Оленёкского поднятия имеется крупная стратифицированная базит-гипербазитовая интрузия, высказали А.В. У ханов, И. Д. Рябчиков, А.Д. Харькив. В книге «Литосферная мантия Якутской кимберлитовой провинции» они пишут следующее: «Здесь... неоднократно упоминалась гипотетическая расслоенная интрузия, которая слагает верхи литосферной мантии в районе трубки Обнажённая. Если судить по но-дулям, в её состав должны были входить ортопироксениты, в том числе обогащенные хром-шпинелидом, вебстериты, какие-то плагиоклазовые породы, и, по-видимому, перидотиты, то есть все те петрографические разновидности, которые слагают расслоенные массивы типа
Бушвельда и Стиллуотера. Учитывая это общее сходство, некоторые геохимические особенности пород... авторы, не рискуя быть опровергнутыми, могут утверждать, что под северной окраиной провинции, скорее всего под всем Оленёкским поднятием, где-то вблизи границы гранулитовой нижней коры и перидотитовой верхней мантии размещается массив типа Бушвельда, глубоко погребённый (?) и неизученный. Единичные кимберлитовые трубки, как редкие буровые скважины, не позволяют оценить его протяжённость, ясно только, что она превышает расстояние между трубками Обнажённая и Слюдянка. С другой стороны, низкая точность применяемых геобарометров и происходящие во времени вариации давления и на грузки затрудняют определение мощности расслоенного комплекса и порядка чередования слагающих его пачек по вертикали. Однако само обилие ксенолитов, относимых к этому комплексу, может служить указанием на его значительную мощность.... Не исключено, что это отмерший магматический очаг, некогда питавший основными лавами древний, доплат-форменный прогиб» (Уханов и др., 1988, с. 260-261).
Таким образом, А.В. Уханов и коллеги предполагали, что выделяемая ими стратифицированная интрузия располагается на глубине порядка 40 км. Вместе с тем, в той же книге они отмечают: «Все, кому довелось посещать трубку Обнажённая или знакомиться с представленными коллекциями собранных там ксенолитов, одинаково и объективно указывают на свойственную ей особенность - повышенные содержания обычных, то есть безгранатовых перидотитов» (Уханов и др., 1988, с. 69). По публикуемым в книге таблицам (с. 69, 163), 24% ксенолитов из трубки Обнажённая представлены магматическими породами, не содержащими «высокобарические» минералы (гарцбургитами, лерцолитами, дунитами, энстатитами, вебстеритами). Последнее же свидетельствует в пользу того, что стратифицированный интрузив здесь сформировался в условиях низких давлений («приповерхностных»), и только в дальнейшем часть пород, слагающих его, была метаморфизована в высоких фациях. О «наложенном» метаморфизме, по мнению автора настоящей диссертации, говорит «частая встречаемость пироксенитов и перидотитов с реакционным развитием граната вокруг зёрен хромшпинелида» (Уханов и др., 1988, с. 69) в трубке Обнажённая. Отсюда, глубина до верхней кромки массива должна быть намного меньше 40 км.
Автор предполагает, что данный интрузив (Куойкский) расположен непосредственно под образованиями платформенного чехла. Интрузиву соответствует положительная аномалия силы тяжести амплитудой 12-20 мГал. Она выявлена в процессе проведения гравиметрических съёмок масштаба 1:200000 на Уджинской (Келле, Лазорайтис, 1968, ф) и Приленской (Истомин, Лыткин, 1980, ф) площадях. Размеры аномалии (150x75 км) дают представление и о размерах выделенного стратифицированного массива. То есть интрузив хоть и значителен по площади (около 10000 км ), но всё же он намного меньше Оленёкского поднятия фундамента. О глубине до верхней кромки массива можно судить по материалам ГСЗ (НПО "Неф-тегеофизика") по профилям Воркута - Тикси и р. Кеть - Тикси, расположенным непосредственно к северу и югу от Куойской аномалии силы тяжести. Глубина до поверхности фундамента (а следовательно и до верхней кромки интрузива, по мнению автора) меняется тут от 2.2 км в восточной части Куойской аномалии до 4 км и более в западной. То есть хоть глубина до массива по представлениям автора и меньше в 20 раз, чем по представлениям А.В. Уханова и коллег, но всё же поиски месторождений полезных ископаемых, аналогичных Бушвельдским, здесь на данный момент не реальны.
К северо-востоку от Куойского интрузива в 75 км находится Бурский стратифицированный базит-гипербазитовый интрузив. Он выделен по положительной аномалии силы тяжести амплитудой 15-20 мГал. Массив имеет в плане округлую форму. Площадь его - 4400 км2. О наличии в основании платформенного чехла стратифицированных базит-гипербазитовых интрузивов в районе Оленёкского поднятия фундамента свидетельствуют россыпепроявления железистой платины Анабаро-Оленёкского района (название района по А.В. Округину (Округин и др., 2002)) по рекам: Уэле, Буолкалаах, Уджа, Куойка, Таас Эйе-кит, Молодо, Моторчуна. Первоисточником их, по мнению А.В. Округина, В.М. Мишнина и автора являются именно стратифицированные базит-гипербазитовые интрузивы в верхней части фундамента. По А.В. Округину: «Коренные источники платины залегают в кристаллическом фундаменте.... В процессе формирования платформенного чехла платиноносные ультрабазит-базитовые массивы были погребены, и тонкая фракция хорошо отсортированного металла была оторвана от своих первичных источников, мигрируя в результате цикличных осадконакоплений и денудаций промежуточных коллекторов (Округин и др., 2002, с. 627).
Куойкский и Бурский интрузивы приурочены к Оленёкскому архейскому кратону и расположены непосредственно возле его западной границы (рис. 6). Именно тем, что Куойский массив находится на границе архейского кратона и раннепротерозоиского подвижного пояса обусловлено то, что породы, слагающие его, частично метаморфизованы в высоких фациях. При этом, судя по всему, не только в западной, пограничной с подвижным поясом, частью, но и в нижней, глубинной. Примером может служить Печенгская вулканическая структура, расположенная на Кольском архейском кратоне, возле границы его с Беломорским ранне-протерозойским подвижным поясом (см. выше 1.2.2).
Куойкский и Бурский массивы находятся в стороне от пояса северо-западного простирания, который образуют другие, стратифицированные базит-гипербазитовые интрузивы, выделяемые по геофизическим данным в восточной части Сибирской платформы. Они приурочены к линии северо-восточного простирания (Алакит-Бурской, по автору), вдоль которой расположены поля «высокоалмазоносных» кимберлитов Алакит-Мархинское, Далдынское, Верхнемунское и ряд «неалмазоносных», крайним из которых является небольшое Хорбо-сунское. Последнее приурочено к северо-восточной оконечности выделяемого Куойского интрузива. Большинство кимберлитовых трубок Куойского поля прорывают этот массив.
В окончании описания выделенных стратифицированных базит-гипербазитовых интрузивов отметим вот что. Автор, как и В.М. Мишнин (Мишнин, Истомин, 2002; Истомин И.Н., Мишнин, 2002, Истомин, Мишнин К проблеме..., 2003), разделяет данные интрузивы на два типа - «Садбери» и «Бушвельд». К типу Садбери отнесены итрузивы Джарской и Мильской триад, к типу Бушвельд - все остальные. Основанием же для этого служит следующее.
Нигыдяхский ультраосновной-щелочной массив
В отношении определения глубины до Нигыдяхского массива надо также сказать следующее. Применение математических расчётов (используя аномалии (ДТ)а и AG) для определения параметров аномалиеобразующих объектов (размеров, глубины до центра массы, глубины до верхней кромки) возможно тогда, когда они (объекты) по форме близки к правильным геометрическим телам (в случае изометричных в плане аномалий — к шару, к вертикальному бесконечному цилиндру, к эллипсоиду вращения). При этом глубина до верхней кромки определяется в случае, когда объект по форме близок к бесконечному вертикальному круговому цилиндру. И то только тогда, когда она намного больше размеров цилиндра в горизонтальном сечении, т.е. когда объект можно аппроксимировать вертикальной бесконечной линией. Если же горизонтальные размеры реальных объектов, даже если они близки по форме к вертикальному бесконечному цилиндру, намного больше глубины до их верхних кромок, то производить такие расчёты с данными целями не следует (как говорят математики, - расчёты будут не корректны). В этом случае вычисленные глубины до верхних кромок объектов получаются зачастую намного больше реальных. Нигидяхский объект (рис. 33) вряд ли можно аппроксимировать бесконечным вертикальным стержнем (по результатам гравитационного моделирования, он по строению представлен скорее двумя сжатыми по вертикали эллипсоидами вращения, один из которых вложен в другой, а глубина до него намного меньше его размеров). Этим и обусловлено то, что Т.С. Кутузова ранее (Карта..., 1964) получила по расчётам весьма большую глубину до верхней кромки Нигыдяхского массива.
Толонская отрицательная аномалия силы тяжести выявлена при проведении гравиметрической съёмки масштаба 1:500000 в 1953 году (Филлипов, 1954, ф). Тогда же было установлено, что ей соответствует положительная аномалия магнитного поля.
В 1955 году район, где расположена Толонская аномалия, был покрыт аэромагнитной съёмкой масштаба 1:1000000 (Блюменцвайг, 1955, ф), а ВІ959 году - съёмкой масштаба 1:200000 (Гуторович, 1960, ф). В 1981-82 годах (Зюзин, Оксман, 1983, ф) и в 1991 году (Истомин, Борисов, 1993, ф) в районе аномалии была выполнена гравиметрическая съёмка масштаба 1:200000.
По поводу природы аномалии А.А. Гудков и Г.И. Штех в 1959 году писали следующее: "Интересный случай взаимосвязи гравитационного и магнитного полей отмечается в районе посёлка Толон-Эбе, где интенсивному локальному гравитационному минимуму, соответст вует изометричная аномалия (АТ)а напряжённостью в 800 гамм. Очень хорошее совпадение контуров аномалий не вызывает сомнения в общности вызвавшей их причины. Наиболее вероятным будет предположение о наличии в породах фундамента батолита аляскитовых гранитов" (Гудков, Штех, 1959, ф, с. 167). Надо сказать, что А.А. Гудков и Г.И. Штех не объяснили, почему батолит имеет округлую форму.
Первыми предположение о том, что Толонская аномалия обусловлена массивом щелочных пород, высказали Ю.М. Зюзин и С.С. Оксман при написании отчёта о результатах гравиметрической съёмки масштаба 1: 200000, проведённой на Амгинской площади. По их мнению: "Форма и характер гравимагнитнои аномалии позволяют интерпретировать её как интрузивный массив щелочного состава. Именно щелочные породы (сиенит-порфиры (?), нефелиновые сиениты, щелочные минетты (?)) характеризуются относительно низкими значениями плотности (2,52-2,54 г/см3) и высокими значениями магнитной восприимчивости (до ЗОООхЮ"6 СГС)" (Зюзин, Оксман, 1983, ф, с. 104). При этом глубину до верхней кромки массива эти исследователи определили в 4,5 км.
В 1993 году автор, при написании отчёта по результатам гравиметрической съёмки масштаба 1:200000, проведённой на Чурапчинской площади, дал следующую интерпретацию Толонской аномалии. По мнению автора, Толонская отрицательная аномалия силы тяжести и соответствующая ей положительная аномалия (АТ)а обусловлены крупным щелочным интрузивом, сложенным нефелиновыми сиенитами и количественно подчинёнными им нефе-лин-пироксеновыми породами и являющимся гомологом Хибинского массива (Истомин и др., 1993, ф, с. 104).
Эталон (Хибинский массив) (рис. 34) находится в центральной части Кольского полуострова. Площадь его - 1300 км2. В рельефе он представлен столовой горой округлых очертаний, возвышающейся над окружающей равниной в среднем на 1000"м (Свешникова, 1973). Массив сложен нефелиновыми сиенитами и количественно подчинёнными им нефелин-пироксеновыми породами (Горная..., 1991). В поле силы тяжести он выражен отрицательной аномалией амплитудой более 10 мГал. В магнитном поле центральной части массива соответствует положительная аномалия интенсивностью 700 нТл. С Хибинским массивом связаны уникальные запасы апатитовых руд. Месторождения их приурочены к ийолит-уртитовым породам, образующим в плане дугу и залегающим среди нефелиновых сиенитов. В поле силы тяжести дуге соответствует положительная аномалия амплитудой до 10 мГал; в магнитном поле - положительная интенсивностью 400 нТл.
Местный гомолог Хибинской интрузии - Толонский массив. Расположен в 100 км к востоку от г. Якутска (рис. 35). Выделен по изометричной отрицательной аномалии AG амплитудой 20 мГал, совпадающей в плане с округлой положительной магнитной аномалией интенсивностью 800 -1000 нТл (рис. 36). По карте магнитного поля (масштаб 1:200000) про сматривается его зонально-кольцевое строение, обусловленное несколькими фазами внедрения магмы. Площадь интрузива 1200 км2. Массив погребён под кайнозойско-мезозойскими терригенными осадками и представлен "горой" в предюрском рельефе. На это указывают данные ВЭЗ. По ним в районе Толонской аномалии зафиксирован выступ по подошве юрских отложений (Рабинович, 1953, ф). Нефелиновые сиениты интрузива, по мнению автора, представлены в основном лейкократовыми разностями. В южной части массива, расположенной вне пределов отрицательной аномалии AG, по положительной дуговой аномалии (ДТ)а интенсивностью до 1000 нТл выделяется участок сложенный меланократовыми нефелиновыми сиенитами и нефелин-пироксеновыми породами (рис. 36, 37). Данный участок перспективен на обнаружение залежей апатит-нефелиновых руд (аналог Хибинский массив (рис. 34, 38)), либо лопаритовых тантало-нибиевых (аналог - Ловозерский). Глубина до верхней кромки интрузива в этой части - 500 м.
Родственный Толонскому щелочному интрузиву Хандыгский плутон расположен в 150 км к востоку от первого (рис. 35). Его площадь составляет 2000 км2, глубина до верхней кромки - 3,5 км. Он обуславливает Хандыгскую положительную аномалию (ДТ)а интенсивностью до 10 мЭ и соответствующую её отрицательную аномалию силы тяжести.
В ближнем и дальнем окружении Толонского интрузива по локальным изометричным "высокоградиентным" положительным аномалиям силы тяжести, совпадающим в плане с положительными магнитными, автором и другими исследователями (Мишнин В.М. и др., 1987) выделено до 20 ультраосновных-щелочных массивов (рис. 35).
Перспективы обнаружения месторождений ниобия, редких земель, титана, фосфора на юго-востоке Сибирской платформы
С крупными массивами нефелиновых сиенитов связаны месторождения апатита (Хибинский массив), ниобия и тантала (Ловозерский), циркония (Посус-ди-Калдос, Бразилия). Массивы ультраосновных-щелочных пород и карбонатитов - источники получения ниобия, редких земель, железа, меди, циркония, фосфора, флюорита, флогопита. В основном эти месторождения связаны с карбонатитами (ниобия, редких земель, меди). В корах выветривания по карбонатитоносным ультраосновным-щелочным массивам концентрации полезных компонентов (ниобия, редких земель) возрастают многократно (Араша, Бразилия; Томтор, Якутия, Россия; Маунт-Вельд, Австралия). Некоторые массивы ультраосновных-щелочных пород специализированны на титаномагнетитовое оруденение (перовскит-титаномагнетитовое, ильменит-титаномагнетитовое) (Африканда, Кольский п-ов, Россия; Якупиранга, Бразилия). В корах выветривания по карбонатизированным образованиям таких массивов сосредоточенны колоссальные запасы титана в анатазовых рудах (Тапира, Салитири, Каталан, Бразилия).
Основными геолого-промышленными типами ниобиевых месторождений, с которыми связано 94% мировых подтверждённых запасов этого металла являются карбонатиты и коры их выветривания (Минеральные..., 2001).
Ниобий (в виде феррониобия) используется в основном для производства так называемых низколегированных сталей, потребность в которых в России растёт, в связи с необходимостью поддерживать и развивать магистральную трубопроводную сеть страны. Поэтому обеспечение России высококачественными рудами ниобия является задачей стратегической, поскольку экономика её полностью основана на экспорте энергоносителей (нефти и газа).
В настоящее время в России на ниобий отрабатываются низкокачественные и тяжёлые для переработки лопаритовые руды Ловозерского месторождения, приуроченного к одноимённому массиву нефелиновых сиенитов в Мурманской области, а также (в меньшем объёме) низкокачественные пирохлоровые руды Татарского карбонатитового месторождения в Красноярском крае.
В связи с этим, в ближайшем будущем необходимо выявить и разведать месторождения ниобия мирового класса (а это месторождения, приуроченные к корам выветривания по кар-бонатитам ультраосновных-щелочных массивов - Араша, Бразилия, Томтор, Якутия), расположенные, в отличие от Томтора, в относительно экономически развитых районах России.
По мнению автора, уникальность месторождения Томтор обусловлена в первую очередь двумя факторами.
1. Большими размерами "ядра" массива (пироксениты, нефелин-пироксеновые породы, карбонатиты), по той простой причине, что чем больше рудоконтролирующая структура -тем более крупное месторождение может быть к ней приурочено.
2. Широким кольцом обрамляющих "ядро" щелочных и нефелиновых сиенитов. Последнее объясняется следующим. Крупные массивы нефелиновых сиенитов представлены горами, возвышающимися над окружающей местностью (Хибины, Ловозеро, Ильмено-Вишнёвогорский). Это связано с тем, что массивы нефелиновых сиенитов весьма устойчивы к выветриванию. Для массива Томтор исследователями (Толстов, Тян, 1999) отмечается, что мощность коры выветривания над карбонатитами "ядра" местами превышает 300 м, над силикатными породами "ядра" она равна 10-15 м (реже больше), а над нефелиновыми сиенитами "кольца" кора выветривания отсутствует. И это несмотря на крайнюю неустойчивость нефелина в зоне гипергенеза. Дело здесь в том, что образующаяся при химическом выветривании корка из гипергенных минералов по поверхности нефелиновых сиенитов предохраняет их от дальнейшего разрушения (в частности препятствует проникновению воды). Отсюда, в предюрские периоды, при перемыве коры выветривания по карбонатитам, выноса полезных компонентов (пирохлора, монацита, анатаза) за пределы массива не происходило, поскольку "кольцо" из нефелиновых и щелочных сиенитов образовывало как бы естественную ловушку для последних, и они (пирохлор, монацит, анатаз), в основном, только переотлагались в пределах "ядра". То есть само строение массива Томтор предопределило сохранность древних кор выветривания, в частности самого верхнего, богатейшего пирохлор-монацит-крандаллитового горизонта.
Поскольку крупные массивы Мендского куста (Мендский, Южно-Дьянгыльский) имеют аналогичное Томтору строение, автор считает, что в пределах их "ядер" сосредоточены уникальные скопления руд ниобия, редких земель, приуроченные к корам выветривания.
О том, что в массивах Мендского куста находятся скопления редких металлов говорит следующий факт. По результатам опробования (Хечуев, 2002) в железомарганцевых рудах проявления Лютенга (возле Кедигейского ультраосновного-щелочного массива) установлены повышенные содержания тантала и ниобия (тантала 0,002 - 0,0054 %). Минералом концентратором тантала в карбонатитовых месторождениях, связанных с ультраосновными-щелочными массивами, является гатчеттолит (уран-пирохлор). Минерал этот крайне хрупок, экономически выгодных технологий извлечения его при разработке карбонатитовых месторождений не имеется, и поэтому данные месторождения в настоящее время не могут рассматриваться даже как потенциальный источник тантала. При гипергенезе гатчеттолит практически полностью разрушается, и тантал переходит вообще в неизвлекаемое состояние, хотя при этом валовое содержание его в корах выветривания (по сравнению с коренными кар-бонатитами) значительно возрастает (Горная..., 1991). Наличие повышенных концентраций тантала и ниобия возле прогнозируемых по геофизическим данным массивов Мендского куста, свидетельствует о том, что они действительно существует, и что в них находятся скопления редкометальных руд.
О том, что по массивам Мендского куста образовывались латеритные коры выветривания с высокими концентрациями редких элементов, говорит также собственно само наличие возле этих массивов непромышленных месторождений и проявлений железо-марганцевых руд Ботомского района (рис. 45).
По существующим представлениям (Лапин и др., 1995, Толстов, Тян, 1999, Фролов и др., 2003), образование латеритных кор по карбонатитам происходит следующим образом. При формировании таких кор по ним "принципиальное значение имеют различия в поведении (миграционной способности) отдельных групп компонентов в зоне гипергенеза. Главным фактором, определяющим концентрацию редких элементов в зоне гипергенеза, является высокая подвижность главных окислов карбонатитов, таких как CaO, MgO и СОз, которые почти полностью выносятся из верхних горизонтов латеритного профиля "(Фролов и др., 2003, с. 290-291). Рудные компоненты карбонатитов (преобладающая их часть) - железо, марганец, титан, ниобий, РЗЭ и др. - в зоне гипергенеза ведут себя инертно и накапливаются в остаточных продуктах. При этом оксиды и гидрооксиды железа и марганца являются главными породообразующими минералами продуктов латеритного выветривания карбонатитов (Фролов и др., 2003).
