Введение к работе
Актуальность работы. В платформенных образованиях региона сосредоточены значительные запасы таких металлов, как кобальт-никель, железо, марганец, аллюминий, гипергенвое золото и серебро,
титано-циркониевыв и другие россыпи, а также неметаллов - фосфориты, каолины и маршаллитн, бурые угли, нефть и газ, подземные воды и разнообразные строительные материалы. Некоторые из них являются исключительно принадлежностью платформы.
Количество и разнообразие выявляемых месторождений, связанных с платформенным покровом непрерывно растут. Появляются все новые факты (эпигенетический уран, алшофосфаты, алмазные и платиновые россыпи, редкометадьные и редкоземельные элементы и др.), указывающие на исключительно важное значение сведений о платформенных образованиях и в особенности KB в решении как научных, так и назревших практических вопросов. Естественно, задачи выяснения закономерностей образования и распределения указанных и возможных других новых видов полезных ископаемых, а в целом перспективная оценка платформы (на примере Мугоджар и прилегающих областей...) представляются актуальными.
Цель и задачи исследований. Целью исследований являются выявление региональных закономерностей образования и размещения в пространстве и во времени мезозойско-каіінозойских экзогенных полезных ископаемых и разработка принципов и методики минерагени-ческого анализа платформы на примере Мугоджар и прилегающих областей Русской и Туранской плит. Для достижения поставленной цели ставятся следующие основные задачи:
I. Определение и обоснование принципов и методики (методологической основы) анализа экзогенной минерагении на примере мезозоя и кайнозоя Мугоджар и прилегающих областей. Реализация этой основной задачи потребовала решения ряда частных 'задач: а) обоснование начала и определение места платформенного режима в общей геологической истории региона; б) отработки принципов и методики составления палеотектонических и структурно-формационннх серий карт применительно к целям минерагенического анализа платформенных обра-
зований; в) разработки схеми ранжировки яерархизированных подразделений геологических формаций я платформенных структур с выделе-шем структурно-формационных областей, зон и т.д., определяющих контуры рудоносных площадей и вид рудоносности.
2. Теоретическое обобщение материалов по геологии и минера-
гения мезозоя и кайнозоя - анализ остаточных и осадочных геологи
ческих и минерагенических формаций и их классификация. Для этого
решались следующие частные задачи: а) составлены серии палеотек-
гонических карт триасового, позднетриас-срвднеюрского, поздне-
зрско-раннеолигоценового, позднеэоцен-олигоценового (олигоцен -
заннемиоценового) и миоцен-четвгртичного этапов я стадий (под-
этапов) платформенного развития региона; б) составлены серии струк-
гурво-формационннх карт по подошвам комплексов отложений верхнего
[риаса - средней юры, верхней юры, неокома, апт-альб-сеяомана,
;урон-сенона, палеоцен-эоцена, Еерхнего эоцена-нижнего олигоцена,
шгоцен-нихнего миоцена и неоген-четвертичного периода; в) язу-
іенн вещественный состав, строение, условия развития послелалео-
юйских KB; установлены их возраст, морфологические, генетичес-
те я геохимические (минералого-геохимические) типы, а также tffi-
іерагеническая специализация; г) проведен анализ геологических
зормаций с подразделением ях на группы континентальных осадочных
[ вулканогенно-осадочных формаций раннемезозойского цикла, осадоч-1ых формаций мезозойской KB, осадочных формаций (субформаций) мор-!ких трансгрессивных циклов верхнего мезозоя и палеогена, формаций іалеогеновой KB и олигоценового (озерно-лагунного) бассейна, оса-рчных формаций (субформаций) миоцен-четвертичных эрозионных циклов; і) проведена классификация минерагенических формаций с выделением ютаточных я осадочных групп и конкретных типов рудных и нерудных
юрмаций.
3. Установление основных этапов (подэтапов) геологической ис-
ории региона - от раннетриасовой эпохи до конца четвертичного пе-яода, - реконструкция сложной динамики развития платформенных
структур и полифациалышх формационных комплексов, групп и конкретных типов формаций, а также связанных с ними месторождений полезных ископаемых.
-
Проведение сравнительного формадаонного анализа серий палеотектонических и структурно-формационных карт с целью выяснения региональных и локальных критериев рудоносности (нефтегазо-носности) отдельных структурно-формационных областей, зон, районов и т.д. и определение оптимального направления поисков месторождений экзогенных полезных ископаемых (в т.ч. нефти, газа, артезианских вод).
-
Выяснение общих (пространственно-временных) закономерностей размещения рудоносных и рудных формаций региона, выделение главных минерагенических этапов (эпох) ыезозойско-кайнозойского гипергенеза и оценка их минерагенической специализации.
Методы исследований и фактический материал. При исследовани ыезозойско-найяозойских образований региона использовался, главны образом, системный анализ, его производные - формационный и гео-номический метода. На этапе полевого изучения - выяснение строения и литолого-фациального состава формацій, их геоморфологических и структурно-тектонических условий распространения; на этапе обработки и обобщения эмпирических материалов - картографический и картометрический, статистические, включая факторный анализ, моделирование и др. В методологической основе и тавине исследований в целом могут быть выделены три логико-познавательны* уровня: традиционно-описательный, геосистемный и системоаналитический. Первым уровнем охарактеризованы геологические и минерагенические формации, их строение и вещественный состав, изменения в простран стве и во времени как традиционно-понимаемые категории, процессы и явления; на втором уровне рассмотрены через призму геосистем теоретические аспекты KB как породо- и рудообразувдих экзогенных систем, а также цикличность (этапкость) развития чьхла платформы
и др.; третий уровень - сравнительный формавдонный анализ палео-тектонических и структурно-формавдонных серий карт как геодинамических-моделей поэтапного развития платформенного чехла и т.д...,......
В основу работы положены результаты более чем 30-летних комплексных исследований автора, проведенных в составе геологических экспедиций ЗКТГУ Мингео КазССР (1964-1968 гг.) и ИГН АН КазССР (1960-1963; 1969-1993 гг.) вначале по геоморфологии и новейшей тектонике Мугоджар (1960-1968 гг.), а затем по геологии и полезным ископаемым мезозоя и кайнозоя Мугоджар и прилегающих областей Русской и Туранской плит, которые явились своеобразным полигоном для углубленного изучения вещественного состава, строения, истории развития платформенного чехла и разработки вопросов закономерностей распределения экзогенных полезных ископаемых в пространстве и во времени. При этом особое место в наших исследованиях занимали послепалеозойскае KB, как гипергенные породо- и рудообразующие геосистемы, выяснение их возраста, морфологических, генетических, минералого-геохшических типов, а также минерагени-ческой специализации.
Кроме того, были использованы данные многочисленных скважин (банк бурения), проанализированы и обобщены региональные геологические и геофизические материалы в виде карт различного назначения, сейсмических профилей и т.д. ПГО "Запказгеологяя", "Севказгеоло-гия", "Актюбнефтегазгеология", "Казгеофизика", "Казгядрогеология", "Аэрогеология", "Нефтегеофизика" и др., а также сводки региональных исследований А.А.Абдулина, П.Я.Аврова, Э»К.Азнабаева, Р.Г. Гарецкого, Л.И.Киселева, Н.Я.Кунина,. В.Б.Лаврова, С.М.Оздоева, М.В.Проничевой, В.Н.Разумовой, В.Г.Сагунова, А.П.Сигова, 1.С. Сыдыкова, Л.Ж.Формозовой, А.Е.Шлезингера, А.Л.Яншина и многих других.
Заметно расширили геологический_кругозор автора его работы в качестве редактора составителя "Карты альпийской тектоники Респуб-
лика Казахстан и прилегающих территорий", начатые в Лаборатории геоморфологии и альпийской тектоники ИГН им. К.К.Сатпаева HAH R совместно .с,геологическими организациями МГ и ОН РК и НПО ближнего зарубежья.
Научная новизна. Решение поставленных задач позволило получить новые результаты, сформулировать но-новону ряд положений:
-
Впервые для Мугоджар и прилегающих областей Русской и Туранской плит проведена стратификация посяепаяеозойских KB, pa; работала классификация их морфологических, генетических и геохимических (шшераяого-геохимических) типов как экзогенных дородо-и рудообразувдих систем, что имеет огромное значение для устаної ления начала формирования платформы, выяснения состава, строеяи* и развития формаций KB различных этапов геологической истории, е следовательно, - закономерностей распределения большой группы ос таточных и осадочных полезных ископаемых, связанных с ними.
-
Разработана классификация и номенклатура геологических и мияерагенических формаций мезозоя и кайнозоя, то же структур и структурно-формационных комплексов. Б развитие "структурно-вещественного подхода" (Н.С.Шатский, Н.П.Херасков, Ю.А.Косыгин и др. вещественные признаки пород на уровне их минерагенического и гео химического состава, равно как и минерагеническая специализация формаций, рассматриваются наш в качестве дополнительных диагнос тических характеристик конкретных формаций, и понимаются как определенные ларагенезисы горных пород и их ассоциаций; разработка номенклатура и классификации структур проведена на основе выделения, сравнительного анализа и типизации нрупяых геологических те; отличающихся единством структурно-формационных параметров, т.е. путем выделения крупных структурно-формационных комплексов И <ИЛ1 структурно-формационных областей, характеризувдихся надпорядковы! структурами, геологическое развитие которых имело сбои особенное!
выразившиеся специфичностью вещественного состава - рядов формаций.
-
Впервые в Казахстане (на примере Мугоджар и прилегающих областей...) составлена серия (по 9 карт в каждой серии) палео-тектонических и структурво-формационных карт для основных этапов (главных шнерагенических эпох) истории развития мезозойско-кай-нозойского чехла.
-
Предложена новая концепция становления платформы как основной структурной единицы земной коры (ЗК), учитывающая эпигео-синюшнальный катаплатформенный (киммерийский), типично платформенный (альпийский) и эшплатформенный орогенный (неотектонический) циклы развития, которые делятся на этапы и стадии (подэтапы), характеризующиеся своими комплексами геологических формаций (суб-формавдй) и минерагевической специализацией.
-
Разработаны новые геодияамические модели, иллюстрирующие особенности развития хатакратонной, предорогенной, авланогенной и т.д. осадочно-бассейновой оболочки региона, так и его положительного филократонного структурного элемента и связанных с ними рудоносных и рудных фориаций.
-
Выявлены пространственно-временные соотношения процессов рудообразования и нефтегазонакоплеяия, базирующиеся на сравнительном анализе основных этапов (подзтапов истории тектонического развития чехла платформы.
-
На основе_анализа динамики палео- и современных структур, и соответственно изменения (перемещения) зон и площадей оруденения (нефтегазообразования) на различных этапах (стадиях) платформенного развития установлены региональные и локальные критерии и закономерности размещения различных типов экзогенных полезных ископаемых и обоснован новый подход к оценке условий максимальной сохранности уровня рудообразования и нефтегазонакопления в современном срезе, что позволяет проводить прогнозно-оценочные работы по вы-
бору оптимального направления поисков и разведки.
Обоснованность научных положений и выводов подтверждается теоретической достоверностью разносторонних фактологических данных, обобщенных в более чем пятидесяти опубликованных работах, а также практической эффективность» в виде договорных разработок, заключений и рекомендаций.
Практическая значимость работы состоит в подведении под прикладную проблему теоретической базы, на основе положений которой формулируются практические выводы в виде подходов, принципов, методических разработок, конкретных рекомендаций и т.д. Так, все известные полезные ископаемые мезозоя и кайнозоя региона класси-
фицировзны^еотественнне ассоциации (рудные формации), прияадлека-щие строго определенным остаточным и осадочным геологическим формациям (субформацияы). Такая закономерная приуроченность полезных ископаемых определенных генотипов к определенным же геологическим формациям не только дает в руки исследователя указания, какие полезные ископаемые следует искать в конкретной геологической обстановке, но и дозволяет проводить своего рода "экстраполяцию", предсказывая парагенетически близкие, но пока еще не установленные полезные ископаемые. Кроме того, выяснено, что процессы рудообра-зования и нефтегазонакопления избирательно приурочиваются к определенным тектоно-климатическим этапам (стадиям) и структуряо-фор-мационным областям (зонам), т.е. занимают вполне определенное место, во времени и в пространстве. Исходя из установленных закономерностей в работе даны конкретные прогнозные рекомендации да каждому из выделенных типов рудоносных (глава 2) и рудных (глава 3) формаций и указаны (главы 4 и 5) оптимальные направления поисковых работ, а также приведены примеры практической интерпретации выявленных теоретических закономерностей.
Проведенными исследованиями не только созданы необходимые предпосылки (поисковые критерии) и намечены конкретные площади
для проведения поисковых работ на различные типы рудных и нерудных экзогенных полезных ископаемых ( в т.ч. нефти, газа, подземных вод) в Мугодаарах, Северном Устюрте, юго-западном Тургае, северном и юго-восточном Приаралье (включая акваторию Арала), но и разработана методологическая основа анализа экзогенной минера-гений. Опыт исследований может быть с успехом использован в прогнозно-мияерагенических и поисково-разведочных работах в других менее изученных регионах Казахстана, ближнего и дальнего зарубежья.
Публикации, апробация и реализация результатов исследований. Главные результаты по теме диссертации освещены в 8 изданных картах, 3 монографиях (в соавторстве), а также 40 статьях в различных журналах, сборниках и трудах. Кроме того, основные выводы и отдельные положения работы докладывались и были представлены на Всесоюзных, Республиканских и др. форумах. В частности, были доложены на Всесоюзном совещании "Применение геоморфологических методов при нефтегазолоисковых работах" (Актюбинск, 1966), Региональных совещаниях по выработке унифицированных и корреляционных стратиграфических схем мезозоя и кайнозоя (Алма-Ата, 1967; Свердловск, 1975), Межведомственном совещании "Коры выветривания Урала" (Свердловск, 1969), П Республиканской научно-теоретической конференции молодых геологов Казахской ССР (Усть-Каменогорск, 1970), IX Пленуме Геоморфологической комиссии АН СССР "Поверхности выравнивания и связь с ними кор выветривания и гипергенного рудообразования" (Иркутск, 1970), I Конференции молодых геологов "Чтения имени К.К.Сатпаева" (Алма-Ата, 1974),Всесоюзном совещании "Рудоносные коры выветривания" (Москва, 1974), Межведомственной комиссии по координации геоморфологических и неотектонических исследований Урала и Поволжья (Уфа, 1974; 1979), Всесоюзном совещании "Оценка методики и результатов палеогеоморфологяческих исследований и перспективы их дальнейшего развития в нефтегазовых
регионах СССР" (Астрахань, 1984), Всесоюзном совещании "Кора выветривания как источник комплексного минерального сырья" (Магнитогорск, 1986), Ш Всесоюзном совещания. "Палеогеоморфологические исследования в нефтегазоносных регионах СССР" (Фергана, 1986), Всесоюзном совещании "Реализация рекомендаций Ш Всесоюзного совещания но нефтегазовой палеогеоморфологии и задачи дальнейших исследований" (Минск, 1989), Ш Казахстанском стратиграфическом совещании (Алма-Ата, 1986), заседаниях неогеновой и четвертичной комиссии МСК СССР (Свердловск, 1978; Москва, 1989; Ленинград, 1990), а также на различных геологических и научно-методологических семинарах.
Отчеты (солее 20-ти) по завершенным темам с комплектами карт в разные года были переданы в геологические фонды: Казахской ССР (г.Алма-Ата), во Всесоюзный (г.Москва) и территориальные - ЗКГГУ (г.Актюбияск), ЛГУ (г.Свердловск), Ш АН СССР (г.Уфа).
Работа выполнена в Лаборатории геоморфологии и альпийской тектоники ИГН им.К.И.Сатлаева HAH РК, коллективу которой автор приносит искреяную благодарность за содействие и техническую помощь. Осуществлению замысла работы и ее выполнению во многом способствовали внимание и советы академика А.ЛЛншна (куратора общеуральскнх работ), академиков HAH РК А.А.Абдулина (научного консультанта), (А.К.Каюповаі Г.Н.Шербы, чл.-корр. НАН РК А.Н.Нур-лыбаева; профессоров, докторов г.-мн. А.П.Ровдественского, В.Л. Яхимович (БНЦ РАН), М.В.Прояичевой (ВШГНЙ); кандидатов наук В.С.Шуба}, Л.А.Гузовского (УТГУ), Б.Е.Милецкого, В.И.Федорова (ЗКПГО), З.Е.Буяекбаева ("Актюбнефтегазразведка") и др. Всем им приносится самая сердечная благодарность. Считаю долгом выразить свою признательность академику БАН Р.Г.Гарецкоыу, академику ИАРИ Г.Р.Бекканову, чл.-корр. НАН РК ІП.Т .Тажибаевой| и докторам г.-м.н. А.П.Сигову (УТГУ), А.Д.Науыову (СГУ), |Д.И.Киселеву~1 которые дру-кескими советами,объективной критикой, творческими контактами
способствовали на разных этапах некоторой трансформации содержания диссертации и завершения ее в нынешнем виде с акцентированием главного внимания на разработку методологических проблем эк- . ,. зогенной минерагении. Автор искренне признателен также чл.-корр. НАД РК Оздоеву СМ. и докторам г.-м.я. Ли В.Г., Ляпичеву Г.Ф., Аполлонову М.К., Бейсееву О.Б. и Шужанову В.М. за просмотр диссертации и ряд весьма ценных замечаний и советов.
В процессе выполнения работы автор постоянно ощущал помощь и поддержку со стороны директора ИГН им. К.И.Сатпаева, академика НАМР Х.А.Беспаева, а также сотрудников и коллег по Институту, без которых было бы невозмохно ендолнить столь обширный и сложный комплекс исследований. В сборе фактического материала и его технической обработке в разные годы автору большую помощь оказали Сембаев Н.А., Каримбаев S.M., Абилхасимов Х.Б., Серикбаев М.Ж., Михайлова Э.В., Тарновская Э.В., Литвинова Т.А,, Ибрайханова Р.З. и др. Всем им - большое спасибо. В моей памяти навсегда сохранятся имена доктора г.-м.н. В.Ф.Беспалова и моего учителя - чл.-корр. АН КазССР Г.Ц.Медоева, обсуждение с которыми затронутых в работе вопросов и творческие дискуссий способствовали повышению как кругозора автора, так и уровня выполненных работ.
Структура диссертации. Работа состоит из "Введения", пяти глав и "Заключения". Главы содержат 14 параграфов, которые структурированы до 43 конкретно рассматриваемых разделов и под--разделов исследований. Объем ее 422 страниц машинописного текста, в том числе 42 рисунка, 3 таблицы. Библиография включает 338 наименований. Картографических приложений 23 .
