Статья: Историко-минерагенический анализ геологического прошлого континентов
Аннотация. Если основные месторождения раннегерцинского этапа формировались в обстановках растяжения и в связи с мантийными источниками (кимберлиты, аккумуляции массивных сульфидов), то последующее позднегерцинское рудообразование оставило скопления рудного вещества, связанного с иными энергетическими обстоятельствами, – позднекаменноугольными–пермскими и более поздними гранитоидами. Пермские интрузии, прорвавшие в складчатых областях ранее накопившиеся толщи, сформировали жильные и контактовые месторождения в Тянь-Шане, Казахстане, на Урале, Чешском, Французском, Армориканском массивах, Лакланском поясе Восточной Австралии. Тогда же возникли золоторудные гиганты Мурунтау в Кызыл-Кумах, Кумтор на востоке зоны сдвига Талас-Фергана, многочисленные редкометалльно-редкоземельные залежи Восточного Казахстана, Киргизии. Позднегерцинский возраст имеют золотоносные сульфиды уральских месторождений: Березовского под Екатеринбургом (девонские определения, 380 млн лет), Кочкарского, руды Урала шеелитовые (Гумбейское), вольфрамитовые (Юго-Коневское), тантало-ниобий-флюоритовые, берилл-флюоритовые, пьезокварцевые. Примерно на рубеже перми и триаса (240 млн лет назад) возник медно-молибденовый гигант Центральной Монголии Эрдэнет. Эндогенные месторождения, ассоциирующие с обстановками растяжения, формировались в финальные фазы этапа в немногих районах мира. Однако среди них уникальный Норильский рудный район в составе Норильского, Тальминского, Южно-Норильского и Талнахского рудных узлов, в котором сосредоточено до трети мировых ресурсов Ni (70 % российских), 90 % запасов платиноидов России. Рудные залежи появились в конце раннего триаса, этапы рудоподготовки прослеживаются с протерозоя. Позднегерцинские экзогенные месторождения представлены грандиозными скоплениями медистых песчаников и калийных солей Западной и Восточной Европы, Приуралья, Прикаспия. Позднегерцинскими являются уникальные скопления редких металлов якутского Томтора, сконцентрированные, прежде всего, в предпермской коре выветривания. Из прочих экзогенных аккумуляций упомянем небольшие месторождения бокситов Китая, а также верхнепермские оолито-микрозернистые фосфориты формации Фосфориа (1, 5 млрд т Р2О5), выходы которых прослежены через западные штаты США, Западную Канаду на территорию Аляски.
В позднем карбоне – перми сформировалось складчатое горное сооружение Урала, возник Предуральский краевой прогиб. В поздней перми герцинский тектогенез спаял в единое целое многие площади Тянь-Шаня, где утвердился тектонический режим, близкий платформенному, появился пенеплен, существовавший с конца палеозоя, по меньшей мере, до палеогена включительно. Этот этап развития Земли С. В. Тихомиров [1, c. 410] называл антраколитовым, по частому присутствию в разрезах черных или темных известняков и доломитов, углистых или битуминозных (антраколит – черный органогенный кальцит или доломит). Описываемый временной интервал оказался различным по продуктивности для разных подвижных суперпоясов.
Наиболее выраженные и значительные минерагенические события произошли в регионах Средиземноморья, Казахской горной страны, Монгольском и Среднеазиатском поясах, частично – в Юго-Восточной и Восточной Австралии.
Для нашей проблемы особый интерес представляет то, что на платформах в позднегерцинский этап впервые столь ярко проявился трапповый магматизм, масштабы которого неизмеримо превзошли все подобное в прошлом, в том числе и в раннегерцинское время. Пространственные связи между трапповыми формациями и алмазоносными кимберлитами очевидны, хотя считается, что первые и вторые не связаны между собой ни генетически, ни даже по возрасту становления. Однако нельзя не признать обоснованными мнения об особой роли трапповых синеклиз, в том числе позднегерцинских, в распределении кимберлитов. Так, по мнению Н. А. Божко, в Восточной Сибири [2] поля алмазоносных магматитов формируют краевые пояса по их периферии. В частях приосевых, максимально прогнутых, над мантийными выступами кора слишком утонена и восходящий мощный тепловой поток не способствует сохранению алмазов. Связи излияний траппов с образованием отрицательных структур очевидны и в иных регионах.
Первые проявления щелочных базальтоидов в Котуйской зоне Тунгусской синеклизы состоялись намного раньше основных трапповых излияний триаса, уже в ранней и поздней перми. На западе синеклизы – Енисейское поднятие (нынешний Енисейский кряж) – возникли тела киинского щелочно-карбонатитового комплекса с датами 250– 270 млн лет, что отвечает второй половине пермского периода. В раннем–среднем триасе производные толеитовой (частично оливин-базальтовой) магмы, вероятно, мантийного происхождения (диабазы, габбро-диабазы, габбро, долериты, базальты) заняли около 1, 5 млн км2 (по другим оценкам, 2, 0 и 2, 5 млн км2) нынешней Восточной Сибири.
В Предуральском прогибе становление покровов трапповых базальтоидов предшествовало формированию впадин, выполненных триасовыми отложениями. В Северо-Балхашской геосинклинали со среднего карбона по раннюю пермь накопились андезито-дацито-липаритовые толщи мощностью до 3–4 км (!) [3]. Пермский магматизм затронул Восточную Сибирь (интрузии траппов), Восточную Австралию, южный и центральный сегменты Западной Европы. Он представлен мощными вулканогенными образованиями в Монголо-Охотском поясе, Южном Казахстане, Киргизии, Западном Китае, Южном острове Новой Зеландии. В целом, площади, занятые магматитами, в среднем и позднем палеозое последовательно и плавно наращивались. В этом важное отличие средне-позднепалеозойского магматизма от раннепалеозойского, развивавшегося циклично, с максимумом в ордовике. Количественно это выражалось так (в скобках площади платформенного магматизма, в млн км2): девон – 1, 3 (0, 1); ранний карбон – 1, 8 (0); средний–поздний карбон – 2 (0); пермь – 3, 6 (0, 45).
Завершающая фаза позднегерцинского диастрофизма (ранний–средний триас) характеризовалась еще большим распространением магматических процессов – на площади 4, 2 млн км2 (на платформах – 1, 4 млн км2). Прежде всего, прирост произошел за счет магматической активизации регионов, где иногда подобной деятельности не было уже сотни млн лет – Западная Сибирь, Суматра, Калимантан, отдельные районы на востоке США и т. д.
Столь значительная эндогенная активность не могла не сопровождаться формированием многочисленных рудных и нерудных аккумуляций. Аридные условия этапа, его геократический характер способствовали появлению месторождений медистых песчаников, металлоносных кор выветривания, калийных солей.
1. Историко-минерагенические провинции (эндогенный рудогенез) Для позднегерцинского этапы в пределах континентов Земли выделены историко-минерагенические провинции (ИМП, рис. 1): I. Западноевропейская–Североафриканская. II. Уральско-Казахстанско-Среднеазиатская. III. Южносибирская-Центральномонгольская. IV. Восточно-Австралийская. V. Перилаврентийская.
VI. Тарима – Внутренней Монголии. VII. Енисейско-Оленекская. VIII. Северо-Запада Тихоокеанского кольца. IX. Кордильер.
I. Западноевропейская–Североафриканская ИМП. Площадь провинции одна из наиболее насыщенных эндогенными месторождениями, сформировавшимися в позднегерцинский этап. На формирование гипогенных рудных месторождений в Западной Европе особое влияние оказали крупные срединные массивы: Иберийской Месеты (западней Мадрида), Армориканский (полуострова Котантен и Бретать во Франции), Центрально-Французский, Верхнерейнский, Чешский. Подобные формы совместно образовали Саксоно-Тюрингскую зону с широким развитием основного магматизма. Кислый магматизм доминировал в пределах Молданубской глыбы, объединенных Центрально-Французском, Верхнерейнском, Чешском массивах. На Большом Кавказе в позднегерцинский этап сформировалось множество небольших месторождений, связанных с крупными интрузиями средне-верхнекаменноугольных гранитоидов: редкометалльные пегматиты (W, Mo, Bi, Sn, As минерализация). В позднем карбоне и перми становление малых интрузий гранодиоритов, гранит-порфиров, сиенитпорфиров сопровождалось появлением свинцовоцинковых залежей.
Облик ИМП определяют крупнейшие олововольфрамовые ресурсы Корнуолла, Иберийского полуострова, комплексные золотоносные, полиметаллические, редкометалльные, урановые аккумуляции Центрально-Французского и Богемского массивов. Перечислим основные типы возникших в описываемое время месторождений полезных ископаемых, среди которых: 1 – высокотемпературные гидротермальные жилы, штокверки и грейзены с касситеритом и вольфрамитом рудных полей Эшасьер и Монтебра, связанные с двуслюдяными гранит-порфирами («гранулиты») и альбититами Центрального Французского массива (305–293 млн лет); 2 – низкотемпературные жилы и штокверки красноватого кварца, брекчии с урановой смолкой и флюоритом (Буа Нуар, 260 млн лет), брекчии которого, локализованные среди позднегерцинских гранитов, содержат до 6 % урана; 3 – золотоносные кварцевые жилы, скарны и метасоматиты (Салсинь, Шатле, Шени, Кро-Галле); 4 – скопления руд пятиэлементной формации в дотриасовых породах с датами по ураниниту 235 ± 6 млн лет (Виттихен, германский Шварцвальд); 5 – средневарисские (310–280 млн лет) Чешского массива, скарновые с Fe, W (Меденек); жильные вольфрамовоодовянные (Пехтельсхгрюн, Овизна, Лота); гидротермальные с золотом (Роудни); 6 – юные варисские (270–250 млн лет) Чешского массива: Li-содержащие жильные с Sn, W (Циновец-Циннвальд, Альтенберг); жильные полиметаллические (Кутна Гора, Стара Возница); жильные антимонитовые (Богутин); жильные с киноварью (Дедова Гора); мезотермальные уранинитовые (Пшибрам, Яхимов).
II. Уральско-Казахстанско-Среднеазиатская ИМП. На Урале в среднем–позднем карбоне и перми преобладали обстановки сжатия, определившие покровно-надвиговую структуру этого субмеридионального складчатого сооружения. В восточной зоне Урала тогда же появились тела гранитоидов, а позднее, в триасе, – линейные меридиональные депрессии. В Восточно-Уральском синклинории возникли грабены Буланаш-Елкинский, Челябинский, на севере Тагильского – Богословский, Волчанский, в Зауральском антиклинории – Ирбитский, Анохинский, Кочердыкский, Юламановский, в Тюменско-Кустанайском синклинории – Тюменский, в пределах Убоганского поднятия Тургайской седловины – Кушмурунский. Самые протяженные из них – Челябинский и Убоганский, прослеженные на 100–200 км при ширине в первые десятки километров. Остальные имеют скромные размеры – в длину десятки километров, в ширину первые километры.
Триасовое выполнение грабенов Урала мощностью 1–3 км (до 4 км) принадлежит двум свитам: тулунской нижнесреднетриасовой вулканогенномолассовой и средневерхнетриасовой челябинской сероцветной. Континентальные отложения тулуна часто подстилаются корой выветривания, в том числе по гранитоидам. На базальных конгломератах или брекчиях залегают лавы и туфы базальтов. Отмечены в подчиненном количестве лавы и туфы липаритов. В верхах свиты известны пестроцветы с редкими прослоями бурого угля [10, с. 62–66]. V. V. Zaykov et al. [11, с. 322] связали с позднепалеозойскими гидротермальными изменениями ультрамафитов известные уральские месторождения талька. На площади их рудных полей, помимо собственно тальковых залежей, распространены породы актинолит-тальковые, тальк-тремолитовые, хлорит-тальковые, брейнерит-тальковые. Иногда тальксодержащие образования оказываются перекрытыми продуктами выветривания. Среди талькмагнезитовых пород наблюдаются блоки серпентинитов, рассеченные многочисленными дайками диоритов (Шабровское тальк-магнезитовое, Миааские талькитовые месторождения). Благородный тальк-стеатит образует залежи мощностью 1–2 м на контактах с дайками. Здесь же попадаются и нодулы светло-серого нефрита.
В позднегерцинский этап на Урале возникло множество интересных в экономическом отношении месторождений, связанных с гранитоидами. К ним относят скопления золотоносных сульфидов Березовского (имеются девонские определения, 380 млн лет, но их считают удревлеными), Кочкарского, шеелитовые (Гумбейское), вольфрамитовые (Юго-Коневское), тантало-ниобий-флюоритовые, берилл-флюоритовые, пьезокварцевые. В позднегерцинское время продолжился процесс появления все новых месторождений медноколчеданных руд, начавшийся в силуре. Если самые древние месторождения Кабанское V, Левиха этого типа датируют 430–410 млн лет, то наиболее поздними оказываются средне- и даже позднекаменноугольные – 300 млн лет и моложе [12; 13, с. 132, 133]. Частично позднегерцинскими являются по датам (325–285 млн лет) колчеданы месторождений Дегтярского, им. ХIХ Партсъезда, Учалы, финальные стадии рудообразования Блявинского, Сибаевского, Гая.
К рубежу среднего и позднего карбона относят становление известных пегматитовых месторождений драгоценных камней – изумрудов, аквамаринов, топазов, турмалинов – Мурзинки, описанные в свое время А. Е. Ферсманом. Пегматиты Ильменского заповедника Южного Урала с колумбит-танталитовой минерализацией, вероятно, несколько моложе: они связаны с гранитами, возраст которых 0, 27–0, 21 млрд лет (ранняя пермь – средний триас).
Биотит-карбонатные нефелиновые сиениты– миаскиты Южного Урала датированы 270–260 млн лет (пермь). Их массив в районе станции Миасс, Челябинская область, занимает площадь 30 Ч 5 км.
Миаскиты сопровождают жилы нефелиновых пегматитов, иногда с пирохлором. На севере массива имеется Вишневогорское месторождение ниобия (60о 42’ в.д., 56о 56’ с.ш.) – тела альбититов и альбитизированных пегматитов и зоны карбонатизации. Они и содержат промышленные концентрации малотанталового пирохлора. Концентрации Nb2О5 – 0, 1–0, 2 % [14, с. 50].
Важным источником флюоритового сырья для металлургической промышленности [13, с. 134] с предвоенного времени была Амдерма. Ее залежи предположительно триасового возраста, обнаруженные на берегу Карского моря в северной части Югорского полуострова, эксплуатировались с 1930 г., но ныне работы на месторождении приостановлены [15, с. 417]. Руды Амдермы содержат до 70 % и более флюорита, несколько процентов цинка (максимально 16, 7 %), медь и свинец. Открыто в них и золото, первые граммы на тонну [15, с. 333].
Месторождение находится в пределах Пайхойско-Вайгачского антиклинория, для которого характерна зональность в размещении скоплений: меди и никеля – среди кембрийских метаморфитов в ядре структуры, свинцово-цинковых, флюоритполиметаллических, флюоритовых – на крыльях и в периклинальном замыкании. Жильные, пластовые, гнездообразные и неправильной формы залежи с флюоритом открыты в этом районе в наиболее напряженных тектонических обстановках на сорока площадях среди отложений от рифейских до пермских.
Казахстанский металлогенический пояс протяженностью до 6000 км при ширине до 2000 км и имеет сложное мозаичное строение. Во впадинах Баканас, Калиакэмель, Токрау (север Балхаш-Илийского вулканического пояса) верхи нижней – низы верхней перми представлены трахибазальт-трахилипаритовой формацией. В поздней перми – раннем триасе восточней Караганды появились проявления наземного существенно калиевого контрастного вулканизма аюлинского комплекса. Его аналог – семейтаусский комплекс к западу от Семипалатинска, на западном ограничении Иртыш-Зайсанской складчатой системы герцинид Казахстана. Пермские субширотные рифтовые зоны известны и в соседнем Джунгарском массиве на территории Китая [10, с. 51–56, 61]. Помимо Зайсанской складчатой системы (Горный Алтай + Калбинский хребет, или Калба), К. И. Сатпаевым (1958 г.) для позднегерцинского этапа выделены структурно-металлогенические зоны: 1 – Центрально-Казахстанская мозаичного строения с месторождениями редких металлов (ассоциируют с интрузиями аляскитовых гранитов); 2 – Тургайская с железорудными скарнами Соколовско-Сарбайского рудного поля; 3 – Мугоджары, крайний юг Уральского пояса с хромитовыми, медноколчеданными рудами и асбестом; 4 – Каратаусская с полиметаллическими, золотоносными и редкометалльными рудами Ачисая и Миргалимсая; 5 – Северного Тянь-Шаня с месторождениями полиметаллов, золота, редких металлов. Месторождения различных генетических типов, даже близкие по возрасту, не могли не возникать в отличных структурных обстановках.
Некоторые выводы для позднегерцинского минерагенеза таковы [13, с. 148–154]: 1 – телетермальные стратиформные месторождения медистых песчаников с поздним свинцовым оруденением Джезказганского типа предположительно связаны с невскрытыми позднегерцинскими гранитоидами;
2 – телетермальные свинцово-цинковые залежи типа Ачисай-Миргалимсай в хребте Каратау, хотя и локализованы среди верхнедевонских–нижнекаменноугольных отложений, но тоже сопряжены с позднегерцинскими кислыми интрузивами; 3 – скарново-карбонатные руды Аксоран-Акжальского типа локализуются в приконтактных зонах позднегерцинских (?) гранитоидов; 4 – барит-галенитовые залежи типа Карагайлы-Кайракты, особенно продуктивные в отношении галенита, располагаются вдоль зон разломов и связаны с позднегерцинскими гранитоидами.
Среднеазиатский металлогенический пояс при средней ширине около 400 км протянулся по южной периферии Казахстанского пояса на 2000 км. В начале позднегерцинского этапа здесь внедрялись гипербазиты и габбро, датированные 320– 310 млн лет (верхи раннего и начало среднего карбона), возникали небольшие проявления хромита и платиноидов [13]. Признаками дилатансии, господствовавшими на уровне верхней мантии, считают проявления лампроитоподобного и щелочно-базальтоидного магматизма Чаткало-Кураминских гор, Западного Таласа и Каржантау [16, с. 114–160], которые тяготеют к единой глубинной Лашкерек-Пскемской (Дайбабинской) зоне нарушений. Трубчатые тела описаны в юго-западных отрогах Чаткальских гор, где Лашкерек-Пскемскую зону рассекают субширотный Кошмансайский и северо-западный по простиранию Кенкольский разломы. В зоне влияния последнего имеется Тереклинский грабен, заполненный вулканитами С2 (минбулакская свита). Описываемые тела тянутся вдоль грабена на северо-запад. Диатрема Кошмансай локализована в ЮВ борту грабена на контакте известняков С1 и Акбулакского интрузива. Так как диатрема лампроитоподобных пород рассекает нижнекаменноугольные известняки и в свою очередь рассечена кислыми и основными дайками С2-3, считают, что верхний предел ее возраста – это верхи среднего карбона. Интересно, что лампроиты алмазоносны, содержат обломки серых прозрачных кристаллов полезного компонента (самый крупный – 0, 8–0, 9 мм). По классификации Ю. Л. Орлова, они принадлежат плоскогранным октаэдрам 1 разновидности, реже псевдоромбододекаэдрам той же разновидности.
Алмазосодержащие черные брекчии отличаются повышенными концентрациями самородных металлов и карбидов (железисто-кобальтистой меди, кобальта, когенита (Со, Ni)3C, карбида вольфрама) [16, с. 141].
В середине этапа произошло становление тел гранитоидов (270–260 млн лет, поздняя пермь), с которыми ассоциируют арсенопиритовые скопления, обогащенные Au, Bi, Co. Наиболее продуктивной оказалась поздняя стадия. С ее малыми, тоже пермскими, интрузиями связывают месторождения и проявления Pb, Zn, Sn, Mo, Bi, Au. Минерагенические процессы происходили на фоне заметных тектонических преобразований. Пермский и раннетриасовый рифтогенез отмечен в отдельных районах Иртыш-Зайсанской, Джунгаро-Балхашской областей и в Тянь-Шане. В Чаткальско-Кураминской зоне Западного Тянь-Шаня возникают грабены и горсты, формируются пояса позднепермских даек субщелочного кислого и основного составов. На востоке Заилийского Алатау, в хребте Кетмень (северо-восток Северного Тянь-Шаня), в субширотном троге появляются позднепермские тела трахибазальтов, оливиновых базальтов [10, с. 51–56, 61].
A. Yakubchuk et al. [17] полагают, что герцинский Тянь-Шаньский ороген формировался в ходе позднепалеозойской коллизии континентов Каракум-Таримского и Палео-Казахстанского. Западная часть Тянь-Шаня в Казахстане и Узбекистане образована: 1 – северотянь-шаньской деформированной окраиной Палео-Казахстанского континента; 2 – среднетянь-шаньской позднепалеозойской вулкано-плутонической дугой; 3 – южнотянь-шаньским интенсивно деформированным складчатым и надвиговым поясом на месте окончательного закрытия Палео-Туркестанского океана. На рис. 2 пунктирными линиями выделен временной интервал становления (в пределах погрешности) двух главных месторождений золота: Мурунтау Кызылкумского сегмента и Кумтор на востоке зоны сдвига Талас-Фергана.
Для уточнения времени постколлизионного известково-щелочного, щелочно-известкового гранитоидного магматизма цитируемые авторы отобрали пробы по профилю длиной около 2 тыс. км. Профиль прошел через Северный, Средний и Южный Тянь-Шань. Датирование провели по цирконам методом U-Pb (SHRIMP-II) в лаборатории ВСЕГЕИ. Даты для всех постколлизионных интрузивов уложились в узкий интервал 295–280 млн лет (поздний карбон – ранняя пермь). Возраст реликтовых цирконов составляет 900 – 400 млн лет; среди них нет архейских и палеопротерозойских. Это позволило предположить, что фундамент Кызылкумов неопротерозойский–нижнепалеозойский, с небольшими отторженцами более древних пород. Еще особенность Кызылкумского сегмента – присутствие новообразованных триасовых цирконов с возрастом 230–210 млн лет (интрузия Темиркобук). Даты для интрузий Кураминской дуги в Узбекистане уложились в 320–305 млн лет. Эти магматиты вмещают гигантское Cu-Mo-Au месторождение Калмакыр Дальнее (Kalmakyr Dalnee) в Алмалыке и ряд меньших скоплений Au и Cu. Возраст известковисто-щелочных пород интрузива Улан (Ulan) в Восточном Тянь-Шане тот же – 303 + 3 млн лет. Две стадии золотой минерализации связаны с «субдукционными» (порфировые и гидротермальные системы в породах вулканических дуг) и пост-коллизионными (орогенные залежи) гранитоидами. И интрузии, и скопления золота связывают с транскоровыми сдвигами, образовавшимися в результате субширотного направления горизонтальных перемещений в Тянь-Шане после коллизии в интервале 295–280 млн лет. По этой причине названные раннепермские линеаменты имеют важное прогнозное значение для золотой минерализации [18].
R. I. Koneev [19] в недавнем обзоре, посвященном золоторудным месторождениям Узбекистана, отметил, что он занимает в Мире восьмое-девятое место по масштабам золотодобычи. Только Мурунтау дает 80–85 т золота ежегодно, тогда как во времена СССР – 50 т [15, с. 346]). R. I. Koneev связал возникновение этих крупнейших аккумуляций золота с развитием вулкано-плутонического пояса Белтау-Курама, отметив, что все основные скопления металла – Мурунтау, Кочбулак, Чармитан – находятся в пределах узлов пересечений пояса меридиональными разломами. Месторождения золота в Узбекистане объединяются в три группы: Кызылкум (Мурунтау, Даугыз, Амантайтау, Окьетпес, Космоначи, Мыутенбай, Высоковальтное, Бальпантау), Нурота (Чармитан, Гуюмсай, Мардянбулак, Джизак, Сармич, Бирон, Зармитан), Курама (Кочбулак, Кызылалмасай, Кайрагач, Юг-1). По мнению цитируемого автора, все они позднекаменноугольные–раннепермские.
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--