Строение и развитие палеозойского палеовулкана Тельбесской структуры Горной Шории

Актуальность исследований.

В последнее время в России наблюдается устойчивая тенденция к наращиванию объемов добычи металлических полезных ископаемых — меди, железа, золота и др., что, в свою очередь, требует восполнения минерально-сырьевой базы за счет прироста запасов. В основном, прирост запасов происходит за счет коренных источников. Особенно остро проблема подготовки прогнозных ресурсов и запасов полезных ископаемых стоит для давно сформировавшихся горнодобывающих регионов страны. Интенсивная разработка месторождений полезных ископаемых привела к «истощению» источников сырья. Это, в полной мере, относится и к рассматриваемому в диссертации региону — югу Сибири. На диаграммах, представленных на рис. 1−3, отмечается, что подавляющие объемы ресурсов и разведанных запасов железных руд и меди сосредоточены в регионах, имеющих значительное удаление от металлургических комплексов (Новокузнецкий металлургический комбинат, Западно-Сибирский металлургический комбинат, Салаирский горно-химический комбинат).

Резко сократившиеся в конце прошлого века объемы геологоразведочных работ, направленных на восполнение минерально-сырьевой базы действующих рудников юга Сибири (Горная Шория, Салаир, Хакассия), создали реальную угрозу закрытия действующих горнодобывающих предприятий региона. А если учесть то, что многие рудники являются градообразующими предприятиями, возникает серьезная социальная напряженность данной территории. Для устранения вышеперечисленных негативных факторов необходимо в ближайшее время создать прирост запасов месторождений полезных ископаемых вблизи 'действующих предприятий, так как развитая инфраструктура делает их привлекательными для освоения и позволяет быстро и экономично вести разработку даже относительно некрупных объектов.

В условиях тотального сокращения финансирования поисковой стадии геологоразведочных работ выполнить поставленные задачи непросто — необходимы новые подходы в исследовании подобных регионов. Все эти территории объединяет то, что / предшествующие поколения геологов выполнили огромный объем геологоразведочных работ, требующий, в настоящее время, «переосмысления» имеющихся материалов с позиций новых геологических взглядов, а также с учетом современных горнодобывающих и перерабатывающих технологий.

Потребности в минеральном сырье настоятельно требуют совершенствования научного прогнозирования и поисков, а также переоценки известных рудопроявлений и законсервированных" месторождений. В особенной мере это относится к поиску золоторудных месторождений, так как в предшествующие годы на изучаемой территории велись широкомасштабные геологоразведочные работы на кварцево-жилъный тип оруденения, считавшийся наиболее перспективным. Объем исследований на другие золоторудные типы был недостаточным.

На нынешнем этапе для золоторудных объектов необходимо использовать современные методологические приемы прогноза месторождений золота на основе прогнозно-поисковых моделей, представляющих собой совокупность взаимоувязанных геологических, структурно-тектонических, формационных, геофизических, геохимических, геоморфологических и др. признаков, характеризующих объект прогноза различного ранга от минерагенической (металлогенической) зоны до месторождения и рудных тел. Прогноз Р1, Р2, РЗ приведенные к Р1, млрд. т. ¦ Балансовые запасы, млрц.т. / / J Jf f f //.

У/ fjr/f// v ^ ^ v.

Рис. 1. Распределение прогнозных ресурсов и запасов железных руд по субъектам.

РФ, в млрд. тонн.

На диаграммах видно, что ресурсы и разведанные запасы железных руд, в основном, сосредоточены в европейской части РФ. Для черной металлургии Сибири это приводит к значительным транспортным издержкам.

Рис. 2. Распределение прогнозных ресурсов и запасов меди по субъектам РФ, в млн. тонн.

Балансовые запасы меди России составляют 83.5 млн. т, или около 10% мировых. Основная масса запасов сосредоточена в Норильском рудном районе, иа Урале и в Забайкалье.

Перспективы поисков золота на исследуемой территории связаны с учуленско-казаикольским риолит-андезит-базальтовым комплексом (D]e). Он представлен покровной вулканической и суб вулкан и ческой силлово-дайковой фациями. Учуленско-казаикольский риолит-андезит-б&зальтовым комплекс (Die) вмещает Каларский серебряно-золоторудный узел с золото-серебряно-полиметаллическим оруденением, которое ранее относилось к кол чеданно-полиметалл и ческой формации. Поисково-оценочные работы в пределах исследуемой структуры продолжаются до настоящего времени (Алгаинское рудопроявление). Прогноз PI, Р>. PJ приведенные к PI. тонн «Балансовые запасы, тонн Рис. 3. Распределение ресурсов и запасов золота по субъектам РФ, в тоннах.

Из диаграмм распределения золота видно, что ресурсы и запасы золота повсеместно распространены в регионах Урала, Сибири и Дальнего Востока.

Исследуемая площадь расположена на сочленении складчатых структур Горной Шории и Горного Алтая и характеризуется длительной (от позднего докембрия) и многоэтапной историей геологического развития. Последовательность геологических событий в регионе отражает проиесс преобразования позднерифейской океанической коры в континентальную и консолидацию последней в конце девона — в начале карбона.

Цель работы.

Выявление условии локализации рудопроявлений и месторождений золота на территории юго-западной части Горной Шории.

Совершенствование прогнозно-поисковых критериев для поисков рудных концентраций в крупных вулкано-плутонических структурах.

Прогнозирование рудопроявлений и новых месторождений, на основе предлагаемого комплекса методов с использованием современного компьютерного обеспечения.

Основные задачи исследований.

1. Изучение геолого-структурных особенностей юго-западной части Горной Шории.

2. Реконструкция Тельбесской палеовулканической структуры, на основе фациального анализа отложений и дешифрирования аэрои космоснимков.

3. Определение петрохимических особенностей вулканогенных образований.

4. Выявление геолого-геофизических параметров при проведении палеореконструкции.

5. Выявление структурных условий локализации рудной минерализации и выделение перспективных участков.

Фактический материал и методика исследований.

В основу диссертационной работы положены данные, полученные автором при проведении геолого-разведочных полевых работ и камеральных исследований в юго-западной части Горной Шории и обработке материалов предшественников.

Полевые исследования включали геологические маршруты в пределах исследуемой площади и перспективных участков, направленные на изучение палеовулканической постройкидокументацию канав и керна скважинштуфное и шлиховое опробование, в котором автор участвовал в качестве геолога ЗАО «ЗСГУ», в течение 3-х сезонов.

Сбор и анализ данных аналитических исследований: силикатный анализ, химический (пробирный) анализ, полуколичествениый спектральный анализшлиховойминералогический анализ протолочекобщим объемом 250 шт., из них авторских 47 шт.

В камеральный период самостоятельное изучение включало:

— изучение минерального состава руд и пород под микроскопом (прозрачные и полированные шлифы) 85 шт.;

— дешифрирование аэрофотоснимков масштаба 1:25 ООО и спектрозональных космоснимков Landsat 7 с разрешением на местности 30 м, площадью около 35 ООО м2;

— работа в фондах позволила ознакомиться и изучить материалы 43 производственных отчетов (с 1944 по 1999 гг.);

— статистическая обработка геофизических данных предшественников, химических анализов по данным опробования предшественников, построение графических иллюстраций с помощью программ Statistica, COSCAD 3D, Arc View Gis 3.2a, ArcGis 9.2, ГИС ПАРК 6.

Методика исследования включает в себя: изучение геологического материала масштабов 1:200 ООО, 1:50 ООО, опробование горных выработок и керна скважин (штуфное, бороздовое, сколковое и др.), шлиховые исследования, минераграфическое и петрографическое изучение руд и пород, петрохимические пересчеты, фациальный анализ вулканогенных формаций, анализ результагов геофизических съемок: гравиметрическая 1:200 ООО, аэромагнитная 1:200 ОООдешифрирование аэрои космоснимков, статистическая обработка геологических и геофизических данных.

Научная новизна.

В результате проведенных исследований получены новые данные по геологическому строению региона и условиям локализации золото-серебряной полиметаллической минерализации в юго-западной части Горной Шории. Основные положения исследований можно выразить следующим образом:

1. В пределах Тельбесского района (Горная Шория) выявлена крупная палеовулканическая структура, в поперечнике около 100 км, приуроченная к зоне сочленения глубинных разломов.

2. Установлены области развития жерловой, склоновой, удаленной фаций, как для первой (базальт-андезитовая), так и для второй (андезит-дацит-риолитовая) стадий единой вулкано-плутонической ассоциации.

3. По результатам дешифрирования космои аэрофотоснимков в пределах Тельбесского района выявлена основная закономерность размещения тектонических и структурных элементов.

4. Выявлены особенности рудной локализации в пределах Тельбесской палеовулканической структуры: известная золото-серебряная полиметаллическая минерализация располагается в склоновой группе фаций. Перспективными являются склоновая и околожерловая фации палеовулкана.

5. На основе проведенных исследований рекомендуется рациональный комплекс методов для поисков эндогенного оруденения, включающий в себя: космои аэродешифрирование, палеовуканическую реконструкцию, петрохимический анализ, анализ геофизических полей.

Практическая значимость.

1. Предложен новый взгляд на геологическое строение Тельбесского района Горной Шории с позиции палеовулканической реконструкции.

2. Результаты выполненных исследований позволили предложить комплекс методов при поисках оруденения, который позволил наметить новые перспективные участки на выявление золотого, полиметаллического и железного оруденения.

3. Создана геолого-геофизическая модель Тельбесского района ранне-среднедевонской вулкано-плутонической структуры в западной части Горной Шории, позволяющей по-новому взглянуть на геологическое строение района и его перспективы на выявление новых месторождений полезных ископаемых.

4. Предложенная методика исследований палеовулканических структур может быть использована в аналогичных геологических условиях.

Структура работы.

Диссертация содержит: 193 страницы, состоит из введения, пяти глав и заключения, 9 таблиц, 85 рисунков, и списка литературы из 93 наименований. В автореферате материал изложен по защищаемым положениям.

Выводы.

Зона распространения руды по аналогии с хорошо изученными вулканическими структурами распространяется: для золото-сульфидного оруденения — в склоновой части палеовулкана, также золото с сульфосолями по аналогии с месторождением Купол (на Чукотке) располагается в жерловой зоне. Полиметаллические месторождения — концентрируются вблизи зон разломов в склонной и удаленной зонах. Скарновые месторождения железа находятся на границе склоновой и удаленной зон — вблизи интрузивов.

При рассмотрении аналогичных районов, хорошо изученных на зависимость вулканических образований и руды можно увидеть следующую картину: руда концентрируется над местами внедрения кислых интрузивов (лакколитов, лопполитов), которые располагаются и занимают большие площади ближе к окраинам вулканических структур. Так же месторождения располагаются в приразломных зонах, как правило, пересечений радиальных и кольцевых разломов. Поэтому многие исследователи справедливо считают месторождения приуроченными к разломам, однако же не всегда учитывают что огромную роль в их образовании играет вулканическая постройка, и, вероятно, более правильно будет рассматривать эти объекты с точки зрения вулкано-плутонических образований и связанных с ними ослабленными зонами (разломы). В качестве примера можно привести месторождение Купол на Чукотке. Там, в склоновой зоне палеовулканической постройки располагаются гидротермальные полиметаллические месторождения, в частности зона золото-сульфидного оруденения. В зоне развития жерловой фации тип оруденения меняется на сульфосолевый (Рис. 5,12).

Геологическая карта подготовлена по материалам Бабина Г. А, 2006 {ФГУГП «Запсибгеолсъемка»).

Условны* обозначения ГттитиЛшипои ШШ1 ШЛШШИЯ.

СП1? г со*.

СП' СП*.

О' Ш* СП*.

1 ho СП «1 1 '2.

Г ha СП" СП.

1 U ГЛ 11 1 ] К.

I~" |l9 СП м СП.

СП" 1 1 гз I I г<

EZ3″ m д" СП ^.

1 1 я I Ч за.

1 U' ЕПЗ12 СП 33.

СП" 1 U.

Нипмиаы ?? JJ амия ш 33.

CU39 В СП" .

Ш41 1) J3 | [и.

СИ «.

Ш" у М" та морф НЧИКН о£> Ш R Гй ОПОС и ЧС1 СП50 я X МЙ грвмш^ 52.

Перспективные участки на выделение промышленных типов золотого орудененияО Au-Cu-порфировое О Au-сульфосолевое О Аи-магнетитовое О Au-полиметаллическцз.

Hiprimx М «.

Рис. 5.12. Прогнозно-минералотеннческая карта размещения золоторудных объектов.

Тельбесского района.

Рудоносность зон над интрузивными массивами палеовулканической структуры зависит от уровня эрозионного среза. Так, для глубокого среза, когда осталась лишь ножка массива, полезные ископаемые практически отсутствуют. Наиболее перспективными на рудоносность являются массивы, не затронутые эрозией. В их апикальной части высока вероятность появления гидротермальных полиметаллических месторождений и рудопроявлений.

Заключение

.

Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. Основной структурой Тельбесского прогиба является крупная палеовулканическая структура, располагающаяся в зоне сочленения глубинных разломов (Бийско-Большереченского и Присалаирского), внешний диаметр которой около 100 км, с единым центром извержения, диаметром 10−15 км. Ее формирование в девонское время происходило в две стадии: базальт-андезитовая (здесь развиты лавы и туфы базальтов, андезибазальтов, андезитов и трахиандезитовгоризонты лав и туфов, с незначительным количеством калиевых риодацитов и риолитов, прослои туффитов и туфобрекчий, а также связанные с ними субвулканические тела: штоки и дайки андезитов, диоритовых порфиритов и диабазов) — андезит-дацит-рнолитовая (здесь развиты лавы, туфы, игнимбриты калиевых риолитов, риодацитов, редко дацитовсубвулканические тела: серые крупнозернистые порфировидные микроклиновые биотитовые граниты, лейкократовые граниты, дайки диоритовых, гранодиоритовых и диабазовых порфиритов, гранит-порфиров, кварцевых порфирами, фельзит-порфиров);

Завершающим этапом было внедрение интрузивных массивов (граниты, гранодиориты).

2. Палеовулканическая структура находит свое подтверждение в результатах дешифрирования космои аэрофотоматериалов.

3. Палеовулкан сложен магматическими продуктами единой вулкано-плутонической ассоциации, относящейся к известково-щелочной серии.

4. В результате анализа геофизических данных установлено, что: а) Вулканическая структура уверенно дешифрируется в геофизических полях и их трансформациях. Каждой из зон постройки соответствует определенный набор параметров магнитного и гравитационного полей, отличающихся от обрамляющих отложений. В то же время следует отметить, что эффективность интерпретации геофизических данных достигается только на основе совместного анализа геофизики с материалами геологических исследований. б) В результате интерпретации геофизических данных стало возможным определить уровень эрозионного среза для интрузивных массивов. Для массивов, находящихся в юго-восточной и восточной частях палеовулкана уровень среза весьма глубокий, однако ножки массивов еще не вскрыты. Для массивов, находящихся в западной и северной частях структуры — часть из них вскрыта лишь незначительно, а часть еще перекрыта вышележащими отложениями мелового возраста. в) Геофизическую съемку можно рассматривать в качестве вспомогательного метода для подтверждения выводов, базирующихся на геологическом картировании и выявлении рудных очагов.

Таким образом, данные геофизических исследований, в целом, подтверждают наличие в пределах Тельбесского субпрогиба крупного палеовулканического сооружения.

5. Для данной территории впервые проведен анализ структурного положения уже известных точек рудной минерализации и выполнен прогноз обнаружения новых рудопроявлений и месторождений в выявленной палеовулканической структуре.

В пределах центрального жерла в полях развития жерловой фации следует ожидать по внешнему контуру — золото-сульфосолевое (аналог месторождения «Купол» на Чукотке), а в центральной части золото-медно-порфировое, золото-магнетит-скарновые (месторождения Ауэрбаховско-Турьинского рудного района). По классификации американских геологов это месторождения ресургентных кальдер (обрушения).

В склоновой фации следует ожидать золото-полиметаллические рудопроявления и месторождения.

Перспективными являются апикальные части интрузивных массивов, где можно ожидать золото-магнетитовое («Новогоднее Монто») и порфировые месторождения с золотом по классификации месторождений плутонического типа.

6. Проведенные исследования показали, что важнейшим направлением для поисков новых рудных объектов является целенаправленное выявление и палеореконструкция вулканоструктур с выделением в ее пределах жерловой и околожерловой групп фаций.