Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геология, геодинамика и металлогеническая оценка магматических очаговых структур

ВАК РФ 04.00.11, Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений, металлогения

Автореферат диссертации по теме "Геология, геодинамика и металлогеническая оценка магматических очаговых структур"

I и 0 и

о г шон 1397

На правах рукописи

СТРИК ЮРИЙ НИКОЛАЕВИЧ

ГЕОЛОГИЯ, ГЕОДИНАМИКА И МЕТАЛЛОГЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МАГМАТИЧЕСКИХ ОЧАГОВЫХ СТРУКТУР

Специальность 04.00.11 - геология, поиски и разведка рудных-и нерудных месторождений, металлогения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Воронеж 1997

Работа выполнена на кафедре геологоразведочного дела и полезных ископа мых геологического факультета Воронежского государственного университет Научные руководители - член-корреспондент РАН,

доктор геолого-минералогических нау}

профессор Н.М.Чернышов доктор геолого-минералогических науь

профессор И.Н.Щеголев

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических нау1

профессор В.Л.Бочаров доктор геолого-минералогических науь Е.А.Рогожин

Ведущее предприятие: государственное геологическое предприятт

"Воронежгеология"

Защита состоится мая 1997 года в 15 часов на заседании диссертац] онного совета Д 063.48.04 при Воронежском государственном университете г адресу: 394693, г. Воронеж, Университетская пл., 1.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Воронежскм государственного университета.

Автореферат разослан 2И апреля 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор геолого-минералогических наук профессор {^с^^са Г.В.Холмовой

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Понятие "магматическая формация" было выработа-э для обозначения естественных геологических объектов надпородного уров-1 организации вещества, то есть сообществ горных пород, характеризующих-[ общностью происхождения и времени образования. С момента появления ¡рмина "магматическая формация" в практике геологических исследований эошло почти столетие, оформилась новая фундаментальная отрасль геологи-:ского знания - учение о магматических формациях и метод формационного 1ализа, однако до настоящего времени остался не выясненным главный во-эос: что такое магматическая формация ?

Многочисленные исследования по проблеме выделения, систематики, тер-инологии и таксономии магматических формаций в достаточной мере проясни многие кардинальные вопросы, но по-прежнему остаются открытыми гавные: какова иерархия формационного уровня организации вещества, :олько подуровней он содержит и что такое магматическая ассоциация низ-его ранга организации иерархического ряда, его первый член или элементарен ячейка? Дополнительную остроту проблема приобрела в связи с активным шяннем теории тектоники плит и геодинамики на учение о магматических эрмациях и возникшей необходимости пересмотра некоторых основных по-)жений учения.

Проблема магматических формаций имеет и прикладной аспект. До на-оящего времени многие запросы и требования полевой геологин и геологиче-:оIг картографии в отношении магматических ассоциаций остаются во мно->м не удовлетворенными. Объективно существует достаточно серьезное про-шоречие между практикой геологического картирования и предлагаемыми 1риантами решения. Существенно повысились требования геологической тактики к прогнозно-поисковой стратегии, основанной на формационном гализе.

Все эти обстоятельства предрешают необходимость исследований, направ-

ленных на решение как общей проблемы магматических формаций, так и о дельных ее вопросов, предопределяют их актуальность, фундаментальную практическую значимость.

Цель и задачи исследования. Настоящая работа ограничивается только стыо общей проблемы магматических формациях и ставит своей целью выяс ние закономерностей формирования, строения и субординации синхрон; магматических ассоциаций разного ранга, разработку методов и правил выделения, анализа и металлогенической оценки. Для достижения цели требе лось последовательное решение следующих задач:

- логико-методологический анализ проблемы магматических формаций, тановление способов решения проблемы;

- разработка теоретической модели элементарной магматической систе как теоретической базы исследования реальных магматических объектов;

- разработка методов анализа естественных магматических ассоциаций;

- выявление иерархической структуры и закономерностей строения рса ных магматических систем и связанных с ними металлогенических объектов;

- разработка системы количественных методов металлогенического р онирования и прогноза рудных объектов, связанных с магматическими ассоц циями.

Фактический материал и методика исследований. В основу диссертационно работы положены результаты, полученные автором при выполнении тематиче ских госбюджетных исследований, проводившихся Воронежским государа венным университетом в период 1981 - 1990 г.г. по планам комплексных нау^ но-технических программ Минвуза РСФСР (№№ гос. регистраци 0182.4029982 и 76033209), и хоздоговорных работ по заказу Южно-Киргизско геологической экспедиции. В процессе выполнения работ были посещены ос новные эталонные объекты коллизионного магматизма и связанные с ним] крупнейшие рудные, поля и месторождения Туркестано-Алая; изучен керн боле 50 скважин.

В работе автор имел возможность использовать фактические данные п<

агматизму Туркестано-Алая, полученные геологами Гсодинамической партии )жно-Киргизской геологической экспедиции.

Материалы по Лискинскому гранитному массиву любезно предоставлены .Ю.Скрябиным, при анализе еланского комплекса автор использовал данные М.Чернышова, С.М.Фролова. В работе также использовался картографиче-сий и аналитический материал, предоставленный геологами Южно-иргизской геологической экспедиции и государственного геологического редприятия "Воронежгеология". Обобщен имеющийся фондовый и опублико-шный материал по магматизму Туркестано-Алая и Воронежского кристалли-зского массива.

Методологической основой решения сформулированной проблемы слу-или принципы системного анализа и метод теоретического моделирования, ля исследования эволюции аномальных тепловых полей применялся метод атематического моделирования; дифференциальные уравнения теплопровод-ости решались методом конечных разностей. Обработка количественных анных осуществлялась методами математической статистики ;орреляционный и регрессионный анализ, К- и (^-факторный анализ). Для $учения закономерностей размещения магматических тел разработан специ-тьный метод, основанный на трансформации графических данных в цифро-з1е, их последующей геометризации и сравнении с результатами теоретическо-) моделирования пространственной структуры магматических систем. Разра-этаны специальные методики прогноза металлогенической зональности рудых узлов и прогноза потенциальных рудных полей, основанные на количеством моделировании тепловых и геохимических потоков в аномальных теп-эвых полях очаговых структур.

Научная новизна. Установлена основная закономерность пространствен-эй организации одновозрастных магматических тел: 1) объединение отдель-ых тел в осесимметричные магматические центры с обратным экспоненциаль-ым законом плотности их размещения от квадрата расстояния до оси симмет-яи; 2) организация отдельных магматических центров в латеральные ряды

линейного или полигонального типов.

Доказано, что формационный уровень организации синхронных магма тических ассоциаций имеет трехранговую иерархическую структуру. Выявлень три закона композиции, по которым происходит организация магматически: систем второго и третьего ранга.

"Установлена строгая периодичность линейного и полигонального типов ] пространственном размещении эндогенных рудных узлов. Обоснована зави симость пространственных границ и внутреннего строения эндогенных рудны: узлов от топологии аномального теплового поля очаговых структур.

Обоснована ведущая роль аномального теплового поля очаговых струк тур в процессах формирования, миграции, гидродинамического сосредоточе ния и замыкания геохимических потоков и образования рудных полей.

Практическая значимость результатов работы. Установленная иерархиче екая структура формационного уровня организации магматических тел и раз работанные методы их выделения и анализа положены в основу концепцж формационного анализа магматических образований на геодинамической ос нове. Методические рекомендации, касающиеся особенностей изучения и гео логического картирования коллизионных гранитоидов, изданы в серии мето дических руководств по геодинамическому анализу при геологическом карти ровании.

С участием автора созданы на геодинамической основе легенда к карт магматических формаций Воронежского кристаллического массива (ВКМ) ] схематическая карта магматических формаций юго-востока ВКМ.

Разработаны количественные методы прогнозного металлогеническоп районирования и регионального и локального прогноза рудных объектов функционально связанных с магматическими системами.

Практическую ценность представляет схемы прогнозного металлогениче ского районирования Центрального сектора Туркестано-Алая и прогноза Те гермачского рудного поля, переданные в Южно-Киргизскую геологическуи экспедицию.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на II Всесоюзном петрографическом совещании (Новосибирск, 1986 г.), II Все-эюзной конференции по проблеме " Системный подход в геологии теоретические и прикладные аспекты)" (Москва, 1986 г.), конференции Проблемы магматической и метаморфической петрологии" (Москва, 1995 г.), сесоюзной школе-семинаре по геодинамическому анализу (Ош, 1988-1990г.г.), также на научных сессиях Воронежского государственного университета 988-1995 г.г.). Основные положения диссертационной работы изложены в !естл статьях и монографии.

Объем и структура работы. Диссертация общим объемом 223 страницы, в зм числе 143 страницы текста, 12 таблиц, 44 рисунка и список литературы 169 аименований, состоит из введения, шести глав и заключения.

В первой главе рассмотрена теоретическая модель эволюции элементар-ой магматической системы. Показана ее трансформация в систему одновозра-гных магматических тел - очаговый комплекс, которые формируют первый анг формационного уровня системной организации. Установлены основные ризнаки очаговых комплексов и их структура. На основе теоретической моде-и разработаны методы исследования естественных очаговых комплексов.

Вторая глава посвящена анализу природных магматических очаговых эмплексов Туркестано-Алая, Воронежского кристаллического массива и дру--IX регионов. Показано, что системная организация отдельных магматических :л в аномальные структуры с определенным законом размещения, комагма-^чностью всех слагающих их пород и концентрической петрохимической зо-альностыо - общее явление для геологически синхронных магматических об-ззований и может рассматриваться как закон их пространственной компози-ии.

В третьей главе на основе моделирования и анализа пространственного азмещения магматических образований Туркестано-Алая и Воронежского эисталлического массива установлены три класса магматических систем вто-эго ранга формационного уровня организации, отличающиеся законами

пространственной композиции.

В четвертой главе рассмотрена общая иерархическая структура синхрор ных магматических ассоциаций, даются определения основных понятий.

Пятая глава посвящена анализу иерархической структуры металлогенич« ских объектов, функционально связанных с магматическими системами ра: личного ранга. Показана зависимость закономерностей их строения от топ( логии аномальных тепловых полей очаговых структур. Результаты моделирс вания подтверждаются на примере закономерностей размещения рудных об! ектов в регионе Туркестано-Алая.

В шестой главе обоснована ведущая роль аномального теплового пол очаговых структур в процессах формирования, миграции, гидродинамическог сосредоточения и замыкания геохимических потоков.

Диссертационная работа выполнена на геологическом факультете Ворс нежского государственного университета под руководством членг корреспондента РАН, доктора геолого-минералогических наук, профессор Н.М.Чернышова, которому автор приносит особую признательность и благе дарность.

Автор' выражает искреннюю благодарность профессору И.Н.Щеголев;

своему первому научному руководителю, за внимание, помощь и поддержку.

Автор пользуется возможностью выразить глубокую признательност профессору Л.И.Четверикову за постоянное внимание к работе, всестороннк» помощь и содействие. Многие вопросы и результаты исследований обсуждг лись с В.М.Ненаховым.В процессе работы автор пользовался полезными сов( тами и консультациями В.А.Канцерова, И.П.Лебедева, Ю.С.Ляховкин; В.Ю.Скрябина. Автор считает своим приятным долгом выразить искрению! благодарность всем коллегам по работе, сотрудникам Проблемной лаборатс рии геологии, кафедры геологоразведочного дела и полезных ископаемых з посильную помощь и благожелательное отношение.

ОБОСНОВАНИЕ ЗАЩИЩАЕМЫХ ПОЛОЖЕНИЙ

I. Конечным результатом эволюции элементарного магматического очага вляется очаго вый комплекс • аномальн о е„ уз лов о е_ с копление одновозрастных агматических тел, образующих первый ранг формационного уровня системой организации вещества. Очаговый комплекс характеризуются: 1) осевой имметрией; 2) обратной экспоненциальной зависимостью плотности разме-1сния магматических тел от квадрата расстояния до оси симметрии очагового реала; 3) комагматичиостью слагающих тела пород: 4) закономерным нзмене-ием состава пород в зависимости от их местоположения относительно оси имметрии.

Логико-методологический анализ показал, что невозможно сформировать грогую систему понятий формационной геологии на эмпирической основе; странение всего комплекса противоречий проблемы магматических формаций ероятно только за счет развития теоретической надстройки учения о магмати-еских формациях.

Для решения поставленной задачи была разработана теоретическая мо-ель эволюции элементарной магматической системы, базирующаяся на трех сходных положениях: 1) среда, где возникает и развивается магматический роцесс, однородная по вещественному составу и изотропная по физико-еханическим свойствам; 2) плавление осуществляется под воздействием лока-изованного в пространстве и времени аномального теплового потока; 3) ис-одный магматический расплав и остаточные продукты его дифференциации сегда имеют тенденцию к эвтектическому составу. Результаты моделирования оказали, что при воздействии на однородный горизонтальный полуограни-енный слой теплового потока, ориентированного вертикально и обладающе-э симметрией цилиндра, образуется простейшая в рамках принятых исходных опущений магматическая система - обособленный в пространстве и времени агматический очаг, способный к саморазвитию .- моногенный магматиче-<ий центр. Он функционирует в автоколебательном режиме и, в

конечном итоге, трансформируется в совокупность сближенных в пространст ве, геологически синхронных магматических тел. В соответствии с законо\ изоморфизма общей теории систем такая ассоциация как производная и ко нечное состояние эволюции простейшего магматического очага является эле ментарной магматической ассоциацией. Она характеризуется круговой сим метрией, обратной экспоненциальной зависимостью плотности размещенш магматических тел от квадрата расстояния до оси симметрии, комагматично стыо всех слагающих ее пород и концентрической петрохимической зонально стью и обозначена термином "очаговый комплекс". Очаговые комплексы ела гают первый ранг формационного уровня системной организации магматических тел.

Магматические процессы, генетически связанные с аномальным тепловьш потоком, являются только необходимым компонентом более общей эндогенной системы. Интегральная динамическая система тепло-массоперсноса, концентрирующая тектонические, магматические, гидротермальные и рудногене-тические процессы, обусловленные действием локализованного в пространства и времени аномального теплового потока названа центром эндогенной активности. Ее статическим эквивалентом является очаговая структура - системе всех геологических элементов, образование которых связано с функционированием центра эндогенной активности.

Анализ одновозрастных магматических образований Туркестано-Алая г ВКМ показал, что существуют природные магматические ассоциации, адекватные в указанных отношениях теоретической модели.

В регионе Туркестано-Алая анализировалось размещение синхронш магматических тел раннепермского возраста, образование которых связано этапом формирования складчатой структуры региона. Установлено, что отдел ные пространственно обособленные магматические тела сгруппированы восемь аномальных узловых скоплений, внутри которых расстояния меж, массивами существенно сближены (Стрик, 1995). В каждой аномальной гру пировке доказано систематическое уменьшение плотности размещения ма

этических тел от центра к периферии, в среднестатистической структуре распре-еление плотности близко к теоретическому (корреляционное отношение р=0,96 ри ц=0.01). В наиболее хорошо изученных аномальных структурах обнаружено татистически значимое изменение химического состава пород интрузий в зависи-юсти от их расстояния до геометрического центра структур. От центра к перифе-ии уменьшается содержание тугоплавких компонентов: М^О, СаО; и наоборот величивается количество щелочей и окиси алюминия. Обоснован а комагматич-ость слагающих интрузивные массивы пород, их принадлежность к единой петро-енетической серии. По указанным признакам выделенные аномальные простран-твенные группировки адекватны теоретической модели элементарной магматиче-кой системы, и, следовательно, являются очаговыми комплексами.

В юго-восточной части Воронежского кристаллического массива анализи-овалось размещение норитовых интрузий, объединяемых в еланский нориг-.иоритовый комплекс раннепротерозойского возраста. Доказано, что достовер-¡0 установленные к настоящему времени и заверенные бурением интрузии обра-уют компактную пространственную группировку, имеющую характерные при-наки магматической системы очагового типа - отчетливую пространственную труктуру, выраженную наличием симметрии относительно оси Ьг, близкий к еоретическому закон размещения, генетическое родство всех пород, слагающих диную петрогенетическую серию и концентрическую петрохимическую сгрукту->у. В данных отношениях исследуемая структура аналогична теоретической мо-,ели элементарной магматической системы, следовательно является очаговым омплексом.

Анализ литературных данных свидетельствует, что системная организация сдельных магматических тел в аномальные структуры с определенным законом смещения, комагматичностью всех слагающих их пород и концентрической ¡етрохимической зональностью - общее явление для геологически синхронных 1агматических образований, независимо от их состава, времени образования и 1есгоположения, и может рассматриваться как закон их пространственной ком-гозиции.

II. Второй ранг формациокного уровня организации магматических те: состоит из трех типов ассоциаций, представляющих пространственные компо зиции по различным законам синхронных магматических систем первого ран га: 1) вертикальный осееимметричный ряд магматических очагов (полигенньп магматический центр'); 2) латеральный линейный ряд магматических очагов размещенных регулярно с определенным периодом вдоль кривой логарифми ческой спирали: 3) латеральный полигональный ряд магматических очагов размещенных регулярно с определенным периодом по узлам гексагонально! сетки.

Иерархический ряд магматических систем, охватывающий формационньн уровень организации вещества, начинается с обособленного в пространстве 1 времени магматического очага с однородным расплавом и его статической изоморфного аналога - очагового комплекса (первый ранг). В соответствии законом системности общей теории систем обязательно должен существовав второй ранг организации магматических ассоциаций, представленный различ ными комбинациями магматических систем первого ранга, выступающих роли элементов и организованных в единое целое по некоторым законам ком позиции. В результате моделирования и анализа естественных магматически: ассоциаций Туркестано-Алая и Воронежского кристаллического массива уста новлено, что второй ранг формационного уровня организации вещества вклю чает только три типа магматических систем, различающихся законами про странственной композиции слагающих их магматических систем первого ранг (рис. 1):

1) Вертикальный ряд синхронных магматических очагов с разнотипным] расплавами (полигенный магматический центр). Исследование теоретическо] модели нагревания пластины, состоящей из отдельных слоев разного составе от вертикального цилиндрического источника тепла (Масуренков, 1979) пока зало, что в результате формируется вертикальный ряд синхронных магматиче ских очагов, имеющих общую вертикальную ось симметрии Ц.. Эволюция та кой магматической системы завершается образованием пространственно сс вмещенных, одновозрастных, но генетически разнотипных магматл

Рис. 1. Иерархия формационного уровня организации синхронных магматических ассоциаций

ческих тел, имеющих общий ареал размещения узлового характера, единую оа симметрии, общую пространственную структуру, выраженную обратной экспо ненциальной зависимостью плотности размещения магматических тел от квадрата расстояния до вертикальной оси симметрии. Такая ассоциация магматиче ских тел является статическим эквивалентом полигенного магматического центр! и обозначена как "магматический узел".

Типичными представителями этого класса являются многие современньк действующие вулканические центры, состав продуктов которых отличается раз личными трендами дифференциации и признаками гибридизма.

Интрузивные аналоги магматических узлов широко распространены в ре гионе Туркестано-Алая. Признаки полигенности и гибридизма установлены 1 очаговых структурах раннепермского возраста, магматические образованы; которых геологически синхронны, но относятся к трем типам петрохимически; серий: известково-щелочной, латитовой и шошонитовой (Ненахов, 1988). К объ ектам этого класса относятся группы интрузий, сложенные экзотической ассо циацией геологически одновозрастных нефелиновых и щелочных сиенитов, гра нитов и гибридных пород промежуточного состава.

2) Латеральный линейный ряд магматических очагов с однотипными рас плавами, размещенных регулярно с определенным периодом вдоль правильно! кривой логарифмической спирали. Анализ установленных раннепермских очаго вых структур Туркестано-Алая показал, что они образуют единый субширотньи ряд (рис 2), характеризующийся отчетливой пространственной архитектурой пространственное расположение геометрических центров очаговых структу] хорошо аппроксимируется уравнением логарифмической спирали в полярны: координатах Ь=рекФ (корреляционное отношение ц=0,995 при уровне значимосп §=0.01), а отдельные очаговые структуры располагаются строго регулярно с пе риодом в среднем около 50 км (Х=48,1 км; 8=2.15) вдоль этой кривой (Стрик 1995).

Подобная структура установлена для гранитоидов Б-типа региона. Он пред ставлен рядом из пяти однотипных очаговых комплексов, геометрические центры

Рис. 2. Схема распространения постсубдукционных коллизионных магматитов в структуре Туркестано-Алая:

1-интрузивные тела; 2-геометрические центры очаговых структур; 3-условные границы очаговых структур; 4-граннцы структурно-вещественных комплексов; 5-ллння логарифмической спирали и ее полюс; 6-10-структурно-вещественные комплексы: 6-мезокайнозойскии, 7-карбонатный среднепалеозойский, 8-терригенно-кремнистый среднепалеозойский, 9-осадочно-вулканогенный среднепалеозойский, 10-терригенно-молассоидный.

которых располагаются достаточно регулярно (Х=24 км) вдоль линии, опись ваемой уравнением логарифмической спирали (р=0,96 при g=0,05).

Наличие элементов (очаговых комплексов) и отчетливой пространствен ной структуры, выраженной в строго периодичном размещении отдельны очаговых структур вдоль правильной кривой, описываемой уравнением логе рифмической спирали, позволяет отмести данные ассоциации к магматически] системам второго ранга, названных термином "магматический комплекс ли нейного типа". Анализ литературных данных свидетельствует, что системна организация отдельных очаговых структур в правильные латеральные ряд! характерна для всех современных магмоактивных зон линейного типа и и палеоаналогов. Их образование является результатом эволюции правильно го латерального линейного ряда магматических очагов с однотипным расплавами и может объясняться явлением гравитационной конвекции формированием восходящих потоков тегшо-массопереноса в узкой зоне взаг модействия литосферных плит.

3) Латеральный полигональный ряд магматических очагов с однотипны ми расплавами, размещенных регулярно с определенным периодом по узла] гексагональной сетки. Привлечение механизма гравитационной конвекции дл объяснения природы магматических систем линейного типа позволяет предпс дожить, что должны существовать магматические системы, генетически св$ занные с иным, ячеистым типом конвекции в горизонтальном однородно слое. Этот тип конвекции образуется при условии подачи тепла по всей пс верхности нижней границы зоны магмогенерации и характеризуется размещ< нием восходящих тепловых потоков и, соответственно, магматических очаго по узлам гексагональной решетки. Эволюция такой магматической систем1 завершается формированием магматического комплекса полигонального типа

Естественная магматическая ассоциация с пространственной структуре по закону плотнейшей гексагональной упаковки установлена при исследовг нии раннеиротерозойских гранитоидных образований Воронежского кристат лического массива, объединенных в бобровский комплекс. Геометризаци

рудные и магматические системы второго ранга

металлогеническая зона полигенный рудный узел

*

магматический комплекс линейного типа ...... ~ ^ -1 полигенный магматический узел

металлогеническая область

магматическии комплекс полигонального типа

закон композиции

рудные и магматические

системы первого ранга ' (элементы)

регулярное размещение синхронных рудных и магматических систем первого ранга с определенным периодом вдоль кривой логарифмической спирали

моногенный рудный узел моногенный рудный узел

очаговый комплекс очаговый комплекс

т т

моногенный магматический центр моногенный магматический центр

организация синхронных рудных и магматических систем первого ранга вдоль общей вертикальной оси симметрии

моногенный рудный узел моногенныи рудный узел

очаговый комплекс очаговый комплекс

т т

моногенный магматический центр моногенный магматический центр

регулярное размещение синхронных рудных и магматических систем первого ранга с определенным периодом по узлам гексагональной решетки

моногенный рудный узел моногенный рудный узел

т

очаговый комплекс очаговый комплекс

т т

моногенный магматический центр моногенный магматический центр

Рис. 3. Принципиальная схема формирования и иерархия металлогенических объектов, функционально связанных с магматическими системами

эмпирических данных плотности размещения интрузий в северной части ареал; показала, что отдельные локальные группировки располагаются в центре i вершинах шестиугольника, приближающегося к правильному. Величина осе вых углов изменяется в пределах 50-75°, расстояние между узлами в среднел 41,4 км. Из-за слабой изученности генетический тип отдельных магматически; центров достоверно не определен.

Условия формирования магматических систем полигонального типа предположительно, могли быть реализованы только при внутриплитной об становке при условии значительного регионального теплопотока. Имеющиео данные свидетельствуют о существовании полигонального типа структурь магматических систем в некоторых других регионах (Юшманов, 1985; Kutina 1983 ).

III. Закономерности размещения рудных узлов, функционально связанны? с магматическими центрами, детерминированы законами пространственно! композиции магматических систем второго ранга. Границы и внутренне* строение рудных узлов обусловлены топологией аномального теплового пол! очаговых структур. Закономерности размещения рудных и металлогенически; объектов в регионе Туркестано-Алая не противоречат и соответствуют полу ченным результатам моделирования.

Функциональная связь оруденения с магматизмом подтверждается все{ практикой геологических работ и может быть принята как аксиома: магмати ческие процессы всегда сопровождаются процессами рудогенеза. В таком слу чае любая магматическая система потенциально является и рудно магматической системой. Тип связи оруденения и магматизма при этом о" прямой генетической до отдаленной парагенетической. В соответствии с ак сиомой о связи магматических и рудных объектов каждому типу магматиче ской системы отвечает определенная металлогеническая система, а соподчи ценность и закономерности размещения металлогенических объектов детерми нированы иерархией и законами пространственной композиции магматиче ских систем (рис. 3). Выделив в координатах пространств;

времени магматическую систему, более доступную для обнаружения, полу-гнныс данные можно использовать как основу для металлогеничсского про--юза.

С учетом размеров, узлового характера размещения магматических тел, и зязи с единым локализованным в пространстве и времени тепловым потоком агматический центр в металлогеническом плане соответствует категории удного узла; магматическому комплексу линейного типа отвечает металлоге-ическая зона, а магматическому комплексу полигонального типа - металло-:ническая область. Важнейшая характеристика металлогенической зоны и еталлогенической области - строго периодическое размещение слагающих их удных узлов.

Поскольку протекание всех процессов в очаговой структуре обеспечивает-1 ее энергетическим потенциалом, внешней границей очаговой структуры (и эответственно рудного узла) считается некоторая поверхность, совпадающую максимальным удалением в пространстве фронта теплового воздействия цен-ра эндогенной активности. Все рудообразующие процессы, функционально вязанные с магматизмом и протекающие за счет энергии аномального тепло-ого поля, могли иметь место только внутри этого контура.

Результаты моделирования показали, что отдельный рудный узел теоре-ически характеризуется концентрическим строением, обусловленным литеральной температурной зональностью очаговой структуры и выраженным оследовательной сменой в пространстве зон телетермального, низко-, средне-, ысокотемпературного рудогенеза. В металлогенической зоне, вследствие заимодействия тепловых полей очаговых структур, совмещаются линейная и онцентрическая типы зональности.

На основе моделирования теплового поля очаговых структур целтрально-э сектора Туркестано-Алая составлена схема потенциальной рудной зональ-ости исследуемой области. В расчетной сфере влияния аномального теплового оля оказалось значительное количество рудных объектов. Размещение и фор-ационный тип части из них (в первую очередь месторождений олова, вольф-

рама, некоторых золоторудных и полиметаллических, для которых устанавли вается генетическая связь с гранитоидами) соответствуют прогнозируемо) зональности исследуемых рудных узлов в средне- высокотемпературной части что свидетельствует о достоверности прогнозной модели для данного темпера турного диапазона. В пределах расчетной телетермальной области рудогенез; оказалась значительное количество ртутно-сурьмяных месторождений. Хот генетическая связь их с магматизмом маловероятна, но сопоставимость рас четных и фактических данных о возрасте, продолжительности формирован« и размещении ртутно-сурьмяных месторождений региона, указывает на и: зависимость от аномального теплового поля раннепермских очаговых струк тур (Стрик, 1994).

IV. Непременными условиями, определяющими формирование и положе ние рудных полей в пределах рудных узлов являются: П собирательная пред рудная концентрация рассеянного рудного вещества в зонах термического фо кусирования. обусловленных особенностями кинематики теплового поля оча говых структур: 2> замыкание миграционного потока в долгоживущих локаль ных участках термической стабилизации критической изотермы кристаллиза ции соответствующего рудного компонента.

На основе моделирования установлено, что под воздействием аномально го теплового поля в пределах очаговых структур возникает миграционньп поток - направленное перемещение вещества, ведущее к образованию геохими ческого поля, в строении которого выделяются зоны мобилизации, миграции I осаждения. Границами зон являются инвариантные топологические поверхно сти - интегральные температурные границы, соответствующие предельном; положению в пространстве определенной изотермы теплового поля очаговы: структур.

Правомерность геодинамической модели подтверждается на пример строения аномального геохимического поля редких щелочных металлов в око лоинтрузивном пространстве Лискинского гранитного массива раннепротеро зойского возраста (Воронежский кристаллический массив). В строении литие вой аномалии статистически отчетливо выделяются три области

5нутренняя (зона миграции), примыкающая непосредственно к интрузии, рас-юложена в температурной зоне 720-790 °С мощностью первые сотни метров; одержания лития в среднем по зоне 45-60 г/т, что в 1,5-2 раза превышает сред-ше фоновые. Средняя область (зона замыкания потока) расположена в темпе-»атурной зоне 510-720 °С, характеризуется максимальными содержаниями ли-ия до 90-100 г/т; мощность зоны достигает 1,5 км. Краевая область расположена на периферии в температурной зоне 370-510 °С; мощность зоны до 4-5 км, одержание лития постепенно снижается по мере удаления от интрузии от 45-50 /т до фоновых значений (30 г/т). Полученные данные показывают, что гранивши геохимических зон являются инвариантные топологические поверхности оответствующих интегральных изотерм.

Направление миграции в каждый момент времени контролируется морфо-огией изотермических поверхностей. На начальных этапах эволюции ано-1ального теплового поля наблюдается резко неоднородное распределение тем-ературы и сложная морфология линий изотерм и границы области мобилиза-,ии, зависящие от формы интрузивных тел. Выделяются два принципиально азличных типа участков миграции: 1) векторы переноса ориентированы в асходящихся направлениях; 2) векторы переноса сходятся к некоторой осевой инии, вплоть до формирования замкнутых или полузамкнутых участков со воеобразным центром фокусирования. В первом случае при расширении об-асти мобилизации и увеличении протяженности ее границы проявляется тен-енция к рассеянию поровых флюидов, которые мигрируют в расходящихся аправлениях. Во втором случае проявляется обратная тенденция, вызывающи сосредоточение рудного вещества. Явление собирательной концентрации ассеянных поровых флюидов аномальным тепловым полем очаговой струк-уры названо фактором термического фокусирования. Участки, где происхо-ит дорудная концентрация флюидов, представляют значительный интерес с рогнозно-поисковой точки зрения. Размеры таких участков и время действия них факторов термофокусирования существенно различаются. Самые мощ-ыезоны термофокусирования выделяются в местах сочленения наиболее

крупных очаговых структур, где происходит взаимодействие их тепловых по лей. В общем случае чем больше размеры такой области и чем длительнее вре мя ее существования, тем значительнее масштабы и степень локализации пред рудной концентрации полезных компонентов. В пользу данного положени свидетельствует факт приуроченности основных рудных полей ртутно сурьмяного оруденения Туркестано-Алая к удаленным частям мощных 301 термофокусирования в местах сочленения крупных очаговых структур.

Замыкание миграционного потока в первую очередь определяется крити ческой температурой, при которой скорости растворения и кристаллизацш определенного минерального компонента равны. Поэтому границей облает! осаждения конкретного компонента является пространственное положени критической изотермы, которая соответствует усредненной температуре нача ла осаждения данного компонента из раствора и является подвижным геохи мическим барьером. При прочих равных условиях количество кристаллизую щегося рудного компонента пропорционально длительности существовани) температурного геохимического барьера и его стабильности в пространствен ных координатах. Наличие разноориентированных потоков тепла в очаговы: структурах приводит к возникновению в некоторых участках условий длитель ной стабилизации температур аномального поля (зоны термической стабили зации), где обеспечивается полнота реализации процессов накопления рудногс вещества. Результаты моделирования подтверждает факт приуроченности крупных рудных полей и ртутно-сурьмяных месторождений Туркестано-Алая I зонам стабилизации критической изотермы, соответствующей усредненно! температуре начала массовой кристаллизации рудных минералов.

Заказ 14? от ЗА 1997 г. Тир. 100 экз. Лаборатория оперативной полиграфии ВГУ.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Структурно-вещественная модель магматических ассоциаций/ Труды VII Всесоюзного петрографического созещания. Тез. докл.- Новосибирск.

Системный подход к проблеме магматических формаций / II Всесоюзная конференция по проблеме " Системный подход в геологии (теоретические 1 прикладные аспекты)". Тез. докл.- Москва, 1986 г.

К проблеме прогноза металлогенических объектов, связанных с гранито-тдным магматизмом (на примере Туркестано-Алая). - Изв. высш. учебн. ¡авед. Геол. и разведка. 1994. № 6. С. 36-43. (соавтор Ненахов В.М.) Эчаговые структуры постсубдукционных коллизионных магматитов Тур-сестано-Алая, их природа и геодинамика. - Изв. высш. учебн. завед. Геол. 1 разведка. 1995, № 2. С. 40-47. (соавтор Ненахов В.М.)

Особенности изучения и геологического картирования коллизионных ■ранитоидов. М.: Роскомнедра, Геокарт, 1992. - 100 с. (соавторы Ненахов З.М., Ивашшков В.В., Кузнецов Л.В.)

< вопросу о важнейших понятиях магматической геологии / Проблемы магматической и метаморфической петрологии. Тез. докл.- М., 1995. соавтор Ненахов В.М.)

"еодинамическая модель формирования ртутно-сурьмяных месторождений Южной Ферганы// Весгн. Воронеж, ун-та. Сер. геологическая.- 1996.-& 2.- С. 95-104. (соавторы Ненахов В.М. , Белов С.И.)

1986 г.