Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Геодинамическая обстановка формирования киммерийского колчеданного пояса и общая минерагения Большого Кавказа

ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Пруцкий, Николай Иванович

Выводы. Генетическая модель месторождений типа Лауры имеет существенное отличие от модели катагенных штокверково-брекчиевых руд, непосредственно контактирующих с залежами сплошных колчеданных руд месторождений Кизил-Дере, Филизчай, Катех и др.(раздел 6.1). Брекчиево-штокверковые линзы Лауры, относимые к дистальному мета-генному типу колчеданного оруденения, образовались после литификации среды и ее рассланцевания. Эта особенность и, именно, эпигенетический относительно среды характер оруденения Лауры объясняется иным типом тектонических движений в западном сегменте Большого Кавказа в поздне-альпийское время по сравнению с восточным Дагестанским сегментом. В позднеааленское время западный сегмент подвергался интенсивному сжатию, сопровождавшемуся надвигообразованием и усложнением ранних пликативных структур рудоносной мезозойской толщи. Происходило активное многопакетное надвиговое перемещение тектонических пластин к югу. Интенсивное сжатие колчеданоносной толщи создавало условия для мобилизма рудного вещества лейас-ааленских колчеданных проявлений и переотложения их в более верхних горизонтах.

Геохимической особенностью руд месторождения Лаура является широкий спектр примесных металлов в ее, в общем, медном промышленном типе руд. Характерно также наличие в рудах видимого золота. Крупномасштабная метарегенерация сопровождалась как рассеянием первично крупных гидротермально-осадочных колчеданных залежей так и обогащением переотложенного оруденения новым более широким спектром примесных металлов включая золото за счет углеродистых глинистых сланцев.

6.3. Изотопный состав серы колчеданных руд и рассеянной аутигенной минерализации лейас-ааленской толщи

Для генетического определения месторождений лейас-ааленского колчеданного пояса Большого Кавказа было выполнено в общей сложности более ста измерений изотопного состава сульфидной серы, результаты которых опубликованы в работах В.И. Буадзе, В.А. Гриненко, Н.М. Заири, А.Г. Твалчрелидзе и др. [23,43,44,62,170]. Значения 8Б34 показаны в виде точек на диаграмме рис.51. Анализы характеризуют основные минерально-генетические типы сульфидных образований, начиная от сплошных сульфидных руд и кончая аутигенной микрозернистой сыпью и конкрециями пирита в рудовмещающих сланцах. На диаграмме также приведены усредненные значения 5Б34 колчеданных руд островодужных вулканических толщ, пород базальтовых магм и медно-никелевых руд в габброидах по обобщениям В.А. и Л.Н. Гриненко [43].

По изотопному составу серы все сульфидные проявления лейас-ааленской формации делятся на три класса. 1. Пириты конкреций и рассеянной вкрапленности в сланцах. Пределы колебания 5Б34 %0 от +3 до +15. 2. Мелкомасштабные рудопроявления и месторождения гидротермально-осадочного и метагенно-регенерационного типов. Пределы колебания 5534°/о0 от +3 до +8. 3. Крупные колчеданные месторождения региона - Фи-лизчай и Кизил-Дере. Пределы колебания 5834%0 от -2 до +5.

Состав серы аутогенного диагенетического пирита в углеродистых сланцах определен по 44 пробам в районе месторождения Кизил-Дере. Ни в одном случае не обнаружены отрицательные значения 5Б34, которые характерны для дисульфидов железа, генерирующихся при редукции сульфата морской воды в донных иловых осадках в условиях нормальной кисло-роднасыщенной морской среды [168]. Факт стопроцентного смещения бБ34 в аутигенных сульфидах нижне-среднеюрских сланцев Большого Кавказа в положительную область свидетельствует об ограничении предела фракционирования 832 и 834 при редукции 8042" с исходным значением 8834%0 около +20. Н.М. Страхов [168] описывает этот вариант фракционирования серы со значительно уменьшенным отбором в дисульфид железа изотопа Б как редукцию морского сульфата в иловых осадках с ограниченным доступом морской воды в реакционные центры. Вследствие закрытого характера среды, редукции может подвергнуться весь сульфат изолированной в илу воды и значения бБ34 в сульфиде могут достичь величины +20% как в сульфате нормальной морской воды. Пс-- - I

Лаурские рудопропрояВления .——---,

05

Серное Мициратхет Боря П Кал

Огалматхет Борч I

ХноВ Кизил-Дере

X + .« .X 7 и $ ь

534Б,%

-0,5

Н5%

1 II

Сингенетичные" конкреционные пириты

Кизил-Дере) + 0,5

JI. J 1

-0,1 ч> ча ^ «х» ^

О ОС. Ч»ч »V <Э\ "Ь С» ^ ^ Л счЗ СЧ1

-К «Ч. N Ы <М м ^ *■■»

- 32я/4Я

Рис.52. Изотопный состав серы сульфидов руд колчеданных месторождений и аутигенных преимущественно конкреционных выделений лейас-ааленской углеродистой сланцево-базальтоидной формации Большого Кавказа (по работе [62]).

Минеральная форма и частные изотопные значения серы отмечены знаками: 1 - галенит; 2- сфалерит; 3 - халькопирит; 4 - пирротин; 5 - пирит. Затененная полоса, ограниченная значениями бБ34 -1 +3%0, является полем средних значений основных интрузивных и эффузивных пород, сульфидов ликвационных медно-никелевых месторождений, крупных колчеданных месторождений вулканогенных и осадочных глинистых формаций.

К распространенному типу аутогенного сульфида относится пирит в пирит-сидеритовых конкрецях с септариевым ядром. Согласно модели Н.М.Страхова обогащенность серы этого пирита тяжелым изотопом не противоречит предложенной в главе 5 генетической модели конкреций. Но значения ЗЭ34 в нем смещены значительно в сторону более облегченной серы по сравнению с изотопным составом серы сульфидов залежей сплошных колчеданных руд Кизил-Дере. Это исключает аналогию генезиса конкреции и рудных залежей, предполагаемую в некоторых публикациях [51,190,191].

Пределы колебания изотопного состава серы сплошных руд двух крупнейших месторождений Большого Кавказа - Филизчай и Кизил-Дере от +5 до -1О%0 имеют те же значения, которые доминируют в колчеданных месторождениях девонских вулканогенных базальтоидных формаций Урала, Северного Кавказа, в сульфидах медно-никелевых ликвационных магматических рудах габброидных интрузивов и в акцессорных сульфидах в базальтах. Это однозначно свидетельствует о генетической связи сульфидной серы Кизил-Дере и Филизчая с крупными эндогенными источниками оруденения. При этом не имеет значения, является ли эта сера выщелатом из пород базальтового типа или компонентом флюидных дифференциатов мантийного происхождения.

5Б34 сульфидов мелких жильно-метасоматических и линзово-пластовых месторождений на диаграмме рис.50 смещено в сторону более положительных значений, чем в месторождениях Филизчай и Кизил-Дере. Так максимум значений 5Б34 для Кизил-Дере равен +1%о, максимум для Лауры составляет +6%о- Максимум других мелких рудопроявлений приходится на +5%о. Эти значения приближаются к 5Б34 в аутигенных пиритах со средней величиной около +10%о.

Проведенное различие 8834 серы сульфидов крупных месторождений и мелких рудопроявлений можно объяснить двойственным контаминированным источником серы последних. Сульфиды мелких рудопроявлений содержат серу эндогенной и аутогенной первично седиментно-диагенетической природы. Именно такое решение было обосновано В.А. Гриненко и Л.Н. Гриненко [43] для объяснения различия бБ34 в медно-никелевых ликвационных рудах Норильска (среднее значение 6834 равно +10%о) и в группе крупнейших генетически аналогичных месторождениях мира - Сэдбери и Бушвельд (среднее 5834=+2%0). Утяжеление серы в Норильских месторождениях произошло за счет контаминации рудоносной базальтовой магмы сульфатными минералами эвапоритов вмещающих осадочных толщ. Предлагая аналогичную трактовку для мелких рудопроявлений, мы должны ответить на вопрос, почему сульфиды крупных кол-чеданоносных месторождений не содержат серу гетерогенного контамини-рованного типа. Наиболее вероятное объяснение сводится к тому, что рудоносные гидротермальные системы, формировавшие крупные месторождения, отличались исключительно интенсивным массопереносом из глубинных источников в сферу рудоотложения. В этом случае роль контами-национных процессов могла сводиться практически к нулю.

В заключение следует отметить, что вариации бЭ34 могут иметь прогнозно-оценочное значение при изучении общей рудоносности и промышленной значимости отдельных рудопроявлений лейас-ааленской сланцево-базальтоидной формации Большого Кавказа. Статистическое значение 5Б34 наиболее перспективных рудопроявлений равно +5%0.

7. ПРОГНОЗНАЯ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКАЯ РУДОНОСНОСТЬ КИММЕРИЙСКОЙ СЛАНЦЕВО-БАЗАЛЬТОИДНОЙ ФОРМАЦИИ

Геодинамическая реконструкция лейас-ааленского бассейна Большого Кавказа как палеоспрединговой системы типа ранней стадии срединного океанического хребта конкретизирует две главные посылки прогнозирования гидротермально-осадочного колчеданного оруденения. Первая состоит в привязке оруденения к подкоровому источнику рудоносных флюидов типа плюма аномальной мантии. Тем самым в темпорально единую систему увязываются ее седиментные, магматические, тектонические спредингового типа и рудные формационные составляющие. Прогнозная значимость этой посылки для моделирования обстановок размещения оруденения в структуре киммерийского палеобассейна более отчетливо выступает, если учитывать латераль-секреционную диагенетическую и метагенную альтернативы генезиса для крупных колчеданных месторождений юрского колчеданного пояса Большого Кавказа. Обе эти генетические модели не подтверждаются материалами, изложенными в диссертации.

Вторая посылка предполагает ограничение латерального поперечника перспективной площади палеобассейна шириной его осевой, собственно троговой зоны. Ее ширина на доколлизионной стадии согласно реконструкции В.Е.Хаина вряд ли превышала 150 км в восточном (Дагестанском) сегменте Большого Кавказа и была еще меньшей в западном. Современная ширина полосы складчато скученного комплекса осевой зоны составляет не более 50% его доорогенного значения, т.е. около 75 км.

В связи с прогнозной оценкой колчеданной рудоносности гидротермально-осадочного типа имеют значения мощностные параметры рудоносной формации, поскольку распределение оруденения в разрезе продуктивного комплекса носит стратиграфически многоуровневый характер. Достоверные значения мощности рудовмещающего разреза для восточного сегмента составляют 4-5 км. Для западного сегмента определение мощности практически невозможно из-за позднеальпийской деструктивной тектонической фрагментации и поверхностной эрозионной активности. Вследствие этих процессов лейас-ааленские отложения сохранились как тектонические чешуи не более, чем на 30 % от первоначального объема. Вместе с тем, и в восточном сегменте объемный параметр рудоносной толщи как фактор прогнозной оценки рудоносности также трудно определим. Это объясняется почти изоклинально складчатым строением и глубокой эродированностью рудоносной толщи. Обе причины особенно характерны именно для осевой зоны палеобассейна, глинистые породы которой слагают высокогорные области Большого Кавказа.

Приведенные замечания указывают на ограничение, и даже невозможность универсального использования для Кавказского региона соотношения массовых значений рудоносной толщи и выявленного оруденения для прогнозной оценки металлоносности. Однако в модифицированном виде мощностной критерий прогнозной оценки применен для восточного (Дагестанского) сегмента Большого Кавказа. Минимум потенциальной рудоносности этого сегмента рассчитывается исходя из общей массы сохранившейся от эрозии рудоносной толщи, запасов выявленного оруденения, структуры и степени эродированности нижне-среднеюрских отложений. В приводимой ниже схеме оценки учитывается невозможность расчета ресурсов в отдельных рудоносных стратогоризонтах из-за их неравномерной тектонической деструктивности и глубины эрозии.

Прогнозная модель базируется на данных генетической диагностики колчеданных залежей как исходно гидротермально-осадочных образований и определении тех особенностей пострудной генетической обстановки в альпийское время, в ходе которых возникали условия как деструкции и эрозионного уничтожения, так и консервации осадочного и вулканогенного заполнения бассейна и заключенных в нем рудных тел. Деструкция происходила в основном вследствие поверхностных эрозионных процессов и незначительно путем глубинного поглощения при тектоническом закрытии палеобассейна. Механизм консервации проявлялся в обстановке таких процессов, которые обспечивали погружение рудоносной толщи ниже базиса эрозии. Оба эти механизма -деструкция и консервация — проявились в постседиментную стадию развития рудоносного комплекса.

Согласно генетической посылке, осевая троговая зона нижне-среднеюрского бассейна первично характеризовалась высокой колчеданной рудоносностью на всем протяжении Больше-Кавказского линеамента. В качестве минимальной массовой меры рудоносности можно принять величину порядка 3-4 млн. тонн условного металла ( Си+2п+РЬ) на 3 км мощности складчатого разреза для площади развития рудоносной глинисто-базальтоидной формации в восточном сегменте Большого Кавказа. При определении этой величины учитывались в основном достоверно разведанные запасы месторождений Кизил-Дере и Филизчай. Площадной параметр соответствует схеме современного размещения рудоносного лейас-аалена.

Геодинамические критерии рудоносности лейас-ааленского колчеданного пояса поясняются схемами рис. 52. Схема 52,а охватывает спрединговую стадию раскрытия палеобассейна, в течение которой в троговой зоне киммерийского палеобассейна на всем протяжении Большого Кавказа происходила генерация колчеданных руд. Схема 52,6 соответствует структуре, возникшей при закрытии нижне-среднеюрского бассейна в ходе позднекиммерийской коллизии. На это время колчеданная рудоносность западного и восточного сегментов (рис, 52, в, г) иллюстрируют оценочную модель, согласно которой киммерийское колчеданное оруденение лишь отчасти затронуто эрозионной деструкцией в восточном сегменте, тогда как в западном сегменте рудоносная киммерийская формация сохранилась в виде объемно незначительных тектонических пластинных реликтов. Базальная граница последних с доюрским фундаментом в западном сегменте расположена выше современного базиса эрозии.

Геодинамический фактор, определяющий высокую рудоносность восточного сегмента, состоит в общей консервации складчатой рудоносной толщи. Консервация явилась следствием тектонического скучивания рудоносных осадков в осевой области палеобассейна. При этом скучивании обязательным условием было превышение скорости нарастания толщины рудоносной пластины над скоростью поверхностной эрозии и, соответственно, над скоростью восходящих орогенных движений. Тем самым, создавались условия для изостатического погружения рудоносной пластины, как и кристаллического фундамента в целом.

Общий объем складчато-скученной нижне-среднеюрской рудоносной толщи в восточном сегменте определяется глубиной залегания доюрского фундамента. В среднем по данным глубинного сейсмического зондирования величина погружения чехла равна 7 км ниже уровня моря. Толщина эродируемой в настоящее время части складчатого рудоносного комплекса в среднем равна 3 км. Все выявленные месторождения сосредоточены в этой части, находящейся выше уровня моря. Запасы меди, свинца и цинка в эрозионно активной трехкилометровой пластине восточного сегмента лейас-ааленского бассейна, как отмечалось выше, составляют не менее 3-4 млн. тонн с учетом, главным образом, месторождений Кизил-Дере и Филизчай. В расположенной ниже уровня моря и не затронутой эрозией пластине рудоносной толщи запасы должны

• • • • • • • • • • * * » • 3 5

Рис. 53. Относительное соотношение объемов колчеданоносной толщи 1ц-2 возраста в западном и восточном сегментах Большого Кавказа в киммерийское (а, б) и настоящее время ( в- западный, г- восточный) а- осадочная стадия развития осевого трога на конец лейаса, б - общая схема складчато скученного комплекса заполнения трога в восточном и западном сегментах на время окончания позднекиммерийской коллизии, в- реликтовый чехол лейас-аалена в современной структуре Западного Кавказа; г - относительные объемные соотношения колчеданоносного лейас-аалена выше и ниже уровня моря в современной структуре восточного сегмента.

Условные обозначения: 1 - лейас-ааленские глинистые и вулканогенные породы; 2 - мезо-кайнозойские отложения северной моноклинали; 3 - доюрский фундамент Большого Кавказа; 4 - залежи колчеданных руд (условно); 5 - уровень моря; 6 - разломная зона, контролирующая размещение в позднекиммерийских жильных полиметаллических месторождений Садонского типа; 7-слоистость и межформационные границы.

0Краснодар Сахалинское Пятигорск

Рис.54. Распределение лейас-ааленских отложений, металлических и угольных месторождений в Больше-Кавказской орогенной системе. Составил Н.И. Пруцкий с использованием данных [ 32,44,157,186]

1 - доюрский фундамент; 2 - послесреднеюрские отложения. Структурно-тектонические зоны, выполненные лейас-аленскими отложениями; 3 - Агвали-Лабинская угленосная (Агвали-Хивская, Лабино-Малкинская, Дигоро-Осетинская); 4 - Псеашхинская; 5 -Бокового хребта; 6 - Приводораздельная углеродистая глинисто-базальтоидная колчеданоносная; 7 - Гагро-Джавская; 8 - Бежитинско-Архызская (Бежитинская, Штулу-Харезская, Архыз-Гузерипльская); 9 - месторождения: а - металлические (Си.РЬДп, W,Mo,U,Hg и др.) б -угольные, 10 - кимерийский пояс жильных полиметаллических месторождений. составлять как минимум в два с лишним раза больше, около 10 млн. тонн металла.

К числу площадей первоочередной постановки современных геолого-геофизических поисковых работ на скрытое колчеданно-полиметаллическое оруденение относится северный борт нижне-среднеюрского палеобассейна, отложения которого выполняют внешнюю и внутреннюю структурно-фациальные зоны Горного Дагестана. Здесь возможно выявление месторождений Филизчайского геолого-промышленного типа. Обоснованность такого прогноза косвенно подтверждает наличие в северном обрамлении нижне-среднеюрского бассейна крупных по размерам жильных полиметаллических месторождений позднеюрского возраста (140 млн. лет) Садонского рудного района. Будучи месторождениями коллизионной стадии, они по своему масштабу и изотопному типу свинца многими исследователями рассматриваются как рудопроявления, связанные с субмантийными источниками оруденения [4,34,159,196]. Возможность проявления этих источников еще на доорогенной стадии развития отмечалась на основании находок в Садонском рудном поле сплошных полиметаллических руд, как наиболее древних киммерийских образований эндогенного типа [60,179].

Автором диссертации совместно с Н,С, Скрипченко и Т.В. Шрейдер были составлены диаграммы типа 204РЬ - 208РЬ\206РЬ (для свинцов галенитов жильных месторождений Садонского рудного узла, а также Тызыл и Эльбрус. Диагнраммы четко определяют однотипность свинца для всего Предкавказского пояса полиметаллических месторождений. Ориентировка линейных ореолов на обеих диаграммах свидетельствует о мантийно-коровом источнике свинца. Оба ореола пересекают тренд Стейси-Крамерса в точке, соответствующей возрасту около 200 млн. лет. Это подтверждаете вывод о связи месторождений Садонского типа с эпохой киммерийской коллизии и, соответственно, о генетической близости их и месторождений доорогенного лейас-ааленского колчеданного пояса.

2,24 2,23 2,22 2,21 2,2 2,19 2.18 2,17 2,16

О 2,15

О. 2,14 сч 2,13 1 2,12 2,11 2,1 2,09 2,08 2,07 2,06 2,05 2,04

2.24

2,23

2,22

2,21

2.2

2,19

2,18

2,17

2,16 п 2,15 а. х> 2,14

О 2,13 а, оо о 2,12

2,11

2.1

2,09

2.08

2,07

2,06

2,05

2,04

2,03

Рис. 55. Диаграммы изотопного состава рудного свинца жильных полиметаллических месторождений Северного Кавказа (Тызыл, Эльбрус). По Н.С. Скрипченко, Н.И. Пруцкому, Т.В. Шрейдер.

8К- линия регрессии Стейси-Крамера; М, НК и ВК — изотопные значения свинцов в мантии, нижней и верхней коре соответственно.

Изложенная прогнозная схема хорошо согласуется с развиваемой автором идеей взаимосвязи медной и полиметаллической металлогенической специализацией ранне-альпийской металлогенической эпохи на обеих ее стадиях: доорогенной и орогенной. Тем самым предполагается, что металлогеническая активность, пространственная и временная сопряженность месторождений колчеданного и жильного типа восточного сегмента Большого Кавказа, скорее всего, обусловлена их связью с одним эволюционно развивавшимся источником.

Материалы, изложенные в заключительной главе, обосновывают целесообразность постановки современных поисково-оценочных работ на медь и полиметаллы в дагестанском сегменте Большого Кавказа. Эта целесообразность очевидна также в связи с сырьевыми потребностями металлургической промышленности Северного Кавказа.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Геологическое и металлогеническое развитие Большого Кавказа тесно сопряжено с регрессией глобальной системы океана Тетис в фанерозое и, в частности, с наращиванием Скифской платформы при поглощении океанической коры Тетиса под Евроазиатскую плиту. Наиболее ранний металлогенически активный этап связан со среднедевонской субдукционной мегаструктурой, образование которой сопровождалось накоплением толеитовых и известково-щелочных базальт-риолитовых эффузивов и туфов. В обстановке интенсивного субмаринного вулканизма сформировался пояс медно-колчеданных месторождений Уральского типа. В ходе последующей коллизии в заключительный период герцинской эпохи базальтоидные и сланцевые комплексы девонской островодужной системы вошли в состав аккреционного приращения Скифской платформы. Гранитоидная активизация позднегерцинского орогенного этапа вызвала образование вольфрамового оруденения в эксгумированных протерозойских амфиболитах.

Киммерийская эпоха проявила себя как второй цикл металлогенического развития Большого Кавказа. Цикл характеризуется медным полиметаллическим колчеданным оруденением начальной доорогенной стадии и жильным полиметаллическим коллизионной стадии.

Металлогеническое развитие в позднеальпийскую стадию происходило в обстановке раскрытия глубоких терригенно активных амагматических бассейнов, разделенных горным сооружением Большого Кавказа. Начиная с миоцена (около 20 млн. лет) в полосе между Черноморской и Южно-Каспийской впадинами произошло сближение Кавказско-Турецкого сегмента Альпийского пояса с выступом Аравийской плиты. Это, возможно, положило начало неоген-четвертичной коровой гранитоидной и континентальной риолит-андезитовой вулканической активности на Большом Кавказе. Масштабность этих явлений определяется не только большим объемом эффузивных, эксплозивных и интрузивных магматических комплексов, но и формированием крупных месторождений малосернистого вещественно-генетического типа, в том числе вольфрама, молибдена, урана и ртути.

2. Лейас-ааленский бассейн глобально определяется как северная ветвь палеоокеана Тетис, возникшая на континентальной гетерогенной коре Скифской платформы. Бассейн является исходной линеаментной морфоструктурой, заложившей Больше-Кавказский ороген. Генетическим прототипом лейас-ааленского бассейна может быть Красноморский спрединговый бассейн. Различные параметры этого современно развивающегося бассейна используются для сравнительной геодинамической реконструкции киммерийского Больше-Кавказского бассейна.

Седиментно-формационная структура Больше-Кавказского бассейна характеризуется симметрично зональным распределением мощностных и фациальных подразделений лейас-ааленского комплекса. Мощности ярусов лейаса и аалена в отдельности находятся в обратном соотношении относительно друг друга в бортовых зонах и осевой области палеобассейна. Это проявлено в том, что существенно глинистые отложения ааленского яруса латерально сравнительно резко вытесняют из разреза более древние осадки лейаса в центральной области бассейна. В итоге ааленский ярус превалирующе сформировал осевую впадинную зону палеобассейна шириной около 40 км. Существенно глинистое заполнение этой трогообразной зоны явилось причиной недолговечности зияния вертикальных разрывных структур осевой области, вследствие оползневого и суспензионного поточного (турбидитного) выравнивания рифтовых положительных и отрицательных форм на дне бассейна. Но, несмотря на терригенную активность в осевой области имели возможность сформироваться мощные потоки подушечных базальтов, а также происходила разгрузка в донные впадины бассейна рудоносных эндогенных гидротермальных потоков, а также осаждение колчеданных

РУД

3. На доорогенном этапе развития лейас-ааленского бассейна сформировались три пространственно обособленных вулканических пояса. Формационные различия и поясное распределение в шельфовых обрамлениях и троговой осевой зоне маркируются двумя петрохимическими типами магм. Первый представлен толеитами и занимает осевую зону. Генетически это тип выплавок магмы плюмов аномальной мантии СОХ. Пояса эффузивов шельфово-континентального обрамления бассейна представлены подкоровыми и коровыми выплавками с широкой контаминацией, что обеспечило образование дифференцированных рядов типа базальт-андезит-риолит-трахит и др. Пространственно пояса обрамления размещены симметрично на расстоянии 150-200 км по отношению к осевой зоне Больше-Кавказского бассейна. Эти значения сходны с узором размещения поясов траппов известково-щелочной формации в Красноморской системе. Таким образом, можно констатировать, что в гетерогенных системах типа Красноморской с четким рифтинговым спредингом типа раней стадии СОХ источники толеитового и известково-щелочного эффузивного магматизма латерально разделены амагматическими зонами шириной около 150 км.

Существование осевого раздвигового трога типа СОХ по оси Красноморской структуры не позволяет отнести ее к рифтам внутри-континентального типа. В тоже время наличие двух обрамляющих симметричных вулканических поясов, образовавшихся сопряженно с раздвигом Красноморского линеамента на континентальной коре, не позволяет эти обрамления рассматривать как системы, связанные с зонами субдукции. Развитие поясов известково-щелочного магматизма на континентально-коровых бортах бассейна свойственно инициальной стадии спрединга СОХ, когда субвертикальные поверхности осевого трога еще незначительно отодвинуты от его осевой линии, вдоль которой вскрывается астеносферный плюм.

Согласно изложенным данным лейас-ааленский бассейн Большого Кавказа может быть определен как одна из масштабно значительных северных ветвей океана Тетис, возникших при локальной инверсии на в общем регрессивном этапе его эволюции.

4. Терригенная и вулканогенная составляющие лейас-ааленского бассейна объединяются в две формации: углеродистую глинисто-базальтоидную осевой зоны и глинисто-песчаную угленосную шельфово-берегового обрамления. Для обеих формаций характерно широкое развитие конкреционных и субпластовых тел сидерита. Исходно гидротермально-осадочная природа надкларкового железосо держания соответствует их литохимическому сродству с вулканогенно-осадочными кремнисто-гематитовыми джеспелитами. Красноцветный железооксидный характер синседиментной составляющей лейас-ааленского осадочного комплекса, послужившей вещественной основой сидеритов, исчез в процессе диагенетических редукционных преобразований джеспелитов в высокоуглеродистой глинистой среде. Минеральным продуктом редукции является сидерит. Но некоторая часть железа как и другого редукционно активного компонента — марганца, была вынесена в морскую воду либо преобразовалась в дисульфид. Значительная распространенность сидерита в лейас-ааленской толще, как и вулканогенных пород, определяют ее как формацию переходного типа между субмаринной вулканогенно-осадочной и песчано-глинистой угленосной.

5. Позднеальпийское структурно-тектоническое развитие лейас-ааленского комплекса оказало решающее влияние на современную структуру Большого Кавказа. К числу главных факторов геодинамического влияния в этот период относятся активизация дрейфа Аравийской и консолидация Черноморской литосферных плит. Это обусловило два стиля орогенеза в западном и восточном сегментах Большого Кавказа соответственно.

В западном сегменте линейно-пластинный характер размещения пород лейас-ааленского бассейна на южном склоне Большого Кавказа сформировался в позднеальпийское время и продолжает развиваться в настоящее время как результат конвергенции горст-антиклинорного блока Главного хребта и Черноморской плиты с ее неоднородной корой переходного типа. Это заключение высказывается как гипотеза. Кинематика конвергенции сводится к фронтальному горизонтальному смещению с югу и одновременно к продолжающемуся подъему в условиях сжатия блока Главного хребта со стороны Скифской платформы. Результатом сближения горст-антиклинория Главного хребта и Черноморской плиты явилось образование веера тектонических чешуй глинисто-алевролитового флишоидного чехла и доюрского фундамента по системе субвертикальных и наклонных к северу разломов. Развитие этого тектонического процесса особенно в неогене и квартере обусловило интенсивную эрозию чехла и его сброс в котловину Черного моря.

Предлагаемая трактовка глубинной структуры восточного сегмента включает два аспекта: седиментологический и тектонический. Как отмечалось, позднеальпийское сжатие фундамента и скучивание осадков чехла происходило по различным сценариям в западном и восточном сегментах. В западном скорости подъема и эрозионного процесса балансировались таким образом, что лейас-ааленский чехол в чешуйчатой системе антиформных блоков полностью эродировался и здесь обнажился кристаллический фундамент. Сохранение чехла и одновременно погружение поверхности фундамента в восточном сегменте объективно означает превышение скорости скучивания и тем самым наращивания толщины складчатой пластины лейас-ааленских осадков чехла над скоростью эрозии и подъема хребта. Это явление обусловливало увеличение нагрузки на площади восточного сегмента Большого Кавказа и компенсирующее изостатическое погружение коры.

Динамическая природа горизонтального сжатия в восточном сегменте связывается с нарастающим до 4 см/г за последние 10 млн. лет дрейфом к северу-северо-востоку сводообразного в плане выступа Аравийской плиты, ориентированного по оси Дагестанского клина. Это обуславливает горизонтальное напряжение, необходимое для срыва и скучивания осадочного мезокайнозойского чехла.

6. При сравнительном анализе двух орогенно активных систем Альпийско-Гималайского пояса - Памиро-Гималайско-Индостанской и Кавказско-Аравийской, мы сталкиваемся с тектоническими явлениями трудно объяснимым для тектоники плит. Позднеальпийские коллизионные структуры в обоих регионах могли возникнуть при условии срыва и дифференциального горизонтального движения коры Аравийской и Индостанской плит, индуцирующих срыв мезозойского чехла и орогенез. Геотектонический феномен данного типа проявляется как прямое столкновение литосферных плит континентального типа. Остается неясным, играла ли роль клиновидная ориентированная к северу сводовая форма выступов Аравийской и Индостанской плит в морфологически выраженном глубоком вторжении последних в южную окраину Евро-Азиантской плиты. О том, что эти вторжения имели место, свидетельствуют горизонтальные периклинали альпийского чехла на Кавказе и Памире, реплицирующие оба выступа.

7. Анализ изоклинальных складчатых форм, консервативно сохранившихся внутри колчеданных линз месторождения Кизил-Дере, впервые выявил дислокации покровного течения, относимые к проявлениям синседиментных срывных движений в существенно глинистой толще осевой зоны лейас-ааленского бассейна Большого

Кавказа. Достоверным однозначно трактуемым доказательством относительного возраста протодислокаций является практически вертикальное склонение осевых линий периклиналей складчатости срыва. Другим подтверждением служит реологически активное поведение гидротермально-осадочных колчеданных руд, послуживших флюидизированной подложкой срывов. Тем самым возраст дислокаций определяется как доконсолидационный по отношению к гидротермально-осадочному оруденению.

Проблема распознания пликативных и срывных дислокаций наиболее раннего этапа киммерийского тектогенеза является составной частью анализа региональной альпийской тектоники Большого Кавказа. Дело в том, что складчатые формы как наиболее интенсивно дислоцированной осевой так и продольно обрамляющих структурных зон в пределах палеобассейнов мезозоя, а иногда и палеогена, представляются как перманентно развивавшиеся системы без четкого подразделения на разновозрастные структурные ярусы. Возможное объяснение этому связано с общей низкой механической компетентностью объемно господствующей глинистой составляющей мезо-кайнозойских толщ Большого Кавказа. Ранние и более поздние складки в этой толще комплиментарно адаптировались на каждом позднем этапе дислокаций. При этом в более древних комплексах наращивалась крутизна складок, но региональный план деформаций сохранялся более или менее постоянным. К одному из признаков нарастания вертикальной амплитуды и интенсивности изоклинального сплющивания складок в колчеданоносных аргиллитах лейас-ааленского возраста относится многоплановость сланцеватости.

8. Самые ранние формы дислокаций в лейас-ааленском комплексе проявлялись как складчатые структуры срыва, связанные с покровообразованием. Ограниченный характер распространения такого рода протоструктур отнюдь не свидетельствует о мелкомасштабности течения покровного характера на раннем этапе консолидации пород колчеданоносной толщи. Условием покровообразования альпийского типа является механически контрастный характер деформируемых пачек, например, таких как сочетания известняков и каменной соли, играющей роль пластичной подложки аллохтона. Осевая область нижне-среднеюрского спредингового бассейна Большого Кавказа характеризуется существенно глинистым выполнением. Именно по этой причине горизонтальные сдвиговые напряжения вызовут здесь сравнительно равномерное, в общем, ламинарное реологическое течение по большому числу поверхностей скольжения в пачках большой мощности. Неоднородное течение с образованием пликативных форм и плоскостей скольжения проявилось локально. Локальные центры возникали в ореолах вокруг синседиментных гидротермально-осадочных колчеданных залежей. Механическая неоднородность в этих ореолах обусловливалась как дифференциальным характером диагенетической консолидации среды и сульфидных руд, так и активизацией эндогенных процессов, в частности, высоким тепловым потоком. Прототектонические преобразования сыграли радикальное значение в формировании окончательной морфоструктуры рудных залежей. Это проявилось в скучивании первично пластовых сульфидных тел как в связи с изоклинально-плойчатым складчатым механизмом, так и вследствие продольнослоистого реологического течения и нагнетания сульфидного материала в столбообразные тела повышенной мощности.

9. Общая модель регенерации и образования жильных сульфидных руд в сланцево-базальтоидной киммерийской формации Большого Кавказа является результатом саморазвития (синергетики) колчеданных залежей, оказавшихся запечатанными в слабо проницаемой теплоизолирующей глинистой среде после стадии гидротермально-осадочного накопления.

Масштабность регенерационного оруденения зависит от размеров первичного рудного тела. Как следует из примера Кизил-Дере, сульфидная масса регенерационных руд равна примерно 3% объема первичных сплошных руд. Высвобождение гидросульфидного флюида имеет свою специфику почти в каждом месторождении, с чем связано различие формы тел оруденения регенерационного типа.

10. Метагенный тип колчеданных месторождений генетически существенно отличен от регенерационных штокверково-брекчиевых руд, непосредственно контактирующих с залежами сплошных колчеданных руд месторождений Кизил-Дере, Филизчай, Катех и др. Брекчиево-штокверковые линзы (месторождение Лаура), относимые к метагенному типу, образовались после литификации среды и ее рассланцевания. Эта особенность и, именно, наложенный на метасланцы тип оруденения объясняется иным характером тектонических преобразований западного сегмента Большого Кавказа в позднеальпийское время по сравнению с восточным Дагестанским сегментом. В позднеальпийский период западный сегмент подвергался интенсивному сжатию, сопровождавшемуся надвигообразованием и усложнением ранних складчатых структур рудоносной мезозойской толщи. Происходило активное многопакетное перемещение тектонических пластин к югу. Интенсивное сжатие колчеданоносной нижне-среднеюрской толщи создавало условия для мобилизма рудного вещества лейас-ааленских гидротермально-осадочных колчеданных проявлений и переотложения их в более верхних горизонтах

Характерной геохимической особенностью метагенных рудопроявлений является широкий спектр примесных металлов в их, в общем, медном промышленном типе руд. Крупномасштабная метарегенерация сопровождалась как рассеянием первично крупных колчеданных залежей так и обогащением переотложенного оруденения новым более широким спектром примесных металлов включая золото за счет углеродистых глинистых сланцев.

Различие изотопного состава серы сульфидов крупных месторождений и мелких рудопроявлений объясняется двойственным контаминированным источником серы последних. Сульфиды мелких рудопроявлений несут в себе более высокий набор аутигенных седиментно-диагенетических компонентов. Рудоносные гидротермальные системы, формировавшие крупные колчеданные месторождения, отличались исключительно интенсивным массопереносом из глубинных источников в сферу рудоотложения. В этом случае роль контаминационных процессов как фактора изотопного фракционирования серы могла сводиться практически к нулю.

Вариации 6Б34 могут иметь прогнозно-оценочное значение при изучении общей рудоносности и отдельных рудопроявлений лейас-ааленской сланцево-базальтоидной формации Большого Кавказа. Статистическое значение бБ34 наиболее перспективных рудопроявлений равна +5%0.

11. Прогнозная оценка колчеданной рудоносности лейас-ааленского комплекса исходит из следующих данных. Общий объем складчато-скученной лейас-ааленской рудоносной толщи в восточном сегменте определяется глубиной залегания доюрского фундамента. В среднем по данным ГСЗ эта глубина равна 7 км ниже уровня моря. Толщина эродируемой в настоящее время части складчатого рудоносного комплекса выше уровня моря равна около 3 км. Все выявленные месторождения сосредоточены в пластине чехла находящейся выше уровня моря. Запасы меди, свинца и цинка в эрозионно примерно на 50 % уничтоженной трехкилометровой пластине восточного сегмента лейас-ааленского бассейна составляют не менее 3-4 млн. тонн с учетом, главным образом, месторождений Кизил-Дере и Филизчай. В расположенной ниже уровня моря и не затронутой эрозией рудоносной пластине толщиной 7 км запасы должны составлять как минимум в два-три раза больше, около 10 млн. тонн металла.

К числу площадей первоочередной постановки современных геолого-геофизических поисковых работ на скрытое колчеданно-полиметаллическое оруденение относится северный борт лейас-ааленского палеобассейна, отложения которого выполняют Внешнюю и Внутреннюю структурно-фациальные зоны Горного Дагестана. Здесь возможно выявление месторождений Филизчайского геолого-промышленного типа. Обоснованность такого прогноза косвенно подтверждает наличие в северном обрамлении нижне-среднеюрского бассейна крупных по размерам Садонского и Згидского жильных полиметаллических месторождений позднеюрского возраста. Будучи месторождениями коллизионной стадии, они по своему масштабу и изотопному типу свинца генетически связаны с субмантийными источниками оруденения. Возможность активного состояния этих источников еще на доорогенной раннекиммерийской стадии исключать нельзя.

Предлагаемая прогнозная схема согласуется с развиваемой автором идеей взаимосвязи медной и полиметаллической металлогенической специализации раннеальпийской металлогенической эпохи на обеих ее стадиях, доорогенной и орогенной. Тем самым предполагается, что полиметаллическая металлогеническая активность, пространственная и временная сопряженность крупномасштабных месторождений колчеданного и жильного типов восточного сегмента Большого Кавказа, скорее всего, обусловлены их связью с одним эволюционно развивавшимся источником.

Целесообразность развития геолого-геофизических поисковых работ в восточном сегменте Большого Кавказа очевидна также в связи с сырьевыми потребностями металлургической промышленности Северного Кавказа. п

Пб

ООО

• о

25

ЗГЕ

- Л

• .о •

-г т т т 6 V/ \ 0 9 и V/ 10 и с и 1 11

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора геолого-минералогических наук, Пруцкий, Николай Иванович, Новочеркасск

1. Агаев С.А. Особенности структурных условий локализации и зональности Филизчайского колчеданно-полиметаллического месторождения // Тр. ЦНИГРИ.-1982.-Вып.168.-С.39-44.

2. Адамия Ш.А., .Кипиани Я.Р., Чичуа Г.К. Проблема происхождения складчатости Большого Кавказа// Геология и полезные ископаемые Большого Кавказа: Материалы Всесоюзн. конф., Москва, март 1984 г. -М.: Наука, 1987.-С.40-47.

3. Адамия Ш.А., Буадзе В.И., Шавашвили И.Д. Большой Кавказ -геодинамическая модель // Геодинамика и полезные ископаемые: Тез. докл. совещания.-М.; 1976.-С.66-68

4. Ажгирей Г.Д. Геологическое изучение Западного Кавказа в связи с его металлогенией: Материалы по геологии и металлогении Центрального и Западного Кавказа.-М.: Госгеотехиздат,1960.-С.5-14.

5. Андреев Ю.П., Полищук И.Б., Савин C.B. Хнов-Борчинский рудный район//Колчеданные месторождения Кавказа.-М. :Недра, 1973 .-С. 159178.

6. Артемьев М.Е., Балавадзе Б.К. Изостазия Кавказа.- Геотектоника.-1973.- №6.-С.20-33

7. Артюшков Е.В., Шлезингер А.Е., Яншин A.JI. Механизм образования глубоководных бассейнов Средиземноморского пояса // Тектоника средиземноморского пояса.-М.:Наука,1980.-С.5-9.

8. Архангельский А.Д, Страхов Н.М. Геологическое строение и история развития Черного моря. М.-Л.:АН СССР, 1938.-162 с.

9. Архангельский А.Д, Страхов Н.М. Геологическое строение Черного моря // Бюлл. МОИП.- 1932.-Вып.10, № 1.-С.5-16.

10. Афанасьев Г.Д., Гурбанов А.Г., Суханов М.К. Новые данные о геологическом строении восточной части зоны Главного Кавказского хребта на примере Горной Осетии // Изв. АН СССР. Сер. Геологическая.- 1975.- № 8. -С.5-24.

11. Баранов Г.И. Проблемы геологического строения досредне-палеозойского основания Большого Кавказа.-М.:Наука,1987.-С. 106111.

12. Баранов Г.И., Греков И.И. Геодинамическая модель Большого Кавказа //Проблемы геодинамики Кавказа.-М.:Наука,1982.-С.51-59.

13. Баранов Г.И., Греков И.И. Доверхнепалеозойская структура Северного Кавказа. // Тектоника средиземноморского пояса.-М.: Наука, 1980.-С.162-171.