Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Игнимбритовый вулканизм и золотоносность палеовулканических структур Примагаданья

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

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Мачильский, Владислав Алексеевич

ВВЕДЕНИЕ.5

Глава I. ОСОБЕННОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ

ПРИМАГАДАНСКОГО РУДНОГО РАЙОНА.1-3

1.1. История исследования района.16

1.2. Геологическое строение, стратиграфия и тектоно-магматическое развитие района.20

1.3. Формирование вулкано-тектонических структур (ВТС) и процессы дифференциации в магматических источниках.33

1.4. Глубинное строение и структурная модель ВТС на основе интерпретации геофизических данных . . .42

Глава 11. ИГНИМВРИТОВЫЙ ВУЛКАНИЗМ И СТРОЕНИЕ

РУДОНОСНЫХ ПАЛЕОСООРУЖЕНИЙ.46

2.1. Высокофлюидизированный вулканизм и продукты его деятельности.48

2.2. Основные типы игнимбритов, формирующих вулканические постройки Примагаданья.55

2.3. Особенности строения вулканических построек Арманской, Хакандинской и Хилгалинской ВТС , . . .65

2.4. Гидротермальный метаморфизм, проявленный в вулканических сооружениях на этапах их развития. .93

Глава III. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И СТРУКТУРНО-ПЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИК]/! ИГНИМБРИТОВ.98

3.1. Игнимбриты среднего и умеренно-кислого состава

Карамкенской вулканопостройки . 100

3.2. Трещинные экструзивно-субвулканические тела зонального строения как следствие кристаллизационной дифференциации в магматических источниках . 111

3.3. Метас-оматические изменения в приконтак-товых частях экструзивно-субвулканических образований.119-124.

3.4. Петрографические и петрохимические характеристики игнимбритов и слагаемых ими геологических тел . 125

Глава IV. ФЛКВД-ПОРФИРОВЫЙ КОМПЛЕКС И ЭТАПЫ

ЕГО РАЗВИТИЯ.151

4.1. Основные принципы выделения флюидпорфирового комплекса в вулканоструктурах . . . 153

4.2. Физико-химические особенности флюид-порфирового комплекса в процессе его развития.161

4.3. Эксплозивно-гидротермальная деятельность как рудогенерирующий процесс.175

Глава V. ПОЛОЖЕНИЕ ЗОЛОТО-СЕРЕБРЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

В ПАЛЕОВУЛКАНИЧЕСКИХ СТРУКТУРАХ РАЙОНА.185

5.1. Позиция рудных узлов в вулканотектонических структурах района.190

5.2. Геолого-структурная позиция рудных полей в палеовулканических постройках и принципы их разделения.197

5.3. Условия формирования месторождений в рудных полях и их поисковые критерии . . . .214

- У

5.4. Закономерности пространственного размещения золото-серебряной минерализации на месторождениях .220

Глава VI. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ОРЕОЛОВ РТУТИ НАД СКРЫТЫМИ РУДОПРОЯВЛЕНИЯМИ В

ЛОКАЛЬНЫХ ДЕПРЕССИЯХ . .226

6.1. Индикационные свойства различных минеральных форм ртути при поисках золото-серебряной минерализации .228

6.2. Построение эталонной модели распределения минеральных и температурных форм ртути на известных рудосодержащих объектах .231

6.3. Выявление скрытых рудопроявлений в инверсионных депрессиях вулканопостроек .239

Введение Диссертация по геологии, на тему "Игнимбритовый вулканизм и золотоносность палеовулканических структур Примагаданья"

Проблема поисков, а также изучения месторождений и рудопрояв-лений золота близповерхностного типа в пределах Охотско-Чукотского вулканогенного пояса, остается актуальной и в настоящее время. Подобный тип месторождений, выделенный В.М.Крейтером в самостоятельный тип мирового значения, вызывает поисковый интерес соответственно и в Северо-Восточном регионе России.

Известные золото-серебряные месторождения, связанные с мезо-кайнозойскими вулканогенными формациями, сосредоточены, как в Се-веро-Американском секторе Тихоокеанского рудного пояса, так и северо-восточной части Азиатского сектора, в области занимаемой Охотско-Чукотским и Восточно-Сихоте-Алинскими поясами. Одно из таких месторождений - Белая Гора на Нижнем Амуре было описано еще в начале века (1913) К.И.Богдановичем, который писал: "Это оригинальное месторождение было связано, очевидно, с послевулканически-ми процессами в кислых трахитовых породах. Месторождение отличается необыкновенно высокой каолинизацией пород, и в этом отношении оно ближе всего к Гольдфильдокому в Неваде.".

О вероятности выявления однотипных месторождений в пределах вулканогенных поясов Северо-Востока ранее писали В.А.Обручев (1926), Э.Э.Акерт (1928), Ю.А.Билибин (1932), Г.П.Воларович, Ф,Е. Апельцин, Н.А.Шило, А.А.Сидоров, В.А.Ярмолюк, Г.И.Власов и др.

Совместными усилиями территориальных геологических управлений (СВТГУ, ДВГУ, КТУ) и других организаций за последние 40 лет был выявлен ряд золоторудных узлов, связанных о вулканогенными формациями на Чукотке и Камчатке, Северном и Центральном Приохотье, в районах Нижнего Амура и Приморья. Однако, степень изученности, а зачастую и опоискованности большинства обнаруженных золоторудных месторождений, даже в настоящее время, остаются пока недастатшными.

Обширные площади вулканогенных поясов закартированы только по отдельным рудным узлам преимущественно в масштабе 1: 50 000.

За последнее время на Северо-Востоке России в результате почти семидясятилетнего изучения болото-серебряного оруденения близпо-верхноотного типа были решены многие научные проблемы, На основе формационного анализа проведено расчленение магматических образований, изучена минеральная зональность гидротермально-измененных пород и выявлено определенное положение продуктивного оруденения в ряду этой зональности, намечены закономерные связи магматических, метасоматичеоких и рудных процессов, Использование геофизических методов способствовало представлению о глубинном строении региона, Установленные закономерности в строении палеовулканических структур определили пространственное размещение месторождений этого типа и наметили их поисковые критерии, Следует отметить, что многие из вышеперечисленных проблем решались на рудных полях Примагаданья и непосредственно в широко известной Арманокой, а также Хакандинс-кой и Хилгалинокой вулканоструктурах, особенности строения которых будут затронуты в данной работе.

Основной целью работы является определение условий локализации золото-серебряной минерализации относительно центров вулканической активности; выявление роли высокофлюидизированных продуктов магматической деятельности в процессе их развития и рудогенеза, каковыми являются игнимбриты и близкие им по генезису образования. Одной из основных задач в решении проблемы поисков золото-серебряного оруденения и выявлении взаимосвязи его с определенным типом вулканизма, является подбор рациональных методов и принципов, позволяющих более обоснованней оконтуривать продуктивные площади, интерпретировать возможный вертикальный интервал развития оруденения, что особенно важно при его слабой эродированнооти.

Решение данных задал осуществлялось на основе анализа геологических условий размещения рудных объектов (площади минерализации, рудные тела). Изучалось распределение в пространстве и во времени продуктов вулканической и гидротермальной деятельности; при анализе использовалось глубинное строение вулканических структур по данным геофизики, и целью выявления выоокофлюидизированных вулканитов анализировались результаты газовой хроматографии, водных вытяжек, декрепитации и гомогенизации газово-жидких включений в породах, С целью определения состава акцесоориев осуществлялся минералогический анализ крупных объемов пород, просмотр и изучение прозрачных широкоформатных шлифов.

Фактический материал, положенный в основу диссертационной работы, получен в процессе полевых научно-исследовательских работ, проводимых автором в составе коллектива ДНИГРИ по темам, связанным с оценкой перспектив скрытого оруденения в Карамкенском рудном узле, осуществляемым о 1982 по 1988 год, В работе использованы материалы и более ранних исследований автора в Примагаданье (1971-1978) по составлению прогнозных карт на золото 1:200 ООО масштаба. В результате полевых и лабораторных исследований задокументировано и просмотренно около 8-10 тыо.п.м. полотна канав и траншей, 10 тыс, п.м, керна скважин на территории рудного района. Проанализировано спектральных полуколичественных, химико-спектральных на золото, атомно-флюоресцентных на ртуть - 1800 проб; 100 проб - пробирных на золото; 50 проб - силикатно-химических; 30 протолочек; 50 проб на газовую хроматографию и водные вытяжки; декрепитация, гомогенизация включений выполнена на 60 пластинах; исследовано рентгено-спектральным микроанализом 16 образцов; изучено 400 прозрачных широкоформатных шлифов.

Химико-аналитические и термобарогеохимичеокие исследования выполнены в ТОНИ (г.Тула), АГПЭ, ВНИИСИМи (г.Александров), МГУ, ВИМС, ИГЕМ, ГЕиХИ АН,

При уточнении положения б палеовулканопостройках подводящих каналов трещинного типа анализировались данные, полученные в естественном электромагнитном поле (ЕЭУП), полученные разработчиками метода (Ю.С.Спасеных и др.) на территории рудного узла.

С целью уточнения отроения и выявления скрытого оруденения в депрессионной части Карамкенской вулканопостройки привлекались данные бурения, проводимого ГРЭ по рекомендации ЦНИГРИ. На зтой основе на прогнозируемую площадь рудного поля была построена геолого- фациаль нал карта масштаба 1:10 000, а также схема распределения различных температурных форм нахождения ртути с положением в ней минералогогеохимичеокой зональности. С применением палеофаци-ального анализа и структурно-петрологических методов изучались такие породы, как игнимбриты, флюидно-эксплозивные и автомагматические брекчии, формирующие сложнопостроенный флюид-порфировый комплекс, опираясь при этом на принципы и критерии выделения, разработанные В,В.Авдониным, Т.Я.Гончаровой, Е.В.Яковлевой (МГУ).

При работе над проблемой структурных условий формирования рудных полей и локализации в них золото-серебряной минерализации за основу были взяты принципы строения и распределения оруденения в Карамкенской вулканопоотройке, как наиболее изученной и разведанной среди построек из состава вулкане-тектонических структур района, Одним из основных принципов, лежащих в основе выделения потенциально рудоносных территорий Арманской. Хакандинокой и Хилгалино-кой ВТО, является выявление наиболее долгоживущих магматических систем о выходом на дневную поверхность или погребенных в виде экструзивно-эксплозивных куполов различного плана. Представляются перспективными о поисковых позиций локальные депресоионные структуры инверсионного характера, магматическая активность которых Фиксируется наличием жерловых фаций и телами флюидно-эксплозивных брекчий в ореоле гидротермальных метасоматитов.

Затрагивая наиболее важные аспекты научной новизны в данной работе, предварительно следует сказать, что на основе полученных данных при изучении золоторудных объектов Примагаданья предпринята попытка решения ряда проблемных вопросов рудогенеза в связи с вы-сокофлюидизированными вулканитами этапов тектоно-магматической активизации Охотоко-Чукотокого вулканогенного пояса.

Впервые установлено, что в изученных палеовулканических структурах преобладал ареальный характер вулканических извержений; структурная позиция и морфология рудных полей района обусловлены приуроченностью к сравнительно некрупным, рассредоточенным на площади палеовулканам, Частично сохранившиеся в гористом ландшафте фрагменты палеорельефа, реставрация фаций вулканитов и их стратиграфический последовательности, позволили охарактеризовать подобные низкого порядка структуры, как вулканические постройки.

Выделены вулканопостройки трещинного и центрального типов, Показано, что в каждом из этих типов палеовулканопостроек и соответствующих им рудных полей (линейных и изометричных), эволюция магматизма на определенных этапах косила автономный характер, о чем свидетельствует различная степень дифференциации магм, выраженная в составе продуктов вулканизма, их структурных и временных соотношениях. Эта специфическая особенность, наблюдаемая в различных типах вулканических сооружений, значительно детализирует ситуацию, отраженную в корреляционной схеме В.Ф.Белого и др.(1977) вулканогенных формаций для Армань-Ольокого района.

Показано, что наиоолее перспективными на промышленное орудене-ние являются рудные поля, сформированные в папеопоотройках центрального типа, для которых характерны: рассредоточенное расположение вулканических аппаратов, блоковое строение площади, наличие двух структурных этажей о золоторудной минерализацией различного времени формирования, дифференцированный состав вулканитов и присутствие ликвациокных типов игнимбритов и эксплозивных брекчий.

Доказано, что в основании каждого из этажей вулканопостроек центрального типа присутствуют не просто субвулканические тела, а экструзивы, сложенные или фельзитовыми риодацитами, или, что бывает чаще, флюидально-сферолитовыми лавами риолитов. Как показано в работе, выявление принципа формирования подобных геологических тел является значительным моментом при определении возраста рудной минерализации если учитывать, что эти структурные элементы вулканопостроек часто выполняют локализующее значение. Экструзивное тело, последовательность его формирования, как известно, находится в строгой пространственной, а следовательно и временной зависимости от стратифицированных вулканических отложений. Затруднительно, а зачастую невозможно определить время внедрения слепого субвулканического тела, чтобы относительно этого периода судить о возрасте метасоматических процессов и рудной минерализации, приуроченной к этому геологическому телу.

Результаты структурного бурения на территории Карамкенского рудного поля и изучение строения участков с промышленным орудене-нием, включая депрессионную область прогнозируемую на скрытое ору-денение, а также наличие данных с условиями локализации промышленной минерализации на других рудных объектах, позволили с большей определенностью подойти к генетической сущности упоминаемых геологических тел.

Минералогические данные подтверждают, что формирование экстру-зивов сопровождалось гидротермальным метаморфизмом и золото-серебряной минерализацией, о чем свидетельствует метасоматическая зональность, в виде последовательно сменяющихся в вертикальном разрезе гидротермальных продуктов, среди которых определенную позицию занимают адуляр-карбонат-кварцевые жилы с золото-серебряной минерализацией.

На основании петрографических особенностей строения пород, морфологии слагаемых ими потоков, были выделены две разновидности игнимбритов, генетическая сущность которых едина, но механизм формирования несколько отличен. Микроскопическое детальное изучение этих типов пород, их физико-химические характеристики позволяют наглядно представить модель флюидизации, расщепления и дезинтеграции исходного расплава.

Впервые показана идентичность состава ГЖВ в игнимбритах и кварцевых жилах предрудных и синрудных стадий формирования, что подтверждает преемственность процессов вулканизма и рудообразова-ния. В игнимбритовых толщах (от ранних к поздним магматическим продуктам), выявлена тенденция роста газово-жидких составляющих.

Относительно практической значимости работы можно сказать, что она заключается в разработке и внедрении комплекса критериев локального прогнозирования близповерхностного золото-серебряного оруденения в вулканоструктурах Примагаданья; а также обосновании применения структурно-петрологических характеристик флюидизирован-ных магматических образований при геолого-фациальном и металлоге-ническом анализе. Практически подтверждена перспективность использования данных по распределению температурных форм ртути при поисках скрытого оруденения в локальных инверсионных депрессиях.

Защищаемые положения: Тезис I. Меловой вулканизм Приматаданской части Охотско-Чукотс-кого вулканогенного пояса имел ареальный характер и представлен двумя разновидностями палеовулканических построек. Первые - трещинного типа, сформированы лавами и потоками игнимбритов, составляющих стратифицированные толщи преимущественно риолитового состава; вторые - центрального типа, представлены более дифференцированными вулканическими толщами, в которых состав игнимбритов меняется от андезитов до трахириолитов. Формирование вулканопост-роек центрального типа, в отличие офрещинного, проходило на протяжении двух этапов тектоно-магматической активизации.

Тезис II. В процессе вулканических извержений различаются эффузивная и эксплозивная фазы, которым соответствуют свои петрологические характеристики образующихся игнимбритов. На каждом структурном уровне вулканопостроек, вверх по разрезу, повышается содержание магмофильных элементов - фтора, хлора, бора и увеличивается количество газово-жидких включений с углекислотой и водносолевыми растворами хлоридов натрия и калия. Эти компоненты достигают максимальных значений в автомагматических и флюидно-эксплозивных брекчиях, что свидетельствует о завершенности дифференциации в рудно-магматической системе.

Тезис III. В составе игнимбритовых толщ выделяются образования, которым свойственны высокая степень флюидизации, сходные структурно- фациальные, петрологические и физико-химические характеристики; эти особенности позволяют объединить их в единый флюид-порфировый комплекс. Подобная совокупность пород и геологических тел на каждом этапе тектоно-магматического развития сопровождается гидротермально- метасоматическим рудообразованием; при этом в вулканопост-ройках центрального типа проявлена золото-серебряная промышленная минерализация, а в вулканопостройках трещинного типа - аналогичная минерализация с непромышленными содержаниями.

Тезис IV. В структурах палеовулканических построек встречаются различного генезиса локальные депрессии, выполненные высокоплот-ностными разностями игнимбритов, которыми нередко экранируется промышленное оруденение, причем скрытая золото-серебряная минерализация фиксируется аномалиями ртути с концентрически-зональным распределением ее минеральных форм над руд окон т ролируюшими структурами. Высокотемпературные формы ртути, наряду с мелкими ореолами золота, серебра, сурьмы и мышьяка, тяготеют к центральным частям концентрически-зональной аномалии. Выявленные соотношения, апробированные на ряде рудных полей, рассматриваются как надежный поисковый критерий.

- 13