Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Металлогения осадочных бассейнов

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

Текст научной работыДиссертация по геологии, доктора геолого-минералогических наук, Феоктистов, Вячеслав Петрович, Санкт-Петербург

/

4 /бР. С

г / к/С " . О

/

МИНИСТЕРСТВО ПРИГОДНЫХ РЕСУРСОВ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ АЛКАРПИНСКОГО (ВСЕГЕИ)

УДК 553-3.078:551.263.036 На правах рутопж*

ФЕОКТИСТОВ Вячеслав Петрович;

МЕТАЛЛОГЕНИЯ ОСАДОЧНЫХ БАССЕЙНОВ (ВЕЩЕСТВЕННО-ГЕОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ)

Специальность 04.00.11 - геологи«, поиски и разведка рудных а нерудных месторождений; металлогения

ДИССЕРТАЦИЯ

I соискание ученой степени доктора геолого-минервлогвческнх наук в форме научного доклада

Сангг-Петербург 1998

МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ А.П.КАРПИНСКОГО (ВСЕГЕИ)

УДК 553.3.078:551.263.036 На правах рукописи

ФЕОКТИСТОВ Вячеслав Петрович

МЕТАЛЛОГЕНИЯ ОСАДОЧНЫХ БАССЕЙНОВ (ВЕЩЕСТВЕННО-ГЕОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ)

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском геологическом институте имени Л.П.Карпинского (ВСЕГЕИ) Министерства природных ресурсов Российской Федерации и Российской академии наук.

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Б.М.Михайлов (ВСЕГЕИ)

&12В-ЗЧ

доктор геолого-минералогических наук профессор Ю.В.Лир (СПбГГИ)

доктор геолого-минералогических наук С.И.Андреев (ВНИИокеангеология)

Ведущая организация:

Институт литосферы Российской академии наук (ИЛ РАН)

Защита состоится /3 /"-Я 1998 г. в 14 час. на заседании

Диссертационного совета Д 071.07.02 при ВСЕГЕИ по адресу: 199106, Санкт-Петербург, Средний пр., 74, Всероссийский научно-исследовательский геологический институт имени А.П.Карпннского (ВСЕГЕИ).

С диссертацией можно ознакомиться во Всероссийской геологической библиотеке при ВСЕГЕИ.

Диссертация разослана ■/^а^угТ^ 1998 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета

доктор геолого-минералогических наук Зл/¿¿1 £ Р•■^•Крол.ская

ВВЕДЕНИЕ

Осадочные толщи вмешают месторождения почти всех видов минерального сырья. В первую очередь это энергоносители - нефть, газ, угли, горючие сланцы, а также рудное и нерудное сырье - каменная я калийные соли, фосфориты, самородная сера, железные и марганцевые руды, медь, золото и т.д.

В последние десятилетия наращивание рудного минерально-сырьевого потенциала зарубежных стран осуществлялось в значительной мере за счет открытия месторождений цветных, редких и благородных металлов, локализующихся в осадочных и пирокластическя-осадочных формациях. Постоянно расширяется круг металлов, образующих промышленные скопления в стратифицированных толщах. Выявлены новые генетические и минеральные типы стратиформных месторождений, существенно изменилась география размещения и баланс региональных запасов большинства металлов.

Структура минерально-сырьевой базы России заметно отличается от мировой. Наблюдается явное несоответствие между огромными объемами осадочных пород, слагающих мощные чехлы обширных древних ( ВосточноЕвропейской и Сибирской) и молодых (Западно-Сибирской и Скифской) платформ, значительные площади в складчатых областях и на шельфах омывающих Россию морей, и выявленным в них рудным потенциалом. На территорий России пока не известно аналогов большей части крупных зарубежных стратиформных месторождений кобальта, вольфрама, никеля, молибдена, платиноидов, урана и других металлов, а среди известных почти все месторождения значительно уступают по качеству руд зарубежным. Такое положение свидетельствует о необходимости дальнейшего совершенствования методов прогнозно-металлбгенического анализа областей развития осадочных толщ в соответствии с современными разработками по тектонике литосферных плит, геодинамическому анализу, металлогении осадочных бассейнов и др. Изучение стратиформного оруденения и условий его образования имеет длительную историю. В классических работах Н.М.Страхова, В.И.Смирнова, В.М.Попова, В.С.Домарева, а также в многочисленных монографиях и статьях (А.И.Германов, Д.Г.Сапожников,

В.Н,Холодов, Д.И.Горжевский, Н.С, Скрипченко, Ю.В.Богданов, Л.Ф.Наркелкж, В.А.Буряк, Г.В.Ручкин, В.А.Нарсеев, Н.К.Курбанов, Э.Г.Дистанов, В.В.Попов, А.М.Лурье, И.Ф.Габлнна и мн.др.) детально охарактеризованы палеогеографические и литолого-фахшальные обстановки формирования рудовмещающих толщ, геотектоническая позиция различных типов рудоносных зон, специализированных на отдельные виды месторождений (медные, свинцово-цикковые и т.д.), их генетические особенности.

В то же время активно развивалось изучение осадочных бассейнов (Н.Б.Вассоевнч, Р.К.Селлн, Х.Р.Рединг, А.Митчелл, В.Е.Ханн, К.А.Клещев, Б.А.Соколов, А.А.Ковалев, Л.П.Зоненшайн, В.С.Шеин и др.), с чем, по мнению Е.В.Кучерука и С.А.Ушакова (1983), связаны успехи в области геологии нефти и газа. Применительно к рудным полезным ископаемым возможности использования бассейнового анализа далеко не исчерпаны.

Целостной системы подходов к анализу страти формного оруденения как одного из производных формирования заключающих его седиментогениых структур пока не.разработано.

Решению проблемы создания научно-методических основ металлогении осадочных бассейнов как нового научного направления посвящена настоящая работа. Это определяет актуальность представляемой диссертации.

Цель в задаче исследований. Цель исследований - разработка научных основ металлогенического анализа и прогнозной оценки на комплекс полезных ископаемых площадей развития осадочных и вулканогенио-осадочных комплексов. Задачи, направленные на достижение поставленной цели, сводились к следующему: I) разработка принципов металлогенического анализа осадочных бассейнов (ОБ), обоснование выделения и типизация рудоносных осадочных бассейнов (РОБ); 2) выявление подходов к выделению рудных районов со стратнформным оруденением и их типизация; 3) анализ геодинамических обстановок формирования РОБ, закономерностей размещения и образования в них стратиформного оруденения; 4) уточнение и совершенствование критериев и методов комплексной прогнозной оценки ОБ на сгратиформное оруденение.

Фактический материал ■ методика исследований. Работа основывается на фактическом материале, собранном автором в качестве ответственного исполнителя за период многолетних исследований (с 1961 г.), выполнявшихся во ВСЕГЕИ по тематическим планам Мингео СССР, Роскомнедра и Министерства природных ресурсов РФ. Автором изучались геологические условия локализации, вещественный состав и геохимические особенности, закономерности размещения, критерии и методы прогнозирования стратиформных месторождений (Си, РЬ, 2п, А& Ли, Р1 и др. ) в осадочных комплексах докембрия и фанерозоя Северного Забайкалья, Южной Якутии, Дальнего Востока, Центрального и Южного Казахстана, Башкирского подняли, востока Русской платформы, северо-запада Сибирской платформы, выполнялся региональный мелкомасштабный металлогенический анализ региона БАМ и среднемасштабиый - отдельных рудных районов. Кроме того, использованы материалы, собранные автором в ходе поисково-съемочных и прогнозно-металлогенических работ в Афганистане (19701974 гг.), на Кубе (1980 г.), в Болгарии (1985-1987 гг.) и Польше (1977 и 1984 гг.).

Помимо этого критически проанализирован обширный материал по различным аспектам изучавшейся проблемы, содержащийся в многочисленных статьях и монографиях отечественных и зарубежных специалистов.

При проведении исследований использовались как полевые методы изучения отдельных месторождений и районов их локализации, так и комплекс методов по определению вещественных, минералогических, геохимических и изотопно-геохимических особенностей рудовмещающих пород и руд. При региональных обобщениях широко использовались струетурно-формационный, рудно-формациониый и геотектонический анализ ОБ, палеотектоиические и палеогеодинамические реконструкции, ритмостратнграфический анализ, палеогеографические и лвтолого-фациальные построения.

Научная новизна работы заключается в разработке основ, принципов и методов нового направления региональной металлогении - металлогении осадочных бассейнов. ОБ рассматриваются как основной тип рудоносных седимеитогенных структур земной коры, в строении и вещественном выполнении

которых интегрированы результаты процессов осадконакопления, вулканизма и рудогенеза. Мера проявления и взаимоотношения этих процессов предопределяется конкретной геодинамической обстановкой. Объектом изучения металлогении ОБ являются все типы месторождений, генетически или парагенетически связанные с формированием и постседимеитационными преобразованиями вмещающих осадочных и вулканогенно-осадочных формаций, их рядов и комплексов.

Предложена оригинальная типизация РОБ на вещественно-геодинамической основе, сформулированы принципы и проведена типизация рудных районов со стратиформным оруденением. Выявлена специфика металлогенической специализации' и продуктивности ОБ, формировавшихся в различных геодинамических обстановка», а также возможность реализация в них основных типов геолого-генетических моделей страхи формного оруденения. Сформулированы принципы и методы комплексной оценки ОБ с использованием системы главных и вспомогательных критериев для регионального и среднемасштабного прогнозирования.

Практическая значимость и внедрение результатов. В процессе исследований автором была произведена оценка и даны рекомендации по направлению геологоразведочных работ, принимавшиеся в разные годы к внедрению территориальными производственными организациями: на медь в Тенизской и Джезказганской впадинах (1966-1968 гг.), Пермском, Башкирском в Оренбургском Приуралье (1969, 1992 гг.), на свинец и цинк в Башкирском поднятии (1975-1977 гг.), на серебро, медь, свинец и цинк в Северном Забайкалье (1963-1965, 1978-1980 гг.), на золото, медь, свинец и цинк в восточной части региона БАМ (Южная Якутия, Амурская область, 1982-1984 гг.), на платиноиды, серебро и медь в Игарском районе (1987, 1989 гг.), а также на комплекс полезных ископаемых в западной части Кубы (1980 г.)и в Болгарии (1985-1986 гг.). Автором открыто несколько рудопроявлений меда в Кодаро-Удоканской зоне и Нижне-Ханинском прогибе, свинца и цинка в Башкирском поднятии. В ходе поисковосъемочных работ в Афганистане автором открыто несколько

рудопроявлений меди и впервые, в 1970 г. выделен новый Кабульский меднорудный район, в котором позднее было разведано крупное месторождение ыедн Айнак.

Результаты региональных прогнозно-металлогеннческих исследований отражены на изданных металлогеннческях картах района БАМ м-ба 1:1 500 ООО и Кодаро-Удоканского прогиба и его обрамления м-ба 1:200 000, а также на прогнозной карте Провинции Пннар-дель-Рио (Западная Куба) м-ба 1:250 000 и прогнозно-металлогенической карте Болгарии м-ба 1 ¡200000.

Принципы и методы составления мелко-среднемасштабных прогнозно-металлогснических карт, разработанные в соавторстве с Ю.В.Богдановым, В.Н.Терентъевым и др., реализованы при создании прогнозно-металлогенической карты региона БАМ на 32 листах м-ба 1:500 000 в ПГО "Иркугскгеология", "Бурятгеология", "Читагеология", "Якутскгеология", "Дальгеология", ВостСибНИИПГиМС'е, ЗабНИИ и ДВИМС'е.

Разработанные автором теоретические положения металлогении ОБ вошли в "Концепцию методических основ глубинного геологического картографирования осадочных бассейнов", составленную коллективом специалистов ВСЕГЕИ, ГНПП "Недра", ВНИГНИ, НВ НИИГГ. ГНШГАэрогеология", ВостСибНИИТГиМС, ВНИИОкеангеология по заданию Роскомнедра в 1994г.

Апробация работы. По теме диссертации в отечественных и зарубежных изданиях опубликовано около 140 работ, в том числе 8 составленных в соавторстве монографий, брошюр и объяснительных записок и 8 геологических и металлогенических карт мелкого и среднего масштаба, а также более 20 научных и производственных отчетов.

Отдельные положения и результаты исследований докладывались и представлялись автором на региональных совещаниях по геологии, полезным ископаемым и металлогении Забайкалья и Восточной Сибири в Чите (1964, 1966,1977, 1981, 1991 гг.), Иркутске (1965,1980гг.), на совещания Экспертно-геологического Совета МГ РСФСР по перспективам меденосности Приуралья (Пермь, 1969 г.), на совещании по перспективам меденосности Тенизской впадины

(Караганда, 1970 г.), на 3-й Всесоюзной научно-практической конференции по проблемам БАМ (Улан-Удэ, 1981 г.), иа рабочих совещаниях и сессиях Совета КНИР БАМ и НТС Мингео СССР по БАМ *у (Ленинград, 1982 г.; Хабаровск, 1982 г.; Алдан, 1983 г.),на сессии секции рудных полезных ископаемых НТС Мингео СССР "Состояние и направление научно-исследовательских работ на цветные и редкие металлы в Дальневосточном экономическом районе" (Хабаровск, 1983 г,), на сессии экспертной комиссии НТС Мингео СССР "Прогнозирование и перспективы развития минерально-сырьевой базы СССР" (Ленинград, 1985 г.), на всесоюзных совещаниях, конференциях, семинарах: "Стратиформные месторождения цветных металлов" (Чита, 1971 г.), "Основы научного прогноза месторождений' рудных и нерудных полезных ископаемых" (Ленинград, 1971 г.)> "Рудные конкреции и конкреции рудоносных формаций" (Ленинград, 1976 г.), "Стратиформные месторождения цветных металлов н золота Сибири и Дальнего Востока" (Чита, 1977 г.), "Рудоконтролирующие факторы и условия образования месторождений редких и цветных металлов в осадочных породах" (Звенигород, 1979 г.), "Геохимия платформенных и геосинклинальных осадочных пород и руд фанерозойского и верхнепротерозойского возраста" (Москва, 1980г.), 2-е Всесоюзное совещание по металлогения докембрия {Иркутск ,1981г.), "Стратиформные месторождения цветных, редких и благородных металлов" (Фрунзе, 1981 г.; Алма-Ата, 1985 г.), "Метасоматизм и рудообразованне" (Ленинград, 1982 г.), "Условия локализации и закономерности размещения стратиформных свинцово-цинковых и медных месторождений" (Джезказган, 1982 г.), "Изучение стратиформных геологических формаций и их рудоносностн" (Ленинград. 1982 г.), "Условия образования редкометалльных и свинцово-цинковых месторождений" (Москва, 1983 г.), "Генетические модели эндогенных рудных формаций" (Новосибирск, 1985 г.), "Межрегиональная конференция по стратиформным месторождениям" (Чита, 1990 г.), "Эволюция докембрийской литосферы" (Ленинград, 1991 г.),-"Металлогения осадочных бассейнов" (Москва, 1992 г.), "Металлогения складчатых систем с позиций тектоники плит" (Екатеринбург, 1994г.), "Тектоника осадочных бассейнов Северной Евразии" (Москва, 1995г.)."Эволюиионно-геологические факторы рудообразования и

прогноз месторождений полезных ископаемых" (Москва, 1996г.), на ХГУ конгрессе Карпато-Багасаиской геологической ассоциации (София, 1989г.) и совещании "Геология месторождений благородных металлов и технология их извлечения" (София, 1990г.), на международных геологических конгрессах (ХХУ1, ХХУ11, ХХУ111 сессии, 1980, 1984, 1988 гг.), "Докембрий Северной Евразии" (СПб, 1997 г.), "Палеогеографические и геодинамические условия образования вулканогенно-осадочных месторождений" (Миасс, 1997г,). В 1990 й 1993 гт. итоги исследований докладывались на заседаниях Ученого совета ВСЕГЕИ.

Основные защищаемые положения. ¡.Металлогения осадочных бассейнов, являясь одним из направлений региональной металлогении, рассматривает рудоносные осадочные бассейны как седиментогенные структуры длительного и многостадийного развития, типизируемые по геодинампческим обставовкам на время их формирования (внутриконтиненталъные, пассивноокраинные, субдукционные, коллизионные и океанические) и вещественному выполнению (терригенные, терригенно-карбонатные и кремнисто-карбонатно-терригенные), включающие различные виды и типы месторождений минерального сырья, возникшие в результате интегрирования экзогенных и эндогенных процессов на всех этапах их эволюции от начала седиментации до коллизии.

2. Геодинамическая позиция рудоносных осадочных бассейнов обусловливает формационный состав и строение отвечающих им формационных комплексов или геолинз. Каждая группа геодинамических обстановок характеризуется специфическим проявлением эндо- и экзогенных процессов, что определяет как металлогеническую специализацию и продуктивность рудоносных осадочных бассейнов (стратифицированных структурно-металлогенических палеозоя), так и в определенной степени генетические типы заключенных в них месторождений. Внутриплитные бассейны, связанные с рифтогенезом и деструкцией континентальных плит, имеют уран-золото-серебро-кобальт-медную специализацию, реализуемую в крупных и уникальных эпигенетических и син-диагенетических месторождениях. Пассивноокраинные бассейны вмешают

гидротермально-осадочные эпигенетические и метаморфогенные месторождения свинца, цинка, железа, марганца, золота, сурьмы, вольфрама, молибдена и др. Бассейны субдукционных поясов отличаются слабой стратиформной р