Сравнительный анализ закономерностей размещения месторождений железа Западной Африки (Западная Сахара, Мавритания), Кольского полуострова и Сибири

Хадхиа Хамди Хаиба

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Сравнительный анализ закономерностей размещения месторождений железа Западной Африки (Западная Сахара, Мавритания), Кольского полуострова и Сибири
ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации по теме "Сравнительный анализ закономерностей размещения месторождений железа Западной Африки (Западная Сахара, Мавритания), Кольского полуострова и Сибири"

На правах рукописи

ХАДХИА ХАМДИ ХАИБЛ

Сравнительный анализ закономерностей размещения месторождений железа Западной Африки (Западная Сахара, Мавритания), Кольского полуострова и Сибири

Специальность:

25.00.11 - Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук.

Иркутск - 2006

Работа выполнена на кафедре геологической съемки, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых Иркутского государственного технического университета

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук, профессор В.А. Филонюк Научный консультант по геологии зарубежных стран:

кандидат геолого-минералогических наук, профессор Ю.А. Чернов

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических паук, профессор Е.Т. Бубнов кандидат геолого-минералогических наук A.A. Амиржанов

Ведущая организация:

Институт Геохимии СО РАН

Защита состоится "22" июня 2006 г., в 1200 часов на заседании диссертационного совета Д 212.073 01 при Иркутском государственном техническом университете, по адресу: 664074, г Иркутск-74, ул Лермонтова, 83, аудитория Е-301

Факс. (395)2-405-100; Email: filonyuk@istu irk.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Иркутского государственного технического университета

Автореферат разослан "22" мая 2006 г.

Учёный секретарь диссертационного

совета, кандидат г.-м. н.

ЯООб (\

А и 0 9 СГ Общая характеристика работы

" Актуальность работы. Интерес к истории геологического развития

территории Сахарской Арабской Демократической Республики (Западной

Сахары) обоснован богатым комплексом полезных ископаемых на этой

территории. Среди них металлические (железо, марганец, хром, титан, ванадий,

никель, молибден, вольфрам, медь, свинец, цинк, серебро, сурьма, ртуть,

алюминий, платина, золото, уран, редкие элементы), неметаллические полезные

ископаемые (слюды, кварц, ограночные, поделочные и технические камни,

фосфатное сырье, соли, глины и глинистые породы, песок и гравий, песчаники

и кварциты) и горючие полезные ископаемые (уголь, нефть и газ) Кроме

месторождений фосфоритов Бу-Краа, ни одно из выше перечисленных

месторождений и рудопроявлений детальное не изучено и не разведано. Это

требует от геологов направить геологоразведочные работы, в первую очередь,

на проведение оценки известных проявлений полезных ископаемых и поисков

новых промышленно значимых объектов, что повысит общее сырьевое

значение данной территории. Автор в течение ряда лет изучал геологию

железорудных формаций Западной Африки. Работа выполнена на основании

изучения литературных данных, изданных в России и за рубежом, а также с

использованием личных наблюдений. Они были сосредоточены в южной,

восточной и северо-восточной частях Западной Сахары и сопредельных

районах Алжира и Мавритании, где распространены железорудные

месторождения различных типов кварц-магнетитовый, гематитовый,

железистых кварцитов и осадочных оолитовых с корами выветривания

К настоящему времени в России и других странах проведены обширные

исследования механизмов природных процессов рудообразования В основе

таких исследований использованы закономерности структурной организации

изучаемых монопризнаковых подсистем. Именно через структуру признакового

поля возможно более или менее коррек шо установить вероятный механизм

процесса. Такие попытки известны и в том числе и на железе (Филонюк, 1997,

Мальцева, 1997 и др.) Поэтому попытка творчески переосмыслить

накопленный объём информации с новых позиций - актуальные вопрос,

поскольку он тесно связан с определением перспектив района на качественные

руды и их поиски, а также в целом - экономической роли Западной Африки на

мировом рынке, как крупного поставщика железа.

Цель работы. Проведение сравнительного анализа размещения

( месторождений железа территорий Западной Африки, Сибири и Кольского

полуострова, выявление общих закономерностей структурной организации

полей концентрации железа (ПКЖ) и возможности их использования при

решении задач прогнозирования.

Задачи исследования:

1 Анализ и обобщение материалов по геологии и металлогении железа на

территориях Западной Африки, Кольского полуострова и Сибири

Изучение закономерностей структурной ■рргшшаанш!—1ЖЖ,

самостоятельных подсистем eucЯí!!f,l

ЬИЬЛИОТЕКА

С.» Петербург ОЭ 200

3 Исследование фрактальных свойств ГЖЖ в различных железорудных

провинциях мира и их сравнительный анализ

4 Оценка возможностей открытия еще невыявленных скоплений железа на

основе открытых закономерностей структурной организации (ПКЖ) Фактический материал. В работе использован картографический геологический и 1теохимический фактический материалы, литературные источники российских и зарубежных авторов Среди них. Алиа М.М., Аррибас А, Бреннеисен С М, В А, Меноз Кабзон С, Шубер Ю, Фор-Мюре А., Хамади ЗГ, Хаин ВЕ., Кагарманов А.Х , Козлов ВВ., Кочнев А.П, Кузнецов В.А, Семинский Ж.В , Сулиди-Кондратьева Е.Д , Филонюк В.А. и др.

Автор собрал фактический материал по железорудным месторождениям как Западной Сахары, так и ряда районов соседних Мавритании и Алжира С этой целью в 2002-2003 годах автором были проведены полевые маршруты около 2000 км (3 месяца и 20 дней), в ходе которых он документировал разные комплексы горных пород (от архея до кайнозоя). Проводил геологические маршруты, отбирал штуфы, пробы руд разных генетических типов месторождений и ру до про я вле н и й железа для дальнейших минералого-геохимических исследований В процессе камеральной обработки проводилось описание аншлифов, шлифов, был проведен химический анализ руд; анализы выполнены в лабораториях института геохимии СО РАН; методы исследований атомно-абсорбционный и пламенной фотометрии В процессе обучения в аспирантуре ИрГТУ автором были проанализированы материалы по геологической съемке Западной Сахары в масштабах 1 10 000 000 и 1:15 000 000, на основе которых выделены структурно-вещественные комплексы и размещенные в них месторождения полезных ископаемых Составлены схематические геологические карты масштаба 1 1 250 000 и тектоническая карта масштаба 1:2 500 000 В работе использованы опубликованные геологические материалы по железорудным месторождениям Сибири и Кольского полуострова

Методы исследования: Поставленные автором задачи решались на основе структурно-таксономического анализа разномасштабного картографического материала с использованием принципов элеменгаризации, целостности, иерархичности, соответсгвия, дополнительности, а также применения опыта выявления и системного изучения закономерностей структурной организации рудных месторождений (Филонюк, 1986,1994).

Защищаемые положения: /

1. Известные месторождения и проявления железа в пределах региона ЗападноО Сахары и прилегающих к нему районов (Мавритания, Алжир) разделяются на три генетических типа промышленных железорудных месторождений и рудопроявлений• магматические, метаморфизованные и осадочные морские, что дает основания для сравнения их геологического строения и закономерностей размещения с аналогичными железорудными месторождениями и проявлениями известных провинций Сибири и Кольского полуострова.

2. Поля концентрации железа различных формаций, локачизованных в розничных железорудных провинциях, представляют собой универсальные структурно организованные многоуровневые подсистемы. Они носят латентный (скрытый) характер и обладают всеми фундаментальными свойствами, характерными для саморазвивающихся систем.

3. Эффективный прогноз положения аномальных скоплений железа может быть обеспечен за счет установления наиболее вероятных вакантных мест на основе выявленной модели структурной организации поля концентрации железа и предположения о наиболее вероятном генетическом типе оруденения, сделанного на основе анализа геологической обстановки на данном вакантном участке.

Научная новизна:

1. Впервые собраны, проанализированы и обобщены имеющиеся разрозненные данные региональной геологии, тектоники и размещения рудопроявлений и месторождений железорудных формаций Западной Сахары

2. По вещественному составу, геолого-структурному положению и петрографическому описанию выделено в пределах региона Западной Сахары и прилегающих к нему районов (Алжир, Мавритания) три генетических типа железорудных месторождений и рудопроявлений' магматические, метаморфогенные и осадочные морские.

3. Впервые установлены универсальные закономерности структурной организации и получены новые данные о фрактальных свойствах полей концентраций железа в различных железорудных провинциях мира.

Практическая значимость. Выявленные новые закономерности размещения железорудных месторождений и рудопроявлений непосредственно определяют направление поисково-сьёмочных работ и выделение наиболее перспективных площадей и районов, что повлечет открытие крупных месторождений этого сырья Это в значительной степени будет способствовать промышленному развитию региона Западной Сахары

Установленные структурные закономерности пространственного распределения железорудных месторождений являются основанием для позитивной оценки перспектив территории и открывают дополнительные возможности для прогнозирования вероятных потенциальных мест локализации еще невыявленных промышленных объектов.

Апробация работы. Основные материалы диссертации опубликованы и обсуждались в докладах на ежегодных межвузовских научных конференциях в Иркутском государственном техническом университете Иркутск, 1999-2005 гг.; на '"V международном симпозиуме студентов, аспирантов и молодых ученых, имени академика М. А. Усова" Томск, 2001 г ; на "Межрегиональной научно-технической конференции, посвященной 40-летию ЗабНИИ". Чита, 2001 г; на XXI Всероссийской молодежной конференции "Строение литосферы и геодинамика" Институт земной коры СО РАН Иркутск, 19-24 апреля 2005г

Публикации

Основное содержание диссертации отражено в 9-ти печатных работах

Базовый материал и личный вклад автора при выполнении исследований. При выполнении исследований использован исходный фактический материал из всех доступных публикаций материалов по геологии и железорудным формациям Западной Сахары, Мавритании, Алжира, Сибири и Кольского полуострова Личный вклад автора заключается в проведении анализа и творческого переосмысления этих материалов с позиции новых методов изучения закономерностей структурной организации нолей концентраций железа с элементами таксономического анализа Автором проведен сбор и аналитическая обработка личных материалов по геологии и вещественному составу пород и руд железорудных провинций Западной Африки (маршруты 2000 км, образцы пород и руд 70 шт, шлифы и аншлифы 35 шт)

Структура и объем работы. Текст диссертации объемом 169 страниц состоит из шести глав, введения и заключения; содержит 35 рисунков, включая 4 цветные фотографии, 9 таблиц и список литера1уры из 125 наименований

Первая глава посвящена анализу и обобщению материалов по геологии и металлогении железа Западной Сахары и сопредельных районов В ней дается описание стратиграфии, интрузивных образований и структурно-вещественных комплексов, распространённых на данной территории

Вторая глава содержит сравнительный анализ железорудных формаций на территориях Западной Африки, Кольского полуострова и Сибири В ней приводится сравнительная характеристика железорудных формаций Западной Африки (Западная Сахара, Мавритания, Алжир), Кольского полуострова и Сибири, а также, дается характеристика существующих представлений о генезисе железорудных месторождений

В гретьей главе приведены теоретические основы исследования закономерностей структурной организации полей концентрации железа В ней изложены использованные автором методологическая основа и принципы исследования, основанные на идеологии современной (синергетической) концепции развития природных систем

В четвёртой главе помещены результаты изучения закономерностей пространственного размещения железа и обсуждаются результаты исследования структурной организации полей концентрации железа в различных железорудных провинциях В ней даётся методика исследования и характеристика закономерностей струюурной организации полей концентрации железа как многоуровневых подсистем геологической среды.

В пятой главе изложены результаты изучения фрактальных свойств полей концентрации железа в различных железорудных провинциях мира (Западная Африка, Кольский полуостров и Сибирь), обсуждаются универсальные свойства структурной организации железорудных аномалий и дается обобщенная модель структурной организации ПКЖ и современный взгляд на генезис железорудных месторождений.

В шестой главе анализируются связи i-еологических факторов с формированием и развитием ПКЖ и рассматриваются возможности

расширения перспектив обнаружения железорудных месторождений на территории Западной Сахары и Мавритании на основе обобщения полученных результатов исследований с использованием не градиционных подходов (принцип структурной гомологии)

Благодарности. Автор выражает благодарность и глубокую признательность научному руководителю д г -м н, профессору Вшалию Андреевичу Филонгоку и научному консультант кг.-мн, профессору Юрию Алексеевичу Чернову за поддержку, внимание, ценные советы и за помощь в работе над диссертацией Искреннюю благодарность кл- -м н Ивановой Р Н за неизменную поддержку и помощь в работе над диссертацией

Автор искренне благодарит за ценные советы и поддержку докторов г -м н. профессоров Иванова А Н и Кочнева А.П., Семинского Ж В , Бухарова А. А а также кандидатов г.-м.н. и профессоров Учителя М.С., Семейкина ИН., Шевелева В.В., Шиманского А.А, Рапацкую Л А, Летунова СП, Мальцеву Г Д, Гали Хамади Зубейр. Автор также выражает благодарность и признательность к г.-м н Мехоношину А С за неоценимую помощь в изучении вещественного состава руд

Концснтуальная основа исследований

Традиционные представления о процессах рудообразования в геологии рудных месторождений основаны на обобщении громадного опьпа исследований и практического решения вопросов, связанных с формированием и использованием базы минеральных ресурсов в мире Научная ценность и эффективность их велика Однако ни одна из существуюпшх и ранее существовавших концепций в любой из отраслей научного знания, в том числе и в геологических науках, не в состоянии ответить и объяснить все без исключения научные факты. Поэтому неслучайно ряд исследователей приходит к выводу о назревающей необходимости коррекции существующих представлений о динамике и режимах геологических процессов и в том числе процессов рудообразования (Савенко, 1979, Филонюк, 1984, 1997; Красный, Садовский, 1986, Горяинов, 1986; Николаев, Горяинов, 1990, Дмитриевский и др, 1993; Мальцева, 1997, Арпошков и др, 2000, Страхов, 2000 и др.)

Традиционные модели развития геологической среды при их качественной и количественной формализации опираются на иринцип актуализма Они предполагают преобладание равновесного типа физико-химических превращений и полное подчинение энергетических балансов второму закону термодинамики, отводят определяющую роль вмещающей среде в развитии морфоструктурных закономерностей и последовательный рост энтропии ее состояний

Новая концепция основана на идеолоши самодвижения Она возникай! в условиях далёких от равновесия и протекает в режиме самоорганизации. В сфере геологии широко признанной рабочей модели новой концепции пока не существует, хотя ее идеи плодотворно использовались и используются многими исследователями (В В Богацкий, П М. Горяинов, И А Володин, А.Н Дмитриевский, В.М. Мишнин, В Б Нейман, В А Филонюк и др ).

Признаки существования неравновесных процессов, как правило, отображены в скрытых структурах, контролирующих распределение отдельных компонентов геологической среды, как сложной многопризнаковой системы Такие структуры могут быть выявлены при проведении специальных исследований структурной организации признаковых подсистем

Разуметсся, здесь ни в коей мере нельзя отвергать роль общепризнанных моделей геологических процессов, составляющих основу существующих представлений об этих процессах Безусловно, они находятся в определенных логических связях с неклассическими моделями и речь должна вестись лишь о возможных их приоритетах на тех или иных этапах развития среды.

Обоснование защищаемых положений

Первое защищаемое положение: Известные месторождения и проявления железа в пределах региона Западной Сахары и прилегающих к нему районов (Мавритания, Алжир) разделяются на три генетических типа промышленных железорудных месторождений и рудопроявлений: магматические, метаморфизованные и осадочные морские, что дает основания для сравнения их геологического строения и закономерностей размещения с аналогичными железорудными месторождениями и проявлениями известных провинций Сибири и Кольского полуострова.

Результаты исследований железорудных формаций Западной Африки позволяют выделить на изученной территории три типа руд- магматические, метаморфизованные месторождения, залегающие среди докембрийских пород Регибатского массива и осадочные месторождения, приуроченными к палеозойским (девон) отложениям платформенного чехла Изучаемые железорудные месторождения Западной Африки расположены на территории Западной Сахары, Мавритании и юго-западе Алжира (см. рис 1).

К собственно магматическим месторождениям относится Азмилат Аграша (Западная Сахара) Они залегают в докембрийских породах фундамента, в западной части Регибатского массива Оруденение генетически и пространственно связано с массивами ультраосновых и основных пород Рудные тела представлены крупными залежами вкрапленных руд с тиганомагнетитом или жильными телами сплошных руд, сложенными магнетитом и ильменитом.

К метаморфизованным месторождениям относятся месторождения Форт-Гуро и Зоуерат (Мавритания), Жабель-Сафариат, А1уэйнит, Мижек и рудонроявление Хневисат (Западная Сахара). Месторождения представлены маг нетитовыми, ильменит-магнетитовыми, гематитовыми рудами в железистых кварцитах Эти руды широко распространены на древнем щите архейского Регибатского массива Гематитовые кварциты характеризуются тонким чередованием правильных, выдержанных но мощности слоев кварца и гематита, либо магнетита. Рудные залежи представлены толщами мелкозернистых тонкополостчатых железистых кварцитов и связанными с

ними пластообразными и линзобразными залежами богатых гематитовых и магнетитовых руд Среди руд месторождений Западной Африки различают 4 типа- массивные твердые руды (68% Ре), полосчатые руды (66-68% Ре), почковидные руды (59-65% Ре) и порошковатые руды (67% Ре) Эти руды установлены и охарактеризованы в результате полевых исследований, проведенных автором в 2003 г (рис 1) Установлена значительная протяженность (600 км) в северо -восточном направлении гематитового оруденеяия, приуроченного к западным окраинам Регибатского массива

' Схожесть характерных структурно-текстурных особенностей железистых кварцитов - тонкого чередования в них рудных (гематит, магнетиг) и нерудных прослоев (кварц), близость их химического и минерального состава, приуроченность всех изученных месторождений к древнему комплексу Регибатского массива, дают нам возможность выделить их в самостоятельный формационный тип железистых кварцитов Кедиат-Иджиль

Сравнительный анализ железорудной формации магматического типа Западной Африки (месторождения Азмилат Афаша) показывает, что по вещественном}' составу они близки аналогичным Алданской и Саяно-Байкальской провинциям, титаномагнетитовым месторождениям в Бутвельдском массиве (ЮАР) и др Метаморфизованные месторождения Западной Африки (Форт-Гуро, Зоурат Агуэйнт, Адгеид, Глаб-эль-Фула, Мижек, Хневисат, Жебель Сафариат) имеют сходс1во с железистыми кварцитами Кольского полуострова, а также Анабарской, Тунгусской и Восточно-Саянской провинций на иерритории Сибири

Осадочные месторождения располагаются на территории Западной Сахары (Се1-йят-эль-Хамра, Дафаат Ерш, Ату ила и др.) и Алжира (Гара-Джебилат) Рудные пласты приурочены к мелководным прибрежным осадкам, накапливавшимся в участках древнего морского бассейна, сформированного на северных склонах Регйбаюкош массива (см рис 1) Месторождение представлено протяженными пластовыми залежами, кр} пиыми линзообразными телами оолитовых руд Продуктивные пласты приурочены к песчаникам и известнякам низов девона Железные руды представлены в основном оолитовыми минералами, относящимися к группе железистых хлоритов с оболочкой юнко дисперсного магнетита По вещественному составу они аналогичны Верхне-Ленской провинции Сибири (Ичерскос, Чембаловское, Захаровское месторождения).

Составил-XX Хадия, по материалам геологическая карта Африки/ Ред С А Мугыпев (1966), масштаба 1: ¡0 ООО ООО; М.М. Ати (1966), Р.Н. Иванова и др. (2004) под руководством проф В филонюка и проф. ЮЛ. Чернова.

Рис. 1. Схематическая карта структурно-вещественных комплексов и металлогении железа Западной Сахары и прилегающих к ней районов Мавритании и Алжира.

Условные обозначения: докембрийский фундамент: 1) древний архейский структурно-вещественный комплекс (архей, протерозой), структуры осадочного чехла- 2) палеозойский структурно-вещественный комплекс - приразломная впадина Заммур, Тиндуф и синклинальная зона Леглат, 3) мезозойский структурно-вещественный комплекс -впадины: Агжайжим и Тигла-Литан, 4) кайнозойский структурно-вещественный комплекс -ипадина Рио-де-Оро - Аюн, Замлат-Лмаграз, Агладе, Оугранат и прибрежная впадина Суэхил; 5) разрывные нарушения а- основные, б- второстепенные: I- Региональный |

глубинный разлом Заммур, II- разлом Аусерд, III- зона разломов Эль-Аюн, IV- зона разломов Дахла, V- разлом Замлат Амаграз, VI- разлом Сегият-эль-Хамра, VII- зона разлома Агжайжим; 6) материковый склон, 7) геологические границы, 8) маршрут авюра (2003г), 9-II) генетические типы железорудных формаций 9) собственно-магматические, 10) метаморфизованные, И) осадочные, 12) государственные границы, 13) населённые пункты, 14-30) железорудные месторождения и рудопронвления 14 Азчилат Аграша; 15- Зоуерат, 16- Форт-Гуро, 17- Хнивесат, 18- Агуэйнит, 19- Адгеид, 20- Глаб-эль-Фула, 21-22- Мижек. 23-24- Жебель-Сафариаг, 25-29- Сегияг-чль-Хамра- 27- Дафаат Крни. 28- Атуила, 29-Рмсиан; 30- Гара-Джебилат

Приведенные результаты сравнительного анализа информации по геологии железорудных формаций территорий Западной Африки (Западная Сахара, Мавритания, Алжир), Кольского полуострова и Сибири, где фиксируются скопления месторождений железа различных генетических типов и геологического строения, показывают, что каждый промышленный или потенциально промышленный объект индивидуален относительно его геологической позиции Но, кроме традиционных геологических факторов, существуют какие-то более общие закономерности, которые пока не попали в поле зрения исследователей, занимающихся данной проблемой.

Для выявления этих закономерностей требуются новые методологические подходы В качестве одного из возможных нетрадиционных подходов нами предпринята попытка рассмотреть геологическую среду как многокомпонентную систему, состоящую из множества монопризнаковых подсистем, обладающих фрактальными свойствами Данный подход основан на идеологии саморазвития природных систем, где главная роль в структурообразовании среды принадлежит энергетике процесса Этот фактор является определяющим в формировании всех подсистем геологической среды, включая литологическую, тектоническую, магматическую, подсистему метаморфически преобразованных пород и, естественно, все минерагенические подсистемы, в том числе и подсистему железа Именно это являлось предметом специальных исследований, результата которых излагаются в настоящей работе.

Второе защищаемое положение:

Поля концентрации железа различных формаций, локализованных в различных железорудных провинциях, представляют собой универсальные структурно организованные многоуровневые подсистемы. Они носят латентный (скрытый) характер и обладают всеми фундаментальными свойствами, характерными для саморазвивающихся систем.

Изучение закономерностей структурной организации поля концентрации железа на территории Западной Африки, Сибири и Кольского полуострова проведено с использованием известного опыта системно-структурного анализа в полном соответствии с методологическими принципами, которые были использованы при изучении структурной организации золоторудных месторождений (Филонюк 1986, 1994).

Достаточно высокая степень изученности территории Западной Африки, Сибири и наличие информации по многам железорудным месторождениям Мавритании, Западной Сахары, Сибири и Кольского полуострова, локализованных на площади: 6336 км2 (Западная Африка), 1322,7 км2 (Кольский полуостров) и 2925 тыс км2 (Сибирь) предопределяет возможность получения вполне объективных результатов исследования и правомерность их сопоставительного анализа

В качестве основного метода изучения использовано конкретное пространственное картирование и таксономирование распределения железорудных месторождений и рудопроявлений железа как самостоятельных признаковых подсистем геологической среды с целью получения разномасштабных пространственных моделей (схем) их размещения Теоретическая основа метода представлена в многочисленных публикациях (Богацкий, 1971; Драгунов, 1971; Басков, Васильев. Драгунов и др., 1971, Иерархия геологических тел (Тематический справочник), 1978, Драгунов и др, 1971; Летников, 1998; Филонюк, 1986, 1987, 1994 и др.) Путём объединеная в таксоны (или скопления) наиболее близко расположенных (для конкретного масштаба исследований) месторождений и рудопроявлений железа, затем таким же образом формирования скоплений или таксонов следующего, более крупного порядка и т д можно получить многоуровневую модель структурной организации ПКЖ в докембрийском массиве Регибатского щита и на территории Сибири в различных железорудных провинциях. Критерием близости расположения объектов, принадлежащих одному таксону, является расположение их на минимальном по горизонтали, но примерно одинаковом расстоянии друг от друга.

Таблица 1

Показатели структурной организации полей концентрации железа в

железорудных провинциях Западной Африки (Мавритания, Западная Сахара)

Уровни организации Показатели организации I II III IV

Параметр ячейки структурной матрицы в плане, км 2.56 0,9-4,8 6,68 5-9 12,74 9,2-18,8 29.06 29,06

Скейлинговый Коэффициент 2,6 1.9 2,7

Примечание - числитель - среднее значение, знаменатель - пределы изменения значений (mm - max). Точность измерения соответствует масштабу карты 1-200 ООО

Для решения задачи по выявлению данных структурных закономерностей более важным является не столько точное выявтение границ таксона, сколько выявление пространственного положения его «эпицентра», с тем, чтобы впоследствии объективно отфиксировать геометрические параметры установленной модели структурной организации изучаемой подсистемы

В результате проведенных исследований было установлено, что обобщённая модель пространственного размещения известных железорудных месторождений Западной Африки, Сибири и Кольского полуострова, как самостоятельной железорудной (т е монопризнаковой) подсистемы,

предстааляет собой структурно организованный объект (табл 1, 2) Это свидетельствует о наличии определенного порядка в распределении месторождений и мест скоплений этого вещества в различных железорудных провинциях мира. Скейлинговый коэффициент изменяется в пределах допустимых значений (табл. 1,2).

Таблица 2

Показатели структурной организации полей концентрации железа

в железорудных провинциях Сибири

Уровни организации Показатели организации 1 II III IV V

Параметр ячейки структурной матрицы в плане, км Ш 8-44 72,8 48-116 150.4 120-216 281,2 220-356 444,8 360-672

Скейлинговый Коэффициент 2,7 2,1 1,9 1,6

Примечание- числитель - среднее значение, знаменатель - пределы изменения значений (тт- тах) Точность измерения соответствует масштабу карты I 5 ООО ООО

Метрические характеристики ячеек разноуровневых матриц, контролирующих пространственное положение эпицентров скоплений железа выделенной нами модели структурной организации подсистемы, свидетельствуют о том, что этот объект действительно является единой многоуровневой подсистемой, обладающей свойствами дискретности и упорядоченности, масштабного подобия (скейлинга), структурной автономии (система имеет свою независимую структуру) и нелинейности (табл 1, 2). Выдержанный характер скейлингового коэффициента и близость его значения к величине универсального показателя для природных нелинейных систем, установленного Фейгенбаумом (Фейгенбаум, 1983) свидетельствует о том, что данная модель структурной организации ПКЖ Западной Африки и Сибири может быть отнесена к классу природных нелинейных систем, формирующихся в условиях неустойчивого состояния среды.

Фрактальная размерность выражается дробным числом Графически этот показатель формализуется в билогарифмическом масштабе прямой линией с меняющимся для разных объектов углом наклона, но обычно меньшим 45-ти градусов (те тангенс угла наклона всегда меньше 1 и отсюда дробный характер размерности) Однако имеются данные о том, что для некоторых геологаческих подсистем фрактальная размерность не имеет дробной части и на графиках выражается линией, ориентированной почти строго под углом 45 градусов

В частности к таким относятся монопризнаковые геологические подсистемы дискретных элементов, имеющие многоуровневую структурную

организацию, которую определяют таксоны с условными геологическими границами (зерна конкретных минералов в руде, точки аномальных концентраций конкретного вещества в пространстве и др). Ниже (рис 2, 3) приводятся результаты исследований, которые, с нашей точки зрения, в определенной мере могут прояснить причину того, почему это происходит

1_п 8 (кв. кт)

Рис. 2. Фрактальные размерности полей концентрации железа в различных железорудных провинциях железистых кварцитов

Условные обозначения: I-Кварц-гематит-магнетит овыб тип железистых кварцитов Западной Африки, 2-железистые кварциты Кольского полуострова, 3,1-кварц-магнетитовый тип железистых кварцитов (Сибирь), 3.2-кварц-гематитовый и кварц-гематит-магнетитовый типы железистых кварцитов (по В.А, Кузнецов, 1981).

Для исследования фрактальных свойств геологических подсистем были взяты схематизированные карты железорудных месторождений и проявлений Западной Африки (площадь 88x72 км (6336 км2)), карты железорудных месторождений Сибири (площадь 1500x1950 км (2925 тыс км2)) и Кольского полуострова (площадь 39,8x33,2 км (1322,7 км2))

Методика исследования заключалась в следующем Вначале исследуемую карту разбивали на элементарные квадратные площадки, при последовательном удвоении стороны квадрата (1 км2, 4 км2, 16 км2, 64 км2, 256 км2 до 1024 км2) /Для каждого варианта размеров ячейки рассчитывалось отношение непустых ячеек и общему их количеству Р, по формуле

Р, = ~ х 100%, где, п - число непустых ячеек; N - общее количество

ячеек в пределах изучаемой части карты.

Полученные отношения для каждого размера элементарной ячейки выносились на график, построенный в билогарифмическом масштабе. По оси X откладывались натуральные логарифмы размеров площадок (¿л Л кв км), а по оси У - натуральные логарифмы отношений Р, в % для каждого размера

элементарной площадки (Ли—х 100%).

Полученные графики по- всем исследуемым территориям отображают фрактальную размерность ПКЖ по провинциям и по формационной принадлежности (рис 2, 3). Численное выражение фрактальной размерности определяется как тангенс угла наклона графика и оси X. Большая часть

графиков (рис 2, 3) показывает, что угол наклона линии стремится к 45°, т.е. в

численном выражении фрактальной размерност и исчезает дробная часть

012345678 1-п в (кв. кш)

Рис. 3. Фрактальные размерное ги полей концентрации железа в различных формационных типах железорудных месторождений Сибири

Условные обозначения: 1-Скарново-хюгнетитовый и магномагнетитовый ангаро-илимского типы, 2-скарново-магнетитовый албанского и алтае-саянского типов соответственно, 3-кварц-магнетитовый тип железистых кварцитов, 4-кварц-гематитовый и кварц-гематит-магнетитовый типы железистых кварцитов, 5-титаномагнетитовый, ильмепит-титапомагнетитовый, 6-сидеритовый, 7-бурожелезняковая кора мезозоИско-кайнозойского выветривания, 8-лептоуторит-гетит-гидрогетитовыИ с сидеритом оолитового типа (по В А Кузнецов, 1981)

Фрактальные свойства ПКЖ установлены нами практически для всех изученных формационных типов железорудных месторождений Сибири (рис 3), таких как: скарново-магнетиговый и магномагнетитовый ангаро-илимского

типа, скарново-магнетитовый алданского и алтае-саянского типа, кварц-магнетитовый тип железистых кварцитов, кварц-гематитовый и кварц-гематит-магпетитовый тип железистых кварцитов, титаномагнетитовый, ильменит титаноматетитовый, сидеритовый, бурожелезняковый тип кор выветривания мезозойско-кайнозойского возраста и лептохлорит-гетит-гидрогетитовый с сидеритом оолитового типа

На рисунке (рис. 3) хорошо наблюдается рост фрактальной структуры, где она повторяется на разных рисунках. Например, фрактальные размерности полей концентрации железа в различных железорудных провинциях мира (Сибирь, Западная Африка, Кольский полуостров)

Как видно (рис 2, 3), фрактальная размерность полей концентрации железа в различных железорудных провинциях мира не имеет дробной части. Такие системы и подсистемы, согласно (Филонюк, 1998), обладают наибольшей "зрелостью", т е упорядоченностью и дискретностью Они являются наиболее устойчивыми в пространстве геологической среды.

Считается, что структуры, обладающие дробной частью фрактальной размерности, следует интерпретировать как "не зрелые" или менее устойчивые подсистемы геологической среды Возможно, дробную часть размерности можно будет использовать для характеристики степени зрелости, т е устойчивости структуры объекта

Таким образом, есть полные основания предполагать универсальный характер фрактальной структурной организации железорудных формаций в различных железорудных провинциях Западной Африки, Сибири, Кольского полуострова Поэтому, независимо от структурного мотива упорядоченности, мы имеем дело с нелинейными природными системами с достаточно устойчивыми универсальными метрическими характеристиками Ранжированный в порядке убывания масштабов ряд этих характеристик, аналогично многим природным системам, подчинен закону удвоения

Детальные исследования этих свойств на золоторудных месторождениях различных морфологических, генетических и формационных типов также показали их фундаментальный характер и универсальность в отношении геометрических характеристик моделей структурной организации полей концен грации золога (Филонюк, 1984,1987, 1989, 1992,1994, 1998)

Таким образом, железорудные формации Западной Африки, Кольского полуострова и Сибири имеют преимущественно "зрелые" структурно организованные поля концентрации железа, обладающие универсальными фрактальными свойствами Это в определённой степени подтверждает версию, высказанную ПМ Горяиновым и Н.Л. Балабониным о том, что железообразование тесно связано с активной сиализацией земной коры и формированием дифференцированной тектоносферы, те. со становлением и развитием континентальной коры В данном случае железорудный процесс дополняет процесс сиализации и формирования континентальных структур, а не накладывается на них (Горяинов, Балабонин,1988). Поэтому, кроме всего того, что получено в результате достижения поставленной цели настоящих

исследований, детально изученные закономерности структурной организации ПКЖ могут служить еще и неким индикатором геодинамического режима развития исследуемого региона

Третье защищаемое положение:

Эффективный прогноз положения аномальных скоплений железа может быть обеспечен за счет установления наиболее вероятных вакантных мест на основе выявленной модели структурной организации поля концентрации железа и предположения о наиболее вероятном генетическом типе оруденения, сделанного на основе анализа геологической обстановки на данном вакантном участке.

На территории Западной Сахары и Мавритании из всех обсуждаемых в данной работе генетических формаций железа преобладает формация железистых кварцитов (джеспилитовая формация).

Остальные имеют место, но недостаточно изучены. Это формации осадочного и магматического генезиса Поэтому в данной главе будут обсуждаться вопросы расширения перспектив на обнаружение невыявленных потенциально промышленных объектов на примере формации железистых кварцитов.

Железистые кварциты локализованы в синклинальных прогибах в пределах Регйбатского щита древнего фундамента, в толщах метаморфизованных пород типа гнейсов и сланцев (рис. 4).

Установленные закономерности пространственных скоплений железа на достаточно хорошо изученной территории открывают возможность использования нетрадиционного подхода к оценке перспективных районов железистых кварцитов, как в пределах территории Западной Сахары и Мавритании, так и за пределами изученной площади

Основу данного подхода составляет принцип структурной гомологии, т е принцип, исходящий из свойства структурной упорядоченности в распределении прогнозируемых объектов Идея данного принципа не нова Она, хотя и интуитивно, но используется в прикладной геологии давно и целиком воплощепа в формуле, рожденной опытом принципа "ищи руду около руды" В обобщённом виде эти идеи обсуждались неоднократно многими исследователями ("колчеданный шаг" Барышева А.Н. (1975), "принцип равных расстояний" Я.Кутины (1971), "законэквидистанции" В.Н. Мораховского иГ'В Лохова (1976), "волновой характер оруденения" В.В Богацкою (1971), "экстраполяция на принципе симметрии" Л.А. Микешиной (1971), "вакансионпый механизм" прогнозирования М.Г. Решетника и В А Филонюка (1982, 1983. 1985, 1989, 1992, 1994), Хакен Г. (1980) и др., но в виде "принципа структурной гомологии" сформулирован применительно к минерагеническому прогнозированию региональных структурно организованных объектов, обладающих свойством масштабного подобия.

Этот принцип предусматривает трансляцию формы и размеров ячеек структурной матрицы, контролирующей пространственное положение в нашем случае отдельных залежей внутри их скоплений (месторождений), месторождений внутри железорудных провинции т.д, за пределы изученного пространства с целью определения вероятного местоположения "вакансий", т е мест вероятной локализации ещё не выявленных объектов, но только среди определенных формационных типов и возрастных групп При этом пределы трансляции структурных матриц на каждом иерархическом уровне определяются вероятными размерами элемента неоднородности смежного /

верхнего паду ровня Например, структурную матрицу, контролирующую распределение рудных тел внутри железорудных месторождений, можно транслировать только в пределах контуров поля железорудного месторождения, вероятные средние размеры которого должны быть в принципе известны

Таким образом, введённое понятие "принцип структурной гомологии" наиболее полно отражает сущность "вакансионного механизма" и самой идеи в целом Скейлиншвая основа принципа даёт право его использования на любых масштабных уровнях объекта и оперировать при этом горизонтальными связями между структурно организованными элементами монопризнаковой подсистемы, локализованной внутри этого объекта (Барышев, 1975; Иванов, 1981, Кен, 1975; Косовец, 1975, Красный, 1986; Садовский, 1982; Филонюк, 1978,1983, 1984, 1985,1989,1997 и др.).

Применение принципа структурной гомологии при многофакторной (в значительной степени неопределённой) обусловленности пространственной локализации промышленных залежей и месторождений может существенно облегчить задачу их обнаружения, особенно в условиях относительно высокой степени изученности территории Сила этого принципа в генетической природе упорядоченности, которая определяется синергетическим режимом процесса генерации и распределения железа в пространстве в условиях крайней степени термодинамической неустойчивости геологической среды

Анализ выявленных закономерностей структурной организации показывает, что перспективные железорудные районы на территории Западной Африки (Западная Сахара, Мавритания), можно выявить на огромной площади Регибатского массива Как показано на приведённых схемах (рис 4), в пределах предполагаемых границ элемента IV уровня структурной организации ПКЖ, локализованного, в основном, на территории распространения архейских образований (Регибатский массив) и являвшегося основным объектом наших исследований (см рис 4), имеются такие "вакантные" узлы. В них могут быть * 1

локализованы еще не обнаруженные элементы 1У-го уровня, равно как и за пределами территории железорудных месторождений Форт-Гуро и Зоуерат (Кедиат-Иджиль) должны иметь место "вакантные" узлы с элементами IV уровня структурной организации подсистемы Автор располагает информацией об их проявлении на основании личных полевых наблюдений, проведенных в 2003 г в этих районах, особенно в северной и Западной части исследуемой площади, где они зафиксированы на территории Западной Сахары (см рис 4)

Узлы вероятных скоплений железа с элементами II, III уровня структурной организации в железорудных подсистемах, были установлены на учасжах территории, обозначенных буквами А, Б, В и Г (рис 4) В масштабе IV уровня структурной организации, были выявлены вероятные скопления железа (рис 4, В и Г), которые находятся на территории Западной Сахары (юго-восточная часть)._

Рис. 4. Карта-схема прогноза структурной организации полей концентрации железа Мавритании и Западной Сахары (совмещено со схематической геологической картой территории).

Условные обозначения: 1-2- четвертичные отложения: 1- позднечетвертичные отложения (светлое), дюны (крап); 2- серия Хамада; 3-8- докембрийские образования: 3-верхний докембрий; 4- железистые кварциты Кедиат-Иджшь; 5- гранатсодержащие лептиниты, 6- биотитовые гнейсы; 7- гиперстеновые гнейсы; 8- синтектонические граниты 9- разломы, 10- известные участки локализации железорудных месторождений и рудопроявлений (I-IV уровня структурной организации ПКЖ), 11- контуры распределения прогнозируемых потенциально продуктивных площадей скоплений железа (I, 111 уровня структурной организации ПКЖ), 12- контуры распределения вероятных продуктивных площадей скопления железа (1, Ш уровня структурной организации ПКЖ), 13- места личных полевых наблюдений автора, где широко распространены железорудные месторождения и рудопроявленин.

Использование данного принципа может помочь выявить также неустановленные элементы более детальных уровней организации ПКЖ. При эгом следует исходить из того, что, с точки зрения симметрии, каждый плоский элемент структурной организации любого масштабного уровня должен иметь внутри себя, по крайней мере, хотя бы одну треугольную ячейку, т е. как минимум состоять из трех элементов более детального подуровня. Большинство из выявленных элементов IV уровня состоят, в основном из двух. Это обстоятельство дает основание предполагать наличие хотя бы одного не выявленного элемента в их составе При этом поиск таких элементов необходимо осуществлять в пределах продуктивных частей разреза среди архейского Регибатского массива, не забывая при этом тенденцию к минимальной взаимной экранировке элементов структурной организации по горизонтали. Это значит, что если в одной из продуктивных частей поля установлены скопления железа, то в других смежных выше и ниже лежащих продуктивных горизонтах такие скопления, при изображении всей этой ситуации на горизонтальной проекции, вероятнее всего, могут быть установлены в промежутках между скоплениями железа основного горизонта Таким образом, элементарной ячейкой структурной матрицы, контролирующей размещение скоплений железа в трехмерном пространстве на каждом масштабном уровне, является элементарный, уплощённый по горизонтали тетраэдр.

Во избежание грубых ошибок при прогнозировании вероятного местоположения не выявленных мест скоплений железа необходимо использовать, наряду с вышеизложепным, альтернативный подход, базирующийся на принципе обратного таксономирования. "Пеноподобпая" система структурного контроля размещения многих дискретных объектов широко распространена в природе (например, структура Вселенной по последним данным и др ) и чаще всего имеет место там, где элементы порядка выражены не явно.

В заключение данного раздела следует отметить, что выявленные закономерности распределения железа в пространстве дают основу дня использования нетрадиционного подхода к про! нозированию железорудных месторождений в пределах изучаемой территории, положительные перспективы которых уже установлены и не вызывают сомнений. К таким территориям относится Регибагский массив. По самым оптимистическим оценкам перспективы данной железорудной провинции Западной Африки мо1ут быть удвоены за счёт выявления ещё не установленных мест скоплений железа (рис 4).

Но для этого необходимо разработать нетрадиционную систему поисков, максимально адаптированную к условиям открытых закономерностей Эхо значит, что известные методические решения и рекомендации в этом направлении должны быть соответственно уточнены или переработаны В частности, эффективный прогноз положения аномальных скоплений железа

может быть обеспечен за счет установления наиболее вероятных «вакантных» мест на основе выявленной модели структурной организации ПКЖ и предположения наиболее вероятного генетического типа оруденения, на основе анализа геологической обстановки на данном вакантном участке В этом представляется эффективный синтез нетрадиционного и обычного классического подходов к решению основных задач прикладной геологии

Заключение

Проведенные исследования, анализ и обобщение имеющихся разрозненных данных по региональной геологии, тектонике, структурно-вещественным комплексам и размещению рудо проявлений и месюрождений различных железорудных формаций, позволили впервые для территории Западной Сахары и прилегающих к ней районов (Алжир, Мавритания) выделить три генетических типа железорудных месторождений и рудопроявлений: магматические, метаморфизованные и осадочные морские

Проведенный сравнительный анализ взаимосвязи геологического строения территорий и закономерностей размещения месторождений железа в железорудных провинциях Западной Африки (Западная Сахара, Мавритания), Колье ко I о полуострова, Сибири и дополнительного изучения особенностей их внутреннего строения как региональных геологических подсистем с привлечением в качестве научной основы синергетической концепции развития природных систем, показал, что существуют универсальные закономерности структурной организации этих объектов и получены новые данные о фрактальных свойствах полей концентраций железа в различных железорудных провинциях мира. Для многоуровневой структурной организации ПКЖ выявлены универсальные свойства, которые имеют фундаментальный характер. Это дискретность и упорядоченный характер пространственного распределения элементов неоднородности на каждом масштабном уровне. Геометрическая модель этой подсистемы представляется в виде фрактального поля ПКЖ, обладающего всеми свойствами, маркирующими синергетический режим развития природных монопризнаковых подсистем

Проведенная работа позволяет ставить и решать задачи, связанные с проблемой выявления перспективных районов на обнаружение железор\ дных месторождений

На основе вышеизложенного для успешного решения прогнозно-поисковых задач, автор считает необходимым создание национальной геологической службы и организацию национальной компании Сахарской Арабской Демократической Республики для поисков, разведки и добычи полезных ископаемых в данном регионе Западной Африки.

Публикации по теме диссертации:

1. Хадия Х.Х. Геология Западной Сахары // Геология, поиски и разведка полезных ископаемых и методы геологических исследований: Сборник избранных трудов научно технической конференции - Иркутск: изд-во ИрГТУ, 2005. - С. 140-146.

2. Хадия XX. Исследования закономерностей пространственного размещения железорудных месторождений Западной Африки, Сибири и Кольского полуострова // Строение литосферы и геодинамика: Материалы XXI Всероссийской молодежной конференции (Иркутск, 19-24 апреля 2005г.) -Иркутск- Институт земной коры СО РАН, 2005. - С. 68-70.

3 Хадия Х.Х. Общие закономерности пространственного размещения железорудных месторождений Западной Африки, Сибири и Кольского полуострова // Геология, поиски и разведка полезных ископаемых и методы геологических исследований' Сборник избранных трудов научно технической конференции. - Иркутск: изд-во ИрГТУ, 2005. - С. 134-140

4. Хадия Х.Х, Чернов Ю.А., Иванова РН Железорудные формации Западной Африки (на примере месторождений Западной Сахары, Мавритании, Алжира) // Геология, поиски и разведка полезных ископаемых и методы геологических исследований. Сборник избранных трудов научно-технической конференции - Иркутск. Изд-во ИрГТУ, 2004. - Вып. 4. -С. 118-126.

5 Хадия Х.Х, Чернов Ю.А , Иванова РН. Метаморфогенные месторождения железа Западной Сахары // Тезисы докладов второй Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле. -Новосибирск. Новосиб. Гос Ун-т, 2004. - С. 180-181.

6 Хадия XX., Чернов ЮА, Иванова РН. Структурные комплексы материковой части Западной Сахары // Строение литосферы и геодинамика Материалы XXI Всероссийской молодежной конференции (Иркутск, 19-24 апреля 2005г.). - Иркутск: Институт земной коры СО РАН, 2005. - С. 95-97.

7. Хаиба Хадия Хамди. Геологические структуры и полезные ископаемые Западной Сахары // Геология, поиски и разведка полезных ископаемых и методы геологических исследований' Сборник избранных трудов научно технической конференции - Иркутск: изд-во ИрГТУ, 2001 - Ч 2 - С 102112

8 Хаиба Хадия Хамди. Месторождение фосфоритов Бу-Краа, Западная Сахара // Проблемы геологии и освоения недр Труды 5 международного научного симпозиума имени академика М. А. Усова студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященного 100-летию горно-геологического образования в Сибири, Томск, 9-13 апр., 2001. -Томск: ЭТТ, 2001. -С. 267-268.

9 Хаиба XX, Чернов Ю А Геология и минерагения Западной Сахары // Новый век - новые открытия. Материалы конференции межрегиональная научно-техническая конференция, посвященная 40-летию ЗабНИИ - Чита, 2001 - С 56-60.

Подписано в печать 22.05.2006 Формат 60 х 84 /16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,5. Уч.-изд. л. 1,75. Тираж 100 экз Зак. 298 Поз. плана 23н.

ИД № 06506 от 26 12.2001 Иркутский государственный технический университет 664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83

a\<lzs J 142 25

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Хадхиа Хамди Хаиба

Введение.

Глава 1. Анализ и обобщение материалов по геологии и металлогении железа Западной Сахары и сопредельных районов.

1.1. Стратиграфия и интрузивные образования.

1.2. Структурно-вещественные комплексы.

Глава 2. Сравнительный анализ железорудных формаций на территориях

Западной Африки, Кольского полуострова и Сибири.

2.1. Железорудные формации.

2.1.1. Западная Африка.

2.1.2. Кольский полуостров.

2.1.3. Сибирь.

2.1.3.1. Краткая характеристика железорудных месторождений

Восточной Сибири.

2.1.4. Выводы.

2.1.5. Особенности генезиса месторождений и проявлений железа (классическая модель железообразующей системы).

Глава 3. Теоретические основы исследований закономерностей структурной организации полей концентрации железа.

3.1. Геологическая система как объект исследований.

3.2. Принципы исследования структурной организации геологических систем.

Глава 4. Исследования структурной организации полей концентрации железа в различных железорудных провинциях.

4.1. Методика исследования.

4.2. Структурная организация полей распределения аномальных концентраций железа (ПКЖ).

4.3. Закономерности структурной организации железорудных аномалий различных формационных типов.

4.4. Геологическая сущность выявленных таксономических подразделений в структуре ПКЖ.

Глава 5. Универсальные свойства структурной организации железорудных аномалий.

5.1.Фрактальные свойства структурной организации железорудных провинций.

5.2. Фрактальные свойства полей распределения железорудных формаций.

5.3. Обобщенная модель структурной организации ПКЖ как возможный индикатор существования общепланетарной железообразующей системы.

Глава 6. Анализ связи геологических факторов с формированием и развитием ПКЖ и рассмотрение возможности расширения перспективных районов железорудных месторождений и проявлений на территории Западной Сахары и Мавритании.

6.1. Анализ связи геологических факторов с формированием и развитием ПКЖ.

6.2. Прогноз не выявленных скоплений месторождений и проявлений железа.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Сравнительный анализ закономерностей размещения месторождений железа Западной Африки (Западная Сахара, Мавритания), Кольского полуострова и Сибири"

Актуальность работы. Интерес к истории геологического развития территории Сахарской Арабской Демократической Республики (Западной Сахары) обоснован богатым комплексом полезных ископаемых на этой территории. Среди них металлические (железо, марганец, хром, титан, ванадий, никель, молибден, вольфрам, медь, свинец, цинк, серебро, сурьма, ртуть, алюминий, платина, золото, уран, редкие элементы), неметаллические полезные ископаемые (слюды, кварц, ограночные, поделочные и технические камни, фосфатное сырье, соли, глины и глинистые породы, песок и гравий, песчаники и кварциты) и горючие полезные ископаемые (уголь, нефть и газ). Кроме месторождений фосфоритов Бу-Краа, ни одно из выше перечисленных месторождений и рудопроявлений детально не изучено и не разведано. Это требует от геологов направить геологоразведочные работы, в первую очередь, на проведение оценки известных проявлений полезных ископаемых и поисков новых промышленно значимых объектов, что повысит общее сырьевое значение данной территории. Автор в течение ряда лет изучал геологию железорудных формаций Западной Африки. Работа выполнена на основании изучения литературных данных, изданных в России и за рубежом, а также с использованием личных наблюдений. Они были сосредоточены в южной, восточной и северо-восточной частях Западной Сахары и сопредельных районах Алжира и Мавритании, где распространены железорудные месторождения различных типов: кварц-магнетитовый, гематитовый, железистые кварциты и осадочные оолитовые проявления железа с корами выветривания.

К настоящему времени в России и других странах проведены обширные теоретические и экспериментальные исследования различных механизмов природных процессов рудообразования. В основе таких исследований использованы результаты изучения закономерностей структурной организации изучаемых монопризнаковых (моноэлементных рудных) подсистем. Именно через структуру признакового поля возможно более или менее корректно установить вероятный механизм процесса и выйти на нетрадиционные подходы к прогнозированию, поискам и разведке полезных ископаемых. Такие попытки известны и в том числе и на железе (Филонюк, 1997, Мальцева, 1997 и др.).

Поэтому попытка творчески переосмыслить накопленный объём информации с новых позиций - актуальный вопрос, поскольку он тесно связан с определением перспектив района на качественные руды и их поиски, а также в целом - экономической роли Западной Африки на мировом рынке, как крупного поставщика железа.

Объекты исследований. Железорудные формации Западной Африки разных генетических типов и закономерности пространственного размещения железа в различных железорудных провинциях, на территории Западной Африки (Западная Сахара, Мавритания), Кольского полуострова и Сибири.

Цель работы. Проведение сравнительного анализа размещения месторождений железа территорий Западной Африки, Сибири и Кольского полуострова, выявление общих закономерностей структурной организации полей концентрации железа и возможности их использования при решении задач прогнозирования при поисках и разведке железорудных месторождений.

Основные задачи исследования:

1. Анализ и обобщение материалов по геологии и металлогении железа на территориях Западной Африки, Кольского полуострова и Сибири

2. Изучение закономерностей структурной организации полей концентрации железа, как самостоятельных подсистем.

3. Исследование фрактальных свойств полей концентрации железа в различных железорудных провинциях мира и их сравнительный анализ.

4. Оценка возможностей открытия еще невыявленных скоплений железа на основе открытых закономерностей структурной организации полей концентрации железа (ПКЖ).

Фактический материал. В работе использован картографический геологический и геохимический фактический материалы, литературные источники российских и зарубежных авторов. Среди них: Алиа М.М., Аррибас А., Бреннеисен С.М., В.А., Меноз Кабзон С., Шубер Ю., Фор-Мюре А., Хамади З.Г., Хаин В.Е., Кагарманов А.Х., Козлов В.В., Кочнев А.П., Кузнецов В.А., Семинский Ж.В., Сулиди-Кондратьева Е.Д., Филонюк В.А. и др.

Автор собрал фактический материал по железорудным месторождениям как Западной Сахары, так и ряда соседних районов Мавритании и Алжира. С этой целью в 2002-2003 годах автором были проведены полевые маршруты протяжностью около 2000 км (3 месяца и 20 дней), в ходе которых он документировал разные комплексы горных пород (от архея до кайнозоя). Проводил геологические маршруты, отбирал штуфы, пробы руд разных генетических типов месторождений и рудопроявлений железа для дальнейших минералого-геохимических исследований. В процессе камеральной обработки проводилось описание аншлифов, шлифов; был проведен химический анализ руд; анализы выполнены в лабораториях Института геохимии СО РАН; методы исследований атомно-абсорбционный и пламенной фотометрии. В процессе обучения в аспирантуре ИрГТУ автором были проанализированы материалы по геологической съемке Западной Сахары в масштабах 1:10 000 000 и 1:15 000 000, на основе которых выделены структурно-вещественные комплексы и размещенные в них месторождения полезных ископаемых. Составлены схематические геологические карты масштаба 1:1 250 ООО и тектонические карта масштаба 1:2 500 ООО. В работе использованы опубликованные геологические материалы по железорудным месторождениям Сибири и Кольского полуострова.

Методы исследования. Поставленные автором задачи решались на основе принципов элементаризации, целостности, иерархичности, соответствия, дополнительности и использования опыта выявления и системного изучения закономерностей структурной организации рудных месторождений (Филонюк, 1986, 1994).

Защищаемые положения:

1. Известные месторождения и проявления железа в пределах региона Западной Сахары и прилегающих к нему районов (Мавритания, Алжир) разделяются на три генетических типа промышленных железорудных месторождений и рудопроявлений: магматические, метаморфогенные и осадочные морские, что дает основания для сравнения их геологического строения и закономерностей размещения с аналогичными железорудными месторождениями и проявлениями известных провинций Сибири и Кольского полуострова.

2. Поля концентрации железа различных формаций, локализованных в различных железорудных провинциях, представляют собой универсальные структурно организованные многоуровневые подсистемы. Они носят латентный (скрытый) характер и обладают всеми фундаментальными свойствами, характерными для саморазвивающихся систем.

3. Эффективный прогноз положения аномальных скоплений железа может быть обеспечен за счет установления наиболее вероятных «вакантных» мест на основе выявленной модели структурной организации поля концентрации железа и предположения о наиболее вероятном генетическом типе оруденения, сделанного на основе анализа геологической обстановки на данном вакантном участке.

Научная новизна:

1. Впервые собраны, проанализированы и обобщены имеющиеся разрозненные данные региональной геологии, тектоники и картографический материал с размещением рудопроявлений и месторождений железорудных формаций Западной Сахары.

2. По вещественному составу, геолого-структурному положению и петрографическому описанию выделено в пределах региона Западной Сахары и прилегающих к нему районов (Алжир, Мавритания) три генетических типа железорудных месторождений и рудопроявлений: магматические, метаморфогенные и осадочные морские.

Практическая ценность работы. Выявленные новые закономерности размещения железорудных месторождений и рудопроявлений непосредственно определяют направление поисково-съёмочных работ и выделение наиболее перспективных площадей и районов, что повлечет открытие крупных месторождений этого сырья. Это в значительной степени будет способствовать промышленному развитию региона Западной Сахары.

Установленные структурные закономерности пространственного распределения железорудных месторождений являются основанием для позитивной оценки перспектив территории и открывают дополнительные возможности для прогнозирования вероятных потенциальных мест локализации ещё невыявленных промышленных объектов.

Апробация работы. Основные материалы диссертации опубликованы и обсуждались в докладах на ежегодных межвузовских научных конференциях в Иркутском государственном техническом университете. Иркутск, 1999-2005 гг.; на "V международном симпозиуме студентов, аспирантов и молодых ученых, имени академика М. А. Усова". Томск, 2001 г.; на "Межрегиональной научно-технической конференции, посвященной 40-летию ЗабНИИ". Чита, 2001 г.; на XXI Всероссийской молодежной конференции "Строение литосферы и геодинамика". Институт земной коры СО РАН. Иркутск, 19-24 апреля 2005г.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 9 научных работ.

Базовый материал и личный вклад автора при выполнении исследований. При выполнении исследований использован исходный фактический материал из всех доступных публикаций материалов по геологии и железорудным формациям Западной Сахары, Мавритании, Алжира, Сибири и Кольского полуострова. Личный вклад автора заключается в проведении анализа и творческого переосмысления этих материалов с позиции новых методов изучения закономерностей структурной организации полей концентрации железа. Автором проведен сбор и аналитическая обработка личных материалов по геологии и вещественному составу пород и руд железорудных провинций Западной Африки (маршруты 2000 км, образцы пород и руд 70 шт., шлифы и аншлифы 35 шт.), которые приведены в главе 2.

Структура и объем диссертации. Текст диссертации, объемом 169 страниц, состоит из шести глав, введения и заключения; содержит 35 рисуноков, включая 4 цветные фотографии; 9 таблиц и список литературы из 125 наименований.

Первая глава посвящена анализу и обобщению материалов по геологии и металлогении железа Западной Сахары и сопредельных районов. В ней даётся описание стратиграфии, интрузивных образований и структурно-вещественных комплексов, распространённых на данной территории.

Вторая глава содержит сравнительный анализ железорудных формаций на территориях Западной Африки, Кольского полуострова и Сибири. В ней приводится сравнительная характеристика железорудных формаций Западной Африки (Западная Сахара, Мавритания, Алжир), Кольского полуострова и Сибири, а также, дается характеристика существующих представлений о генезисе железорудных месторождений.

В третьей главе приведены теоретические основы исследования закономерностей структурной организации полей концентрации железа. В ней изложены использованные автором методологическая основа и принципы исследования, основанные на идеологии современной (синергетической) концепции развития природных систем.

В четвёртой главе помещены результаты изучения закономерностей пространственного размещения железа и обсуждаются результаты исследования структурной организации полей концентрации железа в различных железорудных провинциях. В ней даётся методика исследования и характеристика закономерностей структурной организации полей концентрации железа как многоуровневых подсистем геологической среды.

В шестой главе анализируются связи геологических факторов с формированием и развитием ПКЖ и рассматриваются возможности расширения перспективных районов железорудных месторождений и проявлений на территории Западной Сахары и Мавритании на основе обобщения полученных результатов исследований с использованием нетрадиционных подходов

Диссертация выполнена на кафедре геологической съемки, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых Иркутского государственного технического университета (ИрГТУ), в течение 1999-2006г.

Благодарности. Автор выражает благодарность и глубокую признательность научному руководителю д.г.-м.н., профессору Виталию Андреевичу Филонюку и научному консультанту к.г.-м.н., профессору Юрию Алексеевичу Чернову за поддержку, внимание, ценные советы и за помощь в работе над диссертацией. Искреннюю благодарность к.г.-м.н. Ивановой Р.Н. за неизменную поддержку и помощь в работе над диссертацией.

Автор искренне благодарит за ценные советы и поддержку докторов г.-м. н. профессоров Иванова А.Н. и Кочнева А.П., Семинского Ж.В., Бухарова A.A. а также кандидатов г.-м.н. и профессоров Учителя М.С., Семейкина И.Н., Шевелева В.В., Шиманского A.A., Рапацкую JI.A., Летунова С.П., Мальцеву Г.Д., Гали Хамади Зубейр. Автор также выражает благодарность и признательность к.г.-м.н. Мехоношину A.C. за неоценимую помощь в изучении вещественного состава руд.

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Хадхиа Хамди Хаиба

2.1.4. Выводы

Таким образом, сравнительный анализ железорудной формации магматического типа Западной Африки (месторождения Азмилат Аграша) показывает, что по вещественному составу они близки аналогичным Алданской и Саяно-Байкальской провинциям, титаномагнетитовым месторождениям в Бушвельдском массиве (ЮАР) и др. Метаморфизованные месторождения Западной Африки (Форт-Гуро, Зоурат Агуэйнит, Адгеид, Глаб-эль-Фула, Мижек, Хневисат, Жебель Сафариат) имеют сходство с железистыми кварцитами Кольского полуострова, а также Анабарской, Тунгусской и Восточно-Саянской провинций на территории Сибири. Осадочные месторождения располагаются на территории Западной Сахары (Сегйят-эль-Хамра, Дафаат Ерни, Атуила и др.) и Алжира (Гара-Джебилат), которые по вещественному составу аналогичны Верхне-Ленской провинции Сибири (Ичерское, Чембаловское, Захаровское).

Резюмируя приведенные результаты сравнительного анализа информации по геологии железорудных формаций территорий Западной Африки (Западная Сахара, Мавритания, Алжир), Кольского полуострова и Сибири, где фиксируются скопления месторождений железа различных генетических типов и геологического строения, становится ясным, что каждый промышленный или потенциально промышленный объект индивидуален и уникален относительно его конкретной геологической позиции.

2.1.5. Особенности генезиса месторождений и проявлений железа (классическая модель железообразующей системы)

Целью данного раздела является проведение краткого обзора существующих представлений о генезисе месторождений и проявлений железа. Это необходимо для формирования и становления авторской позиции по этим вопросам. Дело в том, что это самая трудная для доказательства область геологического знания, поскольку объективно воспроизвести геологический процесс во времени и пространстве можно только на основе мысленного эксперимента, построенного на логике общепринятых научных представлений. К сожалению, большая часть этих представлений также базируется, в основном, на общепринятых допущениях. Все это предопределяет, как правило, высокий уровень дискуссионной напряженности при обсуждении этих вопросов, и не всегда приводит к получению более или менее однозначных выводов и заключений.

Тем не менее, к настоящему моменту опубликовано достаточно много точек зрения на генезис известных месторождений и проявлений железа. В определенной степени все они логичны, поскольку основываются на конкретной геологической информации. Она чаще всего представляется в виде определенного комплекса конкретных геологических факторов, контролирующих пространственное размещение оруденения (литология, тектоника, магматизм, метаморфизм и др.), это с одной стороны, а с другой -конкретной геодинамической обстановкой или условиями геологического развития территории, где размещаются данные объекты. При этом, безусловно, учитывается время и возраст самих процессов развития и их физико-химическая и термодинамическая специфика.

В такой многофакторной геологической ситуации, при участии в процессе изучения объектов большого количества исследователей неизбежны противоречия и обилие чисто субъективных выводов и, как следствие, субъективных точек зрения. Они порождаются тем, что каждый исследователь расставляет свои приоритеты в генетических представлениях, невольно фетишизируя ту область знания, которой, по его мнению, он лучше всего владеет.

Итак, что же мы знаем на данный момент о генезисе железорудных месторождений и проявлений? На данный момент известны следующие генетические типы этих объектов:

- Осадочный;

- Метаморфический (метаморфизованный);

- Магматический;

- Полигенный.

Осадочный генетический тип железорудных месторождений и проявлений являются достаточно распространенным. Так, на территории Томской области, по данным В.П. Орлова, М.И. Веригина, Н.И. Голивкина и др. [22], расположены основные площади развития оолитовых бурых железняков Западно-Сибирского железорудного бассейна (провинции: Бакчарская, Колпашевская, Парабель Чузинская, Парбичская). Этот бассейн представляет огромную полосу мел-палеогенных прибрежно-морских терригенных отложений с оолитовыми бурыми железняками на восточной окраине ЗападноСибирской плиты, на территории Томской, Омской и Новосибирской областей, а также Алтайского и Красноярского краев. Среди руд этих объектов преобладают гётит-гидрогётит-лептохлоритовые разности и кварцево-железистые песчаники с глинистыми прослоями. Возраст этих месторождений мел-палеогеновый. Образование железорудных горизонтов связывается с эпохами трансгрессий и регрессий, с прибрежно-морскими фациями отложений.

К этому же генетическому типу Гуеррак Салах [118-120] относит месторождения западной Африки, где оолитовые руды образовывались в сложной обстановке в лагунах и морских бухтах из силикатного, обогащенного железом ила. Оолитовые горизонты фиксируют обособленные циклы сидементации и формировались по периферии кратонов в прибрежной зоне эпиконтинентального моря.

Метаморфические и метамофизованные месторождения и проявления железа представлены в основном формацией железистых кварцитов и метамофизованными объектами первично осадочно-вулканогенного происхождения. Основная роль в формировании этих месторождений и проявлений принадлежит гидротермально-метасоматическим процессам, где природа гидротермальных флюидов связана с региональным метаморфизмом.

Ю. Шампетиер, Е. Хамдадоу и М. Хамдадоу [115] на основании изучения образцов оолитовых железных руд из ааленских толщ Лотарингии и девонских отложений района Гара-Джебилет на территории Западной Африки считают, что, они образовались метасоматическим способом. Исходным материалом служили крупнокристаллические кальцитовые биогенные формы ИиЬесикпёеа, которые затем были замещены железными и апатитовыми минералами. Возможно, на заключительной стадии их формирования важная роль принадлежала бактериальной деятельности.

Наиболее полное соответствие классической версии формирования метаморфогенных и метаморфизованных месторождений железа просматривается в работах М.С. Учителя и В.В. Корабельниковой [77-79]. По их мнению, в пределах Юго-Восточного Присаянья начало накопления железа и образования железорудных месторождений относится к архейскому времени и связано с формированием отложений жидойской и зогинской свит шарыжалгайской серии. С начальным периодом развития миогеосинклинальной зоны связано образование магнетитовых кварцитов и сланцев, сингенетичных отложениям камчадальской и тагнинской толщ нижнего протерозоя. Они сохранились в небольших грабенах, локализующихся в краевой части Шарыжалгайского выступа Сибирской платформы, где известны Таежно-Ерминское месторождение и ряд рудопроявлений.

М.С. Учитель и В.В. Корабельникова [77-79] приходят к выводу о том, что:

1) повышенные концентрации железа приурочены к осадкам песчано-глинисто-мергелистого состава, переслаивающимися с основными эффузивными образованиями;

2) тектоно-магматические процессы и связанные с ними процессы регионального метаморфизма и ультраметаморфизма, интенсивно проявившиеся в Юго-Восточном Присаянье, привели к образованию месторождений со сложно метаморфизованными магнетитовыми рудами;

3) внедрение многочисленных разновозрастных интрузий способствовало обеднению железорудных месторождений вследствие частичной ассимиляции.

В большинстве своём Ангаро-Илимские месторождения приурочены к зонам тектонических нарушений осадочного чехла, которые являются отражением глубинных разломов, обусловливающих блоковые движения фундамента (Антипов и др., [2]). В.В. Богацкий [6] считает, что магнетитовое оруденение Сибирской платформы в целом отличает общность условий формирования, при которых рудные объекты локализуются только в полях тектонически ослабленных пород.

Туфогенные породы, базиты сторонниками вулканогенной природы месторождений относятся к трапповой формации (Антипов и др. [2]; Павлов [49]; Страхов [62] и др.). В меньшей степени распространены трапповые агломераты, брекчии и дайкообразные тела, туфы, туффиты, подвергшиеся в дальнейшем "скарнированию" и оруденению совместно с обломочным материалом (Антипов [2]; Страхов [62]).

Метасоматические процессы на месторождениях Ангаро-Илимской железорудной провинции считались ведущими в рудообразовании и им был посвящен целый ряд специальных исследований (Антипов и др. [2]; Страхов, 1978 [62]). В 1960 г. В.А. Жариковым пироксен-гранатовые породы из месторождений Ангаро-Илимской группы были отнесены к специфическим "автореакционным" образованиям [21]. Более детально они исследовались В.А. Вахрушевым и А.Е. Воронцовым [9]. В качестве исходного субстрата скарнов рассматривались обломки трапповых пород, а роль остальных пород (осадочных), как считалось, крайне ограничена.

Железорудные месторождения и проявления магматогенного генезиса следует рассматривать в двух аспектах. С одной стороны, это могут быть объекты, являющиеся непосредственно продуктами магматической (вулканогенно-плутоногенной) деятельности, т.е. продуктами дифференциации вулканического или магматического расплава в процессе его кристаллизации. С другой стороны, объекты могут иметь лишь парагенетическую связь с магматизмом, т.е. эффузивно-плутоногенная деятельность может быть лишь структурообразующим фактором и источником энергии активных флюидов для проявления рудообразующих гидротермально-метасоматических процессов.

Наиболее выразительным примером чисто магматогенных месторождений является Чинейское месторождение. Оно расположено в западной оконечности Каларского хребта Забайкалья и локализовано в Чинейском диорит-габбро-норитовом массиве раннепротерозойского возраста. Генезис месторождения магматический. Титаномагнетитовые руды сингенетичны породам интрузии и являются дифференциатами габброидов в составе железистой серии, занимающей средний уровень в разрезе интрузии.

Есть железорудные месторождения, связанные с инъективными структурами, где магматизм, наряду с другими геологическими факторами, определяет их структурный контроль и размещение в пространстве. По мнению Ж.В. Семинского, "закономерности формирования и размещения железорудных месторождений Ангарской провинции определены положением оруденения по отношению к основным структурным элементам фундамента и осадочного чехла, связью оруденения с глубинным строением тектоносферы, характером магматизма, строением рудовмещающих вулкано-тектонических структур, элементами разрывной и глыбовой тектоники" [54]. Он считает, что в мезозое и кайнозое происходило усложнение сформировавшихся структур. Намечается приуроченность рудных узлов к локальным поднятиям типа поперечных валов и эрозионно-денудационных выступов. По его данным, Ангарская железорудная провинция "характеризуется широким развитием магматических продуктов базальтового ряда, проявленных в виде многочисленных интрузивных пластовосекущих тел, малых интрузий, покровов и потоков. Магнетитовое оруденение Ангарской провинции, приуроченное к зонам повышенной проницаемости, связано с наиболее поздней субщелочной формацией базальтоидов. Оруденение ассоциирует не с лавовыми и туфовыми полями, а с эксплозивно-интрузивными комплексами, выполняющими вулкано-тектонические структуры центрального типа" [54].

Существует позиция о региональном структурном контроле железорудных месторождений и проявлений вместе с другими геологическими факторами, включая и проявления эффузивно-плутоногенной деятельности. Так, размещение проявлений магнетитовой минерализации ангаро-илимского типа на структурном плане поверхности фундамента юга Сибирской платформы позволили Г.С. Фон-дер-Флаасу и В.И. Никулину [94] сделать вывод, что все месторождения и рудопроявления приурочены к бортовой зоне Приангарской синеклизы и располагаются в полосе шириной до 100 км и длиной около 1150 км. Приангарская синеклиза с локализованным вокруг нее множеством железорудных месторождений и проявлений параллелизуется с Ангарской железорудной провинцией. Железорудные районы внутри нее выделены по принципу структурного контроля: Илимский, Ангарский, Чунский, Присаянский, Ангаро-Катский, Тагарский и Приенисейско-Маньзинский, Оллоноконский. Непско-Гаженский рудный район локализован в центральной части Непско-Ботуобинской антеклизы, и его принадлежность к Ангарской провинции остается под вопросом ввиду его удаленности от Главной рудной зоны.

Примером парагенетической связи с магматизмом являются месторождения и проявления железа Средне-Ангарского железорудного района, входящего в состав Ангарской железорудной провинции и занимающего ее западную часть. Здесь месторождения железных руд приурочены к горст-антиклиналям Ангарской зоны складок, в области сочленения Тунгусского на севере и Тасеевского на юге мегаблоков фундамента Сибирской платформы. Палеозойские отложения интрудированы пермо-триасовыми силлами, штоками и дайкообразными телами траппов, иногда дифференцированных от троктолитовых долеритов до субщелочных долеритов и гранофиров. С ними пространственно или парагенетически связывают магнетитовое оруденение района. В Средне-Ангарском железорудном районе выделяются группы месторождений: Кодинская, Агалеевская, Маньзинская. Лучше других изучены и разведаны месторождения Кодинской группы.

Очень часто однозначно определить генетическую природу железорудных месторождений и проявлений невозможно. В этих случаях используются представления об их полигенном формировании. Возможно, это понятие наиболее объективно отображает природу месторождений во всех случаях, и не только в тех, где возникают затруднения в диагностике наиболее вероятного генезиса. Это может быть проиллюстрировано на примере Иркуто-Китойского железорудного района. В районе выявлено большое количество железных руд различных составов - апатит-магнетитовые руды в гнейсах архея, карбонатитах чернозиминского интрузивного комплекса, апатит-титаномагнетито-перовскитовые руды в ультраосновных породах бассейна р. Иркут и другие. Наиболее масштабно представлены магнетитовые руды железисто-кремнистой формации шарыжалгайской серии архея - Байкальское и другие мелкие месторождения и рудопроявления.

По данным В.П. Орлова, М.И. Веригина, Н.И. Голивкина [22] Байкальское месторождение железистых кварцитов расположено в пределах Присаянской структурно-фациальной зоны - Шарыжалгайского выступа, сложенного сильнодислоцированными, глубокометаморфизованными сланцами и гнейсами шарыжалгайской серии архея; магматические образования представлены широкой гаммой пород от ультраосновных до кислых архейского, ранне- и позднепротерозойского возраста. Метаморфизованные породы собраны в складки северо-западного простирания, которые в пределах рудного поля разбиты алагнинско-хомолхинским разломом на два разобщенных блока. Как видно, здесь присутствуют признаки как осадочно-метаморфогенного генезиса, так и вероятной связи оруденения с магматизмом.

Итак, обзор существующих взглядов на генезис железорудных месторождений позволяет представить обобщенную классическую модель железообразующей системы, ключевыми характеристиками которой являются:

1 Все структурно-вещественные ассоциации с железными рудами являются продуктами последовательного разрушения изначальной упорядоченности во вмещиющей геологической среде. За основу взято допущение о том, что наблюдаемый порядок является следствием проявления процессов осадочной, вулканогенно-осадочной, эффузивной, магматической, гидротермальной и другой деятельности, которая накладывается на определнным образом подготовленную среду. Другими словами, в основе системы - деструкция и регенерация среды.

2. Система предусматривает обязательные условия, такие как источнки рудного вещества, способ наполнения, переноса и отложения из растворов, тип бассейна (для осадочных месторождений), тип вулканизма или магматизма, окислительная или восстановлтельная среда и др, которые формируются также на основе общепринятых допущений.

Таким образом, рассмотренные генетические представлениия, хотя и во многом логичны, но, тем не менее, не лишены противоречий, поскольку сформированы в большинстве случаев на частных закономерностях, свойственных только конкретным локальным районам. Обобщающие факторы, отражающие размещение крупных минерагенических площадей (металлогеническая провинция, рудная зона и т д.), обсуждаются редко или совсем не рассматриваются.

Крупные металлогенические площади включают разнообразные месторождения, для которых характерны свои особенности локализации оруденения. Но эти закономерности не могут быть распространены на соседние месторождения других типов, поскольку кроме традиционных геологических факторов, существуют какие-то более общие закономерности, которые пока не попали в поле зрения исследователей, занимающихся данной проблемой

Для выявления этих закономерностей требуются новые методологические подходы. В качестве одного из возможных нетрадиционных подходов нами предпринята попытка рассмотреть геологическую среду как многокомпонентную систему, состоящую из множества монопризнаковых подсистем, обладающих фрактальными свойствами Данный подход основан на идеологии саморазвития природных систем, где главная роль в структурообразовании среды принадлежит энергетике процесса. Этот фактор является определяющим в формировании всех подсистем геологической среды, включая литологическую, тектоническую, магматическую, подсистему метаморфически преобразованных пород и, естественно, все минерагенические подсистемы, в том числе и подсистему железа Именно это являлось предметом специальных исследований, результаты которых излагаются в последующих главах настоящей работы.

Данный выбор сделан еще и потому, что в подобном ключе были выполнены исследования по железорудной провинции Кольского полуострова П М Горяиновам с соавторами [15]. В результате были сделаны весьма интересные выводы относительно природы железообразующих систем в земной коре По их данным, железообразующие системы - это результат рифтинга и аккреции разуплотняющегося вещества в развитии земной коры.

Глава 3. Теоретические основы исследования закономерностей структурной организации полей концентрации железа

3.1. Геологическая система как объект исследований

Геологические системы являются представителями класса сложных естественных материальных систем, масштабы которых изменяются в широких пределах. Как объекты исследований они представляются некими геологическими пространствами с конкретными границами и внутренней структурой. Они возникают и развиваются в результате функционирования сложных геодинамических систем, включающих объединенные причинно-следственными связями разномасштабные подсистемы геофизических и геохимических полей и физико-химических процессов. Поэтому понятие "геологическая система" применительно к любому геологическому объекту тесно ассоциирует с понятиями "структура", "связность", "форма", "состав" которые, в свою очередь, в смысловом отношении тесно взаимосвязаны с понятиями "структурная организация", "уровни структурной организации", "структурные уровни" [1, 18, 28, 29, 34, 35, 37, 48, 53, 70 и др.]. По терминологической сводке "концепция структурных уровней", объединяющая все эти понятия, предусматривает иерархическую (субординационную) взаимосвязь разномасштабных элементов системы (вертикальные связи), когда в соответствии с возрастающей сложностью строения они образуют восходящие ряды. При этом элемент каждого уровня имеет масштаб, структуру (горизонтальные связи) и относительную самостоятельность.

Таким образом, элементы различных уровней (структурных уровней) оказываются последовательно включенными один в другой. Степень структурной сложности элемента или системы в целом зависит от количества элементов более низких уровней, объединенных в нем как едином целом. Это положение составляет основу понятия «конструктивная сложность объекта», введенного Н.Т. Абрамовой [1]. Наши представления о геологических системах определяются господствующими концепциями относительно сущности геологических явлений.

Как показывает опыт анализа монопризнаковых (например, концентрационных) субмоделей геологических тел с точки зрения их сложности [14, 17, 56, 57, 81, 86], значительная роль в формировании их внутренней структуры принадлежит самому флюиду при активном содействии среды. Это подтверждает характер структуры мономинеральных или моноэлементных полей, их характерные свойства: дискретность и упорядоченность, масштабное подобие структурного узора на различных иерархических срезах, нелинейные соотношения метрических характеристик параметров структурных матриц в ранжированном ряду уровней организации, ранговая изометрия этих параметров для разных объектов [81, 86]. Перечисленные свойства концентрационных подсистем свидетельствуют об особом режиме процесса образования полей распространении химических элементов, в том числе и железа (термодинамическая неустойчивость, практически неравновесные условия, характеризующиеся резкими перепадами РТ- условий и фазовыми переходами с нарушением симметрии прежних структурных состояний геологического пространства). Такие процессы характеризуются динамически нелинейным поведением геологических систем и кооперативным взаимодействием всех вовлеченных в процесс компонентов (принцип синергизма).

В данном случае, в масштабе одного иерархического уровня, среда и флюид как равноправные партнеры формируют неустойчивую систему. Данный механизм работает на всех уровнях организации геологических систем, но в каждом конкретном масштабе этот механизм реализуется посредством соответствующих процессов (механические движения, конвективно-адвективное течение, фильтрационные процессы, диффузия, физико-химические превращения, ядерные процессы).

Безусловно, все процессы структурообразования, связанные с флюидодинамикой, имеют место и на исследуемой территории Западной Африки, Кольского полуострова и Сибири.

Для понимания сущности процесса эволюции геологической системы во времени и пространстве наибольшую информативность имеют ее последовательные во времени структурные состояния, характеризующиеся определенными границами в пространстве и структурой пространственной взаимосвязи всех ее компонентов. В этом случае мерой состояния геологической системы является структура геологического пространства относительно свойств, "маркирующих" это состояние в определенные интервалы времени [20 и др.].

Наши представления о геологической системе формируются на основе полноопределенных пространств [34] и, поскольку это так, то особое внимание при их построении следует уделять процедуре его ограничения.

Геологическая граница, несмотря на кажущуюся простоту в понятийном смысле, является важным элементом, с помощью которого мы изучаем свойства геологических пространств (форму, размеры, структуру и др.).

Учитывая природу геологических границ и процедуру их выделения, Ю.А. Косыгин делит их на три типа: а) естественные границы, полностью определяемые по распределению значений свойств вещества в геологическом пространстве; б) условные границы, зависимые от распределения значений и свойств вещества в геологическом пространстве и от процедуры их выделения; в) произвольные границы, независимые от распределения значений свойств вещества в геологическом пространстве [35].

Форму геологической системы определяют внешние границы, характеризующие сопряжение геологического пространства, вмещающего определенные свойства системы, и окружающей геологической среды. Для формы системы и окружающей среды существуют определенные виды симметрии, которые могут совпадать или не совпадать между собой, а внутреннее пространство системы разбивается на целый ряд последовательно входящих друг в друга элементов (масштабная иерархия).

Специфика изучения геологических систем заключается в том, что суждение о процессах их развития складывается из анализа состояний, выраженных посредством формы, размеров и структуры геологических пространств, соответствующих конкретному временному интервалу. Представление о событиях, связывающих изученные состояния системы, формируются на основе логико-дедуктивных обобщений особенностей системы, установленных при изучении конкретных состояний, которые опознаются по "следу" (например, железорудным минеральным ассоциациям, формирующим конкретные геологические пространства), "маркирующему" весь ход развития системы.

3.2. Принципы исследования структурной организации геологических систем

Изучение региональных геологических систем должно предусматривать наиболее конкретное воспроизведение их структурной сложности на основе использования оптимальных приёмов обобщения и формализации всей геологической и, в первую очередь, картографической информации. Для этого необходимо сформулировать основные принципы и выбрать соответствующие методы, с помощью которых можно было бы как-то обозначить это направление исследований.

Несмотря на обширную библиографию по теоретическим основам данного направления, процесс выявления системных свойств изучаемого объекта, который должен предусматривать, прежде всего, установление структурной организации каждого из множества элементарных геологических пространств, составляющих объект в целом, представляется сложным и пока мало изученным. Опыт показывает, что даже при условии корректного выполнения этого процесса последующая геологическая интерпретация установленных структурных закономерностей не всегда может быть объективно увязана с особенностями геологического строения изучаемого геологического пространства. Может возникнуть, например, некоторая переоценка аккумулирующей роли структурных элементов вмещающей среды и недооценка возможной роли физико-химических процессов, а в итоге ошибки в выборе оптимальных стратегий поисково-разведочных работ и соответственное повышение степени риска при их практической реализации. Обратная ситуация также не способствует успеху оценки месторождения.

Анализ вопроса предопределил основные принципы, которыми следует руководствоваться при проведении исследований в выбранном направлении [56, 84].

Первый принцип это принцип элементаризации объекта или принцип абстрагирования. Он заключается в необходимости расчленения объекта на частные геологические пространства, представленные определенным признаком (конкретное вещество, свойство, поле и т.д.).

Структура каждого частного пространства, абстрагированного от всех остальных, должна рассматриваться как самостоятельная подсистема, которая обладает свойствами целостности и иерархичности.

Свойство целостности при исследовании, должно основываться на средствах познания системы как единого целого. Это второй принцип -принцип целостности. Свойство иерархичности предусматривает необходимость располагать средствами выявления и анализа ранговых элементов, слагающих это частное пространство, и элемента, в который оно входит. В этом заключается третий принцип - принцип иерархичности. В процессе проведения системно-структурных исследований должно быть одновременное соблюдение второго и третьего принципов одновременно.

Например, если в качестве частного геологического пространства на железорудном месторождении взять подсистему пространственного распределения железа (железорудные формация и типы железорудных месторождений), то для структурной формализации его в виде иерархического ряда элементов: зерно, скопления зёрен, рудное гнездо, рудный столб, рудное тело, рудная зона, пласты, месторождение, железорудная формация, и т. д., необходимо располагать соответствующей информацией, позволяющей установить, "устройство" любого из названных ранговых элементов. При этом необходимо учитывать важное обстоятельство: система наблюдения должна по форме и плотности расположения точек наблюдения соответствовать структуре изучаемого частного геологического пространства. Это требование позволяет выдвинуть четвертый принцип - принцип соответствия. Он предусматривает полное соответствие степени детальности наблюдений масштабу выделяемых на объекте частных геологических пространств. В противном случае объективное выделение этих пространств невозможно.

Пятый принцип - это принцип дополнительности. Он необходим для воспроизведения целостного объекта или явления на любом промежуточном этапе его познания, когда следует применять взаимоисключающие друг друга построения или решения, которые не могут рассматриваться обособленно и только взятые вместе обеспечивают объективность восприятия объекта. Например, поле концентрации химического элемента в недрах можно таксономировать в двух вариантах: по скоплениям этих элементов (прямое таксономирование) или путем последовательного выделения разделяющих эти скопления пустот разного масштаба (обратное таксономирование). Это позволит исследовать структуру распределения конкретного признака и структур пространства, где он отсутствует.

Наличие такого "противопоставления" способствует объективному познанию закономерностей структурной организации подсистемы в размещении изучаемого признака в пространстве. Особо важную роль этот принцип играет при анализе причинно-следственных взаимоотношений между явлениями и при генетической интерпретации результатов системных исследований.

С системно-структурных позиций природные объекты можно рассматривать с одной стороны непрерывными, если иметь в виду их целостные свойства, и с другой стороны - прерывистыми образованиями, если учитывать структуру целостных элементов.

Широко применяемый в настоящее время традиционный подход к изучению геологических объектов с позиции идей системного исследования лишь формально соответствует принципу последовательных приближений, как одному из наиболее важных принципов исследований, поскольку часто имеет одностороннюю направленность. Это выражается в том, что изучение сводится к постепенному выделению все более мелких по объему условно неделимых элементов по мере накопления эмпирических данных. В этом случае постоянно отдается предпочтение "общему" над "частным", "целому" над "частью", "непрерывному" над "прерывным" и т.п., что явно противоречит требованию одновременного соблюдения принципов целостности и иерархичности. Например, отсутствие необходимого объема детальной информации на ранних стадиях изучения объекта (месторождения) не позволяет хотя бы предварительно установить внутреннее строение его как системы, поэтому наши представления о нем формируются как о едином целостном образовании (принцип иерархичности не соблюдается). В этой связи принцип последовательных приближений, очевидно, следует трактовать как приближение к более точному воспроизведению структурной организации изучаемого геологического объекта с учетом свойств целостности и иерархичности одновременно.

В качестве основного метода изучения использовано индивидуальное картирование отдельных признаков в пространстве для получения набора разномасштабных карт, отображающих их размещение в различно ориентированных сечениях исследуемого пространства, или набора объемных моделей отдельных участков. Для составления таких карт существует множество пространственно-статистических методов, предусматривающих выделение пространственно детерминированной доли (тренда) общей изменчивости наблюдаемого поля пространственных переменных. Однако в большинстве случаев целевое назначение этих методов ограничено получением непрерывной модели поля (реализуется принцип целостности). Дискретность поля рассматривается как мешающий фактор, хотя именно он является

Глава 4. Исследование структурной организации полей концентрации железа в различных железорудных провинциях

4.1 Методика исследования

Изучение закономерностей структурной организации геологических объектов, особенно их монопризнаковых подсистем, может дать уникальную информацию об условиях их формирования. В последние время появились работы по изучению структурной организации железорудных месторождений [42, 47, 87], выраженной в более высокой степени их пространственной разобщенности в сравнении, например, с элементами внутреннего строения золоторудных месторождений. Специальных исследований закономерностей структурной организации поля концентраций железа (ПКЖ), как самостоятельной подсистемы, для железорудных месторождение Западной Африки и Сибири ранее не проводилось. Во всяком случае, в публикациях нами не встречено каких-либо результатов их проведения, кроме данных изучения железорудных месторождении докембрия Кольского полуострова [47] и геохимические свойства месторождений ангаро-илимского типа [42]. Однако опыт таких исследований в рудной геологии дал толчок к позитивной коррекции традиционных представлений о внутреннем строении эндогенных рудных систем, условиях и механизмах формирования месторождений. Это обстоятельство стимулирует эффективное использование новых идей и подходов к исследованию геологических объектов [4, 11, 14, 17, 19, 25, 40, 57, 81,83-86, 89 и др.].

Целью проведённых исследований являлось изучение закономерностей структурной организаций ПКЖ на территории Западной Африки, Сибири и Кольского полуострова с использованием опыта системно-структурного анализа, в частности на золоторудных месторождениях [83, 84, 86, 92]. Достаточно высокая степень изученности территории Западной Африки, Сибири и наличие информации по нескольким железорудным месторождениям Западной Сахары, Мавритании (рис. 3.2), Сибири и Кольского полуострова, локализованных на площади 6336 км (Западная Африка), 1322,7 км (Кольский полуостров) и 2925 тыс. км (Сибирь) предопределяет возможность получения вполне объективных результатов исследования и правомерность их сопоставительного анализа с аналогичными результатами по золоторудным месторождениям [85] и др. Исследования структурной организации ПКЖ были проведены в полном соответствии с методологическими принципами, которые были использованы при изучении золоторудных месторождений [56, 81, 84, 85, 86] и подробно изложены в главе 3.

В качестве основного метода изучения использовано конкретное пространственное картирование и таксономирование распределения железорудных месторождений с целью получения разномасштабных схем их размещения. Теоретическая основа метода представлена в многочисленных публикациях [17, 18,19, 28, 29,48, 56, 57, 70, 84, 85, 88].

Объединяя в таксоны (или скопления) наиболее близко расположенные (для конкретного масштаба исследований) месторождения и рудопроявления, затем таким же образом формируя скопления

Рис. 4.2. Схематическая геологическая карта с распределением железорудных месторождений и рудопроявлений Западной Африки [108].

Условные обозначения:

1-2- Четвертичные отложения: 1- позднечетвертичные отложения (светлое), дюны (крап); 2- серия Хамада; 3-9- докембрийские образования: 3-верхний докембрий, 4- железистые кварциты Кедиат-Иджиль; 5-гранатсодержащие лептиниты; б- биотитовые гнейсы; 7- гиперстеновые гнейсы, 8- милониты; 9- синтектонические граниты

Рис. 4.1 Закономерности структурной организации полей концентрации железа Западной Африки (результаты таксономического анализа). Условные обозначения: 1- месторождения и рудопроявления железа. 2-последовательно входящие друг в друга скопления проявлений железа или железорудных месторождений (таксоны) различных масштабных уровней или таксоны следующего, более крупного порядка и т.д. можно получить многоуровневую модель структурной организации поля концентраций железа (ПКЖ) в докембрийском массиве Регибатского щита и на территории Сибири [96, 97]. Критерием близости расположения объектов, принадлежащих одному таксону, является расположение их по возможности на минимальном, но примерно одинаковом расстоянии друг от друга. Процедура построения модели может быть выполнена как вручную, так и по специальной программе. Опыт показывает, что выполнение этой работы вручную предпочтительней, поскольку она должна делаться с учётом многих факторов, которые автоматическая технология учесть не может. Например, в нашем случае объединение в таксон отдельных объектов производится независимо от равенства или неравенства расстояний между пластами. Для решения задачи по выявлению данных структурных закономерностей более важным является не столько точное выявление границ таксона, сколько выявление его «центра», с тем, чтобы впоследствии объективно отфиксировать геометрические параметры установленной модели структурной организации изучаемой подсистемы.

Существует два варианта таксономирования: прямое, когда выявляется модель структурной организации конкретного признака, представляющего исследуемую подсистему, и обратное, когда выявляется модель структурной организации пустот, разделяющих относительно непрерывные, иногда цепочечные, скопления мест локализации признака (рис. 4.1, 4.3). Совместное использование результатов того и другого варианта позволяет реализовать «принцип дополнительности», о котором шла речь в главе 3. В нашем случае был использован только первый вариант. Необходимость второго варианта отпала, поскольку объекты таксономирования представляли ярко проявленные дискретные образования, с достаточно определенным мотивом порядка.

Рис. 4.4 Карта железорудных месторождений Сибири [24].

Условные обозначения:

I. ОСАДОЧНЫЕ, ВУЛКАНОГЕННЫЕ И МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ. 1-Западно- Сибирская плита (Т-(2) - терригенные континентальные и морские ОТЛОЖЕНИЯ; 2-Западно- Сибирский железорудный бассейн (К-Р) - терригенные прибрежно-морские отложения, месторождения оолитовых бурых фосфористых железняков. 3-5- Сибирская платформа, платформенный чехол (РЯ-(?): 3- Тг-С?- терригенные существенно континетальные, частично угленосные образования, 4- Сг-Т, -вулканогенные, терригенные, частично угленосные отложения, 5- РК - С) - терригенные и карбонатные, частично гипс-ангидрит-соленосные толщи, месторождения оолитовых лептохлорит-гематитовых руд (РЯз и Ог) 6-области дорифейской складчатости (АИ - РИ) - щиты и выступы древних структур в байкалидах, каледонидах, герцинидах - кристаллосланцы, доломитовые и кальцитовые мраморы, гиперстен-плагиоклазовые и высокоглиноземистые гнейсы, кварциты, амфиболиты, метавулканиты, месторождения скарново-магнетитовых руд и железистых кварцитов 7-9- области байкальской складчатости (РЬ^-С): 7- кристаллосланцы, карбонатные породы, гнейсы, кварц-магнетитовые и кварц-гематитовые месторождения; 8-Ангаро-Питский железорудный бассейн (РЯз) - карбонатно-терригенные отложения, месторождения кварц-хлоритоид-гематитовых руд, 9- краевые прогибы - терригенные, карбонатно-терригенные, вулканогенно-осадочные отложения. 10-12- области каледонской и ¡ерцинской складчатости (РИз— PZз): 10 - вулканогенно-осадочные и карбонатные существенно морские отложения, месторождения магнетита скарново-гидросиликатные, железистых кварцитов, //-терригенные и вулканогенно-осадочные отложения существенно морские с малым участием карбонатных пород, 12- Р^Ог - железоносные вулканогенно-осадочные отложения с малым участием карбонатных пород, месторождения магнетита гидросиликатно-скарновые и апатит-магнетитовые, железистых кварцитов, 13- внутренние впадины и краевые прогибы (Б - ТО - осадочно-вулканогенные и существенно терригенные, угленосные, частью соленосные отложения 14- зоны мезозойской активизации -терригенные частью угленосные, карбонатные и вулканогенные отложения, сидериты, бурые железняки.

П. МАГМАТИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ. 15- траппы (РЪ - Ш) - площади их распространения на Сибирской платформе, месторождения магнетита; 16 - щелочно-ультраосновные комплексы в том числе карбонатиты - МЦ, месторождения апатит-магнетитовых, ильменит-магнетитовых и титаномагнетитовых руд, 17- нефелиновые сиениты, щелочные сиениты, ийолит-уртиты, уртиты {?Ъ - 18 - гранитоидные комплексы гнейсо-граниты, мигматиты (АЯ - PZ), граниты, гранит-порфиры и др. (РЯ.з -гранодиориты, тоналиты, сиениты, граниты, субщелочные сиениты и др - М19 -габбро, габбро-диабазы, диориты, пироксениты, перидотиты, анортозиты, дуниты (АЯ - М2), месторождения титаномагнетита, ильменит-титаномагнетита.

III. ОСНОВНЫЕ СТРУКТУРНЫЕ ГРАНИЦЫ. 20 - пограничные линии складчатых областей и платформ; 21 - границы разновозрастных складчатых областей, внутренних впадин и железорудных бассейнов; 22 - главные разломы.

IV ЖЕЛЕЗОРУДНЫЕ ФОРМАЦИИ И РЕГИОНАЛЬНЫЕ ТИПЫ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ. А Главные: 23 - скарново-магнетитовый и магномагнетитовый ангаро-илимского типа (м); 24, 25 - скарново-магнетитовый алданского и алтае-саянского типов соответственно (м); 26 - кварц-магнетитовый типа железистых кварцитов (км); 27 - кварц-гематитовый и кварц-гематит-магнетитовый типа железистых кварцитов (кг, кгм); 28 апатит-магнетитовый типа Ковдора (ам), 29 - апатит-магнетитовый типа Кируны (ам); 30 -кварц-хлоритоид-гематитовый ангаро-питского типа (г); 31 - титаномагнетитовый, ильменит-титаномагнетитовый (тм) Б. Второстепенные: 32 - сидерит-магнетит-гематитовый с баритом и другими примесями (сг); 33 - оолитовый лептохлорит-гидрогетит-гематитовый с лимонитом и гематитовый (ог); 34 - сульфидно-сидеритовый (сс); 35 - сидеритовый (с), 36 -бурожелезняковый кор мезозойско-кайнозойского выветривания (бж), 37- лептохлорит-гетит-гидрогетитовый с сидеритом оолитового типа (обж)

V. ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ АНОМАЛИИ. 38 - с выходами руды; 39 - без рудных выходов

VI. РАЗМЕРЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, МАГНИТНЫХ АНОМАЛИЙ И ИХ ГРУПП. Запасы вместе с прогнозными (млн. т): 40) - до 100 или неоцененные; 41) 100-200, 42) 200400, 43) 400-800, 44) - 800 и более.

VII. РАЗНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ. Месторождения 45 - эксплуатируемые; 46 -подготовленные к эксплуатации, 47- обычные- 48 - трасса БАМ

VIII. ЖЕЛЕЗОРУДНЫЕ ПРОВИНЦИИ. Западно-Сибирская плита: 1 — Обь-Енисейская Сибирская платформа А — чехол: 2 — Верхнеленская, 3 — Ангарская, 4 — Тунгусская, 5 — Маймеча-Котуйскан; Б — щиты: 6 — Алданская, 7 — Анабарская Области байкальской, каледонской, герцинской складчатости и активизации: 8 — Алтайская, 9 — Алтае-Саянская, 10 — Забайкальская, 11—Ангаро-Енисейская 12 — Саяно-Байкальская.

IX МЕСТОРОЖДЕНИЯ, МАГНИТНЫЕ АНОМАЛИИ ИЛИ ИХ ГРУППЫ. Перечень по административным краям, областям, автономным республикам (в скобках указан состав руды). I— Томская область (обж) 1- Каргасокское, 2- Парабель-Чузикское, 3- Колпашевское, 4- Чайское, 5- Парбигское, 6- Бакчарсное. II — Новосибирская область — рудопроявления (обж, с, бж) III — Восточно-Казахстанская область 7- Глинковское (м), 8- Теремковское (км), 9- Чесноковское I (км), 10- Таловское (км), 11- Бухтарминское (М), 12- Родионов Лог (м), 13- Маркакульское (ам) IV — Аалтайский край 14-Харловское (тм), 15- Белорецкое (м), 16- Инское (м), 17- Тимофеевское (м), 18- Холзунское (м, ам) 19- Кубадринское (м), 20-Калгутинское (кг) V—Кемеровская область 21- Почитанское (тм), 22- Ампалыкское (м), 23-Кайгадатское (м), 24- Суразовское (м), 25- Михайловокое (м), 26- Черноиюсское (м), 27-Терсинская (м), 28- Ташелгинсное (м), 29- Сухаринское (м, мр), 30- Темир-Тау (м), 31-Казское (м), 32- Тазовская (м), 33- Шерегешевское (м), 34- Шалымское (м), 35-1аштагольское (м), 36-Патынское (тм), 37- Большая Культайга (тм), 38- Барандатское (с). VI - Красноярский край 39- Туруханское (обж), 40- Нижнебаиховское (обж), 41-Елогуйское (обж), 42-Гулинское (тм, ам), 43- Кугда (тм), 44- Маган (ам), 45- Ыраас (ам, тм), 46- БорУрях (тм), 47- Ессей (ам), 48- Курейское (м), 49- Реки Северной (м), 50- Реки Летней (м), 51-Анакитское (м), 52- Бахтинское (м), 53- Сурингдаконское (м), 54- Камышевский Байкитик (м) 55- Органовское (м), 56- Оллоноконское (м); 57-64- магнитные аномалии: 57- Конгикан, 58- Правопэсирская, 59- Чавида, 60- Чуюнго, 61- Северная Таймура, 62- Вархэмэ, 63-Люгляна, 64- Южная Таймура, 65- Досканайское (м), 66- Лакурское (м), 67- Исаковское (км), 68- Енашиминское (м), 69- Лендахское (м), 70- Ишимбинское (г), 71- Неронгское (г), 72-Удоронговское (г), 73- Мокринское (г), 74- Нижне-Ангарское (г), 75- Горевское (сс), 76-Чуктуконское (бж) 77- Ильбокичская (м), 78- Луч (м), 79- Нижнезелендинское (м), 80-Понептинское (м), 81- Климинское (м), 82- Левобережное (м), 83- Пихтовое (м), 84-Тагарское (м, мр), 85- Огненское (м), 86- Талое I (м), 87- Берямбинское (м), 88- Кичетское (м), 89- Шипилинская (м), 90- Тунгужульское (м), 91- Самсон (м), 92- Березовское (м), 93-Сыдинское (км), 94- Лысанская (тм), 95- Краснокаменская (м, мр), 96- Знаменское (м), 97-Бурлукское (м), 98- Мульгинское (м), 99- Ирбинское (м), 100- Изыгское (м), 101

Чибижекское (м), 102-Шиндинское (m), 103-Тереховское (m), 104- Петропавловское (м), 105-Хабалыкское (м), 106- Табратское (м), 107- Таятское (м), 108- Белокитатское (км), 109-Кширское (тм), 110- Изыхгольское (м), 111- Ельгентагское (м), 112- Тейское, Абагасское (м), 113- Камыштинское (м), 114- Хайлеоловское (м), 115- Абаканское (м), 116- Алексеевское (м), 117- Анзасское (м), 118- Тарташское (м), 119- Кызырсугское (м), 120- Волковское (м), 121-Ярышгольское (м), 122- Карбайская (м), 123- Тостугская аномалия. VII — Тувинская АССР 124- Карасукское (сг), 125- Улутай-Чезское (сг), 126- Дургеновское (м). 127- Мугурское (км), 128- Кескелигское (км), 129- Мюренская (км). VIII —Иркутская область 130- Катское (м), 131- Нерюндинское (м), 132- Атавинское (м), 133- Пономаревское (м), 134- Капаевское (м), 135- Поливское (м), 136- Молдаванское (м), 137- Мара-Юхтинское (м), 138- Бериканское (м), 139- Тубинское (м), 140- Граменское (м), 141- Рудногорское (м), 142- Кольцевое (м), 143-Седановское (м), 144- Октябрьское (м), 145- Краснояровское (м), 146- Коршуновское (м), 147-Татьянинское (м), 148- Шолоховское (м), 149- Неуловимое (м), 150- Ичёрское (ог), 151-Захаровское (ог), 152- Чембаловское (ог), 153- Мало-Тагульское (тм), 154- Манкресовское (гм), 155- Верхне-Ийское (тм), 156- Хаактыг-Ой (тм), 157- Белозиминское (ам), 158-Таежное (Ерминское) (кг), 159- Сосновый Байц (кг), 160- Жидойское (ам), 161- Харабаровское (км), 162- Сарамтинское (км), 163- Орингольское (км), 164- Байкальское (км), 165- Калтыгейское (кг) IX — Бурятская АССР 166- Яматинское (кг), 167- Абчадское (км), 168- Тыйское (км), 169- Слюдянское (тм), 170- Ирокиндинское (тм), 171- Тулдуньское (тм), 172- Витимконское (тм), 173- Талойская (м), 174- Алянгинская (м), 175- Джевондакит, Андреевское (м), 176-Батанай (м), 177- Балбагар (кг), 178- Абага (м), 179- Шара-Бугутуй (м), 180- Ожергон (м), 181-Мухор-Горхон (м), 182- Мылдылген (м), 183- Хаильское (тм), 184- Ингисхан (м), 185- Кундуй (м), 186- Орсок (м), 187- Тарбагатай (м), 188- Мысовская (км), 189- Хилокское (тм), 190-Арсентьевское (тм), 191- Михайловское (тм), 192- Гурвунур (ам), 193- Озерное (сс), 194-Солонго (м), 195- Туркул (м), 196- Аришинское (м), 197- Укыр (м), 198- Соболка (м), 199-Хоросан (м), 200- Соухусан (м). X — Читинская область 201- Бирюзовое (ог), 202-Сулуматское (км), 203- Нижнесакуканское (км), 204- Калаканское (км), 205- Чинейское (тм), 206- Каларское (км), 207- Чичаткинское (м), 208- Яковлевское (м), 209- Железный Кряж (м), 210- Березовское (с, бж), 211- Чингитайское (м). XI —Якутская АССР 212- Торгинское (км), 213- Тарынахское (км), 214- Ималыкское, 215- Горкитское (км), 216- Эксачинское (км), 217-Джелтуктатское (км), 218- Нелюкинское (км, мр), 219- Эмельджаксное (м), 220- Болотное (м), 221- Таежное (м), 222- Магнетитовое (м), 223- Гематитовое (кг), 224- Рохминское (м), 225-Леглиерское (м), 226- утомительное (м), 227- Заречное (м), 228- Тинское (м), 229- Дорожное (м), 230- Десовское (м), 231- Новое (м), 232- Лесное (м), 233- Савгельское (м), 234- Южная аномалия, 235- Сиваглинское (м, мр), 236- Пионерское (м), 237- Комсомольское (м), 238-Холодниканское (км), 239- Ягиндя (км), 240- Гидат-Кавыкуя (км), 241- Арбарастахское (ам) XII — Амурская область 242- Ханинская (км, кг, мр), 243- Гаринское (м)

Рис. 4.3 Закономерности структурной организации полей концентрации железа Сибири (результаты таксономического анализа). Условные обозначения: 1- месторождения и рудопроявления железа, 2- последовательно входящие друг в друга скопления проявлений железа или железорудных месторождений (таксоны) различных масштабных уровней.

4.2. Структурная организация полей распределения аномальных концентраций железа (ПКЖ)

Вначале изучение закономерностей структурной организации геологических объектов железорудных формаций проводилось только для территории Западной Африки, где развиты докембрийские фомации железистых кварцитов джеспилитового типа Западной Сахары и Мавритании. В результате проведенных исследований было установлено, что железорудные месторождения этого региона являются сложноорганизованными геологическими системами [96, 97], обладающими свойствами дискретности и упорядоченности на всех иерархических уровнях (рис. 4.1, табл. 4.1).

Для проверки объективности результатов исследований проведен их сравнительный анализ. Нами были изучены материалы по железорудным формациям Сибири (рис. 4.3, 4.5-12), в том числе каждый генетический тип (табл. 4.2-4.6). Результатом изучения явилось открытие упорядоченного строения (ПКЖ) железорудных месторождений Сибири, развитие в нем ряда подобных структур и согласованность многих подсистем [97]. ( В результате проведённых исследований было установлено, что обобщённая модель пространственного размещения известных железорудных месторождений данной территории (рис. 4.1, 4.3), как самостоятельной железорудной (т.е. монопризнаковой) подсистемы, представляет собой структурно организованный объект (табл. 4.1, 4.2). Это свидетельствует о наличии определенного порядка в распределении месторождений и мест скоплений этого вещества в докембрийском массиве данной территории. Скейлинговый коэффициент изменяется в пределах значений 1,9 - 2,7 (табл. 4.1,4.2)

Информация о работе

Хадхиа Хамди Хаиба
кандидата геолого-минералогических наук
Иркутск, 2006
ВАК 25.00.11

Диссертация

Сравнительный анализ закономерностей размещения месторождений железа Западной Африки (Западная Сахара, Мавритания), Кольского полуострова и Сибири - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы