Лекция 10 17 04 15 Минерагения платформенного чехла

Лекция 10 (17. 04. 15) Минерагения платформенного чехла Возраст чехла – от рифея до современного. В молодых платформах меньше и зависит от времени завершающей складчатости, сформировавшей кристаллическое основание. Мощность чехла 3 -5 км, иногда более. Чехол слабо дислоцирован, иногда не дислоцирован. Степень метаморфизма не превышает зеленосланцевую фацию.

• 4 эпохи: дорифейская и рифейско-вендская; среднепалеозойская; позднемезозойская и олигоцен-четвертичная. Дорифейская и рифейско-вендская эпоха • Огромный отрезок времени, захвативший неоархей и протерозой. В это время возникли геохимические аномалии (рудные прафомации по А. А. Сидорову). Серии осадочных пород с повышенными содержаниями рудных компонентов. Выделяются две прафомации - эпиконтинентальная и рифтогенная. • С ними связаны бедные не пром. руды гидротерм. осадочного и вулканогенно-осадочного генезиса. Железистые кварциты, кремнистые фосфориты, карбонаты марганца, ванадиевые сланцы и медистые песчаники.

Среднепалеозойская эпоха (Đ 2 – С 1) • Новый тип дифференциации вещества (химическое разложение) пород, Появляются мния в латеритных корах выветривания. На платформах -бокситовые формации, богатые элювиальные руды железа, углей, россыпей титана и др. • Одновременно с этим в подвижных поясах продолжалось накопление морских осадков с гидротермально-осадочными свинцово-цинково -медными м-ниями.

Позднемезозойская эпоха (J – Cr 2) • Максимальная продуктивность в верхнем мелу, когда господствовал жаркий и влажный климат. • Крупные м-ния бокситов, железных руд, гипергенных руд Ni и Co, каолиновые и бентолитовые глины. • Особую значимость приобрели рудные карсты и железные шляпы, зоны оксидного и сульфидного обогащения на полиметал. , золотоносных и редкометальных м-ниях мира. Древние россыпи титана, циркония, олова, вольфрама и др.

• Экзогенная минерагения подвижных областей, развивающихся вдоль южных и восточных окраин континентального блока, была более бедной. Она характеризовалась формированием немногочисленных вулканогенно-осадочных месторождений Pb, Zn, Cu, Mn и др. Отсутствие крупных месторождений богатых гипергенных руд мелового возраста в альпийских подвижных поясах, а также вообще в мезозоидах подтверждает тезис о преобладающей роли континентального, главным образом гумидного, выветривания при формировании экзогенной минерагении крупных блоков земной коры.

• Олигоцен-четвертичная эпоха • Многие геологи выделяют этот этап как самостоятельный «новейший» этап развития Земли. Наиболее глубокие химические преобразования пород, выходивших на дневную поверхность в это время, строго ограничены современной тропической зоной Земли. Именно здесь в гипергенных (латеритных) покровах сконцентрировано огромное количество бокситов (более 80% мировых запасов) и более половины мировых запасов оксидных руд Mg, Ni, Co, Fe, Au, и др.

• Олигоцен-четвертичная эпоха рудообразования в умеренном поясе северного полушария, где расположена наша страна, в целом отчетливо подразделяется на два этапа: ранний – олигоценовый – наиболее длительный, и поздний – плиоцен-четвертичный. На территории нашей страны более продуктивным был ранний этап. Марганцево-рудные конкреционные залежи, приуроченные к олигоценовым отложениям, протягиваются в виде широтной полосы из Болгарии через Украину, Кавказ вплоть до Восточной Сибири и Камчатки, на подчиняясь ни характеру тектонических структур (платформы, зоны активизации), ни палеографическим особенностям территорий (морские, прибрежно-морские, континентальные, гористые, равнинные).

Минерагеническое районирование чехла Русской платформы. • На всех платформах экзогенные процессы протекают циклично (циклы Бертрана). Каждый цикл состоит из четырех стадий: 1) трансгрессивная (в обстановке растяжения и опускания формируются мощные осадочные серии); • 2) инундационная стадия (максимальное погружение, растяжение, образуются глубокие эпиконтинентальные моря). Далее происходит инверсия тектонического режима и сжатие: • 3) регрессивная стадия (блоковые поднятия, валы); 4) эмерсивная стадия (горообразование, поднятие блоков, возвышенности на платформах, перерывы в осадконакоплении). • На Восточно-Европейской выделено четыре таких цикла: поздневендский, раннепалеозойский, среднепозднепалеозойский, и мезо-кайнозойский.

• Конкретные месторождения обычно приурочены к эпохам, охватывающим часть цикла Бертрана. На Русской платформе выделяются три такие эпохи: среднепалеозойская (D 2 – C 1), позднемезозойская (J – K 2) и олигоцен-четвертичная. • Среднепалеозойская (D 2 – C 1). В это время в связи с протеканием процессов латеритизации, каолинизации и механического выветривания образовались пять групп месторождений: бокситоносные формации (Урал, Тиман); богатые элювиальные руды железа (Михайловский рудник, Кривой Рог); лейкоксеновые россыпи; угли и медносвинцово-цинковые колчеданные месторождения в вулканогенно-осадочных формациях (герциниды Урала).

• Позднемезозойская (J – K 2). В условиях жаркого и влажного климата на востоке платформы образовались бокситы, железные руды, гипергенные силикатные руды никеля и кобальта (при выветривании ультраосновных массивов, Южный Урал); впервые появились месторождения каолина, бентонитовых глин. Сформировались древние россыпи титана, циркона, золота, вольфрама, олова; железные шляпы и рудные карсты; вулканогенно-осадочные колчеданные руды. • Олигоцен-четвертичная (самая продуктивная). Возникло 8 групп месторождений: латеритовые покровы (бокситы); оксидные руды марганца; оксидные руды кобальта и никеля по ультраосновным породам; окисленные железные руды (КМА, Кривой Рог); элювиальные россыпи алмазов, циркона, золота; бентониовые и огнеупорные глины; осадочные месторождения солей, барита; мелкие гидротермально-осадочные месторождения железа и марганца.

Региональная металлогения • исследует закономерности распределения м-ний во времени и пространстве в связи с особенностями геологического развития и строения крупных территорий. • Основная задача -изучение геодинамических обстановок рудообразования и металлогеническое районирование. В результате выделяются участки земной коры определенного периода и типа тектонического и металлогенического развития с характерными ассоциациями м-ний. Региональный анализ включает три части: 1. Районирование, 2. Составление карт и схем и 3. Специальную металлогению.

Металлогеническое районирование • Система таксонов: планетарный металлогеническая мегапровинция (пояс), металлогеническая провинция (область), металлогенический пояс, металлогеническая зона (район), перспективная зона. • Планетарный металлогенический пояс -линейная планетарная структура, объединяющую разновозрастные геологические образования, в пределах которой размещены близкие по возрасту и особенностям формирования м-ния, относящиеся к разнообразным (больше десяти) рудным формациям. В поясе проявляются металлогенич. процессы одной либо двух эпох и формируется 10 -15 пром. -генетических типов мний.

• Особенности: 1. планетарная протяженность (тыс. км); 2. длительность формирования (20 -200 млн. л. ); 3. характерная группа геодинамич. обстановок (субдукционных, колизионных и др. ); 4. значительная глубина заложения разломов (нижняя часть земной коры – верхняя мантия); 5. наличие многочисленных металлогенических провинций, поясов и зон; 6. разнообразие и большое число геологических и рудных формаций; 7. отчетливое зональное строение (как правило асимметричное); 8. кулисное строение; 9. широкое распространение ротационных сдвигов.

• На мелкомасштабных (1: 5 -10 000) и схематических картах выделяют металлогенич. Мегапровинции геологические структуры первого ранга млн. км 2 - на платформах или океанах , формировав. несколько геологических периодов. • Для них характерно развитие определённого набора ведущих типов пол. иск. (металлических, химического сырья, углеводородных и др. ). На территории России выделяют крупные сегменты 4 мегапровинций: Восточноевропейско. Баренцевской, Центральносибирской, Центральноарктической и Тихого океана.

Схема райнирования Восточноевропейско-Баренцевской мегапровинции на единицы трансрегионального (область, провинция) и региональого (мегазона, субпровинция) уровня (По Г. С. Гусеву, Н. В. Межеловскому и др. , 2008) БЩ – область Балтийского щита. Мегазоны: БЩ I – Кольско-Норвежская, БЩ II – Кольско-Карельская, БЩ III – Карельская, БЩ IV – Свекофенская, БЩ V – Старорусско-Южнофинляндская. ВЕ – Восточно-Европейская провинция. Субпровинции: ВЕ I – Нарва-Онежская, ВЕ II – Архангельско-Мезенская, ВЕ III – Московская, ВЕ IV – Белорусская, ВЕ V – Волго-Уральская, ВЕ VI – Воронежская, ВЕ VII – Прикаспийская, ВЕ VIII – Приднепрово-Донецкая, ВЕ IX – Южно. Предуральская, ВЕ X – Балтийская. СВ – Свальбардская провинция. Субпровинции: СВ I – Западно. Баренцевская, СВ II – Восточно. Баренцевская, СВ III – Франца-Иосифа, СВ IV – Приновоземельская. КР – Карская провинция. Субпровинции: КР I – Западно-Карская, КР II – Восточно-Карская. ПБ – Печора-Баренцевоморская провинция. Субпровинции: ПБ I – Тимано-Печорская, ПБ II – Канин. Колгуевская, ПБ III – Прикольская, ПБ IV – Печора-Коротаихинская

Глобальные мегаблоки (современная модель) Выделяют 9 мегаблоков Фрагменты Гондваны: 1. Южно-Американский; 2. Африканский; 3. Индостано-Мадагаскаро Западно-Австралийский; Глобальные мобильные металлогенические мегапояса: 7. Средиземноморско- -Центрально-Азиатский (Тетис); 8. Андийско-Кордильерский; 9. Азиатско-Австралийский; Фрагменты Лавразии: 4. Американо-Гренландский; 5. Европейский; 6. Сибирский; Глобальные мегаблоки разделяются на мегаблоки первого порядка

Глобальные мегаблоки (современная модель)

Планетарные мобильные металлогенические мегапояса: 7. Средиземноморско-Центрально-Азиатский (Тетис ) (48 -48) и Урало-Монголо- Охотский (запад 26 -центр-28 -восток-83) 8. Андийско (55)-Кордильерский (73) 9. Азиатско-Австралийский (> 100) 10 -11. Северо-Антарктический и Центрально- Антарктический, нерасчлененные.

7. Средиземноморско-Центрально-Азиатский (Тетис ) и Урало-Монголо- Охотский планетарные пояса • Наиболее рудонасыщенные на нашей планете. Они зародился в Pz 2 и активно развивался до N-Q времени. Выделяется два мегаэтапа: Pz 2 - Mz 3 и N-Q. C первым связано образование • Урало-Монголо- Охотского пояса. В его пределах проявилась позднекаледонская, герцинская и раннекимерийская складчатость. Возникла основная масса рудных провинций Западной Европы, Урала и Северного Казахстана. В этих провинциях сформиров. около 140 уникальных м-ний и рудных полей.

Азиатско-Австралийский • Мезозоиды Азии; Чукотско-Катазиатский вулканический пояс, области кайнозойской складчатости (Корякско-Анадырская система, островные дуги западной части Тихого океана и др. структуры). Восточно. Австралийский регион, включающий СВ часть Австралийской платформы, Тасманию и Новую Зеландию. • Западная граница – Азиатские континентальные платформы.

Металлогеническая провинция изометрический участок земной коры крупных размеров (десятки тыс. км 2) определенного периода и типа тектонического и металлогенич. развития с характерными для него геологичес. и рудными (1 -2) формациями и типами м-ний. Провинции различаться для платформенных, пассивно окраинных, шельфовых, задуговых и океанических бассейнов, покровно-складчатых и островодужных областей и др. Например, в Андийско –Кордильерском поясе выделяются Mz провинции – Мексиканская флюоритоносная и Южно-Американская меднопорфировая.

• Примеры. • 1. Центрально-Азиатский (Евразийский пояс Тетиса) –возник при распаде Пангеи и затем Лавразии, развивалсяся в течении неогея. В нем обилие м-ний: Pb-Zn, Hg, Sb, Au, Ni, Pt, Cu, Cr. ; 2. Восточно-Тихоокеанский (киммерийский + альпийский) - (Ag-Au, Fe, Sn-W, Cu-Mo. ); 3. Чукотско-Катазиатский (киммерийский + альпийский) - (Ag-Au, Mo, Sn, W, Fe, U. ); Урало. Монгольский (герцинский + каледонский) - (Cu, Pb, Zn, Sn-W, Au); Монголо-Охотский (киммерийский) – (Sn-W, Pb-Zn, Au); Западно. Австралийский (протерозойский) - (Au, Co-Ni, Pb. Zn. ).

Металлогенический (рудный) пояс в составе как планетарного пояса, так и провинций и является линейной структурой с мниями определ. рудных формаций, образовав. в сходной тектоно-магматической обстановке, а в осадочных –седиментоген. В составе комплексной провинции Забайкалья выделяют ряд поясов: Au-Mo; Sn-W; Pb-Zn-Cu. Примером сочетания структурнометаллогенических таксонов разного ранга является схема районирования фундамента Сибирского кратона.

Металлогеническая зона (район) в составе металлогенич. провинций и поясов и характериз. развитием в ее пределах одной рудной формации, проявляющаяся в определ. условиях тектонического режима. • Перспективная зона (район) – локальная рудоносная перспективная площадь, представляющая потенциально высокий экономический интерес. Это не металлогеническая, а географо-экономическая категория.

Региональная металлогеническая зональность • 1. развита в различных регионах; 2. выражена рудными поясами. Это глобальное явление для всех континентальных структур земной коры. Региональная металлогеническая зональность – одна из наиболее ярких закономерностей пространственного размещения рудных м-ний. Наиболее отчетливо эта закономерность проявляется на примере рудных поясов –линейных региональных структур, в пределах которых в основном сосредоточены промышленные м-ния.

• Металлогенические и минерагенические карты. • На основе теоретических положений изложенных в главах, посвященных общей, эволюционной, региональной и специальной металлогении и по материалам региональных исследований составляются металлогенические и минерагенические карты. • Основной принцип подобного картографирования заключается в том, что образование м-ний является частью единого процесса формирования Земли и прежде всего геологического развития земной коры.

• Мелкомасштабные карты • По условно можно разделить на три категории: 1) ранние фиксистские, 2) структурно-формационные и 3) геодинамические. В основе первых двух положены принципы геосинклин. концепции, а третья базируется на представлениях тектоники литосферных плит и содержит сведения о геодинамических процессах. • Ранние металлогенические карты по принципу оконтуривания площадей развития м-ний определеной металлогенической эпохи. Каждая эпоха разделяется на три стадии - этапы преобразования геосинклинали в платформу. Рудные провинции складчатых зон выделяются по минеральным образованиям завершающей эпохи оруденения.

• Структурно-формационные металлогенические карты. Составляют в два этапа – 1. структурно-формационное районирование и 2. металлогеническое районир. и геохим. анализ геологических образований. • Основной элемент - структурно-формационный комплекс (СФК), в составе которого выделяют группы и ряды геологич. формаций, формировавшиеся в определ. тектонических, термодинамических и ландшафтногеохимических обстановках и которые имеют отчетливо металлогенической специализацией. • На картах оттенками цвета показывают выделенные возрастные группы структурно-формационных комплексов от архея до кайнозоя: плитные протогеосинклинальные, протоорогенные, геосинклинально-складчатые, оргенных и активизированных областей.

• Геодинамические металлогенические карты • Одна из первых карт вления была составлена для территории Урала коллективом авторов во главе с А. В. Пейве и С. Н. Ивановым в 1977 г. и имела масштаб 1: 1 000. На ней выделены области с континентальной корой, сформированной в докембрии и возникшей в верхнем палеозое. В областях докембрийской коры показаны участки сформиров. в архее, рифее, венде и палеозое, в пределах которых выделены шельфовые, орогенные и комплексы континентального склона. Специальными символами на эту основу нанесены м-ния: магнетитовых кварцитов, сидеритов, магнезитов, полиметаллов золота, вольфрама, молибдена, редкозем. элементов, медистых песчан. , пьезокварца, фосфорит. , бокситов и угля.

• Впервые методика глубинного прогнозногеодинамического картирования была разработана А. А. Ковалевым и Е. И. Леоненко в 1993 году. Она учитывала не только различные стадии эволюции литосферы, но и позволяла отражать многообразие геодинамических обстановок существовавших в рамках одной стадии. • На картах цветом показываются: островные дуги, активные окраин плит, зон коллизий, областей океанической коры и др. , а их возраст – числовыми и буквенными индексами.

• В 2001 г. в ФГУНПП «Аэрогеология» была закончена работа по составлению Минерагенической карты России и сопредель. стран на геодинамической основе масштаба 1: 2 500 000. Она состоит из 4 главных слоев. • Первый слой составляет топографическую основу. • Второй отражает геодинамические обстановки, в которых формировались породы, вмещающие м-ния. • Третий слой –м-ниям, которые показаны в виде разноцветных значков сложной формы. Цвет значка и его форма отражают вид полезного ископаемого. • Четвертый слой посвящен минерагеническому районированию. Легенда к этому слою также составлена в матричном виде и по горизонтальной оси опять же представлены геодинамические обстановки.

Крупномасштабные прогнозно-металлогенические карты. • Металлогения рудных районов имеет целью более детальные исследования локальных рудоносных площадей, рудных районов, рудных зон и узлов, с составлением металлогенических прогнозных карт средних (1: 200 000 -1: 100 000) и крупных (1: 50 0001: 25 000) масштабов. На них отражены закономер. размещения м-ний, выявленных в пределах рудного района. Основной задачей карт является прогнозирование по внешне не связанным между собой рудопроявлениям и благоприятным геологическим предпосылкам вероятного распространения новых более локальных рудных площадей с возможной оценкой прогнозных запасов полезных ископаемых.

Прогнозно-металлогенические карты рудных районов в масштабе 1: 50000 -1: 25000 - основа поисковых работ. Они включают комплект карт: 1. схема геологич. и поисковой изученности; 2. специализир. геологическая карта; 3. карта рудной нагрузки; металлогеническая карта; 4. прогнозную схему. Помимо этих основных материалов, карты и схемы: палеовулканическая, тектоническая, метаморфизма, геохимическая или карта геохимических аномалий, схема геологических предпосылок и поисковых признаков.

Специальная металлогения • металлогения отдельных видов полезных ископаемых или их генетических типов. (провинции и условия формирования Cu-Moпорфировых, Sn-W, Hg, стратиформных Pb-Zn, флюоритовых, урановых, колчеданных и других групп месторождений. ) • Внимание обращается на глобальные геодинамические обстановки: докембрийские кратоны и эпикратонные впадины, протерозойские подвижные пояса, области тектоно-магматической активизации и протоактивизации, зоны спрединга, субдукции, коллизии и другие.

Прикладная металлогения • Базовые таксоны– иерархия перспективных площадей: металллогеническая зона, рудный район (или потенциальный рудный район), рудное поле, поисковый участок. • Металлогеническая зона – геологический эквивалент – структурно-формационная зона. Территория, образованная родственными и сопряженными в пространстве и времени рядами геологических формаций (включая и рудоносные), возникшими в течение единого тектоно-магматического цикла при сходных или близких режимах развития.

• Металлогенический потенциал оценивается: • В металлогенической зоне с помощью метода аналогий. Сравнивается изучаемая зона с уже разведанной. • В рудном районе выделяются прогнозные ресурсы (Р 3). Они определяются при интерпретации геохимических и геофизических данных и не привязаны к конкретным объектам. • В рудном поле выделяются прогнозные ресурсы (Р 2). Они указывают на возможность открытия новых месторождений на площадях рудопроявлений. • На поисковом участке – выделяются прогнозные ресурсы (Р 1), которые располагаются либо за контурами известных месторождений, либо на новых.

• Рудный район соответствует блоку структурноформационной зоны. Блок сложен породами одной геологической формации или ее частями, вмещающими месторождения. • Рудное поле – структурно-обособленный блок в пределах рудного района. По набору пород соответствует объему развития геологических фаций рудовмещающей формации, которые включают месторождения и рудопроявления. • Поисковый участок – обособленный участок рудного поля, включающий рудовмещающую структуру и содержащий признаки и предпосылки оруденения.

• Последовательность приближений. • 1. Региональные геолого-геофизические и прогнозно-металлогенические исследования масштаба мельче 1: 200000 (часто 1: 1000000) с целью обнаружить металлогеническую зону; • 2. Региональные геолого-съемочные работы масштаба 1: 200000 –выявить блок - рудный район; • 3. Геолого-съемочные работы масштаба 1: 50000 с поисковыми работами. Обнаружить рудное поле; • 4. Поисковые работы крупнее 1: 50000. Вывявить рудоносную структуру и месторождения. • 5. Месторождения оцениваются с помощью предварительной, детальной и эксплутационной стадий разведочных работ.

• Прогнозно-поисковая модель (ППМ) • – это упорядоченная совокупность характеристик ожидаемого объекта, необходимая для выбора поисковых признаков, подбора методов их обнаружения и корректных способов обработки рудногеологической информации. • ППМ – обеспечивает воспроизводство и сопоставимость результатов работ и определяет критерии и признаки для выделения однотипных объектов. Учитываются : состав и формационная принадлежность рудовмещающих пород; положение рудных тел в рудовмещающих породах и структурах; характеристика ореолов околорудных измерений (морфология, состав, зональность); морфология рудных тел, их размерность и зональность; геохимические ореолы: морфология, состав и размеры; характеристика геофизических аномалий.

• Вертикальный разрез модели объектов прогноза и поисков (по А. И. Кривцову, 1989). • Цифрами обозначены варианты положения эрозионного среза (1 -7), отражающие различную ориентировку модели относительно дневной поверхности: • 1 -4 – группы эрозионных срезов по степени перспективности: 1 – перспективные с неопределенным расстоянием до рудных тел, 2 – высокоперспективные, 3 – с ограниченными перспективами, 4 – бесперспективные.

• Макет прогнозной карты, • построенный на основе выделения различных частей околорудного пространства (по А. И. Кривцову, 1989). • 1 -4 – надрудное пространство: 1 – нерасчлененное, 2 – периферийное (НРП), 3 - фланговое (НРФ), 4 – собственно надрудное (НРМ); 5 -6 – рудное пространство: 5 – фланговое (РФ), 6 – собственно рудное (РМ); 7 -10 – подрудное пространство: 7 – собственно подрудное, 8 – фланговое, 9 – периферийное, 10 – нерасчлененное. А, Б, В, Г, Д – различные по перспективности участки.

• Макет прогнозной карты, • построенный на основе выделения различных частей околорудного пространства (по А. И. Кривцову, 1989). • 1 -4 – надрудное пространство: 1 – нерасчлененное, 2 – периферийное (НРП), 3 - фланговое (НРФ), 4 – собственно надрудное (НРМ); 5 -6 – рудное пространство: 5 – фланговое (РФ), 6 – собственно рудное (РМ); 7 -10 – подрудное пространство: 7 – собственно подрудное, 8 – фланговое, 9 – периферийное, 10 – нерасчлененное. А, Б, В, Г, Д – различные по перспективности участки.

• Вертикальный разрез модели месторождений колчеданного семейства. (по А. И. Кривцову, 1989): • 1 – фланговые метасоматические зоны; 2 – колчеданные залежи и метасоматиты рудного пространства; 3 – подрудные метасоматические зоны; 4 – границы распространения метасоматитов; 5 – варианты расположения эрозионного среза с раз личной перспективностью.

• Прогнозно-поисковый комплекс (ППК) – это высокоэффективная форма организации производства и комплекс геологоразведочных работ, отвечающий оптимальным технологическим схемам их реализации. ППК позволяет рационально использовать арсенал поисковых методов; выбрать оптимальное сочетание этих методов на каждой стадии геологоразведочных работ.