Палеозеодинамические факторы эндогенного уранового рудообразования

Короткий опис

2 ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ...5

ГЛАВА ПЕРВАЯ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПАЛЕОГЕОДИНАМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ...14

1.1. Анализ региональных факторов (базовые положения)...14

1.2. Изучение глубинного строения недр рудных районов и провинций...17

1.2.1. Спектрально-корреляционный анализ гравиметрических полей

(метод «Гравискан»: общие и частные вопросы)...17

1.2.2. Методика построения геолого-геофизических моделей...19

1.3. Методы изучения локальных структур...20

1.3.1. Морфометрический анализ структур рудных полей и месторождений

(общие положения)...20

1.3.2. Методика построения морфоструктурных планов и моделей рудных полей и месторождений, локализованных в линейных зонах разломов...21

1.3.3. Методика построения морфоструктурных планов и моделей рудных полей и месторождений, локализованных в изометричных объемах горных пород...22

1.3.4. Алгоритм расчета палеотектонических напряжений...23

ГЛАВА ВТОРАЯ

ПОЛОЖЕНИЕ КРУПНЫХ МЕТАЛЛОГЕНИЧЕСКИХ ПРОВИНЦИЙ В РЕГИОНАЛЬНЫХ СТРУКТУРАХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ...34

2.1. Урал-Казахстано-Средне-Азиатский регион...35

2.2. Восточно-Сибирский регион...49

2.3. Прогнозно-металлогенические аспекты региональных исследований...57

2.4. Выводы...58

ГЛАВА ТРЕТЬЯ

СЕВЕРО-КАЗАХСТАНСКАЯ ПАЛЕОЗОЙСКАЯ УРАНОНОСНАЯ ПРОВИНЦИЯ...60

3.1. История становления, геология, металлогения...60

3.2. Глубинное строение недр...79

3.3. Геолого-структурные, палеотектонические и тектонофизические

условия формирования месторождений урана...95

3.3.1. Положение месторождений в рифтогенных структурах...95

3

3.3.2. Месторождения урана Шатской зоны разломов...98

3.3.3. Агашское месторождение Mo-U руд...107

3.3.4. Месторождения урана Володарской зоны разломов...112

3.3.5. Аксу-Маныбайское Au-U рудное поле...118

3.3.6. Тушинское месторождение Mo-U руд...128

3.3.7. Викторовское месторождение Mo-U руд...135

3.4. Выводы...141

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ

СТРЕЛЬЦОВСКАЯ ГРУППА МЕСТОРОЖДЕНИЙ УРАНА

(Восточное Забайкалье)...145

4.1. Геолого-структурные и палеотектонические условия рудообразования...145

4.2. Результаты компьютерного моделирования палеотектонических

полей напряжений...154

4.3. Выводы...159

ГЛАВА ПЯТАЯ

ЦЕНТРАЛЬНО-КЫЗЫЛКУМСКАЯ ПАЛЕОЗОЙСКАЯ ЗОЛОТОРУДНАЯ ПРОВИНЦИЯ...161

5.1. Горные массивы Тамдытау, Букантау, др.: стратиграфия, магматизм, палеотектоника, металлогения...164

5.2. Мурунтауское Аи рудное поле...171

5.2.1. Основные черты геологического строения...171

5.2.2. Золотоносные зоны месторождений Мурунтау и Мютенбай...176

5.2.3. Прочностные свойства геологической среды...181

5.2.4. Рудоконтролирующие структурно-тектонические формы

восточной части Мурунтауского Au-рудного поля...183

5.2.5. Тектонофизическая модель формирования золоторудных мегаштокверков...189

5.3. Выводы...193

ГЛАВА ШЕСТАЯ

СЕВЕРНОЕ ЗАБАЙКАЛЬЕ...197

6.1. Тектоника и металлогения...197

6.2. Бодайбинский горнорудный район...202

6.3. Нечерский горнорудный район...208

6.3 Л. Тектоника и золотоносность Ходоканского Au-рудного поля...208

4 6.3.2. Геолого-структурные и палеотектонические условия формирования

уранового оруденения...220

6.4. Выводы...233

ГЛАВА СЕДЬМАЯ

ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ УРАНОВОРУДНЫХ РАЙОНОВ

НА ЩИТАХ...235

7.1. Рудный район Волластон (Канада)...235

7.2. Урановорудные районы Украинского кристаллического щита (УКЩ) и Воронежского кристаллического массива (ВКМ)...241

7.2.1. Геолого-геофизическая модель Сарматского кратона

(геоблоков ВКМ и УКЩ)...241

7.2.2. Геолого-геофизическая модель Анненской потенциально рудоносной площади ВКМ...247

7.2.3. Геолого-геофизическая модель Бобровского участка Анненской потенциально рудоносной площади ВКМ...251

7.3. Геолого-геофизические модели недр Бодайбинского и Нечерского горнорудных районов Северного Забайкалья...258

7.4. Палеогеодинамические факторы эндогенного уранового рудообразования...262

7.5. Выводы...251

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...267

ЛИТЕРАТУРА...271
Введение

5 ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. После распада СССР и потери основных источников уранового сырья (Украина, Казахстан, Средняя Азия) перед Россией возникла необходимость создания минерально-сырьевой базы U, включая северные территории Центральной Азии - Зауралье, Восточно-Сибирский регион, в том числе, южную периферию Сибирской древней платформы и её фанерозойское складчатое обрамление. Проблема создания сырьевой базы U возникла в условиях острого недостатка финансов для развития поисковых работ, что обусловило необходимость разработки новых нетрадиционных малозатратных методологических подходов и приемов при прогнозировании урановорудных объектов различного иерархического уровня.

В настоящий момент единственным источником природного урана для атомной энергетики России являются мезозойские жильно-штокверковые месторождения U Урулюнгуевского (Стрельцовского) района в Восточном Забайкалье (Стрельцовское, Антейское, др.) - крупные, но которые интенсивно отрабатываются с начала 70-х годов прошлого века. В результате их эксплуатации исчерпаны объемы под добычу открытым способом, значительно ухудшилась структура активных запасов по качеству руд. Дополнительные ресурсы имеются в Зауралье, Западной Сибири и Бурятии, где известны «песчаниковые» месторождения с низкими содержаниями U, пригодные для скважинного подземного выщелачивания. Однако, в целом, эти месторождения недостаточно масштабны для полной компенсации погашаемых запасов Стрельцовского U-рудного узла. Выявление в восточной части Центральной Азии или на Русской платформе новых крупных эндогенных месторождений урана с богатыми рудами (известных промышленных типов или нетрадиционных) могло бы в существенной мере разрешить проблему нарастающего дефицита добычи природного урана в России, расширить его минерально-сырьевую базу.

Эффективность прогнозно-поисковых работ зависит от многих условий, в первую очередь от полноты учета геологических факторов, которые определяют рудогенез. Несмотря на огромные достижения в исследовании геологических обстановок формирования эндогенных месторождений урана, палеогеодинамические факторы (движущие силы, причины) данного процесса далеко не выяснены. Не охарактеризованы связи эндогенного уранового рудообразования с определенным типом (типами) палеотектоники, с глубинными структурами, силовыми полями напряжений; не достаточно изучены механизмы образования ураноносных палеоструктур, причины их сохранности и разрушения. Вместе с тем, выяснение данных факторов важно как в теоретическом, так и в практическом отношениях: для понимания палеоусловий, создававших предпосылки и конструировавших урановое

6

оруденение, влиявших на его сохранность, разрушавших и/или переотлагавших урановорудные концентрации; для совершенствования научных основ прогнозирования и стратегии поисков эндогенных месторождений урана на территории России.

Исследования, проведенные в диссертационной работе, посвящены вопросам: 1) изучения механизмов формирования рудоносных палеоструктур на базе концепции тектоники плит, комплексного анализа геолого-геофизического материала, 2) образования, сохранности и разрушения эндогенных месторождений урана в различных палеотектонических обстановках, 3) установления связей (пространственных, генетических) эндогенного уранового рудообразования с глубинными неоднородностями земной коры (региональными «очагами» разуплотнения континентальной коры, морфоструктурами рельефа поверхности Мохоровичича, участками избытка и дефицита масс), силовыми полями тектонических напряжений - факторами, определяющими позицию в складчатых поясах и металлогенических провинциях рудных районов, узлов (полей), продуктивность и морфологию U-рудных зон и тел, 4) разработки теоретических основ и методических приемов палеогеодинамического (в том числе тектонофизического) анализа ураноносных палеоструктур, 5) совершенствования методологии поисков эндогенных месторождений урана в складчатых поясах и на щитах. Выяснение данных вопросов является весьма актуальным, поскольку связано с решением вышеуказанной проблемы.

Цель исследований — совершенствование научных основ прогнозирования и стратегии поисков эндогенных месторождений урана на территории России.

Задачи исследований. Для достижения цели необходимо было решить следующие группы задач: 1) разработать методические приемы палеогеодинамического и тектонофизического анализов ураноносных палеоструктур, 2) обобщить материалы по глубинному строению недр рудоносных территорий Казахстана, Средней Азии, а также ряда регионов России; выделить в их пределах элементы неоднородности земной коры, с которыми связаны рудные таксоны рангов провинция, район, узел (поле), дать геологическую оценку выявленным элементам неоднородности, 3) в районах со сложной металлогенией: а) изучить геологическое строение урановорудных и комплексных золото-урановорудных узлов (полей), геолого-структурные условия образования в них рудных месторождений, б) охарактеризовать рудоконтролирующие дислокации — складки и разрывы различной генерации и формы, их эволюционные ряды, палеотектонические условия в которых они образовывались, в) реконструировать палеотектонические поля напряжений, выявить связи эндогенного уранового оруденения с силовыми полями напряжений (локальными центрами компрессии-декомпрессии, участками перепада тектонических напряжении), на основе тектонофизических расчетов и моделирования оценить

количественные параметры данных связей, 4) провести сравнительный анализ геолого-структурных и палеотектонических условий образования эндогенных месторождений урана в рудных районах с определившимися промышленными перспективами (Северный Казахстан, Восточное Забайкалье), установить общие признаки, 5) сопоставить палеотектонику ураноносных районов с палеотектоникой золотоносных районов (Центральные Кызылкумы, Бодайбинский, Нечерский в Северном Забайкалье), выяснить черты сходства и различия, причины отсутствия в ряде районов (Нечерском, др.), несмотря на многолетние поиски, древних месторождений урана типа «несогласия» (палеоаналогов месторождений Канады, Австралии), 6) вьщелить основные факторы эндогенного уранового рудообразования в складчатых поясах, составить эталонные модели крупных урановорудных районов на щитах (Волластон в Канаде, др.), на базе установленных факторов, связей и моделей разработать систему разномасштабных (региональных, районных, локальных) палеогеодинамических и тектонофизических критериев прогноза и оценки ураноносных палеоструктур, 7) апробировать палеогеодинамические и тектонофизические критерии и методы прогноза и оценки ураноносных палеоструктур в рудных районах.

Фактический материал и методы исследований. В основу диссертационной работы положен геологический и геофизический материал, собранный автором в процессе полевых исследований в Северном Казахстане (1976-1994 гг.), в Центральных Кызылкумах (1989-1992 гг.), в Забайкалье (2000-2002 гг.), на Воронежском кристаллическом массиве (ВКМ, 2003 г), в др. регионах СНГ и России.

Природными объектами исследований послужили эндогенные месторождения урана и золота, а также геологические структуры, перспективные на обнаружение промышленных рудных концентраций: в Северном Казахстане — месторождения Шатские 1 и 2 (U), Глубинное (U), Агашское (U), Косачиное (U), Грачёвское (U), Тушинское (U), Викторовское (U), Аксуйское (Аи), Маныбайское (U), др., в Центральных Кызылкумах — месторождения Мурунтауское (Аи), Мютеыбайское (Аи), Бесапантауское (Аи), др., в Восточном Забайкалье (Южное Приаргунье) - Стрельцовская группа месторождений U (объект реализации компьютерных технологий), в Северном Забайкалье (Нечерский горнорудный район) -рудопроявления коренного золота, локализованные в сложнодислоцированных рифейских толщах (Ходоканское Au-рудное поле), рудопроявления урана, локализованные вблизи границы предрифейского структурно-стратиграфического несогласия (бассейн реки Большая Бульбухта), в восточной части ВКМ — Бобровский участок, перспективный на выявление древних месторождений урана типа «несогласия».

В процессе полевых исследований задокументировано более 40000 пог. метров керна скважин, канав, подземных горных выработок. Данные горно-буровой разведки более 15

8

месторождений (из них ряд крупных по запасам U, Аи) обработаны на планах, разрезах, проекциях рудоносных зон (горизонтальных, вертикальных, круговых стереографических). Построены десятки геолого-структурных карт, схем, разрезов, погоризонтных планов участков месторождений и рудопроявлений урана и золота, что явилось основой для выделения локальных факторов рудоконтроля. Замерены плотности горных пород по керну скважин и в образцах из горных выработок; в лабораторных условиях определены прочностные и упругие свойства горных пород. С использованием данных по физико-механическим свойствам геологических сред составлены палеотектонические и тектонофизические карты, схемы, разрезы, послужившие дополнительной основой прогнозных построений.

Региональные обобщения и анализ факторов, контролирующих размещение в фанерозойских складчатых поясах Центральной Азии крупных металлогенических провинций, проводились на базе Тектонической карты Северной Евразии масштаба 1:5000000 (гл. ред. А.В. Пейве и А.Л. Яншин, 1980), трансформированной в схемы палеоплитных ансамблей (рис. 7, 11). Данные схемы явились концептуальной основой исследований.

При региональных обобщениях использовались геолого-геофизические, минерагенические, палеотектонические и тектонофизические данные и реконструкции, изложенные в работах И.И. Абрамовича, И.Г. Клушина (1990, 1998), СВ. Белова (1991, 1992), Ю.С. Бискэ (2000, 2001), В.Е. Бойцова (1989, 1996), B.C. Буртмана и др. (1976, 1998, 2000), М.М. Буслова и др. (1999, 2000), В.И. Величкина (1983); В.Е. Вишнякова, А.Х. Шафикова, др. (1984, 1990), И.В. Гордиенко, М.И. Кузьмина (1987, 1999), Г.В. Грушевого, И.Г. Печенкина (2000, 2002, 2003), А.С. Егорова, Д.Н. Чистякова и др. (2001, 2002), Л.П. Зоненшайна и др. (1987, 1990, 1993), Л.П. Ищуковой (1998), А.А. Ковалева, С.А. Ушакова (1984,1985,1992), В.И. Коваленко и др. (1990,1999), М.М. Константинова и др. (1976, 1998, 2000, 2001), А.А. Кременецкого и др. (1995), Н.П. Лаверова и др. (1983, 1988), Ю.Г. Леонова (1995,1997,2001), А.А. Моссаковского и др. (1993), М.С. Нагибиной (1999), А.В. Пейве и др. (1980,1982), Л.М. Парфенова и др. (1996), И.Г. Печенкина (1999), Ю.М. Пущаровского и др. (1992,1996,1999), В.Н. Пучкова (1976,2000), Д.В. Рундквиста (1993,1997), В.И. Старостина (1976, 1988, 1990), В.Е. Хаина и др. (1990, 1997, 2001), Н.М. Чернышева и др. (1997, 2002), A.M. Дж. Шенгера и др. (1994), др. Кроме того: для характеристики глубинного строения недр Северного Казахстана, Средней Азии, Забайкалья использовались данные ГСЗ, МОВЗ, MOB (Гречишников, Шаров, 1973; Заборников и др., 1974-1977; Антоненко, Бикеев и др., 1989; Любецкий и др., 1997; др.), геолого-геофизические материалы Ю.А. Зорина, Т.В. Балк, М.Р. Новоселовой, Е.Х. Турутанова (ИЗК СО РАН), А.Л. Ладыниной (ИГиГ СО РАН), Г.И.

Менакера (ЧГУ), СВ. Бузовкина (ВСЕГЕИ), Л.В. Турчанинова, Е.А. Максимова, B.C. Тарасова (ГФУГП «Сосновгеология»), Н.А. Яблонской, Г.А. Лебедева, др. (ФГУНПП «Аэрогеология»), Р.Ф. Данковцева, Н.И. Мусеибова, Р.Н. Афанасьевой (ВИМС), др.; был проведен комплексный анализ геолого-геофизических материалов.

Основным методом детальных исследований явился морфометрический анализ структур рудных полей и месторождений, базирующийся на данных горно-буровой разведки. Методика исследований заключалась в построении изогипс и изолонг пологих и крутопадающих разломно-контактовых поверхностей, в оконтуривании геологических объемов, деформационных зон, рудных образований, в расчетах рудонасыщенности геоблоков (коэффициента рудоносности, метропроцентов U, Аи, др. металлов), в реставрации направлений (ориентировок) сжимающих и растягивающих усилий в геоблоках. Морфометрические построения позволили судить о степени деформированное™ (гофрированности, сжатости) разломно-контактовых поверхностей, выделить участки концентрации в геоблоках палеотектонических напряжений компрессии-декомпрессии, составить морфоструктурные модели (образы) рудных обстановок.

Для количественной оценки палеотектонических напряжений был использован кинематический анализ и алгоритм расчёта напряженного состояния граней разломов и контактов, разработанный автором (Шашорин, 1985, 1986, 1988, 1991); применялось компьютерное моделирование палеонапряжений (разработчик компьютерной программы С.С. Шилов, ВИМС).

Научная новизна. Разработано новое научно-методическое направление в прогнозировании эндогенного уранового оруденения, которое базируется на системном анализе геологических и геофизических данных с позиций концепции тектоники плит, расчете и моделировании палеотектонических полей напряжений, создании модельных образов ураноносных обстановок.

• Впервые на плейттектонической основе выделены ареалы разуплотнения земной коры, отвечающие активным палеозойским и мезозойским окраинам континентальных палеоплит и областям их коллизии, в пределах которых размещаются крупные металлогенические провинции.

• Показано, что районы развития эндогенного уранового оруденения в складчатых поясах, и соответствующих им металлогенических провинциях, связаны с постколлизионными активизационными обстановками, выраженными в рельефе поверхности Мохоровичича сводовыми поднятиями границы М, в геологических полях — проявлениями активного рифтогенеза.

10

• Установлена и обоснована пространственная связь эндогенного уранового оруденения (узлов, полей, месторождений) с геоплотностным барьером и областями силовой разгрузки палеотектонических напряжений, обусловленных активизационными процессами и динамическими взаимодействиями геоблоков.

• Доказано, что силовые поля тектонических напряжений компрессии-декомпрессии и области их перепада (градиента), реализованные на геоплотностном барьере, конструировали морфологический облик месторождений урана, создавали благоприятные обстановки для формирования высокопродуктивного жильно-штокверкового оруденения.

• Разработана методика, позволяющая моделировать (воссоздавать) палеотектонические поля напряжений, оконтуривать рудолокализующие обстановки.

• Впервые для урановорудных объектов, локализованных в складчатых поясах, выделены группы факторов: а) создававшие предпосылки и формировавшие эндогенные месторождения урана, б) влиявшие на сохранность месторождений урана, в) разрушавшие и/или переотлагавшие урановое оруденение.

• Составлены геолого-геофизические и тектонофизические модели (образы) крупных эндогенных урановорудных объектов в складчатых поясах и на щитах, позволяющие идентифицировать урановорудные обстановки.

Практическая ценность. Разработанные методологические подходы и принципы — построение мелко -, средне - и крупномасштабных палеогеодинамических и тектонофизических карт и схем на плейттектонической основе, расчет и моделирование палеотектонических полей напряжений, создание модельных образов урановорудных обстановок, а также предложенный комплекс региональных и локальных факторов (даны в разделе «Заключение», таблица 2) позволяют:

1) совместно с традиционными геологическими критериями - более эффективно проводить прогнозную оценку и локализацию площадей: а) выделять в орогенных поясах области с высоким рудным потенциалом, б) в контурах металлогенических провинций — потенциальные U-рудные районы и узлы, в) в пределах последних (с применением тектонофизических методов) — локальные участки под поиски высокопродуктивного уранового оруденения,

2) используя геометрические и численные характеристики рудоконтролирующих силовых полей напряжений (компрессии-декомпрессии, локальных областей «перепада» напряжений) — рационально размещать в пределах поисковых площадей и оцениваемых структур дорогостоящее бурение, что важно в условиях дефицита финансирования геологоразведочных работ.

и

Разработанные методологические подходы и принципы могут использоваться при прогнозе и поисках широкого круга полезных ископаемых (W, Sn, Аи, Та, Nb, TR).

Защищаемые научные положения.

I. В пределах фанерозойских орогенных поясов Центральной Азии по геологическим и геофизическим данным выделяется ряд региональных «очагов» разуплотнения земной коры, которым соответствуют: мощная континентальная кора, ареалы гранитоидного магматизма, крупные металлогенические провинции.

П. Районы развития эндогенного уранового оруденения в складчатых поясах, и соответствующих им металлогенических провинциях, связаны с постколлизионными активизационными обстановками, выраженными в рельефе поверхности Мохоровичича сводовыми поднятиями границы М, в геологических полях - проявлениями активного рифтогенеза и поствулканической гидротермальной деятельности.

III. Размещение урановорудных узлов (полей) в районах сложной металлогении контролируется геоплотностным барьером и связанными с ним областями силовой разгрузки палеотектонических напряжений, обусловленных активизационными процессами и динамическими взаимодействиями геоблоков. Контрастным напряженно-деформационным обстановкам, выраженным в геофизических полях в виде «плотностного барьера», соответствуют рудные узлы с крупными объектами.

IV. На основе тектонофизических расчетов и моделирования, проведенных с использованием разработанного алгоритма, установлено, что морфологические особенности урановорудных зон и тел, локализованных на геоплотностном барьере, подчиняются силовому полю палеотектонических напряжений. Силовые поля напряжений конструировали геометрию флюидопроницаемых каналов, создавали благоприятные обстановки для формирования высокопродуктивного жильно-штокверкового оруденения.

V. В потенциально рудоносных формациях древнего основания палеоплит длительные напряжения тангенциального сжатия приводили к разрушению и переотложению ранее сформированных природных урановорудных концентраций. В то же время стрессовые напряжения обуславливали образование крупных Au-рудных объектов, контролируемых локальными центрами декомпрессии.

Реализация результатов и апробация работы. Алгоритм расчёта палеонапряжений использовался автором диссертации при поддержке и участии ПГО «Степгеология» и Целинного горнохимического комбината (ЦГХК) в 1976-1991 гг. для оценки флангов и глубоких горизонтов разведуемых и отрабатываемых месторождений урана Северного Казахстана; экспедицией «Севказзолоторазведка» ОАО ГМК «Казахалтын» в 1989-1994 гг. — для оценки флангов и глубоких горизонтов Аксуйского месторождения коренного золота;

12

ГРЭ «Кызылкумгеология» ПГО «Самаркандгеология» в 1989-1992 гг. - для уточнения структурных позиций Au-рудных столбов и мегаштокверков месторождений Мурунтау, Мютенбай, Триада, Бесапантау, а также выделения потенциально рудных ситуаций на глубине. Кроме того, в 2000-2002 гг. методика морфометрического и тектонофизического анализов рудоносных палеоструктур применялась автором при полевых исследованиях в Северном Забайкалье на Бульбухтинской площади для картирования морфологии «подошвы» рифейских толщ, а также уточнения условий локализации выявленного БСП ГФГУП «Урангео» «Сосновгеология» вблизи границы предрифейского структурно-стратиграфического несогласия (ССН) уранового оруденения.

Результаты обработки и обобщения гравиметрических данных масштабов 1:200000 и 1:50000, модельные интерпретационные построения по ряду уран-золоторудных районов послужили основой для разработки критериев прогноза Au-рудных узлов (полей), и были использованы экспедицией «Севказзолоторазведка» в 1989-1994 гг. для прогнозной оценки территорий, что привело к открытию в 1995-2002 гг. в Степнякском районе Северного Казахстана крупных Au-рудных месторождений Узбой, Степок, Вера в минерализованных зонах в терригенно-осадочных породах ордовика (справка о внедрении за 2003 г.). По восточной части ВКМ (Анненская площадь, Бобровский участок) результаты обработки гравиметрических карт масштабов 1:200000 и 1:50000 использовались Центральной геологической экспедицией ГФГУП «Урангео» на стадии проектирования (2000-2002 гг.) и в процессе проведения поисковых работ (2003 г).

Результаты исследований докладывались: на Всесоюзном семинаре «Современные методы локального прогноза и пути совершенствования при поисках месторождений» (Наро-Фоминск, 1987), на Международных конференциях «Новые идеи в науках о Земле» в МГГРУ (1997, 1999, 2001, 2003), на Международном симпозиуме «Стратегия использования и развития минерально-сырьевой базы редких металлов России в XXI веке» (Москва, ВИМС, 1998), на Международном симпозиуме по геологии урана «Уран на рубеже веков: природные ресурсы, производство, потребление» (Москва, ВИМС, 2000), на III Всеуральском металлогеническом совещании «Металлогения и геодинамика Урала» (Екатеринбург, УГГГА, 2000), на Тектонических совещаниях Межведомственного Тектонического Комитета (Москва, МГУ, 2000, 2001, 2002), на П-ом Международном Симпозиуме «Золото Сибири: геология, геохимия, технология, экономика» (Красноярск, КНИИГИМС, декабрь 2001), на Всероссийском Симпозиуме «Геология, генезис и вопросы освоения комплексных месторождений благородных металлов» (Москва, ИГЕМ РАН, ноябрь 2002), на др. тектонических и минерагенических совещаниях и конференциях.

13

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 39 статьях, тезисах и материалах (трудах) Всероссийских и Международных совещаний и конференций, более 70 научно-производственных отчетах, прогнозно-методических записках и рекомендациях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из разделов «Введение», «Заключение», 7-ми глав, списка литературы. Общий объем работы 299 страниц: 225 стр. текста, 72 рисунка, 2 таблицы. Список литературы включает 379 наименований.

Благодарности. Различные аспекты диссертационной работы обсуждались с главными и ведущими специалистами ВИМСа: д. г.-м. наук Г.А. Машковцевым, д. г.-м. наук, профессором Р.Ф. Данковцевым, д. г.-м. наук, профессором А.К. Мигутой, д. г.-м. наук В.Н. Щеточкиным, д. г.-м. наук И.Г. Печенкиным, д. г.-м. наук И.Г. Минеевой, д. г.-м. наук М.И. Пахомовым, д. г.-м. наук В.И. Кузькиным, др.; были получены и учтены ценные замечания. Изучение глубинного строения недр, геолого-структурных, палеогеодинамических и тектонофизических условий образования эндогенных месторождений урана и коренного золота в рудных районах проводилось при содействии и участии Р.Ф. Данковцева, А.С. Клочкова, Р.В. Голевой, И.В. Швея, Н.И. Мусеибова, А.Т. Костикова, А.Е Толкачева, В.М. Тюленевой, В.И. Ружицкого. Неоценимую помощь при проведении исследований и поддержку оказали зам. генерального директора ГФГУП «Урангео» С.С. Наумов, начальник геологического отдела ГФГУП «Урангео» Ю.Л. Бастриков, бывший главный геолог ЦГХК д. г.-м. наук В.И. Пигульский, главный геолог ГРЭ «Севказзолоторазведка» ОАО ГМК «Казахалтын» О.Л. Горожанин, главный геолог ГРГП «Причерноморгеология» Ю.Н. Шашорин, главный геолог БСП ГФГУП «Урангео» «Сосновгеология» Д.А. Самович, главный геолог Бульбухтинской партии БСП ГФГУП «Урангео» «Сосновгеология» И.И. Царук, главный геолог Центральной геологической экспедиции ГФГУП «Урангео» А.Е. Фоменко, др. Техническую и консультативную помощь в работе на протяжении многих лет автору диссертации оказывали И.В. Швей, Р.Н. Афанасьева, Н.И. Мусеибов, Т.Н. Сирина, В.М. Тюленева, Э.В. Беденко, А.И. Макаров, А.Н. Сысоев, С.С. Шилов, А.В. Петров, др. Всем вышеперечисленным товарищам автор диссертации выражает искреннюю признательность и благодарность.

14 ГЛАВА ПЕРВАЯ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПАЛЕОГЕОДИНАМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА И МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Анализ региональных факторов (базовые положения)

Современные представления о природе древних (PR) и фанерозойских орогенических событий, механизмах структуре - и рудообразования в пределах орогенных (складчатых) поясов, базируются на данных глубинного строения территорий, палеотектоники, тектонофизики, палинспастических реконструкций (Абрамович, Клушин, 1990, 1998; Баженов и др., 1997; Белов, 1991, 1992; Бискэ, 1996, 2000, 2001; Божко, 1995; Буртман, 1973, 1976; Вахромеев, 1992; Гордиенко, Кузьмин, 1999; Грушевой, Печенкин, 2003; Диденко и др., 1994; Звягинцев, 1978; Зоненшайн и др., 1987, 1990; 1999; Казанский, 1992; Коваленко и др., 1999; Леонов, 1995; Моссаковский и др., 1993; Мухин и др., 1991; Нагибина, 1999; Паталаха, 1985; Пейве, 1980; Пучков, 1996; Пущаровский, 1989, 1992, 1999; Печенкин, 1999; Розен, Федоровский, 2001; Старостин, 1976, 1988, 1990; Шенгер и др., 1994; Ярмолюк и др., 1997, 2000; др.); а также результатах геологического картирования в рудных районах и провинциях и структурных исследованиях. Наряду с современными активными окраинно-континентальными вулканическими поясами, зонами рифтинга, спрединга, субдукции, древние (PR) и фанерозойские орогенные пояса и зоны всё чаще рассматриваются как грандиозные структуро-рудообразующие геодинамические системы, обусловленные тектоническим скучиванием блоков пород континентального и океанического происхождения в зонах столкновения (коллизии) палеоплит. Анализ геологических и геофизических материалов показывает, что в коллизионных зонах - мощная континентальная кора (в Гималаях и на Тибете до 80 км), высокий рудный потенциал (Урал, Южный Тянь-Шань). В новейшем Альпийско-Гималайском поясе столкновение Азиатской и Индийской континентальных плит сопровождалось, начиная с раннего палеогена [Guillot et al., 1999; Розен, Федоровский, 2001], и сопровождается до настоящего времени разрушительными землетрясениями (Каракорумский сдвиг, др.), ростом Гималаев, плотностной инверсией горных пород и образованием горизонтов пониженных скоростей сейсмических волн внутри континентальной коры («очагов» разуплотнения и гранитного расплава). На дневной поверхности в Гималайском секторе фиксируются региональные гравитационные минимумы и повышенный тепловой поток (Стоили, 1979; Розен, Федоровский, 2001). Для коллизионных гранитов Тырныауза на Северном Кавказе (Аравийский сектор Альпийско-Гималайского коллизионно-складчатого пояса) характерна

15

богатая W-носная минерагения. Все это позволяет рассматривать древние и фанерозойские коллизионно-складчатые пояса и зоны как структуро-рудообразующие системы и использовать тектонические факторы — увеличение мощности и разуплотнение земной коры в зонах коллизии, саморазогрев коллизионной призмы и гранитообразование (I-, S-типов), формирование ассоциированной с гранитоидными комплексами рудной минерализации (Sn -и W-грейзеновой, скарновой, др.) — при прогнозно-металлогенических исследованиях.

Анализ региональных палеотектонических факторов эндогенного рудообразования в пределах Западного (Урал-Казахстано-Средне-Азиатский регион) и Восточного (юг Сибири) секторов Центральной Азии проводился на базе Тектонической карты .Северной Евразии масштаба 1:5000000 (Гл. ред. А.В. Пейве, А.Л. Яншин, 1980), трансформированной автором диссертации в схемы PZ-MZ-KZ плитных ансамблей (рис. 7, 11). Тектоническая карта Северной Евразии масштаба 1:5000000 (ее легенда) и авторские схемы отражают основные эпизоды и события становления континентальной коры в пределах рассматриваемых территорий (см. главу II); являются концептуальной основой диссертационных исследований.

В качестве дополнительного исходного материала при анализе региональных факторов эндогенного (U, Аи, др.) рудообразования на территориях Казахстана, Средней Азии, Восточной Сибири послужили:

1. Данные ГСЗ, МОВЗ, МОВ-ГСЗ, мелко-среднемасштабные геологические и геофизические карты рудных районов и провинций с металлогенической нагрузкой (опубликованные и фондовые материалы).

2. Данные по геологии и минерагении рудных районов Северного Казахстана, Средней Азии, Забайкалья, др. регионов, а также результаты изучения условий формирования в рудных районах широкого круга полезных ископаемых: U, Аи, др. металлов (опубликованные, фондовые материалы, личные материалы автора диссертации).

3. Схемы географической привязки месторождений U, Аи, других металлов по рудным районам и провинциям (регионам), с разбивкой их по запасам (масштабам) и промышленно-генетическим типам (государственные карты полезных ископаемых; фондовые материалы, аккумулированные в ВИМСе и МПР).

Базовыми положениями палеогеодинамического анализа, использующего литературные источники, приведенные выше и в списке раздела «Литература», явились:

1) позднекаледонские, варисцийские, ранне- и позднекиммерийские орогенные (складчатые) пояса и зоны Центрального и Восточного Казахстана, Урала и Тянь-Шаня (рис. 6, 7), Тувы и Монголии (рис. 11, 11/1), обрамляющие с востока, юга и юго-запада Кокчетав-Северо-Тянь-Шаньский кристаллический массив (каледонский континент), Ангарский

16

выступ древней Сибирской платформы (рис. 11, 11/1), сформировались вдоль единой субдукционно-аккреционной «линии», включавшей Мугоджарскую, Киргизскую (Южно-Казахстанскую), Тувино-Монгольскую палеоостровные дуги, за счёт их продольно-поперечной деформации (тектонического смятия, скучивания) в результате сближения («дрейфа») и столкновения (коллизии) континентальных блоков Восточно-Европейской, Сибирской и Северо-Китайской древних платформ (материков);

2) формирование Кокчетав-Северо-Тянь-Шаньского кристаллического массива, как сегмента зрелой континентальной коры с мощным сиалическим слоем, произошло в позднем ордовике-раннем силуре (каледонская орогения) за счет тектонического смятия, скучивания и гранитной «спайки» древних (AR-PR) сиалических блоков-микроконтинентов

(Кокчетавского, Улутауского, Иссыкульского, др.) и обрамляющих их V-e-О прогибов (Степнякский, Марьевский, др.);

3) наращивание континентальной коры Кокчетав-Северо-Тянь-Шаньского кристаллического массива в среднем палеозое за счёт субдукционно-аккреционных комплексов привело к формированию Казахстано-Киргизского палеоконтинента (рис. 7); сближение и столкновение (коллизия) последнего в PZ3 с блоками Каракумо-Алайской и Таримской древних платформ, Восточно-Европейского континента - к формированию герцинского коллизионно-складчатого пояса Южного Урала и Тянь-Шаня, утолщению коры в данном регионе, образованию очагов разуплотнения (гранитного расплава) по сценарию альпийской системы Гималаи-Тибет (Стоили, 1979; Розен, Федоровский, 2001);

4) континентальной основой PZ-MZ плитного ансамбля юга Сибири является Монголо-Сибирский палеконтинент, сформированный на базе Сибирского кратона в раннем палеозое за счет аккреции к последнему рифейских блоков-микроконтинентов, и их гранитной спайки в процессе каледонской орогении; Монголо-Сибирский палеконтинент по легенде Тектонической карты Северной Евразии масштаба 1:5000000 (Гл. ред. А.В. Пейве, А.Л. Яншин, 1980), ограничен девон-каменноугольно-пермскими и триас-раннеюрскими вулканно-плутоническими поясами (рис. 11);

5) одной из крупнейших и протяжённых сдвиговых зон Центральной Азии с амплитудой горизонтальных смещений 1000 км является Иртышская зона смятия, ограничивающая с юга и юга-запада Монголо-Сибирский палеоконтинент, и отделяющая его от фанерозойских горно-складчатых сооружений Казахстана и Средней Азии (рис. 11).

17

1. 2. Изучение глубинного строения недр рудных районов и провинций

В процессе подготовки диссертации были использованы геологические, геофизические и сейсмические данные.

Основным методом изучения глубинного строения недр рудных районов и провинций, в рамках настоящей работы, явился спектрально-корреляционный анализ гравиметрических полей (метод «Гравискан» [Данковцев и др., 1993]), разработанный и созданный в ВИМСе на базе способа (метода) гравиметрического «зондирования» земной коры (Данковцев, Мусеибов, 1985, 1987). Данный метод («Гравискан») позволяет качественно оценивать структуру недр регионов, провинций, районов, на модельном уровне (в первом приближении) выделять геоплотностные неоднородности земной коры, сопоставлять их с рудными таксонами вышеуказанных рангов.

Базовой основой модельных построений послужили: средне-мелкомасштабные геологические карты, карты наблюденного поля Ag, трансформации поля Ag, выполненные в разные годы Н.И. Мусеибовым, Р.Н. Афанасьевой, др. Геологические и геофизические данные позволили охарактеризовать строение недр Северного Казахстана, Средней Азии, др. регионов, выявить глубинные неоднородности земной коры, составить геолого-геофизические модели полиметалльных (W, Sn, Au, U, др.) горнорудных районов и провинций.

При изучении глубинного строения недр Казахстана, Средней Азии, Забайкалья использовались данные ГСЗ, МОВЗ, MOB (Гречишников, Шаров, 1973; Заборников и др., 1974-1977; Антоненко, Бикеев и др., 1989; Любецкий и др., 1997; др.), геолого-геофизические материалы Ю.А. Зорина, Т.В. Балк, М.Р. Новоселовой, Е.Х. Тур