ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ И ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ РАЗМЕЩЕНИЯ КРУПНЫХ УЗЛОВ РУДНОГО И НЕРУДНОГО СЫРЬЯ В ЮГО-ВОСТОЧНОМ ЗАБАЙКАЛЬЕ

Борискина Н.Г.¹, Хомич В.Г.²

¹ORCID: 0000-0001-7561-6772, кандидат геолого-минералогических наук, ²ORCID: 0000-0002-4630-0530, доктор геолого-минералогических наук,

^1,2ФГБУН Дальневосточный геологический институт ДВО РАН

ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ И ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ РАЗМЕЩЕНИЯ КРУПНЫХ УЗЛОВ РУДНОГО И НЕРУДНОГО СЫРЬЯ В ЮГО-ВОСТОЧНОМ ЗАБАЙКАЛЬЕ

Аннотация

Многометальность и значительная масштабность многих месторождений, полей и узлов Юго-Восточного Забайкалья, выявленных над фронтальной частью слэба, стагнированного в транзитной зоне мантии, объясняется разнообразием мантийно-коровых источников вещества и энергетической мощностью флюидно-магматических колонн, зарождавшихся в астеносфере и проникавших через метасоматизированную литосферную мантию в низы многослойной земной коры, а затем формировавших магматические очаги, преобразованные в последующем в обособленные рудно-магматические системы. Специфику пространственной размещенности крупных узлов необходимо учитывать при дальнейшем изучении провинции, организации прогнозно-поисковых, оценочных и разведочных работ.

Ключевые слова: глубинные георазделы, транзитная мантия, стагнированный слэб, многометальное оруденение.

Boriskina N.G.¹, Khomich V.G.²

¹ORCID: 0000-0001-7561-6772, PhD in Geology and Mineralogy, ²ORCID: 0000-0002-4630-0530, PhD in Geology and Mineralogy,

^1,2FPFIS Far East Geological Institute of FEB of RAS

GEODYNAMIC, GEOLOGICAL AND GEOPHYSICAL FACTORS OF LOCATION OF LARGE NODES OF CRUDE ORE AND NONMETALLIC FEED IN SOUTH-EASTERN TRANSBAIKAL

Abstract

The multimetality and significant scale of many deposits, fields and sites of the South-Eastern Transbaikal revealed over the frontal part of the slab and stagnated in the transit zone of the mantle is explained with the diversity of the mantle-crustal sources of matter and the energy capacity of the fluid-magmatic columns that originated in the asthenosphere and penetrated through the metasomatized lithospheric mantle in the lower layers of the multilayered crust, and then formed magma chambers, transformed subsequently into isolated ore-magmatic systems. The specifics of spatial distribution of large nodes should be taken into account in further studies of the area, the organization of forecasting, prospecting, evaluation and exploration work.

Keywords: deep geo-sections, transit mantle, stagnated slab, multimetal mineralization.

Юго-Восточное Забайкалье характеризуется такими важными тектоно-магматическими особенностями как:

принадлежность восточному флангу Центрально-Азиатского (Урало-Монгольского) орогенного мегапояса;

отчетливая проявленность геодинамического влияния западного сегмента Циркум-Тихоокеанских структур;

наличие  крупного многофазного магматического ареала из нескольких мезозойских вулкано-плутонических зон (ВПЗ).

Для провинции характерна аномально высокая неоднородность коры и мантии, повышенная сейсмичность, а также существование нескольких глубинных георазделов: трансконтинентального Верхояно-Бирманского (Вебирс), осевая часть которого совмещается с простиранием оз. Байкал и расположенной восточнее Главной гравитационной ступени (ГГС) поля силы тяжести протяженностью в 3000 км и шириной до 150 км (рис. 1).

Рис. 1 – Пространственное положение Восточно-Забайкальской провинции на площади Амурской плиты

 

Между зонами Вебирс и ГГС по данным сейсмотомографических исследований региона [1], в переходной (транзитной) зоне мантии  (глубина 410-670 км), расположена фронтальная часть  стагнированного океанического слэба. Его возникновение предопределено субдукционными процессами развивавшимися в среднеюрско-раннемеловой период у восточной окраины Большехинганского, иногда называемого Верхнеамурским [2], вулкано-плутонического пояса (ВПП). Упомянутые выше ВПЗ рассматриваются нами в качестве его внешних и периферических частей. Грависейсмические исследования Г.И. Менакера [3] свидетельствуют, что земная кора провинции является многослойной. В структуре ее литосферной мантии существует несколько куполообразных поднятий и межкупольных прогибов поверхности М (Кодаро-Удоканский, Олекминский, Ундино-Газимурский), эшелонированно расположенных и как бы "нанизанных" на единую "линию возмущения". Последняя в южной части провинции пространственно сопряжена с проекцией фронтальной границы стагнированного океанического слэба (рис. 2).

Рис. 2 – Схема строения верхней мантии Забайкалья. По [3] с дополнениями

 

В минерагеническом отношении Юго-Восточное Забайкалье характеризуется разнообразием типов эндогенных проявлений Mo, W, Sn, Bi, Pb, Zn, Au, As, Sb, Hg, U, флюорита, редких и редкоземельных элементов, ассоциирующих с определенными магматическими комплексами мезозойского возраста. На площади провинции выявлено значительное число  крупных и очень крупных месторождений, полей и узлов разных металлов, которым принадлежит лидирующая роль в минерально-сырьевом балансе России. К таким узлам относятся Балейский и Дарасунский, причисляемые к своеобразному «эпицентру» благороднометальной минерализации [4], [5]. На площади обоих узлов известны также богатые месторождения флюорита (Усугли в Дарасунском и Березовое в Балейском). Почти все другие золоторудные поля и месторождения Забайкалья уступают названным  по масштабности выявленных запасов Au и богатству руд на 1-2 порядка. На сопредельном с известными золоторудными узлами пространстве расположены весьма крупные месторождения Mo: Жирекенское, Шахтаминское, Бугдаинское и др. (рис. 3). Они окружены россыпями Au, а некоторые содержат и существенные его рудные концентрации. Например, Бугдаинское месторождение «…рассматривается как крупнейшее в России с запасами молибдена в 600 тыс. т» [6, С. 15] и ресурсами Au более 300 т, а также заметными количествами W, Bi, Pb, Zn  и Re. Поблизости от Бугдаинского находится крупное, вовлекаемое в эксплуатацию, Быстринское месторождение медных руд (рис. 3).

Из почти 500 месторождений и проявлений свинца и цинка, выявленных в Газимуро-Аргунской части провинции, самым крупным является Нойон-Тологойское. Его ресурсы составляют порядка 1 млн т Pb, 1 млн т Zn и более 4 тыс. т Ag [6].

В регионе известно много достаточно крупных месторождений флюорита, в т.ч. Уртуйское (около 3.5 млн. т), Гозогорское (>6.5 млн. т),

 

Рис. 3– Пространственное положение  крупных позднемезозойских полей и узлов рудного и нерудного сырья на территории Забайкальского края в ареале влияния (розовый цвет) фронтальной границы слэба и эшелона геофизических полей верхней мантии

 

Гарсонуйское (почти 10 млн. т) [7]. В южной части Приаргунья находится уникальный Стрельцовский узел фтор-молибден-урановой минерализации [8], [9] с одноименным месторождением CaF₂. К западу от узла разведано уникальное по запасам и качеству сырья Шивыртуйское монтмориллонит-цеолитовое месторождение [7]. Северо-западнее последнего известна обособленная зона сосредоточения редкометально-редкоземельного оруденения, которой принадлежат Шерловогорский, Кукульбейский, Орловско-Спокойненский, Завитинский и другие рудные узлы, расположенные по обе стророны от восточной границы Агинско-Борщевочного супертеррейна (рис. 3).

Таким образом, в субмеридиональной полосе протяженной порядка 500 км (от Жирекена на севере до Уртуя на юге), где пространственно сближены геолого-геофизическая линия «возмущения мантии» и фронтальная часть стагнированного слэба, сосредоточено более  десяти самых крупных в регионе рудных узлов разной специализации: Au, Mo, Cu, Pb-Zn, U, REE, флюорита и цеолитов. Все они принадлежат рудно-магматическим системам (РМС) средне-позднеюрско-раннемелового возраста [8], [9], [10]. Сосредоточенные в таких РМС месторождения по количественным параметрам (запасам и качеству руд), по крайней мере, на порядок превосходят другие из числа выявленных в провинции.

Многометальность и масштабность сырьевых ресурсов, выявленных над фронтальной частью слэба, объясняется разнообразием корово-мантийных источников и энергетической мощью флюидно-магматических колонн, зарождавшихся в астеносфере, проникавших через метасоматизированную мантию в низы земной коры, а в последующем формировавшие в ней обособленные РМС.

Таким образом, можно констатировать, что Юго-Восточное Забайкалье представляет собой крупную мультиметальную минерагеническую провинцию с крупными и очень крупными рудными узлами и месторождениями Au, Mo, W, Pb, Zn, U, редких, редкоземельных элементов и флюорита, сосредоточенными над фронтальной частью слэба, стагнированного в транзитной зоне мантии. Аномально высокая неоднородность многослойной коры и мантии провинции определены ее положением в восточной части Центрально-Азиатского орогенного мегапояса, испытавшего активизационное воздействие Циркум-Тихоокеанских структур. Такое воздействие обусловлено явлениями конвергенции и развития субдукционных процессов в Азиатско-Тихоокеанской мегазоне взаимодействия. Последние привели к появлению в транзитной зоне мантии (на глубине 410-670 км) океанского слэба и последующую его стагнацию.

Влияние глубинной геодинамики на формирование в литосфере соответствующих структур выразилось в возникновении над фронтальной частью стагнированного слэба эшелонированной системы поднятий- опусканий поверхности Мохо в литосферной мантии. Совместное воздействие мантийных флюидно-энергетических потоков, контролируемых фронтальной границей слэба и осевой зоной эшелона поднятий-опусканий поверхности М, отразилось на метасоматизации литосферной мантии  и формировании флюидно-магматических колонн в многослойной земной коре разной мощности, а затем и формировании высокопродуктивных РМС в составе специфического минерагенического пояса из крупных и очень крупных узлов с халькофильным, литофильным, иным оруденением сложного генеза. Многометальность пояса предопределена разнообразием корово-мантийных источников вещества и петролого-литологическими особенностями коры. Крупный масштаб многих РМС пояса обусловлен длительным (I₂-K₁) интенсивным воздействием на литосферу провинции мощных флюидно-энергетических потоков, зарождавшихся под и над фронтальной частью слэба, то есть в океанской и континентальной астеносферах.

Последующие физико-химические процессы, адвекция, апвеллинг флюидов привели к  формированию в земной коре широкого  ареала из пространственно сближенных потоков, существовавших в подлитосферной мантии. Взаимодействие мощных флюидно-энергетических потоков с коровыми компонентами явилось причиной появления в Юго-Восточном Забайкалье над фронтальной частью слэба магматических очагов глубинного происхождения, а затем крупных и очень крупных рудных узлов с халькофильной, литофильной, редкометальной, редкоземельной, урановой и флюоритовой минерализацией. Специфику пространственной размещенности таких узлов необходимо учитывать при дальнейшем изучении северо-восточной части провинции, организации прогнозно-поисковых, оценочных и разведочных работ.

Список литературы / References

1. Dapeng Zhao. Mantle structure and dynamics under East Russia and adjacent regions / Dapeng Zhao, Franko Pirajno, Nikolai L. Dobretsov and others // Russian Geology and Geophysics. - 2010. - Vol. 51 (9). - P. 925-938. doi: https://doi.org/10.1016/j.rgg.2010.08.0031.
2. Гордиенко И.В. Верхнеамурский вулкано-плутонический пояс Восточной Азии (строение, состав, геодинамические условия формирования) / И.В. Гордиенко, В.С. Климук, Кван Хень // Геология и геофизика. - 2000. - Т. 41. - № 12. - с. 1655-1669.
3. Менакер Г.И. Тектоносфера и металлогения Забайкалья в геоисторическом освещении / Г.И. Менакер // Геология рудных месторождений. - 1990. - № 1. - С. 21-36.
4. Спиридонов А.М. Золотоносные рудно-магматические системы Забайкалья / А.М. Спиридонов, Л.Д. Зорина, Н.А. Китаев. - Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2006. - 291 с.
5. Khomich V.G. A geodynamic perspective of world-class gold deposits in East Asia / V.G. Khomich, N.G. Boriskina, M. Santosh // Gondwana Research. - 2014.  Vol. 26 (3-4). - P. 816-833. doi: 10.1016/j.gr.2014.05.007
6. Чечеткин В.С. Минеральные ресурсы Забайкальского края. Перспективы освоения и развития / Чечеткин В.С., Харитонов Ю.Ф., Чабан Н.Н. и др. // Проблемы геологической и минерагенической корреляции в сопредельных районах России, Китая и Монголии: труды IX международного симпозиума по геологической и минерагенической корреляции в сопредельных районах России, Китая и Монголии, 4-5 октября 2011 г., Чита / Правительство Забайкальского края, ИПРЭК СО РАН, Управление Забайкалнедра и отделение Российского геологическо­го общества и Российского минералогического общества, Шеньянский ин­ститут геологии и полезных ископаемых. - Чита: ООО "Экспресс-издательство", 2011. - С. 12-17.
7. Харитонов Ю.Ф. Минерально-сырьевые ресурсы Читинской области. Инвестиционные предложения / Научный ред. Ю.Ф. Харитонов. - Иркутск: Агентство РИП, 2003. - 134 с.
8. Ищукова Л.П. Урановые месторождения Стрельцовского рудного поля в Забайкалье / Л.П. Ищукова, И.С. Модников, И.В. Сычев и др. - ФГУГП «Урангеологоразведка». Иркутск: Геологоразведка, типография Глазковская, 2007. - 160 с.
9. Шатков Г.А. Стрельцовский тип урановых месторождений / Г.А. Шатков // Региональная геология и металлогения. -  2015. - № 63. -  С. 85-96.
10. Khomich V.G. Geodynamic framework of large unique uranium orebelts in Southeast Russia and East Mongolia / V.G. Khomich, N.G. Boriskina, M. Santosh // Journal of Asian Earth Sciences. - 2016.  Vol. 119 (5). - P. 145-166. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.jseaes.2016.01.018

Список литературы на английском языке / References in English

1. Dapeng Zhao. Mantle structure and dynamics under East Russia and adjacent regions / Dapeng Zhao, Franko Pirajno, Nikolai L. Dobretsov and others // Russian Geology and Geophysics. - 2010. - Vol. 51 (9). - P. 925-938. doi: https://doi.org/10.1016/j.rgg.2010.08.003
2. Gordienko I.V. Verhneamurskij vulkano-plutonicheskij pojas Vostochnoj Azii (stroenie, sostav, geodinamicheskie uslovija formirovanija) [The Upper Amur volcano-plutonic belt of East Asia (structure, composition, geodynamic conditions of formation)] / I.V. Gordienko, V.S. Klimuk, Kvan Hen' // Geologija i geofizika [Russian Geology and Geophysics]. - 2000. - T. 41. - No 12. - P. 1655-1669. [in Russian]
3. Menaker G.I. Tektonosfera i metallogenija Zabajkal'ja v geoistoricheskom osveshhenii [Tectonosphere and metallogeny of Transbaikalia in geohistorical illumination] / G.I. Menaker // Geologija rudnyh mestorozhdenij [Geology of Ore Deposits]. - 1990. - No 1. - P. 21-36. [in Russian]
4. Spiridonov A.M. Zolotonosnye rudno-magmaticheskie sistemy Zabajkal'ja [Gold-bearing ore-magmatic systems of Transbaikalia] / A.M. Spiridonov, L.D. Zorina, N.A. Kitaev. - Novosibirsk: Akademicheskoe izd-vo «Geo», 2006. -  291 p. [in Russian]
5. Khomich V.G. A geodynamic perspective of world-class gold deposits in East Asia / V.G. Khomich, N.G. Boriskina, M. Santosh // Gondwana Research. - 2014.  Vol. 26 (3-4). - P. 816-833. doi: 10.1016/j.gr.2014.05.007
6. Chechetkin V.S. Mineral'nye resursy Zabajkal'skogo kraja. Perspektivy osvoenija i razvitija [Mineral resources of the Transbaikalia region. Prospects for exploration and development] / Chechetkin V.S., Haritonov Ju.F., Chaban N.N. and others // Problemy geologicheskoj i mineragenicheskoj korreljacii v sopredel'nyh rajonah Rossii, Kitaja i Mongolii: trudy IX mezhdunarodnogo simpoziuma, 04-05 oktjabrja 2011 g. [The problem of geological and mineragenetic correlation in the contiguous regions of Russian, China and Mongilia: the scientific works of the IX International Symposium , 04-05 October 2011] Chita / Pravitel'stvo Zabajkal'skogo kraja, INREC SB RAS, Upravlenie Zabajkalnedra i otdelenie Rossijskogo geologicheskogo obshhestva i Rossijskogo mineralogicheskogo obshhestva, Shen'janskij institut geologii i poleznyh iskopaemyh [The Government of the Transbaikalia region, INREC SB RAS, Russian geological society Chita region branch, Shenyang Institute of Geology and Minerals]. - Chita: OOO "Jekspress-izdatel'stvo", 2011. - P. 12-17. [in Russian]
7. Haritonov Ju.F. Mineral'no-syr'evye resursy Chitinskoj oblasti. Investicionnye predlozhenija [Mineral resources of the Chita region. Investment offers] / Scientific editor by Ju.F. Haritonov. - Irkutsk: Agentstvo RIP, 2003. - 134 p. [in Russian]
8. Ishhukova L.P. Uranovye mestorozhdenija Strel'covskogo rudnogo polja v Zabajkal'e [Uranium deposits of Streltsovka ore field in Trans-Baikal area] / L.P. Ishhukova, I.S. Modnikov, I.V. Sychev and others. - FGUGP «Urangeologorazvedka». Irkutsk: Geologorazvedka, tipografija Glazkovskaja, 2007. - 160 p. [in Russian]
9. Shatkov G.A. Strel'covskij tip uranovyh mestorozhdenij [Streltsovka type of uranium deposits / G.A. Shatkov // Regional'naja geologija i metallogenija [Regional geology and metallogeny]. -  2015. - № 63. -  P. 85-96. [in Russian]
10. Khomich V.G. Geodynamic framework of large unique uranium orebelts in Southeast Russia and East Mongolia / V.G. Khomich, N.G. Boriskina, M. Santosh // Journal of Asian Earth Sciences. - 2016.  Vol. 119 (5). - P. 145-166. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.jseaes.2016.01.018