1.10. Геотектонические концепции и металлогенические построения.

Любые металлогенические построения невозможны без опоры на представления о тектонической природе геологических структур, благоприятных для формирования и размещения месторождений полезных ископаемых. Более ста лет господствовала геотектоническая концепция геосинклиналей, сыгравшая огромное значение в познании геологии вообще и закономерностей размещения полезных ископаемых, в частности.

Основная идея основоположника концепции геосинклиналей Дж. Холла, опубликованная в 1859 году, заключается в следующем: «Горы возникли в результате гигантской инверсии рельефа, за счет опущенных регионов, где они зародились» (Ж. Обуэн, 1967, с. 5 [50]). Сам термин «геосинклиналь» был введен позже Дж. Дэна, в 1873 году. Выработанные за более чем вековой период представления о закономерностях размещения месторождений полезных ископаемых в эволюционной истории формирования складчатых геосинклинальных областей в сжатой форме изложены в монографии В.И. Смирнова «Геология полезных ископаемых», выдержавшей четыре издания [40].

В развитии геосинклиналей наиболее отчетливо различаются три главные стадии (по В.В.Белоусову и др.) – ранняя, средняя и поздняя, каждая из которых характеризуется своими особенностями магматизма, седиментогенеза, тектоники и металлогении (табл. 5).

Типоморфные месторождения главных стадий геосинклинального развития

Таблица 5.

Характерные породные формации	Характерные полезные ископаемые
Ранняя стадия геосинклинального развития
Обломочная терригенная	Конгломераты, песчаники, глины
Карбонатная	Известняки, фосфориты, руды Fe, Mn
Шамозитовая	Силикатные руды Fe, Mn
Кремнистая	Убогие руды Fe, Mn
Битуминозная	Оксиды U, V, сульфиды Сu, Zn, Mo, Fe
Субмаринная вулканогенная (базальт-риолитовая)	колчеданные сульфидные Cu, Zn, Pb, Au, Ag
Перидотитовая	Магматические - Cr, Os, Ir.
Габбро-пироксенит-дунитовая	Магматические Ti-Fe, Pt, Pd
Плагиогранит-сиенитовая	Скарновые Cu, Fe
Cредняя стадия геосинклинального развития
Флишевая	Стройматериалы
Каустобиолитовая	Горючие сланцы
Гранодиоритовая	Скарновые W, гидротермальные Au, Cu, Mo, Pb-Zn
Гранитная	Пегматитовые Li, Be, Ta, Nb, U и др. Альбитит-грейзеновые Sn, W, Mo, Li, Be, U, Zr, Ta, Nb
Поздняя стадия геосинклинального развития
Молласовая	Стройматериалы
Пестроцветная	Осадочно-инфильрационные V, U, Cu, Fe
Соленосная	Эвапоритовые соли Na, K, Mg, гипс
Углеводородсодержащая	Уголь, газ, нефть
Малые интрузии разнообразного состава	Скарновые W, Mo, B, Pb-Zn и др. Плутоногенно-гидротермальные сульфидные
Наземная вулканогенная	Вулканогенно-гидротермальные Au-Ag, Hg, Sb, S, Pb-Zn и др/

Ранняя или доскладчатая, доорогенная, или собственно геосинклинальная, стадия занимает время от заложения геосинклинали до главных фах складчатости, приводящих к инверсии геосинклинали. Ранняя стадия определяется наличием глубоких расколов, вдоль которых в устойчиво прогибающемся ложе геосинклинали накапливаются мощные толщи вулканогенно-осадочных и осадочных пород, пронизанные интрузиями основного и ультраосновного состава.

Ранней стадии соответствует ряд характереных геологических формаций и сопутствующих месторождений полезных ископаемых: 1) формация субмаринных вулканогенных базальт-риолитовых пород, с которой ассоциируют колчеданные месторождения руд меди, свинца, цинка, а также оксидных руд железа и марганца; 2) формация ультраосновных пород (перидотитов) с магматическими месторождениями хромитов и элементов платиновой группы (осмий, иридий); 3) формация габбровых пород с магматическими месторождениями титаномагнетитовых руд и элементов платиновой группы (платина, палладий); 4) формация плагиогранит-сиенитов, для которой очень характерны скарновые месторождения железных и медных руд.

Среди осадочных пород ранней стадии можно выделить пять главных формаций: 1) обломочная формация конгломератов, песчаников, алевролитов и глин, используемых в качестве строительного сырья; 2) карбонатная формация с пластовыми залежами осадочных месторождений лимонитовых и карбонатно-оксидных руд марганца, бокситов, фосфоритоф, известняков и доломитов; 3) шамозитиовая формация с характерными силикатными рудами железа, реже марганца; 4) кремнистая, или яшмовая, формация иногда содержащая убогую железную или марганцевую руду; 5) битуминозная, или черносланцевая, формация, сложенная сланцами с повышенным количеством рассенянного органического вещества и тяжелых металлов, главным образом в форме сульфидов железа, меди, цинка, молибдена и других, реже в форме оксидов (уран, ванадий).

Средняя (соскладчатая или предорогенная) стадия геосинклинального развития характеризуется сменой прогибания геосинклинального ложа его воздыманием, обычно в осевой части, в форме срединного поднятия с последующим разрастанием приподнятой области к периферии. В эту стадию формируются батолитовые массивы гранитоидов двух формаций – 1) форомация умеренно кислых гранитоидов состава от габбро до гранодиоритов и гранитов, для которой типичны образования скарновых месторождений вольфрамовых руд, а также гидротермальных месторождений золота, меди, молибдена, иногда свинца и цинка; 2) формация нормальных и крайне кислых гранитоидов состава гранитов - аляскитов, для которой особенно устойчива ассоциация пегматитовых и альбитит-грейзеновых месторождений руд олова, вольфрама, молибдена, лития, бериллия.

Для средней стадии геосинклинального развития особенно характерны две осадочные формации – флишевая и каустобиолитовая. Флишевая формация накапливается за счет размыва быстро растущих центральных поднятий, распространяясь на крылья геосинклинали; с ней связан разнообразный комплекс месторождений строительных материалов – известняков, глин, мергелей, в том числе цементных. Каустобиолитовая формация характеризуется глинисто-песчанистым составом с пластами горючих сланцев, иногда углей; местами угленосные фации по простиранию переходят в битуминозные и даже нефтеносные толщи.

Поздняя (орогенная, постскладчатая) стадия соответствует переходу мобильного складчатого пояса в молодую платформу. В эту стадию проявляются магматическая формация малых интрузий и эффузивная формация андезито-дацитового состава.

Формация малых интрузий одна из самых продуктивных магматических формаций, с которой парагенетически связаны гидротермальные месторождения руд цветных, редких, радиоактивных и благородных металлов, а также скарновые месторождения свинцово-цинковых, вольфрам-молибденовых и других руд. Формация представлена серией гипабиссальных изверженных пород от диорит-порфиритов до гранит-порфиров и сиенит-порфиров. С эффузивной формацией пород преимущественно андезито-дацитового состава связано формирование различных, часто сложного минерального состава вулканогенно-гидротермальных месторождений.

Для поздней стадии геосинклинального развития характерны разнообразные осадочные формации, важнейшие из которых молассовая, пестроцветная, соленосная, углеводородосодержащая песчано-глинистая. Молассовая формация накапливается в предгорных прогибах, сложена пестроцветными песчано-конгломератовыми породами более грубозернистыми в верхних частях разреза. Пестроцветная формация представляет собой чередование плстов глин, песчаников и алевритов бордово-красной и серо-зеленой окраски, что обусловлено сменой окисно-закисного режима седиментогенеза. С формацией связаны осадочно-инфильтрационные месторождения железа, меди, ванадия и урана. Соленосная (эвапоритовая или лагунная) формация характеризуется значительным накоплением каменной и калийной солей, гипсов и ангидрита в составе карбонатных глин, мергелей и доломитов; с ней иногда ассоциируют месторождения газа и нефти. Углеводородосодержащая песчано-глинистая формация может включать две субформации: 1)угленосную и 2) нефтеносную с битуминозными породами и газонефтяными месторождениями.

Следует заметить, что выше приведенная последовательностьобразования магматических и осадочных формаций является обобщающей и нигде в полном обьеме не проявлена. Для металлогенической характеристики геосинклиналей наибольшее значение имеет сравнительная интенсивность магматизма ранней и поздей стадий их развития. В этом аспекте полезно различать две полярные разновидности геосинклиналей – базальтоидные (например, Уральская) и гранитофильные (например, Верхоянская). Между этими крайними по металлогенической характеристике типами геосинклиналей располагаются переходные типы, не обладающие такой резкой поляризацией базальтоидного и гранитоидного магматизма.

Концепция тектоники литосферных плит, в отличие от фикситских представлений сторонников концепции геосинклиналей, создана на мобилистских представлениях о постоянном перемещении литосферных плит, взаимодействие которых и определяет облик поверхности Земли [5, 6, 9]. Представления о закономерностях размещения полезных ископаемых с позиций гипотезы тектоники литосферных плит впервые наиболее полно изложены в работе А.Митчела и М.Гарсона [30]. По их мнению, геосинклинальную гипотезу можно легко примирить с гипотезой тектоники плит: «последняя может обьяснить то, чему не дает обьяснения первая».

Рассмотрим кратко наиболее общие черты металлогении главных стадий орогенического цикла Вильсона [9, 28] (рис. 2).

1. Стадия сводового воздымания (или стадия горячих точек) характеризуется образованием системы глубинных разломов в связи активизацией мантийных источников энергии и сводовым воздыманием литосферной плиты. Следствием являются проявления на щитах и платформах кимберлитового и карбонатитового магматизма с формированием соответственно месторождений алмазов, редкометального и редкоземельного минерального сырья.

2. Стадия континентальных рифтов. Сводовое воздымание приводит к формированию линейных депрессий – рифтов, в осевой части которых сохраняется утонченная земная кора континентального типа. В пределах рифтогенных структур характерны проявления базит-гипербазитового магматизма с формированием ликвационных месторождений медно-никелевых сульфидных руд.

В осадочных формациях континентальных рифтов формируются месторождения угля, нефти и газа, солей, а также стратиформные залежи свинцово-цинковых руд, золота в составе черносланцевой формации.

3. Стадия океанических рифтов (Красноморская). Раздвигание (спрединг) литосферных плит приводит к исчезновению континентальной коры в осевой зоне рифтов, подъему магматических масс ультраосновного состава и формированию месторождений хромитовых руд. В субмаринных условиях накпливаются стратиформные полиметалличе

ские руды, металлоносные осадки. Ярким примером формирования полезных ископаемых на данной стадии является Красноморский рифт.

4. Стадия срединно-океанических хребтов (Атлантическая). Характеризуется интенсивным спредингом (раздвиганием) литосферных плит с образованием срединно-океанического хребта. В условиях шельфа – прибрежно - морского литогенеза формируются местолрождения железных и марганцевых руд, в абиссальной обстановке океанического дна – железомарганцевые конкреции и корки, а в связи с деятельность субмариннхгидротермальных процессов колчеданные руды типа черных курильщиков.

5. Стадии субдукции. Зоны субдукции – поглощения океанического дна под литосферные плиты с континентальным типом земной коры – охватывают широкие области земной поверхности. Помимо сейсмически активных зон Заварицкого-Беньофа, вдоль которых происходит поглощение океанического дна, в зону субдукции входят и соседние обстановки, связанные с процессами субдукции: магматические (активные вулканические) дуги, тыловодужные и надвиговые пояса, внешние прогибы, платформенные краевые бассейны, внешние дуги. Каждая из этих геодинамических обстановок обладает своими отличительными чертами металлогении.

Магматические дуги подразделяются на окраинно-континентальные и океанические.

Окраинно-континентальные интузивные и субвулканические тела известково-щелочного состава от диоритов до кварцевых монцонитов и адамеллитов содержат руды медно-молибден-порфирового типа (Анды, Береговой хребет); агпаитовые (щелочные) граниты внутренних приконтинентальных зон магматических дуг с месторождениями оловянных и вольфрамовых руд (Аляска, Япония, Восточный пояс Юго-Восточной Азии);

Океанические вулкано-кластические образования риолитового состава в островных дугах содержат многочисленные колчеданно-полиметаллические стратиформные месторождения типа Куроко (Япония, о.Фиджи и др.); золотоносные массивы кальдерных андезитов, андезиты и дациты с с золотонсными кварцевыми жилами, диориты и гранодиориты с золотым оруденением в приконтактовых разломных зонах островных дуг (о. Фиджи, Новая Зелландия, Филлипины, о. Лоусон); андезиты, дациты с гидротермаьными месторождениями ртути (Филлипины, Мексика, Камчатка).

Месторождения, непосредственно сформированные в зонах надвигов неизвестны.

Внешние прогибы развиваются между внешними и внутренними вулканическими дугами. Магматическими процессами не затрагиваются.

Платформенные краевые бассейны выполняются осадочными обломочными породами и содержат соответствующие экзогенные месторождения (россыпи золота и касситерита (бассейн Магдалена, Колумбия); мощные слои калийных солей (плато Корат в Таиланде и Лаосе).

К внешним дугам относятся аккреционные призмы пород желобов, океанического дна и континентального подножия. Сами по себе они бесперспективны в отношении оруденения, но в этих дугах локализуются месторождения, заключенные в блоках офиолитов, тектонически сюда перемещенных и захороненных в олистостромах.

Стадия коллизии (Гималайская). Субдукционные процессы приводят к сближению и столкновению (коллизии) литосферных плит. В результате формируются грандиозные горные сооружения. Металлогения коллизионной стадии представляется ограниченной по сравнению с субдукционной. К числу специфических месторождений коллизионных обстановок по [25] относятся разнообразные метаморфогенные и, в первую очередь, метаморфогенно-гидротермальные месторождения золота в черносланцевых толщах. С анатектическими гранитами коллизионных складчатых поясов связана большая часть месторождений олова, олово-вольфрамовых месторождений, содержащих также тантал и ниобий. С ними ассоциируется некоторая часть урановых месторождений. Такую рудную специализацию имеют кайнозойские гранитоиды Высоких Гималаев, мезозойские гранитные пояса Юго-Восточной Азии, Дальнего Востока и Северо-Востока России.

Коллизионные обстановки перспективны также и в отношении нефтегазоносности в структурах краевых прогибов, образование которых связано с поддвиганием платформенных блоков под внешние края складчатых сооружений.

Месторождения, сформированные в предшествующие коллизии стадии геотектонического цикла Вильсона, подвергаются существенным структурно-метаморфическим преобразованиям. Некогда единые рудные пояса, узлы и даже отдельные месторождения могут быть расчленены на отдельные разобщенные между собой сегменты.