Геодинамические условия образования девонской рудоносной базальт-риолитовой формации лениногорского горнорудного района (рудный алтай)

Глава 2. Особенности геологического строения Лениногорского горнорудного района

Рудный Алтай входит в состав Алтае-Саяно-Монгольской складчатой области, основной структурой которой является Алтайская, состоящая на территории России и Казахстана из каледонского Горного и герцинского Рудного Алтая [Хаин, Лимонов, 2004]. Каледонский Горный Алтай и Монгольский Алтай Н.А. Берзиным и др. [1994], Н.Л. Добрецовым и др. [1995] выделяются в качестве крупного Алтае-Монгольского микроконтинента. Рудноалтайский полиметаллический пояс, в состав которого входит Лениногорский горнорудный район, протягивается в виде полосы (500Х60,100 км) по северо-восточной окраине Казахстана на территорию Алтайского края РФ. Геологическими границами пояса являются Иртышская и Северо-Восточная региональные зоны смятия, отделяющие Рудный Алтай соответственно от поздних герцинид Калба-Нарымской зоны, входящей в состав Зайсан-Гобийской складчатой системы [Хаин, Лимонов, 2004] и каледонид Горного Алтая.

Своеобразие Рудного Алтая заключается в том, что между зонами смятия, имеющими сдвигово-надвиговую природу, заключены крупные сложно построенные продольные пликативные челноковидные структуры (с запада на восток): Алейский антиклинорий, Быструшинский синклинорий, Синюшинский антиклинорий, Белоубинский синклинорий. Е.И. Филатов [1999] подчеркивает, что выделяемые антиклинории представляют собой остаточные поднятия додевонского фундамента, а синклинории - наложенные прогибы. Они имеют консидементационную природу, и их формирование происходило за счет переработки континентального основания Рудного Алтая. Фундамент рассечен серией субширотных, субпараллельных разломов, располагающихся поперек основных структур региона. Расстояния между разломами (около 40 км) практически одинаково [Овчинников, Баранов,1973].

Наиболее яркая особенность Рудного Алтая состоит в том, что все промышленные колчеданно-полиметаллические месторождения в его пределах приурочены к вулканогенно-осадочным толщам девона, выделяемым в базальт-риолитовую формацию эмс-франского возраста. Она включает 94,6% количества месторождений и 99,95% запасов металлов: свинца, меди и цинка [Вулканогенные , 1978].

Стратиграфия девонских отложений

Современные представления о стратиграфии Лениногорского района вырабатывались на протяжении многих лет, и их эволюция тесно связана с развитием геологоразведочных работ в районе. Самыми древними породами в районе являются метаморфические сланцы силура-нижнего девона. Рудовмещающие нижне-среднедевонские вулканогенно-осадочные отложения залегают со стратигарфическим перерывом и угловым несогласием на метаморфическом основании. Базальный слой мощность до 40 м представлен конгломератами и песчаниками [Попов и др., 1995]. Разделение девонских отложений на свиты произведено Г.Н. Щербой [1957]. В последующее время их границы и состав неоднократно уточнялись многими исследователями: Г.Ф. Яковлевым, Н.Л. Бубличенко, В.В. Поповым и многими другими. За основу стратиграфического расчленения отложений в данной работе принята схема, разработанная при геологической съемке района Риддерской партией кафедры геологии и геохимии полезных ископаемых МГУ [Вулканогенные , 1978] и Лениногорской ГРЭ [Олейник и др., 1991]. В соответствии с этой схемой в строении Лениногорского района выделяются (снизу вверх): заводская (S₂-D₁ zv), лениногорская (D₁e₁ ln), крюковская (D₁e₂ kr), ильинская (D₁e₂-D₂ef il), сокольная (D₂ef sk), успенская (D₂ef- D₂gv us) и белоубинская (D₂gv-D₃fr bl) свиты. В центральной части Лениногорского района отложения сокольной свиты повсеместно перекрываются четвертичными образованиями. Самая нижняя заводская свита сложена слабо метаморфизованными толщами терригенно-карбонатных пород. Выше разрез представлен кислыми вулканитами (игнимбритами, реже лавами и их туфами), алевропелитами лениногорской свиты. Крюковская свита существенно осадочная. Ильинская свита состоит из лав, реже туфов базальтового состава, туффитов, алевропелитов, яшмоидов, редко известняков. Cокольная свита сложена в основном терригенными породами. В успенской свите преобладают эффузивно-пирокластические породы кислого состава. В верхних частях свиты присутствуют лавы и туфы основного состава. Белоубинская свита сложена мощными флишоидными отложениями.

Экструзивно-субвулканические, субвулканические и интрузивные образования

Девонские магматические экструзивно-субвулканические и субвулканические образования в строении Лениногорского района играют существенную роль. Они слагают дайки, силлы и штоки риолитов, риодацитов, долеритов, базальтов и андезибазальтов трахиандезибазальтов ассоциирующихся с породами практически всех свит. Среди них выделяются ранне-среднедевонские экструзивно-субвулканические риолиты; ранне-среднедевонские субвулканические базальты, андезибазальты; габбро-долериты и долериты белорецко-маркакульского (D_2-3) и кедровско-ларихинского комплексов (C₁). К интрузивным образованиям в районе относятся гранитоиды синюшинского комплекса (D_1-2); граниты и гранодиориты зменогорского комплекса (C₃-P₁); граниты калбинского комплекса (P_1-2).

Тектоника

Лениногорский район расположен в восточной краевой части Рудного Алтая. Главными структурами района являются в центральной части крупное остаточное геоантиклинальное поднятие, именуемое в литературе Синюшинским антиклинорием, и два крупных наложенных прогиба: Быструшинский и Белоубинский на юго-западе и северо-востоке соответственно, известные как одноименные синклинории. Мощности девонских отложений в пределах антиклинория резко уменьшены по сравнению с мощностями пород, развитых в синклинориях. Ядро Синюшинского антиклинория, протягивающееся более чем на 200 км в северо-западном направлении, сложено метаморфизованными нижнепалеозойскими карбонатно-терригенными отложениями (силур-нижний девон), относящимися к пассивной окраине Алтае-Саянского континента [Добрецов и др.1995] и прорванными гранитоидами ранне-среднедевонского возраста.

Лениногорский район характеризуется складчато-блокововым строением. В его структуре большую роль играют крупные региональные разломы СЗ простирания, представленные сближенными субпараллельными сбросами. В позднегерцинские тектонические фазы по этим разломам неоднократно происходили сбросо-сдвиговые движения. В районе известны также более мелкие разломы второго и более высоких порядков различных направлений. В фундаменте по геолого-геофизическим данным выделяются субширотные, субпараллельные зоны разломов: Лениногорская (Лениногорско-Семипалатинская) на юге и Снегирихинско-Теремковская на севере. Эти зоны имеют чрезвычайно важное рудоконтролирующее значение, так как к ним приурочено большинство рудных полей и месторождений района, они контролируют изменение мощностей и фаций девонских отложений и также, как и северо-западные относятся к конседиментационным.

Лениногорский район разбит разломами на ряд блоков. В центральной части выделяется Лениногорский блок, на юго-западе - Кедровско-Бутачихинский блок, на востоке - Успено-Карелинский и Листвяжный блоки. В пределах трех последних блоков, расположенных на крыльях Синюшинского антиклинория развиты крутые складки и только в центральной части (Лениногорский блок) - пологие, которые приурочены в субширотному поперечному прогибу.

Этот прогиб размером 25 Х 4-6 км, Лениногорская грабен-синклиналь, заложился в раннем девоне и сложен вулканогенно-осадочными образования лениногорской, крюковской, ильинской и сокольной свит. Породы залегают относительно полого: от 5-10^o до 15-30^o с наклонами в разных направлениях. Основная положительная пликативная структура Лениногорской грабен-синклинали представлена тектонокуполом Риддер-Сокольного месторождения. Лениногорский блок с севера ограничен Северным надвигом, а с юга - Обручевским взбросом с вертикальным или очень крутым падением.

К западу от Лениногорского блока расположен Кедровско-Бутачихинский блок, основной структурой которого является одноименная вулкано-тектоническая депрессия, узкий троговый прогиб протяженностью около 80 км и шириной всего 2-8 км из-за тектонического сжатия [Щерба, 1983]. Вулканизм в ней начался позже, о чем свидетельствует почти полное отсутствие пород, синхронных лениногорской свите. В то же время здесь более интенсивно проявился позднеэйфельский и живетский вулканизм (ильинская и успенская свиты), поскольку суммарные мощности девонских отложений в два раза больше, чем в пределах Лениногорской депрессии. К востоку от Лениногорского блока располагается Успенско-Карелинский блок, включающий вулкано-тектоническую депрессию размером 60 Х 3-10 км. Девонские отложения в пределах обеих структур сильно сжаты, собраны в узкие, крутые, линейные складки, интенсивно рассланцованы.

В восточной и северо-восточной частях Лениногорского района расположен Листвяжный блок, включающий одноименную синклиналь, сложенную образованиями успенской и белоубинской свит среднего-верхнего девона. Краевые части Листвяжной синклинали осложнены палеовулканическими купольными структурами и расположенными между ними вулкано-тектоническими палеодепрессиями: Шубинской, Стрежанской, Старковской, Гусляковской. Все перечисленные палеодепрессии имеют однопорядковые размеры: протяженность - от 750 до 960 м; глубину - от 150 до 500 м. Все палеодепрессии выделяются в качестве рудных полей и включают одноименные месторождения, которые приурочены к центральным наиболее прогнутым их частям [Вулканогенные , 1978].