Все о геологии :: на главную страницу! Геовикипедия 
wiki.web.ru 
Поиск  
  Rambler's Top100 Service
 Главная страница  Конференции: Календарь / Материалы  Каталог ссылок    Словарь       Форумы        В помощь студенту     Последние поступления
   Геология >> Общая и региональная геология | Диссертации
 Обсудить в форуме  Добавить новое сообщение

Структурно-петрофизические условия локализации раннепротерозойских пегматитовых и магматических месторождений северо-восточной части Балтийского щита

Лобанов Константин Валентинович
Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук
содержание

Четвертое защищаемое положение.

Продуктивная толща северопеченгской серии, в которой сосредоточены раннепротерозойские никеленосные габбро-верлитовые интрузии и крупные медно-никелевые месторождения Печенгского рудного поля, обладает четко выраженной гетерогенностью по физико-механическим свойствам пород. Богатые сульфидные медно-никелевые руды связаны с синметаморфичесими зонами рассланцевания, возникшими на коллизионном этапе развития карелид и характеризующимися максимальными значениями анизотропии Vp для пород.

Металлогению Печенгского рудного района определяют крупные сульфидные медно- никелевые месторождения [Медно-никелевые месторождения..., 1985, Горбунов и др., 1999 и др.]. Однако они отодвигают на второй план другие типы проявленного здесь оруденения. Анализ геологических и металлогенических данных по этому району и сопредельным территориям России, Норвегии и Финляндии позволяет говорить о Печенгском рудном районе как об изолированном сегменте древней континентальной земной коры со своей историей геологического развития и закономерным сочетанием разновозрастного и разнотипного оруденения [Казанский, Лобанов, 1996, 2004 и др.].

Помимо сульфидных медно-никелевых месторождений Печенгского и Аллареченского рудных полей в его пределах располагаются архейские месторождения железистых кварцитов Судварангера в Норвегии, раннепротерозойские проявления платинометалльной минерализации в основных-ультраосновных интрузиях (Гора Генеральская, Карикъявр), разнотипные и разновозрастные месторождения и рудопроявления радиоактивных руд (Лицевское месторождение и др.), проявления гидротермальной свинцово-цинковой минерализации предположительно палеозойского возраста и, проявления золото-серебряного оруденения на глубоких горизонтах СГ-3 (см. рис. 6.б).

Сульфидные медно-никелевые месторождения Печенгского рудного поля являются вторым после Норильского района источником никеля в России и входят в первую пятерку этих месторождений в мире [Горбунов и др., 1999 и др.]. Все исследователи признают, что медно-никелевые месторождения Печенги связаны с мантийным источником и процессами, пространственно и генетически ассоциируются с габбро-верлитовыми интрузиями, внедрившимися на заключительном этапе формирования раннепротерозойского осадочно- вулканогенного комплекса, имеют первично магматическое происхождение и испытали воздействие метаморфических и гидротермальных процессов на свекофеннском этапе тектономагматической активизации Балтийского щита [Горбунов, 1968; Смолькин, 1992 и др.]. Согласно интегральной геодинамической модели Печенского района металлогению главного карельского цикла определяют месторождения и рудопроявления Ni, Cu, ЭПГ и U, чередование обстановок сжатия и растяжения и параллельное развитие базальтоидного и гранитоидного магматизма. История развития Печенгского района в течение карельского цикла подразделена на четыре этапа: предрифтогенный, рифтогенный, коллизионный и постколлизионный [Казанский и др., 1997, 2005; Казанский, Лобанов, 2004].

Печенгское рудное поле занимает вполне определенное положение в разрезе северопеченгской серии и подчиняется общему тектоническому плану Печенгской структуры. Оно имеет форму вытянутой дуги, обращенной выпуклой стороной на северо- восток, и ограничено выходами продуктивной толщи, которая наклонена в южных румбах (см. рис. 6.б). В продуктивной толще залегает около трехсот габбро-верлитовых массивов, с которыми и ассоциируется сульфидное медно-никелевое оруденение. Месторождения Печенгского рудного поля объединяются в два рудных узла - Западный (Каула, Промежуточное, Котсельваара, Камикиви и Семилетка) и Восточный. (Спутник, Верхнее, Тундровое, Пильгуярвинское, Заполярное и Онки). Месторождения Восточного узла располагаются двумя субпараллельными ярусами, вытянутыми в восток-юго-восточном направлении на расстояние около 9 км в пределах продуктивной толщи (рис. 11). Здесь сосредоточены самые крупные месторождения, связанные с Пильгуярвинским габбро-верлитовым массивом. В Печенгском рудном поле выделяются три группы интрузивных пород, последовательно внедрявшихся в продуктивную толщу: безрудные габбро-диабазы, основные-ультраосновные породы и рудоносные дифференцированные габбро-верлитовые интрузивы, залегающие согласно с туфогенно-осадочными породами.

Восточный рудный узел представляет собой крупную рудную залежь, нарушенную крутопадающим согласным сдвиго-надвигом, по которому рудоносный массив был разбит на два блока: северо-восточный, представляющий собой наиболее опущенную центральную часть Пильгуярвинского массива, и юго-западный, надвинутый по Верхней тектонической зоне (II) на первый блок [Горбунов и др., 1999; Смолькин, 1993 и др.]. Исследование глубоких горизонтов этого массива выявило неоднократное сдваивание разреза интрузива, тектоническое выклинивание метаосадочных пород между его частями, наличие мощных межпластовых тектонических зон синметаморфического рассланцевания между отдельными его блоками (I-IV).

Изучение разреза Кольской сверхглубокой скважины и месторождений медно-никелевых руд Восточного рудного узла позволило установить, что сульфидное медно-никелевое оруденение прослеживается на глубину более 2.5 км (рис. 12).

Интегральная глубинная геодинамическая модель глубинного строения Печенгского рудного района позволяет с новых позиций рассмотреть структурные условия формирования и локализации сульфидных медно-никелевых месторождений Печенгского рудного поля. Продуктивная толща, к которой приурочены все рудоносные габбро-верлитовые интрузивы, выделяется в разрезе северопеченгской серии не только пестротой литологического состава, но и резкой гетерогенностью разреза по физико-механическим свойствам пород [Лобанов и др., 1989, 2004, 2005 и др.] (таблица 3). Именно эти свойства туфогенно-осадочных пород обусловили как локализацию никеленосных габбро-верлитовых интрузивов, так и возникновение межпластовых тектонических зон синметаморфического рассланцевания с локализацией в них богатых эпигенетических брекчиевидных сульфидных медно-никелевых руд (рис. 13).
Таблица 3. Петрофизические параметры пород продуктивной толщи, рудоносных габбро-верлитовых интрузивов и сульфидных медно-никелевых руд Восточного рудного узла
ПородыКол-во образцовПлотность г/см3Пористость %Vp км/сVs км/сКAVp
Метабазальты (IV-в) свиты пильгуярв2453.010.386.603.761.14
Песчаники масс и н/с4982.830.626.103.251.15
Песчаники, филлиты сланц.6702.780.845.973.131.17
Габбро-диабазы2422.950.466.243.301.12
Габбро4692.970.806.253.271.15
Пироксениты2243.050.636.293.261.17
Перидотиты8053.010.806.113.181.18
Бедные вкрапленные руды в серп. перидотитах13663.060.896.053.061.20
Прожилково-вкрапленныеруды в перидотитах3563.210.915.893.041.22
Брекчиевидные руды1263.381.325.282.761.32
Сплошные руды844.341.114.832.391.15
Прожилково-вкрапленные руды в филлитах2753.060.795.703.031.22
Породы межпластовых тектонических зон2353.011.155.873.091.33
Метавулканиты (III-в) свиты колосйоки2863.010.746.393.531.15

Для туфогенно-осадочных пород продуктивной толщи характерны средние значения - плотность от 2.78-2.83 г/см3 и KAVp - 1.15-1.17. По разрезу дифференцированных габбро- верлитовых интрузивов от габбро к пироксенитам, перидотитам и оруденелым перидотитам происходит изменение значений плотности 2.97 - 3.05 - 3.01 - 3.06 г/см3 и KAVp 1.15 - 1.17 - 1.18 - 1.20 - 1.22. Для пород межпластовых тектонических зон синметаморфического рассланцевания характерны высокие значения КАVp до 1.33. Средние значения для пород толщи по плотности - 2.84 г/см3 и КАVp -1.19, тогда как вулканогенные породы свит пильгуярви и колосйоки перекрывающих и подстилающих ее характеризуются большей плотностью и меньшей анизотропией КАVp -1.14-1.15.

Внутреннее строение никеленосных габбро-верлитовых интрузивов Печенгского рудного поля получает более обоснованное объяснение, если исходить из внедрения никеленосных магматических расплавов в горизонтально залегающие туфогенно-осадочные породы продуктивной толщи согласно интегральной геодинамической модели глубинного строения Печенгского района [Казанский и др., 1983, 1998, 2004]. Это объясняет параллельность границ магматических дифференциатов никеленосных интрузивов, бедных и богатых вкрапленных руд наклонным контактам интрузивов с вмещающими породами, тектонический характер этих контактов и т.д.

По текстурным особенностям и составу сульфидные медно-никелевые руды Печенгского рудного поля разделяются на пять главных типов, для которых характерны следующие значения плотности и КАVp: 1) бедные вкрапленные в серпентинизированных перидотитах - 3.06 г/см3 , КАVp - 1.20; 2) богатые прожилково-вкрапленные в серпентинитах (<серые> руды) 3.21 и 1.22; 3) брекчиевидные - 3.38 и 1.32; 4) сплошные сульфидные - 4.34 и 1.15; 5) прожилково-вкрапленные в филлитах - 3.06 и 1.22 [Лобанов и др., 1989, 2003]. Минеральный состав всех типов руд в отношении главных рудных минералов (пирротин, пентландит, халькопирит, магнетит, пирит) одинаков, изменяются лишь количественные соотношения минералов [Горбунов и др., 1999].

В процессе протерозойских чешуйчато-блоковых деформаций резкая гетерогенность пород продуктивной толщи по упругим свойствам способствовала широкому развитию в ней межпластовых тектонических зон синметаморфического рассланцевания и будинированию габбро-верлитовых массивов. В перекрывающих вулканитах свиты пильгуярви, а также в мощных вулканических толщах подстилающей свиты колосйоки, плотность, пористость, упругие характеристики пород колеблются в гораздо меньших пределах, а залегающие еще ниже по разрезу осадочные свиты обладают небольшой мощностью и более однородным литологическим составом, что отражается и на их физико-механических свойствах (см. таблицы 2 и 3).

На первично-магматические особенности строения никеленосных интрузивов наложили существенный отпечаток тектонические нарушения, возникшие на коллизионном этапе развития Печенгского района. Главную роль в формировании чешуйчато-блоковых структур Восточного рудного узла сыграли межпластовые тектонические зоны синметаморфического рассланцевания, которые привели к многоярусности в расположении рудных тел (см. рис. 11-13).. О степени деформированности пород в каждом блоке и в этих тектонических зонах свидетельствуют вариации значений КАVp. Установлены критерии выделения этих зон, в которых независимо от состава исходных пород отмечается резкое возрастание значений КАVp до 1.35. Такие же величины КАVp характерны для брекчиевидных руд.

В Восточном рудном узле выделены четыре межпластовых тектонических зоны синметаморфического рассланцевания [Горбунов и др., 1999, Лобанов и др., 1989 и др.]. Главная (I) зона проходит вдоль нижнего контакта Пильгуярвинского интрузива и контролирует размещение богатых брекчиевидных и сплошных сульфидных руд в Центральном, Западном и Восточном рудных телах, со значениями КАVp 1.27-1.37. На западном фланге месторождения она продолжается вплоть до месторождения Спутник (см. рис. 11-13). В восточном направлении от нее отходит прямолинейная зона, контролирующая размещение сплошных сульфидных руд месторождения Заполярное (КАVp - 1.34). Морфологически Главная зона выражена брекчированием и рассланцеванием оруденелых серпентинизированных перидотитов, местами оруденелой тектонической брекчией и сплошными сульфидными рудами. Верхняя (II) межпластовая тектоническая зона простирается параллельно Главной в 200-500 м выше по разрезу, падает на юго-запад под углом 70-80° и разбивает массив на два крупных блока: Главный, в низах которого расположены Западное, Центральное и Восточное рудные тела, и Верхний, где с ней непосредственно связаны богатые руды (КАVp - 1.28-1.32). В пределах Юго-Восточного и Южного рудных тел эта зона выражена оруденелой тектонической брекчией, реже богатыми брекчиевидными и сплошными сульфидными рудами. Третья (III) тектоническая зона проходит параллельно двум первым в 300-400 м выше по разрезу над Юго-Восточным и Южным рудными телами и контролирует локализацию Быстринского месторождения (КАVp - 1.25-1.31). Четвертая (IV) межпластовая тектоническая зона пересечена в самых верхах продуктивной толщи, в 300-400 м от перекрывающих вулканитов (КАVp - 1.25-1.31), но в ней отмечаются только маломощные линзовидные и пластовые тела ультраосновных пород.

Значения петрофизических параметров пород в межпластовые тектонические зонах синметаморфического рассланцевания характеризуются наиболее высокой плотностью, пористостью и КАVp. Высокая плотность объясняется наличием сплошных и брекчиевидных руд, а пористость - тем, что породы интенсивно рассланцованы и раздроблены. При метаморфизме и последующих гидротермально-метасоматических изменениях в этих зонах происходило формирование низкотемпературной ассоциации минералов (карбонат, хлорит, альбит, актинолит, сульфиды), которые снижали упругие параметры пород. Высокие значения КАVp (1.29-1.32) подтверждают, что породы в этих зонах формировались при интенсивных тектонических движениях в эпоху свекофеннской тектономагматической активизации Балтийского щита.

Сульфидные медно-никелевые руды в разрезе СГ-3 приурочены к контакту метаперидотитов с филлитами, осложненному третьей (III) межпластовой тектонической зоной синметаморфического рассланцевания (рис. 14.а, см. рис. 12). По ассоциации минералов эти породы отвечают эпидот-хлоритовой субфации зеленосланцевой фации, что соответствует их положению в общей вертикальной зональности прогрессивного метаморфизма пород северопеченгской серии. Сверху вниз первично-магматические рассеянные и густовкрапленные руды сменяются эпигенетическими брекчиевидными рудами в рассланцованных породах и прожилково-вкрапленным оруденением в филлитах с возрастанием плотности пород и руд от 2,90 для вкрапленных руд до 3.40 г/см3 для брекчиевидных и массивных руд. Максимальная величина КАVp 1.30 присуща для брекчиевидных руд в межпластовой тектонической зоне [Казанский, Лобанов, 2004 и др.].

На участке Центрального рудного тела Главная тектоническая зона (I) синметаморфического рассланцевания и брекчирования имеет мощность около 10 м, проходит как по перидотитам, так и по подстилающим их туфогенно-осадочным породам (рис. 14.б, см. рис. 11). Для серпентинизированных перидотитов с вкрапленным оруденением характерны плотность 3.00-3.10 г/см3 и КАVp - 1.14-1.18, тогда как в серпентинизированных, рассланцованных и раздробленных перидотитах с прожилково-вкрапленным оруденением значения выше (3.15-3.30 г/см3 и КАVp 1.22-1.30), а для рассланцеванных, оталькованных перидотитов, бластокатаклазитов, бластомилонитов, брекчиевидных сульфидных медно- никелевых руд плотность в самой тектонической зоне - 3.40 г/см3 , КАVp - 1.36. При удалении от межпластовой тектонической зоны, в подстилающие слабо рассланцеванные филлиты КАVp резко падает до 1.17-1.20 [Лобанов и др., 1989, 2003, 2006].

Богатые брекчиевидные руды, судя по их высокой анизотропии, являются составной частью межпластовых тектонических зон синметаморфического рассланцевания - КАVp 1.25-1.35. Однако происхождение их продолжает оставаться предметом дискуссий. Наиболее важным аргументом в пользу эпигенетического (постмагматического) происхождения этих руд является их связь с зонами дислокационного метаморфизма - синметаморфического рассланцевания, занимающими определенное положение в общей вертикальной метаморфической зональности протерозоя. Об этом свидетельствуют тесные срастания сульфидных минералов с силикатами в рассланцованных метаультрабазитах и метаосадочных породах, в то время как сульфидные минералы первично-магматических вкрапленных руд интенсивно замещаются гидросиликатами, и контрастное обогащение сульфидов тяжелым изотопом серы по мере перехода от вкрапленных руд в перидотитах к брекчиевидным рудам на контакте рассланцованных перидотитов и филлитов [Казанский и др., 1983; Глаголев и др., 1987; Лобанов и др., 1989 и др.]. Соотношения сульфидов с силикатными минералами и часто встречающимся в брекчиевидных рудах кварцем свидетельствуют о значительной роли явлений замещения при образовании сульфидов, количество которых варьирует от 10-15 до 70-80% [Горбунов и др., 1968, 1999].

Геологические и структурно-петрофизические данные свидетельствуют о первоначально субгоризонтальном залегании рудоносных габбро-верлитовых интрузий, возраст которых около 1990 млн. лет [Смолькин,1992; Hanski,1992 и др.]. На это указывают: тектонический характер контактов большинства никеленосных интрузивов как со стороны лежачего и висячего бока, так и по простиранию, наклонное залегание первичной расслоенности интрузивов, границ вкрапленных сульфидных медно-никелевых руд и слоистости окружающих осадочных пород; отсутствие прямой корреляции между мощностью интрузивов и мощностью сульфидных медно-никелевых руд, более интенсивное развитие в продуктивной толще согласных тектонических зон синметаморфического рассланцевания по сравнению с нижележащими и вышележащими вулканогенными толщами.

При современной геологической изученности Восточного рудного узла нельзя дать точного ответа на вопрос о том, насколько чешуйчато-надвиговые дислокации северопеченгской серии изменили первоначальные размеры и форму никеленосных габбро- верлитовых интрузивов и на каком расстоянии от поверхности последние подверглись прогрессивному метаморфизму зеленосланцевой фации. Возраст метаморфизма определен по изохронному Rd-Sr методу в 1685+75 млн. лет [Смолькин и др., 1995]. Необходимо отметить, что перемещения блоков в пределах Восточного рудного узла происходили с юго- запада на северо-восток. Структурно-петрофизические данные показали, что на первично- магматические особенности локализации сульфидного оруденения существенный отпечаток наложили послерудные тектонические движения по межпластовым тектоническим зонам синметаморфического рассланцевания, которые, возникли в условиях свекофеннской тектономагматической активизации Балтийского щита и обусловили чешуйчато-блоковое строение Восточного рудного узла, а также многоярусность в расположении дислоцированных рудных тел.

Выводы

1. Образованию в Печенгском рудном районе крупных раннепротерозойских магматических месторождений сульфидных медно-никелевых руд благоприятствовало формирование карельского осадочно-вулканогенного комплекса на древней континентальной земной коре и его длительная тектоническая и металлогеническая эволюция.

2. Согласно интегральной глубинной геодинамической модели глубинного строения Печенгского рудного района, никеленосные габбро-верлитовые интрузии Печенгского рудного поля первоначально представляли собой силы и залегали субгоризонтально. Их локализация происходила в сравнительно узком вертикальном диапазоне вулканогенно- осадочных пород продуктивной толщи и была обусловлена гетерогенностью не только ее литологического разреза, но и высокой анизотропией по физико-механическим свойствам.

3. Изучение Кольской сверхглубокой скважины и месторождений Восточного рудного узла показало выдержанность сульфидного медно-никелевого оруденения по падению на 2.5 км. Об этом свидетельствуют тектонический характер контактов никеленосных интрузивов как со стороны лежачего и висячего бока, так и по простиранию; наклонное залегание первичной расслоенности интрузивов, границ вкрапленных сульфидных медно-никелевых руд и вмещающих осадочных пород; отсутствие прямой корреляции между мощностью интрузивов и мощностью сульфидных медно-никелевых руд; более интенсивное развитие в продуктивной толще согласных тектонических зон синметаморфического рассланцевания по сравнению с нижележащими и вышележащими вулканогенными толщами, а также возрастание в этих зонах KAVp до 1.30-1.40.

4. Важную роль в структуре Печенгского рудного поля занимают межпластовые тектонические зоны синметаморфического рассланцевания, которые обусловили формирование чешуйчато-блоковых структур Восточного рудного узла и привели к многоярусности в расположении рудных тел. Особые условия тектонических деформаций и метаморфизма на этапе свекофеннской активизации не уничтожили первичные магматические руды, а, наоборот, способствовали их преобразованию и формированию богатых эпигенетических сульфидных медно-никелевых руд в межпластовых зонах смнметаморфического рассланцевания с высокой величиной KAVp.


<< пред. след. >>

Полные данные о работе И.С. Фомин/Геологический факультет МГУ

Проект осуществляется при поддержке:
Геологического факультета МГУ,
РФФИ
   

TopList Rambler's Top100