К проблеме геологического и структурно-тектонического районирования Архангельской алмазоносной провинции
РЕФЕРАТ
По курсу:
«Фундаментальные проблемы геологии нефти и газа»
На тему: «К
ПРОБЛЕМЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО И СТРУКТУРНО-ТЕКТОНИЧЕСКОГО РАЙОНИРОВАНИЯ АРХАНГЕЛЬСКОЙ
АЛМАЗОНОСНОЙ ПРОВИНЦИИ»
К проблеме геологического и
структурно-тектонического районирования Архангельской алмазоносной провинции
районирование алмазоносный провинция
магматизм
Предложено новое районирование Зимнебережного
района на основе структурно-тектонических особенностей строения территории
Архангельской алмазоносной провинции (ААП). В районе выделены восемь полей
щелочно-ультраосновных пород, причем в Верхотинском и Золотицко-Кепинском полях
установлены тела кимберлитов и оливиновых мелилититов. В обоих полях выявлены
трубки с промышленной алмазоносностью. Поля приурочены к выступам
кристаллического фундамента с повышенным значением магнитного поля и имеют
четкую структурно-тектоническую позицию.
В ААП (субпровинции, по мнению В.И. Вага - нова
[3]) установлены проявления щелочно-ультраосновного и шелочно-основного
магматизма, в том числе и алмазоносного, находки алмаза и его
минералов-спутников в аллювии и вторичных кол- лекторах. Географически она
протягивается от Тиманского кряжа на северо-востоке до оз. Лача на юго-западе и
от Терского берега Белого моря на северо-западе до слияния рек Северная Двина и
Вычегда на юго-востоке. В геологическом плане ААП охватывает юго-восточный
склон Балтийского щита, Мезенскую синеклизу и Северо-Тиманское поднятие.
Геологическое районирование территории ААП имеет важное научно-практическое
значение, определяющее направление и методику поисков коренных месторождений
алмазов. Территория любой алмазоносной провинции охватывает многие тысячи
квадратных километров (например. Якутская или Южно-Африканская [10]). По многим
геологическим, тектоническим, структурным и другим закономерностям размещения
кимберлитов и родственных им пород провинции подразделяются на районы [3, 8] и
другие более мелкие таксоны.
Геологическое районирование территории провинции
должно опираться в первую очередь на комплекс критериев и признаков,
характеризующих потенциальную алмазность района и возможности выявления
месторождений на глубинах, доступных для поисков и добычи алмазов современными
методами.
Главные критерии выделения алмазоносных районов
следующие: структурно-тектоническое строение, вещественный состав и возраст
фундамента; возраст установленного или прогнозируемого магматизма; наличие
прямых и косвенных признаков алмазоносности территории (трубки взрыва и другие
тела щелочно-ультраосновных пород, ореолы, рассеяния алмазов и его
минералов-спутников во вторичных коллекторах и четвертичных отложениях и др.);
мощность осадочного чехла, перекрывающего магматические тела (не более 150 м).
Регионы по общности этих критериев и факторов выделяются автором как
алмазоносные районы.
Таким образом, алмазоносные районы получают
совершенно определенное прогнозное значение и занимают в общей системе
поискового процесса конкретное место, которое определяет геолого-методический
подход при решении проблемы алмазоносности и той или иной территории.
Алмазоносные районы в зависимости от прогнозной оценки могут подразделяться на
алмазоносные поля, что сделано для Зимнебережного алмазоносного района. На
территории ААП в пределах Архангельской области выделяют четыре алмазоносных
района: Зимнебережный, Онежский, Канино - Тиманский и Двинской [1) (рис. 1).
Зимнебережный район приурочен к Кольскому
кратону Балтийского шита, характеризуется проявлениями щелочно-ультраосновного
магматизма позднепалеозойского возраста. В районе выявлены два промышленных
месторождения алмазов: им. М.В. Ломоносова и им. В. Гриба, многие трубки
алмазоносны.
Онежский район отвечает Карельскому кратону
Балтийского щита, здесь обнаружены алмазоносные породы протерозойского возраста
(лампроиты), алмазы в отложениях нижнего протерозоя и венда, алмазы и их
минералы-спутники в четвертичных отложениях.
Двинской район (выделяется условно)
соответствует центральной части Мезенской синеклизы. В зоне сочленения с
Балтийским шитом возможно выявление алмазоносных пород палеозойского возраста,
на остальной территории перспективы не ясны. В пределах района обнаружены
алмазы и их минералы-спутники в пермских, триасовых и четвертичных отложениях.
Рис.1. Схема районирования Архангельской
алмазоносной провинции: 1-6 - структурно-металлогенические комплексы: 1-
триасово-меловой, 2 - каменноугольно - пермский, 3 - девонский, 4 -
ордовикско-силурийский, 5- вендский; 6 - архейско-протерозойский; 7- трубки
взрыва; 8 - месторождения алмазов; 9 - находки алмазов и четвертичных
образованиях; 10 - находки обломков кимберлитов; 11 - изо пахита палеозойского
перекрывающего комплекса 150 м; 12 - границы районов; 13-16- алмазоносные
районы: 13 - Зимнебережный, 14 - Онежский, 15 - Канино-Тиманский, 16 -
Двинской.
Зимнебережный единственный район в Архангельской
области с установленной промышленной алмазоносностью. Здесь кроме двух коренных
месторождений алмазов известны более 90 различных по составу трубок взрыва,
силлов и даек. Высокая перспективность Зимне-бережного алмазоносного района
требует более детального подхода к ранжированию его территории с выделением
более мелких минерагенических таксонов в ранге рудных полей. Существует
несколько схем районирования Зимнебережного алмазоносного района, но наиболее
распространена схема, предложенная коллективом авторов ГП «Архангельскгеология»
при разработке «Программы геологоразведочных работ на алмазы в ААП на 1992-2000
гг.», с незначительными изменениями приведенная в [2]. Эта и другие схемы
объединяют в поля щелочно-ультраосновных пород магматические тела по их
пространственному размещению и в какой-то мере по составу, что не учитывает
главный фактор районирования - тектоническую приуроченность трубок к тем или
иным структурам фундамента.
Автор предлагает районирование Зимнебережного
района на основе классического определения рудного поля |7] с учетом специфики
проявления шел очно-ультраосновного магматизма и современных данных о геологии
района, накопленных за последнее десятилетие. Поле щелочно-ультраосновных пород
определяется как площадь распространения пространственно сближенных тел таких
пород, близких по возрасту, сравнительно однородных по составу, приуроченных к
локальным тектоническим структурам и сформировавшихся в условиях единого
магматического очага. Зимнебережный район расположен на северо-западе
Архангельской области. В региональном тектоническом плане район приурочен к
зоне сочленения Балтийского щита и Мезенской синеклизы и включает в себя
фрагменты обеих структур как в фундаменте, так и в осадочном чехле (рис. 2).
Главные структуры фундамента, определяющие
размещение проявлений щелочно-ультраосновного магматизма, Ручьевский выступ,
Падунский грабен, Товский выступ, Керецкий грабен. Архангельский выступ,
Лешуконский грабен и Полтин - ско-Ежугская зона поднятий [6]. Большинство
проявлений кимберлитового магматизма приурочено к выступам фундамента.
Простирание всех структур и общее погружение поверхности фундамента с
северо-запада на юго-восток в соответствии с общим планом Балтийского щита.
Глубина до поверхности фундамента на выступах в пределах структур щита 0,5-1,2
км, в прогибах до 3 км, в Мезенской синеклизе на выступах 2,5-3 км и до 5 км в
прогибах [4]. На Архангельском, Товском и Ручьевском выступах скважинами
вскрыты породы нижнего архея: биотитовые, биотит-плагиоклазовые,
биотит-роговообманковые гнейсы, амфиболиты, гранат содержащие гранито-гнейсы. В
Керецком грабене и во впадинах Товского и Ручьевского выступов установлены
породы верхнего рифея: красно - и сероцветные толщи переслаивания аргиллитов,
алевролитов и песчаников с прослоями мергелей.
Осадочный чехол мощностью от 0,5 до 3 км сложен
терригенными отложениями рифея и венда и карбонатно-тсрригснными палеозоя. В
силу пластичности и литологической однородности чехол практически нельзя
использовать для тектонических построений. Основными рельефообразующим и
разломами фундамента являются разломы северо-западного простирания и Meгpa-Кепинская
зона разломов субмеридионального простирания, ограничивающая Кольский кратон с
востока.
В герцинский этап формирования платформы
заложилась новая система разломов субмеридионального простирания, ставшая по
существу рудо -контролирующей, т. е. контролирующей щелочно-ультраосновной
магматизм. Западная зона (Мельско-Ижмозерская) ограничивает распространение
кимберлитов в западном направлении, прослеживается от силлов р. Мела на севере
через Золотицкую группу тел до Ижмозерских трубок на юге. Восточная зона
(подновленная Мегра-Кепинская) контролирует размещение кимберлитов в восточном
направлении, протягивается вдоль долины р. Мегра на севере и вплоть до р.
Северная Двина на юге. В осадочном чехле эта зона фиксируется четкой
флексурообразной структурой с падением пород на восток.
Характер распределения магматизма по территории
Зимнебережного алмазоносного района позволил выявить закономерность:
приуроченность трубок взрыва к контрастным положительным структурам фундамента.
Используя этот основной критерий на территории Зимнебережного алмазоносного
района выделяются восемь нолей,щелочно-ультраосновных пород: Верхотинское,
Золотицко-Кепинское, Чидвийское, Ижмозерское, Ненокское, Пинежское,
Полтозерское, а также прогнозируемое Ручьевское. Каждому из этих полей
соответствуют характерные признаки и критерии (рис. 2). При этом, кимберлитовые
трубки с промышленной алмазоносностью находятся только в пределах выступов
фундамента с повышенным магнитным полем, обусловленным, по мнению автора,
суммарным эффектом от многочисленных «точечных» интрузий щелочно-ультраосновных
пород, достигших кровли фундамента (рис. 3). Верхотинское поле охватывает
площадь Верхотинского поднятия Ручьевского выступа, объединяет ранее выделенные
Мельское и Верхотинское поля и северо-восточную часть Кепинского [2, 6]. С
севера оно ограничено Мегорской впадиной, с запада и востока -
субмеридиональными глубинными разломами, с юга - Палунским грабеном. Поле
включает 13 тел шелочно-ультраосновных пород, в том числе три трубки и один
силл кимберлитов Fc-Ti
серии и девять трубок оливиновых мелилититов. Обладает своеобразным
распределением магматизма. На самом западе расположены мельские силлы
кимберлитов, первые проявления кимберлитового магматизма, выявленные в
Архангельской области. По представлениям СМ. Саблукова [9], эти силлы относятся
к кимберлитовым породам А1 серии. В центральной части поля расположена слабо
алмазоносная кимберлитовая трубка 691, являющаяся в настоящее время самым
северным проявлением эруптивного магматизма в Зимнебережном алмазоносном
районе. В восточной части поля выявлены два куста трубок, в которых в
непосредственной близости располагаются кимберлиты и оливиновые мелилититы. Это
- Верхотинская группа тел, представленная высокоалмазоносной кимберлитовой
трубкой им. В. Гриба (Fe-Ti
серия) и слабоалмазоносными трубками оливиновых мслилититов и Соянская группа
тел, представленная слабоалмазоносной кимберлитовой трубкой 734 (Fe-Ti
серия), прорывающей силлы кимберлитов, и неалмазоносными трубками оливиновых
мел. Таким образом, наблюдается определенная закономерность в размещении
различных по составу и генезису магматитов: в западной части поля расположены
кимберлиты А1 серии, а в восточной - Fe-Ti
серии, к которым тяготеют тела оливиновых мелилититов.
Выделение серий кимберлитовых пород
неоднозначно, поскольку эти породы гибридные, и требует дальнейших
исследований. Например, кимберлиты трубки им. В. Гриба представлены наиболее
магнезиальной ветвью кимберлитовых порол, хотя по ксеногенной минерализации -
содержанию глубинных минералов-спутников алмаза - относятся к Fe-Ti
серии. Золотицко-Кепинское поле охватывает всю площадь Товского выступа,
объединяет ранее выделенное Золотицкое поле и часть Кепинского (2, 6], с севера
ограничено Падунским грабеном, с запада и востока - глубинными разломами, с юга
- Керецким грабеном. Поле включает 32 магматических тела, в том числе 26 трубок
кимберлитов, две оливиновых мелилититов и четыре кимберлитовых силла. Еще два
силла сопряжены с трубками. Многие кимберлитовые трубки алмазоносны, в том
числе и в промышленных концентрациях. Золотицко-Кепинское поле, как и
Верхотинское, обладает подобным зональным расположением кимберлитов. На западе
выделяется Золотицкая группа тел кимберлитов Mg-AI
серии, включающая 10 трубок взрыва, шесть из которых объединены в месторождение
алмазов им. М.В. Ломоносова.
Центральная и восточная части поля образуют
Кепинскую группу тел кимберлитов Fe-Ti
серии, к которым с востока тяготеют трубки оливиновых мелилититов. Верхотинское
и Золотицко-Кепинское поля имеют много общего как в структурно-тектонической
позиции, так и в строении: принадлежат единой меридиональной структуре,
ограниченной с запада Мельско-Ижмозерским, а с востока Мегра-Кепинским
субмеридиональными глубинными разломами (рис. 2); приурочены к выступам
фундамента с повышенными значениями магнитного поля (рис. 3); имеют похожую
зональность в распределении трубок по составу: от кимберлитов AI
серии на западе до кимберлитов Fe-Ti
серии на востоке, к которым на востоке примыкают трубки мелилититов; имеют
промышленные месторождения алмазов.Автор считает нецелесообразным объединять их
в единую минерагеническую структуру. Причиной тому различный возраст трубок.
Трубки Верхотинского поля по времени образования более поздние, чем трубки
Золотицко-Кепинского. Возраст трубок определяется по находкам ксенолитов с
остатками флоры и фауны и по взаимоотношению трубок с перекрывающими
отложениями. По обуглившимся остаткам древесины, характерным для верхнего
девона и перекрывающим трубки отложениям среднего карбона, возраст трубок
определен как позднедевонский-среднекаменноутольный.
(D3-C2).
Практически все магматические тела Золотицко-Кеп и не кого поля содержат
ксенолиты пород ордовика, которые отсутствуют в трубках Верхотинского поля, т.
е. ко времени формирования этих трубок ордовикские отложения были уже размыты.
В результате проведенных исследований, выделенное ранее Кепинскос поле [2, 6],
состоявшее из Шочинской, Соянской и Кспинско-Пачугской групп тел и не имевшее
обоснованных геологических и структурно-тектонических границ, разделилось на
две части. Соянская группа тел логично вошла в состав Верхотинского поля. А
Шочинская и Кепинско-Пачугская группы тел вместе с Золотицким полем объединены
нами в Золотицко-Кепинское поле. Каждое из этих полей (Верхотинское и
Золотицко-Кепинское) имеет четкую структурно-тектоническую позицию. Чидвийское
поле расположено в южной части Зим небережного алмазоносного района и
приурочено к Керецкому грабену, с севера ограничено Товским выступом, с юга -
Архангельским, с запада и востока - субмеридиональными глубинными разломами.
Пять трубок слабоалмазоносных оливиновых мелилититов расположены в юго-западной
части поля (точное местоположение двух трубок автору неизвестно). Следуя логике
«географического» подхода к выделению полей, Чидвийское поле нужно было бы
ограничить площадью развития известных трубок, но исходя из тектонического
принципа, считаем возможным провести границы поля по контрастным структурам
фундамента, значительно увеличив площадь поля к северу и востоку (рис. 2).
Ижмозерское поле находится на юге Зимнебережного
алмазоносного района, в тектоническом плане приурочено к северной части
Архангельского выступа. С севера контролируется Керецким грабеном, с запада - -
глубинным разломом. Восточная и южная границы поля в силу слабой изученности не
определены. Поле состоит из двух трубок слабоалмазоносных оливиновых
мелилититов, несколько отличающихся по составу от мелилититов Чидвийского поля.
Все вышеописанные поля размещены в пределах единой тектонической меридиональной
структуры, ограниченной с запада Мельско-Ижмозерским, а с востока
Мегра-Кепинским субмеридиональными глубинными разломами. Исходя из принятой
методики выделения полей, на севере этой структуры погсолого-структурным
признакам возможно существование еще одного поля щелочно-ультраосновных пород -
Ручьевского. Ненокское поле объединяет более 30 трубок оливиновых мелилититов,
расположено в юго-западном борту Архангельского выступа, с юго-запада
ограничено Онежским грабеном, с запада и северо-востока - разломами. В
последнее время на южном фланге поля выявлено несколько новых трубок,
отличающихся по составу от трубок этого поля. Трубки неалмазоносны. Пинежское
поле расположено в пределах Архангельского выступа, тяготеет к его
северо-восточной границе. Здесь известны три трубки толеитовых базальтов,
залегающих под палеозойскими отложениями на глубине 100 м и более. Трубки
неалмазоносны.
Полтозерское поле приурочено к
Полтинско-Ежугской зоне поднятий, являющейся продолжением Верхотинского
поднятия в Мезенской синеклизе, ограничено с севера Лешуконским грабеном, с юга
- Керецким, с запада - Мегра-Кепинским разломами, включает ранее выделенные
Турьинское и Полтинское поля [2]. В пределах поля выявлены 10 трубок, сложенных
толситовыми базальтами. Все трубки перекрыты палеозойскими отложениями
мощностью 100 м и более. Трубки неалмазоносны.
Выводы
. Проведенное районирование позволяет
ранжировать территорию Архангельской алмазоносной провинции по степени убывания
перспектив открытия алмазных месторождений в следующей последовательности:
Зимнебережный Онежский Канино-Тиманский Двинской районы.
. Предложен новый подход к районированию
Зимнебережного алмазоносного района с выделением Верхотинского и
Золотицко-Кепинского алмазоносных полей кимберлитов и мелилититов, Чидвийского,
Ижмозерского и Ненокского полей мелилититов, Пинежского и Полтозерского полей
толеитовых базальтов, что дает возможность целенаправленно ориентировать
поисковые работы на алмазы в первую очередь в пределах перспективных
тектонических структур: Товского и Ручьевского выступов фундамента.
Литература
1.Белов
А.В., Гриб В.П., Головин Н.Н., Черепанов А.А. Временные методические
рекомендации по поискам коренных месторождениий алмазов в Архангельской
области.Архангельск,1991. 58 с.
.Богатиков
О.А., Гаранин В.К., Кононова В.А. и др.Архангельская алмазаносная провинция.
М.: Изд-во МГУ, 1999. 524 с.
.Вагонов
В.И. Алмазные месторождения России и мира. М.: Геоинформмарк, 2000. 371 c.
.Владимирова
Т.В., Капустин И.Н., Орлов В.П., Федоров Д.Л. Гипсометрия поверхности
кристаллического фундамента центральной и северной частей Восточно-Европейской
платформы.СПБ.: ВСЕГЕИ, 2001.70с.
.Веричев
Е.М., Гаранин В.К., Гриб В.П., Кудрявцева Г.П. Геологическое строение и
петрологические особенности кимберлитов Архангельской провинции //Изв. вузов.
Геология и разведка. 1991. №4. С.88-94.
.
Ж. Геология и разведка №3(2004 год).(Основной источник).