Geum.ru
   Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по геологии-минералогии

Фанерозойские палеовулканические сооружения и рудная минерализация медно-молибден-порфирового типа

Автореферат докторской диссертации по геологии-минералогии

  СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТА  
 Страницы: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
 

Дьяконов Виктор Васильевич

Фанерозойские палеовулканические сооружения и рудная минерализация медно-молибден-порфирового типа

Специальность: 25.00.11 - Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых,

минерагения

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

Москва 2011 г.


Работа выполнена на кафедре месторождений полезных ископаемых и их разведки им. В.М. Крейтера инженерного факультета Российского Университета Дружбы Народов.

Официальные оппоненты:аа доктор геолого-минералогических наук,

профессор Старостин Виктор Иванович (МГУ)

доктор геолого-минералогических наук, профессор Головин Аркадий Александрович (ИМГРЭ)

доктор геолого-минералогических наук, профессор Хуторской Михаил Давыдович (ГИН)

Ведущая организация: Российский государственный геологоразведочный университет им.

Серго Орджоникидзе

Защита состоится 16 июня 2011 года на заседании диссертационного совета Д 212.203.25 при Российском Университете Дружбы Народов по адресу 117198, Москва, ул. Орджоникидзе, д.З, ауд. 440 (5 этаж).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского Университета Дружбы Народов по адресу: 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.6.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат геолого-минералогических наук, доцентаа Е.В. Карелина


Актуальность темы исследования.Медно-порфировые месторождения являются основным поставщиком меди и молибдена на мировом рынке. Они составляют основу добывающей промышленности США, Канады, Чили, Аргентины, Перу и ряда других стран. Большие запасы меди, молибдена и попутных элементов, экономически выгодные показатели эксплуатации, возможность создания на базе медно-порфировых месторождений крупных и долгодействующих горнорудных предприятий, всегда привлекали к ним внимание.

В России, на сегодняшний день, отсутствуют крупные объекты данного типа. Связано это с тем, что усилия были направлены на поиски и разведку медноколчеданных и сульфидных медно-никелевых месторождений. Перспективы открытия крупных медно-порфировых объектов на территории России велики. При условии целенаправленных работ, в ближайшие годы будут найдены такие месторождения.

Главным доводом, в пользу такого утверждения служит присутствие огромного количества магматических продуктов на территории России - Урал, Сибирь, Западное и Восточное Забайкалье, Чукотка и Дальний Восток. Медно-порфировые месторождения приурочены к консидементационным образованиям осадочных, вулканогенных и интрузивных пород, составляющим устойчивые естественные сообщества - террегенно-вулкано-плутонические ассоциации, слагающие крупные палеовулканические сооружения.

Цель исследованияпоставленная в работе состоит, в выяснении генетической природы продуктивной терригенно-вулканно-плутонической ассоциации пород и условий локализации медно-порфировой минерализации.

В ходе исследований решались следующие задачи:а 1. Изучение и систематизация генетических типов вулканогенных и интрузивных образований, вмещающих оруденение. 2.аа Проведениеаа фациальногоаа анализаа вулканогенныхаа иаа осадочныхаа отложенийаа иа их пространственное положение.аа 3. Выявление крупных вулканокупольных сооружений на основе палеовулканических реконструкций. 4.Установление закономерностей размещения медно-порфировой минерализации в пределах палеовулканических сооружений. 5. Определение поисковых признаков медно-молибден-порфирового оруденения. 6. Разработка поисковых критериев и оценка перспектив обнаружения оруденения. В методическом плане использовался широкий круг исследований. Он включал в себя: площадное и детальное геологическое картирование, документацию керна и поверхностных горных выработок, дешифрирование космо- и аэрофотоснимков, петрографическоеаа описаниеаа пород, палеофациальныйаа анализ, палеовулканические реконструкции,а геохимическоеа опробованиеа коренныха иа рыхлыха отложений, компьютерную обработку многочисленных картографических и аналитических данных. Фактический материал. В основу работы положен материал, собранный автором в период выполнения тематических исследований по направлению работы:

  1. в Центральном Казахстане, Средней Азии и Закавказье - в составе 1-ой экспедиции ИГЕМ АН СССР (1967-1973);
  2. на Полярном и Северном Урале для ??? Полярноуралгеология с 1977 по 1981 гг., ОАО Полярно-Уральское горно-геологическое предприятие и компании Ямалзолото; с 2004 по 2009 гг. (НИЧ УДН-РУДН);
  1. по хоздоговорным темам с ПГО Южказгеология в 1982-1987гг. и компанией ВНР в 1996-98 гг. по южному, восточному и западному Прибалхашью (НИЧ УДН-РУДН);
  2. по Северному Кавказу с Садонским ГОК с 1989 по 2001 г. (НИЧ УДН);
  3. по Южному Уралу с ФГПУ Оренбурггеоресурсы в 2003-04 гг., и компанией Вотемиро в 2004-2007 гг. (НИЧ РУДН);

- по прогнозированию новых золоторудных месторождений в районах с развитой горнодобывающей инфраструктурой (Южный Урал, Северный Кавказ) на основании нового комплекса методов поиска. (РУДН. Государственный контракт № П241. IV.2010 -XI.2012.).

Под научным руководством автора по теме работы были защищены шесть кандидатских диссертации по Уралу, Казахстану, Чукотке и Горной Шории с 2000 по 2010 гг.


Автор принимал участие в работах в качестве исполнителя, инженера, начальника партии, ответственного исполнителя и научного руководителя.

Проанализированы многочисленные фондовые и изданные материалы предыдущих исследователей. В качестве иллюстраций приводятся геологические карты разных масштабов, схемы дешифрирования, разрезы, схемы, таблицы, часть из них составлены лично автором или в соавторстве с коллегами. Изучено свыше 10-и тысяч прозрачных шлифов. Для петрохимической и геохимической характеристики пород и перспективных площадей было отобрано свыше и проанализировано 15000 оригинальных проб. Научная новизна. Анализ результатов многолетних исследований позволяет: 1. Показать, что основной структурной единицей фанерозойских областей магматизма (подвижные пояса), являются крупные вулканические сооружения, средний диаметр основания которых превышает 100 км. 2. Установить, что осадочные, эффузивные и интрузивные породы вулканических сооружений составляют единую, в генетическом и структурном понимании, терригенно-вулкано-плутоническую ассоциацию, отражающую гомодромную направленность магматизма. 3. Выявить конкретные связи медно-порфирового оруденения с крупными вулкано-купольными сооружениями. 4. Обосновать новую модель размещения оруденения в палеовулканическом сооружении. 5. Обнаружить, что литохимические ореолы (первичные и вторичные) сопровождающие медно-молибден-порфировую минерализацию, обладают целым рядом специфических черт. б.Йодометрия позволяет уверенно устанавливать присутствие порфирового оруденения на территориях перекрытых чехлом рыхлых отложений.

Научная и практическая ценность, внедрение результатов.Выявленные геологические закономерности, позволяют по новому взглянуть на строение территорий, независимо от степени их изученности. Целенаправленно прогнозировать перспективные участки на выявление медно-порфировой минерализации, на основе палеовулканических реконструкций.

Так в пределах Северо-Балхашского сегмента Балхашо - Иллийского медного пояса Казахстана, спрогнозировано и затем подтверждено присутствие медно-порфировой минерализации в пределах выявленных палеовулканических структур. На сегодняшний день нами проведена прогнозная оценка на медно-порфировое оруденение в пределах Восточно-Уральского поднятия по Оренбургской и Челябинской областям, Полярного Урала, подтверждена перспектива по пяти локальным участкам.

Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в монографии, 49 печатных работах, изложены в 12-и производственных отчетах, послужили основанием для написания 6-и диссертаций на соискание степени кандидата геолого-минералогических наук, под руководством автора настоящей работы.

Основные защищаемые положения.На основе полученного, в процессе проведенных исследований фактического материала, автором выдвигаются следующие основные защищаемые положения:

  1. В пределах подвижных поясов фанерозоя уверенно диагностируются крупные вулканические сооружения сложного строения. Породы, слагающие их, составляютединуютерригенно-вулкано-плутоническуюассоциацию, формирующуюся на протяжении десятков миллионов лет.
  2. В палеовулканических сооружениях промышленная медно-молибден-порфировая минерализация концентрируется в вулканических центрах сооружений (диаметром 10 и более км.), в ассоциации с субвулканическими порфирами, и в апикальных областях гипабиссальных лополитов, где ассоциирует с заключительной гранит-порфировой фазой внедрения. Оруденение формируется на заключительной стадии развития вулканических сооружений.

3.Медно-молибден-порфировые месторождения сопровождаются комплексным

геохимическим ореолом (первичным и вторичным) элементов - Си, Мо, РЪ, Zn, Ag,

Аи, Sn, К, I, превосходящим площадь рудного тела в разы. Аномальные поля

элементов, как правило, не перекрывают друг - друга, что ведет к низкой

корреляции элементов индикаторов.а Формируются сложно - мозаичные


геохимическиеаа ореолы.аа Йода являетсяаа эффективнымаа индикаторомаа приаа поиске оруденения на перекрытых территориях.

Структура и объем работы. Представленная работа состоит из введения, трех основных глав, заключения и списка использованных источников из 268 наименований. Общий объем работы составил 289 страниц. Текст иллюстрирован 115 рисунками, содержит 9 таблиц.

Содержание работы.

Во введении рассмотрено состояние проблемы палеовулканического картирования. Показано, что магматизм на поверхности земли не является уникальным явлением, а носит планетарный характер. Основной структурой областей магматизма являются крупные палеовулканические сооружения, в пределах которых формируются медно-молибден-порфировые месторождения в мире и России.

На основании анализа обширного материала по геологии медно-молибден-порфировых месторождений, автором сформулированы нижеследующие положения, характеризующие данный тип оруденения:

  1. Медно-порфировая минерализация концентрируется в пределах крупных палеовулканических сооружениях на заключительной стадии их формирования.
  2. Промышленная минерализация локализуются в пределах жерла палеовулкана и апикальных частях интрузивных тел, представляющих собой лакколиты, лополиты, гарполиты, заложившиеся в склонах вулканических сооружений (вне пределов вулканических центров) по межпластовым разделам отложений, с различными физико-механическими свойствами.
  3. Основным фактором создания промышленных концентраций полезных компонентов, в пределах вулканических структур, является огромный интервал времени формирования постройки в условиях стационарного развития тектонического режима территории.
  4. Повсеместно наблюдается тесная приуроченность рудной минерализации к малым телам порфировых пород, независимо от того являются ли они самостоятельными или представляют собой одну из фаз, принимающих участие в формировании крупного массива. Роль таких порфиров оценивается как: генетическая, парагенетическая, структурная.

Глава 1. Анализ пространственного размещения медно-молибден-порфировых месторождений мира однозначно свидетельствует об их приуроченности к региональным поясам складчатости - подвижным поясам: Тихоокеанскому, Средиземноморскому, Урало-Монгольскому и ряду других.

В пределах поясов складчатости месторождения локализуются в зонах проявления магматизма (вулканические пояса). Зачастую эти зоны выделены в качестве самостоятельных провинций.

Присутствие вулканов в зонах магматизма вряд ли вызывает сомнения. Многочисленные исследователи, различных групп эндогенных полезных ископаемых, связывают месторождения с палеовулканическими постройками (В.И.Смирнов, В.И.Старостин, В.В. Авдонин, Г.Ф. Яковлев, А.И. Кривцов, М.Б. Бородаевская, А.И. Полетаев, R.H. Sillitoe, S.R. Titley, S.F. Сох и др.). Проведенный анализ обширного материала показал, что основная масса исследователей, под палеовулканами, чаще всего, понимают локальные депрессионные постройки Выходное отверстие на поверхности Земли... (Российская геологическая энциклопедия. 2010), отвечающие кальдерам или отдельным жерлам, заполненным целым букетом осадочных, пирокластических, лавовых, субвулканических, гипабиссальных образований, сопровождающих вулканизм. Диаметр описываемых построек редко превышает первые километры. Отсюда, бытующее среди геологов, мнение, что размер вулканических построек от древних этапов геологического развития к современности увеличивается.

Полученные нами данные, в ходе проводимых исследований, позволяют высказать мнение - размеры палеовулканов фанерозоя ничуть, ни уступают таким ярким, практически современныма структурам, как Арарат или Арагац (Рис.1). Излагаемые ниже


аргументы в пользу высказанного мнения, послужили доказательной базой для первого защищаемого положения.

Рис.1 Вулкан Арагац (Армения), а) - геологическая карта Ml :500 000; в) - космоснимок. 1 - фациальные границы палеовулканических структур; 2 - фации палеовулкана: А - жерловая, В - склоновая; С - удаленная; D - фундамент.

В главе излагаются материалы по структурным особенностям палеовулканов, фациальному составу продуктов их жизнедеятельности. На конкретных примерах -Актогайского рудного района (Казахстан), Урала, Тельбесского сектора Горной Шории и Кайемравеемского рудного узла (Чукотка), района месторождения Пеббл (Аляска) и др., демонстрируется методика выявления крупных палеоструктур на основе геологического картирования, использования космодешифрирования, палеофациального анализа, интерпретации данных геофизических исследований, петрохимического и геохимического изучения.

Это позволило автору обосновать типовую модель палеовулканического сооружения, отнести отложения палеовулканов к единой сингенетичной терригенно-вулкано-плутонической ассоциации пород (Рис. 2).

В главе 2 рассмотрены основные медно-порфировые провинции и зоны мира. Приведены данные по геологическому строению ряда зарубежных объектов. В пределах России и прилегающих акваторий (в границах СССР), рассмотрены 156 существующих на сегодняшний день объектов с медно-порфировой минерализацией.

В заключении, на основании изложенных в главе материалов по геологии медно-порфировых месторождений и условий их локализации, отмечается следующее:

1) медно-порфировые месторождения пространственно приурочены к территориям, испытавшим продолжительный этап тектономагматической деятельности. Отдавая дань


Рис. 2. Схема строения палеовулкана 1-10 Ч группы фаций палеовулкана:аа 1-7 Ч фации заключительного этапа разеитиия а(андезит-риолитовая): 1 Ч жерловая, 2 Ч жерловая и околожерловая, 3 Ч пирокластическая (склоновая), 4 Ч эффузивная (склоновая), 5 Ч игнимбритовая (склоновая), 6 Ч рифовая (карбонатная), 7 Ч удаленная; 8-10

Ч фацииаа начальногоаа этапаа развитияаа (базалът-андезитоеая):аа 8аа Чаа жерловая,аа 9аа Чаа эффузивно-

пирокластическая (склоновая), 10 Ч удаленная; 11 Ч фундамент вулкана; 12 Ч субинтрузивные тела; 13

Ч субвулканические тела; 14 Ч тектонические нарушения.

традиционно сложившемуся представлению, такие территории рассмотрены в качестве подвижных поясов (Тихоокеанский, Альпийский и т. д.). Но не исключено, что тектономагматические процессы носили площадной характер. Огромные территории были охвачены бурными эндогенными процессами, сопровождавшимися мощным осадконакоплением на протяжении нескольких десятков, а возможно и не одной сотни миллионов лет. Они продолжаются и сегодня и, по-видимому, носят непрерывный характер. Накопившаяся горная масса увеличивает мощность коры до пределов, препятствующих свободной разгрузки глубинной энергии. Территория переходит в состояние платформенного развития. Происходит процесс приращивания континентов. Это хорошо видно на примере Казахстана, Западной и Восточной Сибири. Из современных структур - динамично развивающийся, на наших глазах, это Тихоокеанский регион;

  1. в пределах рассмотренных территорий или тектонических структур, характер магматизма варьирует от основного до кислого и, как правило, представлен гомодромным рядом. Продукты магматизма представлены как эффузивными, так и интрузивными породами, накапливается огромная масса магматических, вулканогенно-осадочных и осадочных отложений составляющих единую терригенно-вулканоплутоническую ассоциацию крупных палеовулканических сооружений;
  2. по соотношению, геометрии и составу интрузий, с которыми связаны медно-порфировые месторождения устанавливается, что:
  1. интрузии представляют собой единые магматические тела комплексного состава. Интрузивные комплексы представлены последовательно формирующимися фазами от мафитов до аплитов, при этом меняется структура - от фанеритовой до - порфировой. Рудная минерализация обычно ассоциирует с самыми молодыми, наиболее кислыми порфировыми телами небольшого размера (первые километры в диаметре), представляющих собой как самостоятельные субвулканические тела, так и тела заключительной фазы внедрения интрузивных массивов;
  2. интрузивные массивы по форме - это крупные пологозалегающие линзовидные тела, чаще всего лополиты или лакколиты;

Анализ изложенного в главе материал убедительно показывает не только пространственную приуроченность медно-порфировой минерализации к областям развития


магматизма, но и прямую генетическую связь рудного процесса с этапами становления постмагматических (постэффузивных) процессов. Таким образом, можно уверенно считать, что медно-молибден-порфировые месторождения являются продуктом этапа постмагматической деятельности в областях развития магматических процессов и связаны с породами единой терригенно-вулканоплутонической ассоциации, слагающей крупные палеовулканические сооружения. Установить структурные условия локализации медно-молибден-порфирового оруденения в пределах палеовулканических структур и провести сравнение с имеющимися структурными схемами порфирового оруденения зарубежных авторов (Силлитое, Кокс). Предложить собственную структурную модель позиций порфирового оруденения.

Глава 3 посвящена методическим вопросам поиска и оценки порфировой минерализации. На стадии поисков рекомендуется обязательное проведение палеовулканических реконструкций, дешифрирование космо - и арофотоснимков, анализ данных геофизических исследований (гравиметрия и магнитометрия). На стадии оценки перспективных участков, особое внимание уделено литогеохимическим исследованиям по выявлению первичных и вторичных ореолов рассеяния, петрохимическим и геохимическим особенностям субвулканических интрузий.

В пределах рудного поля промышленная минерализация сопровождается контрастными первичными ореолами Си, Mo, Ag, Аи, К. Площадь ореолов в 2 - 2,5 раза превышает площадь рудных тел. Элементы Pb, Zn, Sn - формируют оконтуривающие первичные ореолы за пределами ореолов прямых элементов-индикаторов. Площадь комплексной аномалии рассмотренных элементов превышает площадь рудных тел на порядок. Для вторичных ореолов сохраняется аналогичное строение сложно комплексного ореола.

Изучение геохимических ореолов йода на месторождениях различных рудных формаций (золоторудных, жильной кварц-полиметаллической, колчеданно-полиметаллической, медно-колчеданной, медно-никелевой, грейзеновой молибден-вольфрамовой, хромитовой в альпинотипных гипербазитах) и медно-молибден-порфировой в частности, показали, что ореолы йода характеризуются наибольшей надрудной протяженностью. Они успешно фиксируются даже в случаях, когда рудная минерализация перекрыта мощными более молодыми породами, рыхлыми образованиями и информативность прямых элементов индикаторов близки к нулю. Методика применима для поисков по первичным и вторичным ореолам. Установленная протяженность надрудных ореолов йода по вертикали составляет 500-800 м.

В заключении сформулированы основные выводы-рекомендации по направлению поисков медно-порфировых месторождений в России.

Автор считает своим долгом отметить, что в период выполнения исследований он получал всестороннюю помощь и поддержку со стороны руководства РУДН и сотрудников геологических кафедр инженерного факультета. Всем товарищам, способствовавшим подготовке диссертации, автор выражает искреннюю благодарность. С чувством особой признательности автор обращается к своим непосредственным коллегам и соратникам, с которыми проводил совместные научно-исследовательские геологические экспедиции и камеральную обработку материалов.

  СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТА  
 Страницы: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
     Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по геологии-минералогии