Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

REMOTE SENSING OF THE EARTH AND GEODYNAMICS OF PRECIOUS DEPOSITS FORMING (ON THE SAMPLE OF PRIMORYE)

Shevyrev S.L. 1, 2
1 Far Eastern Geological Institute
2 Far Eastern Federal University
2176 KB
Areas of East Asia comprise numerous deposits of precious metals (platinum group elements, gold, silver and complex ores). Their locations and depth are controlled by crustal and mantle geodynamics, as well as location on the area of stagnant mantle slab, active plume processes in the large mantle wedge (LMW) as well as the faults activity of different depth and kinematics. Analysis of position and geodynamics of largest gold deposits (Aldan, Baley and Jiaodong) and platinum bearing massifs evidences their relation with mantle plumes and permeable zones of stagnant slab periphery. Genesis of deposits and manifestation of precious metals inside the slab areal depends on small-scale disjunctive structures of lower crust and mantle, whereas their resources are considerably less. Reconstruction of permeable fluid structures evolution with geophysical and remote sensing data of Sikhote-Alin folded belt serves prospectivity of polyphase alkaline massifs, which controls position of deposits. Researches of the predecessors proof that these alkaline melts are arguably related to non-contaminated mantle source, which brings evidences of magmatic sources considerable depth. Small size of such intrusions that bothers detection of the gold-silver deposits, makes offered prospective model critical for postmagmatic gold-silver deposits of Western Pacific mobile belts when combined with remote sensing data.
geodynamic regioning
precious metals deposits
East Asia
lineament analysis
tectonic paragenesis
subduction

Регион Восточной Азии, включающий территории России, Китая, Монголии и Кореи, располагает коренными и россыпными месторождениями золота и минералов платиновой группы, образующими рудные районы и узлы [1, 2 и др.]. Рудные объекты ассоциированы с крупным Центрально-Азиатским складчатым мегапоясом (ЦАСМ), ограниченным с севера Сибирским, а с юга – Сино-Корейским кратонами. Территория мега-пояса включает в себя складчатые пояса и супертеррейны, характеризующиеся ранне-, позднепалеозойским и мезозойским возрастами. Образование входящих в их состав террейнов происходило в результате асинхронного закрытия отдельных сегментов ЦАСМ в фанерозое и аккреции вдоль окраины континента [3].

Прогнозные ресурсы крупнейших золоторудных узлов (Алданского, Балейского в России, а также Цзяодун в Китае) превышают 1000 т Au. Также многочисленны малые золоторудные объекты различного генезиса [4; 5]. Анализ региональных геодинамических и металлогенических данных показал наличие влияния глубинных процессов на формирование наиболее крупных рудных объектов [1, 2, 6]. Однако изучение особенностей генезиса отдельных месторождений, а также их прогноз требуют отдельного методологического подхода, принимающего во внимание региональные особенности формирования локальных флюидо- и магмопроводящих структур. Настоящее исследование служит целям выяснения тектонической позиции обнаженных и скрытых полифазных щелочных массивов, обусловивших размещение золото-серебряных месторождений, а также прогнозу новых объектов на основе анализа структурно-вещественных парагенезисов, устанавливаемых на дистанционных изображениях Земли.

Особенности геологического строения территории исследования

Благороднометалльное оруденение тихоокеанского юга Дальнего Востока России тесно связано с формированием в позднем мелу Восточно-Сихотэ-Алинского вулкано-плутоногенного пояса (ВСАВПП), за счет субдукции западного сегмента палеотихо- океанской плиты. При этом также формировались передовые (Западно-Сахалинский) и тыловые (Санцзян-Среднеамурский, Алчанский, Нижнеамурский и др.) прогибы, заполняемые вулканогенными молассами [1, 3, 7]. Позже, в маастрихт-эоцене (72–33 млн лет) происходило погружение тихоокеанской плиты Изанаги под континент, а затем олигоцен-миоценовое время (33–5 млн лет) время задуговой спреддинг привел к обособлению Курильской и Японской островных дуг. Сопровождающий процесс рифтогенез сформировал впадины Японского и Охотского морей. Эпизоды интенсивного кайнозойского магматизма, проявившегося в виде полей базальтов, совпадающих с контуром мантийного слэба и крупными разрывными структурами в его пределах, позволяют предполагать активную роль мантийного плюмогенеза в задуговом спреддинге Тихоокеанской окраины Азии [8, 9].

Строение верхней мантии и земной коры отличается существенной дифференциацией, выраженной в размещении рифтогенных впадин. Рудоконтролирующими для крупнейших благороднометалльных объектов и узлов являются мантийные структуры и палеотрансформные разломы, а также границы ареала стагнированного слэба [1]. Создание прогнозных моделей территории возможно анализом мантийных и коровых процессов. Субдукция сегмента Тихоокеанской плиты под окраину Восточной Азии определила высокую сейсмичность Курило-Камчатской островодужной системы. Кроме того, основание слэба подверглось воздействию восходящего «горячего» Северо-Азиатского суперплюма [9, 10].

Месторождения золота и комплексного сырья (±Au, Ag) широко представлены в пределах мантийного слэба и связаны с корово-мантийными проводящими структурами. Однако небольшой масштаб и площадь объектов (десятки км2) требует приложения усилий для обоснования участков проведения детальных работ. Необходимость развития методологического аппарата для прогноза малых благороднометалльных структур определяет выбор Сихотэ-Алинского супертеррейна (САС) и Восточно-Сихотэ-Алинского вулкано-плутоногенного пояса в качестве объектов детального исследования. САС располагает потенциалом коренных золотосеребряных месторождений, постмагматического, скарнового и вулканогенно-гидротермального генезиса. Детальное исследование было проведено в районе, находящемся в пределах Журавлевского террейна и характеризующемся обстановкой формирования «палеомантийного окна», сформировавшего меднопорфировое (Au-Cu) месторождение Лазурное (Соболиный рудный узел), находящееся в пределах Журавлевского террейна, в зоне влияния Центрального Сихотэ-Алинского разлома (рис. 1).

Ортогональные и нормальные разрывные структуры второго порядка связаны в регионе с коровыми интрузиями, а также оловорудными и полиметалльными рудно-магматическими системами [11, 12]. Для наращивания благороднометалльного потенциала САС посредством интерпретации космофотоснимков важным является прогнозирование обстановок растяжения, сопровождающих левосдвиговые структуры первого порядка. Структуры второго порядка кинематически могут быть разделены на суб- и параллельные сдвиги, нормальные раздвиги и ортогональные сдвиго-раздвиги.

hevir1.tif

Рис. 1. А. Схематическая геологическая карта зоны взаимодействия Березовского и Фурмановского разломов (по [13] с изменениями и дополнениями автора). Б. Геологическое строение Лазурного штока и прилегающей территории (по [13])

Анализируемая территория приурочена к межсдвиговой зоне тектонопары Центрального Сихотэ-Алинского и Фурмановского разломов. Центральный Сихотэ-Алинский глубинный разлом, являющийся наиболее крупной дизъюнктивной структурой САС, разделяет Самаркинский (аккреционный бассейн среднеюрского-берриасового возраста) и Журавлевский (турбидитовый бассейн раннего мела) террейны. Флишеподобные породы нижнемелового возраста вмещающего оруденение Журавлевского террейна имеют мощность 5–5,5 км и прорываются магматическими породами различных генераций и возраста, включая крупные меловые интрузии (представлены частично на севере полигона), порфировые монцонитовые интрузии апт-альбского возраста. Сверху они перекрываются вулканитами верхнего мела-палеогена основного и кислого составов (рис. 1).

С точки зрения Cu-Au порфировой минерализации интерес представляют двухстадийные монцонитовые интрузии (монцонитовые габбро, габбродиориты и др.), обнажающиеся в пределах Березовской зоны. Меднопорфировое месторождение Лазурное связано с двухфазным Лазурным штоком монцонитов, где выделяются две фазы – первая (Северный шток), представленная габбромонцодиоритами и монцогранодиоритами и вторая (Южный шток), включающая монцониты и монцогранодиориты (рис. 1, Б). Медно-порфировая и молибденовая с золотом рудоносность сосредоточена главным образом в Северном штоке. Рудные минералы представлены халькопиритом, борнитом, халькозином, молибденитом и самородным золотом. Минерализация описана также за пределами интрузии в осадочных породах, при этом общая площадь контура минерализации существенно превышает площадь интрузии. К западу от Лазурного штока по геофизическим данным установлено магматическое тело, залегающее на глубине 300–500 м [13].

Абсолютным датированием по циркону (U-Pb) в пределах Лазурного штока определены возраста стадий внедрения [13]. Для ранней стадии (Северный шток) это 110 ± 4 млн лет и 103,5 ± 1,5 млн лет для поздней стадии (Южный шток). Анализ спектров распределения РЗЭ раскрывает особенности генезиса рудно-магматической системы: изотопные отношения гафния (176Hf/177Hf), иттербия и лютеция в цирконах позволили [13] сделать выводы о долгоживущей глубинной проницаемой структуре и присутствии мантийного неконтаминированного источника магм второй стадии.

Материалы и методы исследования

Кинематика формирования и динамика проницаемых структур в зоне влияния тектонопары Центральный Сихотэ-Алинский – Фурмановский разломы, может быть объяснена с помощью численного моделирования сдвига и анализом паттерна трещиноватости, полученного с использованием технологий машинного зрения в программе LEFA [14]. На космическом изображении Landsat 8 (дата съемки: 07.11.2017, канал 8) (рис. 2, А) дешифрированы линейные элементы, предположительно соответствующие региональной трещиноватости. На схеме видны неоднородности в их распределении, зоны сгущения и разрежения (рис. 2, Б). Для количественного описания характеристик распределения линейных элементов была построена карта плотности (рис. 2, В), которая позволила предположить скрытую тектоническую зональность, сформированную на различных стадиях геологической истории рассматриваемой системы параллельных разломов и подчеркивающуюся основными направлениями роз-диаграмм (рис. 2, Д). В пределах территории исследования выделены четыре тектонические зоны (рис. 2 (В) a – d), дифференцированные по основным направлениям линеаментов автоматизированного дешифрирования. Выделяются главные направления: широтное и меридиональное, которые присутствуют во всех зонах, кроме Восточной, для направлений которой менее выражен широтный компонент. Северо-восточное направление преобладает в Березовско-Фурмановской зоне и соответствует главному направлению структур региона – сдвигам северо-восточного простирания, отвечающим Восточно-Азиатской мегазоне Тан-Лу. Северо-западное направление соответствует зонам растяжения, ортогональным основному направлению структур. С сопряженными структурами в пределах участка исследования связано внедрение двухфазных порфировых монцонитовых интрузий. Кроме того, в тектонической эволюции территории нами выделяется выраженная стадийность.

hevir2.tif

Рис. 2. Дистанционное изображение Landsat 8 территории, прилегающей к рудному полю Лазурное (А); Схема дешифрирования линейных элементов, построенная с помощью программного обеспечения LEFA (Б); Тектонический паттерн территории исследования: В – карта плотности распределения линейных элементов дистанционного изображения (км/км2); Г – схема интерпретации стадийности возникновения дислокаций и связанные с ними группы монцонитовых интрузий; Д – розы-диаграммы трещиноватости (а – Западная; b – Центрально-Сихотэ-Алинско-Березовская; с – Березовско-Фурмановская; d – Восточная. Цифры в квадратах отражают стадии межсдвиговых дислокаций)

Результаты исследования и их обсуждение

Численная геодинамическая модель, анализ доминирующих и второстепенных направлений паттерна трещин позволили восстановить последовательность эволюции межсдвиговых зон (рис. 3). В истории тектонических ансамблей территории выделяется три этапа. На первом сформировались дислокации, вызванные параллельным скольжением левых сдвигов Центрального Сихотэ-Алинского и Фурмановского разломов.

hevir3.tif

Рис. 3. Графическая схема предлагаемой модели эволюции зоны взаимодействия Центрального Сихотэ-Алинского и Фурмановского разломов

Это сформировало S-образную зону дислокаций, осложнённых трещинами скольжения и отрыва (рис. 2. Г, рис. 3 Ia). На этом этапе происходило внедрение пород первой фазы монцонитовых интрузий, датируемых 110 ± 4 млн лет (рис. 3 Ib) [13].

Накопление напряжений в межсдвиговой зоне вызвало активизацию Березовского правосдвигового разлома глубинного заложения (рис. 3 II). Активизация перемещений в его северном сегменте первоначально cформировала зону дислокаций (рис. 2, Г, II). Затем сдвиговая зона сместилась к юго-западу, обусловив формирование плотностной аномалии трещин (см. рис. 2Г, III в квадратике). Оживление Березовского разлома и формирование зоны трещин отрыва (рис. 3 III) обусловило внедрение расплавов второй стадии (103,5 ± 1,5 млн лет), по геохимическим особенностям соответствующих деплетированной мантии [13]. Цепочка вскрытых денудацией двухфазных монцонитовых интрузий (рис. 2, Г) отражает дислокации, вызванные Березовским разломом. Лазурный двухфазный шток монцонитов локализован в зоне суперпозиции дислокаций первой, второй и третьей стадий.

Выводы

Регион юга Дальнего Востока России характеризуется индивидуальными особенностями геологического строения, включающими активную субдукцию океанической коры и ее стагнацию в верхней мантии, приведшую к образованию мантийного слэба, наличие контрастных линейных гравитационных аномалий, соответствующих разломам глубинного заложения, которые обеспечивают блоковую (террейновую) делимость земной коры. Главные месторождения и рудные узлы благородных металлов тяготеют к контуру мантийного слэба, совпадающего с горячим полем мантии, а также крупным разломам внутри этого поля. Прогноз месторождений благороднометалльного сырья в пределах террейнов возможен выявлением обстановок формирования локальных структур растяжения глубинного (мантийного) заложения и связанной с ними скрытой тектонической зональности. Проведенное исследования тектонических парагенезисов рудного поля Лазурное позволило предложить модель формирования его локальных проницаемых структур.