Лекция 8

Вопрос 15. Субдукционные обстановки и их металлогения

Как отмечалось ранее, субдукционные обстановки на западной и восточной окраинах Тихого океана существенно различаются: на активной американской окраине возникла система окраинно-континентальных магматических дуг, а на активной азиатской окраине − система островных дуг. Эти различия обычно связывают с вращением земли и «торможением» блоков континентальной литосферы. Основные структуры надсубдукционных зон показаны на фиг. 8-1.

Фиг. 8-1. Схематические геологические разрезы через окраинно-конти­нентальную дугу, обращенную на запад (а), и зарождающуюся островодужную систему, обращенную к востоку (б). (По А.Митчеллу, М.Гарсону).

Магматические островные дуги, в зависимости от строения и состава фундамента, а также от степени зрелости, подразделяются на энсиалические, развитые на континентальной коре, и энсиматические, формировавшиеся на коре океанического типа. Примером первого типа может служить Курильско-Камчатская дуга, примером второго − южные дуги Тонга-Кермадек, Идзу-Бонинская, Марианская, далеко «выдвинутые» в океан от окраины континента.

По степени зрелости выделяются юные, развитые и зрелые островные дуги. Модель развития, по данным О.А.Богатикова и А.А.Цветкова, представлена на фиг. 8-2.

С процессом субдукции связано последовательное формирование основных серий островодужного магматизма: толеитовой, известково-щелоч­ной и субщелочной, имеющих в общем случае всё более глубинный источник (см. фиг. 8-2).

В различных структурах островодужной системы формируются разнообразные полезные ископаемые. В схематизированном виде размещение месторождений показано на фиг. 8-3 (по данным А.Мителла, М.Гарсона).

Основными месторождениями магматических дуг являются: медно-зо­ло­тые, медно-молибденовые и золотые порфировые (в дугах обоих типов − островных и континентальных), колчеданно-полиметаллические типа куроко, (в зрелых островных дугах), золото-кварцевые, золото-теллуридные и золото-сульфидные и магматические магнетит-гематит-апатитовые (в окраинно-кон­ти­нентальных и островных дугах), а также, в окраинно-континентальных дугах − месторождения чилийского типа (типа манто) Ag-Cu-полиметалли­чес­ко­­го состава в андезитах, месторождения олова и вольфрама.

Внешние или передовые дуги формируются за счет соскребания осадочного слоя погружающейся плиты. В зону аккреции с характерным чешуйчато-надвиговым строением попадают также блоки офиолитов. Кроме того, по данным Т.И.Фроловой и И.А.Буриковой, на примере внешней Курильской дуги (остров Шикотан и др.), в её строении, наряду с флишевыми и подводно-коллювиальными отложениями, присутствуют вулканогенные андезито-базальтовые породы.

Минеральные месторождения внешних дуг представлены, по мнению А.Митчелла и М.Гарсона, медно-колчеданными залежами кипрского типа и залежами хромитов. Те и другие являются перемещенными во внешние дуги из океанических областей в процессе субдукции и аккреции, а также месторождениями, ассоциирующимися с гранитоидами − Sn, W; U; Cu-порфиро­вы­ми, золото-кварцевыми, ртутными и сурьмяными.

Тыловодужные магматические и надвиговые пояса континентальных дуг, содержащие гранитные батолиты, являются структурами пограничными между континентальными поясами зон субдукции и внутренними континентальными структурами. Здесь, в связи с различными гранитами развиты месторождения олова и вольфрама, молибдена и олова, меди, золота и серебра, урана.

Кратко рассмотренные полезные ископаемые, связанные с субдукционным процессом, образуют протяженные металлогенические пояса регионального и глобального масштаба. Рассмотрим 2 примера протяженных металлогенических поясов, приведенные А.Митчеллом и М.Гарсоном.

Зональный металлогенический пояс Анд, сформировавшийся в позднетретичнсое время, по данным Р.Силлитое, обладает зональностью, связанной с глубиной залегания, полого погружающейся на восток зоны субдукции. С запада на восток прослеживается медный (месторождения типа манто и медно-порфировые месторождения), полиметаллический (Cu, Pb, Zn, Ag в прогибе Альтиплано) и оловорудный (боливийский тип месторождений Sn, Pb, Zn) металлогенические пояса (фиг. 8-4).

Другой пример − оловорудные пояса Юго-Восточной Азии, сформировавшиеся в эоцене в связи с развитием субдукционной зоны восточного падения (фиг. 8-5). Как и в Андийском поясе, тыловодужный оловянный пояс с запада сопряжен с поясом медных месторождений порфирового типа, залегающим в магматической дуге (фиг. 8-5).

Вопрос 16. Металлогения субдукционных обстановок Южного Урала.

Металлогения субдукционных обстановок Урала удобнее рассмотреть на примере его южного сегмента, в котором представлены не только западные и центральные, но и восточные зоны уральской складчатой системы, скрытые на Среднем и Северном Урале под чехлом Западно-Сибирской плиты. Кроме того, на Южном Урале островодужные комплексы значительно менее деформированы и субдукционная система относительно хорошо сохранилась.

Зона субдукции зародилась и начала развиваться в раннем девоне, о чем свидетельствует тектоно-магматическая зональность и составы девонских вулканических комплексов. Предполагается и более раннее (ордовикское) образование сейсмофокальной зоны на Южном Урале, имевшей возможно падение на запад, под Восточно-Европейский континент, но существование ранней зоны субдукции проблематично. Раннедевонскя зона субдукции имела восточное падение, под микроконтиненты Восточно-Уральского поднятия и Киргизско-Казахстанский континент. По мере развития в девоне она вероятно испытала перескок (джампинг) к востоку и «действовала» до конца девона, контролируя развитие Магнитогорской островодужной системы (фиг. 8-6).

Металлогенический профиль островодужной системы определяют в основном 2 группы рудных формаций: колчеданная и медно-порфировая. Колчеданные месторождения генетически связаны с толеит-базатовыми, базальт-риолитовыми и базальт-андезит-риолитовыми комплексами, распространёнными в преддуговых, междуговых и задуговых прогибах, а медно-порфировое оруденение островодужной стадии развития ассоциируется с андезито-базальтовой формацией магматических дуг. Меньшее экономическое значение среди островодужных комплексов девонского возраста имеют марганцевые месторождения, локализованные в вулканогенно-осадочных фациях палеовулканических зон, и золоторудные проявления (жильные Au-квар­цевые), встречающиеся в андезито-базальтовых комплексах (фиг. 8-7).

Фиг. 8-6. Модель формирования структуры и металлогении Южного Урала в палеозое [Серавкин, 2002].

1 ¾ вещество верхней мантии (а) и корово-мантийная смесь (б); 2 ¾ нижний, гранулито-базитовый слой континентальной коры: древний (а) и герцинский новообразованный (б); 3 ¾ верхний (гранито-гнейсовый) слой континентальной коры; 4 ¾ новообразованная кора океанического типа; 5 ¾ островодужные и окраинно-континентальные вулканогенные формации; 6 ¾ гранитоиды; 7 ¾ осадочные формации: терригенные и терригенно-кремни­стые (а), карбонатные (б); 8 ¾ серпентинитовый меланж. Сокращенные буквенные обозначения: ВЕП ¾ Восточно-Европейская платформа, ПКП ¾ Предуральский краевой прогиб, БА ¾ Башкирский антиклинорий, С ¾ Сакмарская зона, У ¾ Уралтауский антиклинорий, ГУР ¾ Главный Уральский разлом, М ¾ Магнитогорский мегасинклинорий, ВП ¾ Восточно-Уральское поднятие, ВПр ¾ Восточно-Уральский прогиб, ЗП ¾ Зауральское поднятие, Д ¾ Денисовская зона, ТКП ¾ Тюменско-Кустанайский прогиб, КК ¾ Казахстанский континент, ВЕК ¾ Восточно-Европейский континент, КМ ¾ Кракинско-Медногорская рифтовая зона, ВУ ¾ Восточно-Уральская рифтовая зона, ККК ¾ Киргизско-Казахстанский континент. Полыми двусторонними стрелками показаны направления общего растяжения и сжатия; полыми односторонними стрелками – направления движения по зонам субдукции и обдукции; тонкими стрелками – направления перемещений по разломам. Латинскими символами обозначено профилирующее формирование металлических (Fe, Cu, Mn, Au и т.д.) и неметаллических (Ba) полезных ископаемых в определенных зонах на соответствующих стадиях развития.

Фиг. 8-7. Структурно-формационная и металлогеническая схема Восточной провинции Южного Урала [Вулканогенная …, 1994].

Палеовулканические пояса: I ¾ Кракинско-Медногорский, II ¾ Магнитогорский, III ¾ Восточно-Уральский, IV ¾ Октябрьско-Денисовский. Структурно-формационные и металлогенические зоны: I₁ ¾ Кракинская, I₂ ¾ Центральная (Сосновская), I₃ ¾ Сакмарская; II₁ ¾ Вознесенско-Присак­марская, II₂ ¾ Таналыкская, II₃ ¾ Ирендыкская, II₄ ¾ Кизило-Уртазымская (Узункыро-Сибайско-Орская), II₅ ¾ Центрально-Магнитогорская, II₆ ¾ Учалинско-Верхнеуральская, II₇ ¾ Ащебутакская, II₈ ¾ Уйско-Кацбахская, II₉ ¾ Джусинско-Домбаровская, II₁₀ ¾ Сухтелинская, II₁₁ ¾ Касарги-Султановская; III₁ ¾ Кособродско-Еманжелинская, III₂ ¾ Айдырлинская, III₃ ¾ Еленовско-Кумакская, III₄ ¾ Катенинско-Петровская, III₅ ¾ Кундыбаевская, III₆ ¾ Буруктальская; IV₁ ¾ Александровская, IV₂ ¾ Варваринско-Денисовская.

Вертикальной штриховкой показаны сиалические блоки с широким развитием гранито-гнейсовых куполов и гранитных массивов.

Вулканогенные формации: 1 ¾ континентальные рифтогенные (трахибазальтовая и базальтовая), 2 ¾ океанические (кремнисто-базальт-офиолито­вая ассоциация с толеитовыми базальтами типа СОХ), 3 ¾ окраинно-конти­нентальных рифтов (ассоциация офиолитов с толеитовыми базальтами траппоидного типа), 4 ¾ предостроводужных, междуговых и задуговых рифтов (риолит-базальтовая), 5 ¾ а ¾ островодужные (андезито-базальтовая, базальт-андезит-риолитовая, калиевых базальтов-трахитов, базальт-андезито-базальтовая, трахидацит-трахиандезит-трахи­ба­заль­товая), б ¾ совмещенные островодужные и океанические, 6 ¾ наложенных эпиостроводужных и окраинно-континентальных поясов: а ¾ трахириолит-базальтовая и андезито-базальт-андезитовая; месторождения (рудные формации): 7–14 ¾ колчеданного семейства: 7 ¾ медно-кобальтовые (ивановский тип), 8 ¾ серноколчеданные, 9 ¾ медноколчеданные (уральский – 1 подтип и домбаровский тип), 10 ¾ медно-цинковоколчеданные (уральский – 2 подтип), 11 ¾ медно-цинковоколчеданные со свинцом (уральский – 3 подтип), 12 ¾ колчеданно-полиметаллические с золотом (баймакский тип), 13 ¾ барит-полиметаллические с золотом (баймакский тип), 14 ¾ цинковоколчеданные стратиформные; 15 ¾ хромитовые, 16 ¾титаномагнетитовые, 17 ¾ железорудные скарново-магнетитовые, 18 ¾ сульфидные медно-никелевые, 19 ¾ марганцовые пиролюзит-браунит-гаусманитовые; 20–23 ¾ золоторудные: 20 ¾ золото-сульфидные, 21 ¾ золото-полиметаллические, 22 ¾ золото-кварцевые и золото-сульфидно-кварцевые (малосульфидные), 23 ¾ золото-шеелитовые; 24–27 ¾ медно-порфировые и молибден-медно-порфировые: 24 ¾ медно-порфировые, 25 ¾ молибден-медно-порфировые, 26 ¾ медно-порфировые с колчеданной минерализацией, 27 ¾ медно-порфировые с кварц-турмалиновой и золоторудной минерализацией.

Колчеданные месторождения Магнитогорской островодужной системы локализованы в палеовулканических поясах (фиг. 8-8), обладающих зональным строением, которое подробнее будет рассмотрено в лекции № 17. основные геодинамические условия формирования колчеданных месторождений различных типов показаны на фиг. 8-9.

Колчеданные месторождения Восточно-Уральского прогиба формировалась в пределах островодужного пояса, являющегося продолжением силурийского пляса Среднего Урала (по Р.Г.Язевой). В отличие от Магнитогорской зоны, силурийская островодужная зона закладывалась на сиалическом основании, имеет фрагментарное распространение и изучена значительно хуже.

Фиг. 8-8. Локальные факторы − зональность палеовулканических поясов и рудоносные палеовулканы

Размещение колчеданных месторождений в вулканических комплексах Магнитогорского мегасинклинория.

Формации: 1 - базальтовая (O-S); 2 - базальт-риолито- вая (D₁ ems): контрастный (а) и непрерывный (б) комплексы; 3 - андезито-базальтовая (D₁-D₂ e): базальт-андезибазальтовый (а) и гибридный базальт-андезит-риолитовый (б) ком­плексы; 4 - базальтовая (D₁ ems); 5 - базальт-риолитовая (D₂): базальтовый (а), контрастный (б) и непрерывный (в) комплексы; 6 - андезито-базальтовая (D₂); 7 - базальт-андезит-риолитовая: Юсинский (а) (D₂) и Джусинский (б) (D_1-2) комплексы.

Колчеданные месторождения: 8 − дом­баровского, 9 − уральского (а − первого, б − второго, в − третьего под- типов), 10 − баймакского (а − золото-колчеданно-поли- металлические, б − золото-бари­то­вые, в − золото-серно- колчеданные), 11а − ивановского, 11б − стратиформного типов.

Серым показаны колчеданоносные палеовулканические пояса.

Геодинамика колчеданообразования рассматривается на примере Магнитогорской мегазоны, включающей 3 колчеданоносных пояса: Тубинско-Гайский, Учалинско-Алек- сандринский и Джусинско-Домбаровский.

Дата добавления: 2014-01-13