Джалканская зона Сетте-дабанского палеорифта: формирование структуры и оруднения II
Переломная свита с конгломератами в основании несогласно залегает на размытой поверхности курпанджинской и маучанской свит. В Курпанджинском блоке она сложена красно- и зеленоцветными песчаниками, гравелитами, известняками, глинистыми известняками, аргиллитами, туфоизвестняками, туфоалевролитами, туфопесчаниками, в кровле появляются серые известняки, обломочные, органогенно-обломочные, брахиоподовые с Validospirifer vel., Enchondro-spirifer ex gr. communus (Sid.), свидетельствующие о позднефаменском возрасте вмещающих пород. Известняковые песчаники и гравелиты содержат обломки измененных базальтов, полевых шпатов, кварца, гематита и ильменита.
Рудные минералы образуют послойные скопления, подчеркивающие мелкую разнонаправленную косую слоистость. Максимальная мощность свиты 350 м. В направлении к Курпанджинскому разлому и Ольчанскому палеоподнятию отложения свиты выклиниваются.
В Придорожном блоке свита мощностью 100-200 м сложена преимущественно зеленовато-серыми известняками и известняковыми песчаниками, чередующимися с пластами зеленоцветных гравелитов и конгломератов, редко в кровле ее встречаются прослои брахиоподовых известняков. В пределах блока область распространения отложений свиты ограничивается зонами Томпонского и Улахского разломов.
В конце позднего фамена большую часть Джалканской рифтовой долины охватили процессы эрозии и денудации. Осадконакопление происходило лишь в пределах опущенного Курпанджинского блока, представлявшего собой седиментационную впадину, которая заполнялась продуктами размыва обрамляющих ее поднятий, в том числе и медоносных базальтов курпанджинской свиты. В пределах впадины выделяется толща пестроцветных флишоидных отложений нижней подсвиты менкюленской свиты.
Отложения нижнемеикюлеиской подсвиты трансгрессивно перекрывают подстилающие породы переломной свиты. Она сложена лагунными и прибрежно-морскими отложениями - вишневыми известняковыми песчаниками, темно-вишневыми алевролитами и аргиллитами, реже зеленовато-серыми песчаниками, гравелитами и известняками, содержащими позднефаменские фораминиферы Archaelagena aff. globoiea Petr., водоросли Komaena tatarstanica Antr., К. awirsi Mamet et Royx, K. delikata Antr., Umbella mica Pojark. и др. Для нижнеменкюленской подсвиты характерны отчетливые регрессивные ритмы с размывами в основании и выдержанные по мощности и протяженности горизонты медистых песчаников с пирит-халькопирит-борнит-халькозиновым оруденением седиментационно-диагенетически-катагенетического типа. Максимальная мощность подсвиты 300-350 м. В направлении к палеоподнятиям отложения постепенно выклиниваются.
В турнейское время начались медленные нисходящие движения, охватившие всю Джалканскую палеорифтовую долину. Она представляла собой протяженную межгорную впадину, заполнявшуюся молассоидной медоносной толщей средне-верхнеменкюленской подсвит.
Отложения среднеменкюлеиской подсвиты распространены по всей палеорифтовой зоне. В Курпанджинском блоке они трансгрессивно перекрывают размытую поверхность нижележащих отложений вплоть до сегеняхской свиты. Подсвита представлена в основании конгломератами и гравелитами с галькой базальтов, сменяющимися красноцветными известняковыми песчаниками, туфоалевролитами, туфоаргиллитами, конгломератами и гравелитами максимальной мощностью 150-180 м. Для отложений характерны крупная косая слоистость, внутренние размывы, линзовидные горизонты медистых песчаников катагенетического, эксгаляционно-гидротермально-осадочного и эксгаляционно-метасоматического типов, тяготеющие к зоне Курпанджинского разлома. По условиям образования они относятся к аллювиально-дельтовым и прибрежно-морским фациям.
В пределах Воронинского блока отложения среднеменкюленской подсвиты несогласно залегают на размытой поверхности базальтов курпанджинской свиты, а местами на доломитах маучанской (верховье р. Джалкан). Подсвита представлена преимущественно красно-цветными конгломератами, гравелитами, песчаниками, туфоалевролитами, туфоаргиллитами, реже зеленоцветными песчаниками, известняками и прерывистыми горизонтами медистых песчаников и конгломератов с халькопирит-борнит-халькозиновой минерализацией. Среди красноцветных обломочных пород встречен покров трахибазальтов и базальтов мощностью 20-300 м, состоящий из 5-6 потоков. Базальты и трахи-базальты зеленовато-серые и темно-зеленые массивные, в кровле потоков миндалекаменные с красноватым оттенком, иногда темно-вишневые интенсивно гематитизированные. В них широко развиты эпидотизация пород и связанные с ней рассеянная вкрапленность и прожилки самородной меди. Среди базальтов отмечаются прослои вишнево-красных алевролитов, гравелитов и песчаников мощностью 2-30 м. Покров примыкает к зоне магмоподводящего тектонического нарушения, являющегося оперением Воронинского разлома. Кроме того, сама зона Воронинского разлома "залечена" базальтами, а в стороны от нее в отложениях маучанской свиты наблюдаются силлы базальтов мощностью до 100 ми протяженностью 0, 5-2, 5 км. Мощность среднеменкюленской подсвиты в Воронинском блоке 200-400 м.
В Придорожном блоке отложения среднеменкюленской подсвиты мощностью 100-200 м несогласно залегают на породах переломной. Это параллельно- и косослоистые известняковые песчаники вишнево-красные, розовые, зеленовато-серые, пестроцветные гравелиты и конгломераты, редко маломощные линзовидные потоки базальтов. В них многочисленны горизонты медистых песчаников и конгломератов с халькозин-борнит-халькопиритовой минерализацией.
Отложения верхнеменкюленской подсвиты максимальной мощностью 120 м развиты локально в Воронинском и Курпанджинском блоках.
Представлены зеленовато-серыми песчаниками, серыми косослоистыми магнетит-содержащими песчаниками, обломочными известняками, реже конгломератами и гравелитами. В известняках кровли свиты обнаружены фораминиферы Endotura perfida Grozd. et Leb., E. explicata Gan., Planoendothyra coarta (Voiz.), характерные для вернетурнейских и нижневизейских отложений, и ругозы Zaphirentites parallela (Carruthers), свойственные верхнетурнейским.
Максимальная мощность менкюленской свиты 650 м. Породы ее полностью выклиниваются в направлении к обрамляющим палеорифтовую зону палеоподнятиям.
Сложная палеогеографическая обстановка, глубокие размывы девонских отложений на внутренних палеоподнятиях, накопление мощной толщи пестроцветных меденосных молассоидных отложений, многократные излияния базальтов - все это указывает на высокую тектоническую и магматическую активность палеорифтовой зоны в турнейское время.
Пятый тектономагматический цикл завершается резким опусканием всей территории Сетте-Дабанского палеорифта и накоплением в его пределах нижнекаменноугольных (визейских) глубоководных турбидитных отложений куранахской толщи мощностью 200-1500 м. Куранахская толща трансгрессивно перекрывает сложнопостроенные структуры палеорифтовых зон и размытые поверхности палеоподнятий. В пределах Джалканской палеорифтовой зоны на отложениях менкюленской свиты несогласно залегают черные известняки и известковистые алевролиты с горизонтами олистостром. В конце цикла по регенерированным конседиментационным и магмоподводящим разломам внедрились дайки и силлы габбро-диабазов, выявленные на левобережье р. Ольчан среди визейских отложений. После этого началось стабильное пострифтовое опускание территории Южного Верхоянья с образованием обширного субокеанического бассейна, в котором накапливались черносланцевые терригенные отложения верхоянского комплекса, характеризующие обстановку пассивной континентальной окраины.
В девоне - раннем карбоне палеоподнятия, ограничивающие Джалканскую зону, также развивались в рифтогенной обстановке.
Улахское палеоподнятие, ограничивающее Джалканскую палеорифтовую зону с запада, представляло собой область интенсивной денудации. Процессы рифтогенеза в его пределах проявились в формировании линейного дайкового пояса трахидолеритов и долеритов. Насыщенность ордовикских и кембрийских отложений дайками составляет многие десятки на 1 км. В Придорожном блоке терригенные отложения Джалканской зоны содержат многочисленные остроугольные и плохо скатанные обломки и гальку силурийских и ордовикских отложений, сносимых с палеоподнятия.
Мощность эродированных на палеоподнятий отложений достигает 3-4 км. В стадию пострифтового опускания территории среднекаменноугольные терригенные отложения имтаджинской свиты с базальными конгломератами в основании несогласно перекрыли размытую поверхность палеоподнятия - нижне-среднеордовикские известняки, пронизанные дайками основного состава.
Ольчанское палеоподнятие, разделяющее Джалканскую и Восточно-Хандыгскую палеорифтовые зоны, уже с раннего девона представляло собой приподнятую структуру, где процессы эрозии преобладали над аккумуляцией. Непосредственно на силурийских отложениях здесь несогласно залегает нижне-среднедевонская толща пестроцветных конгломератобрекчий, конгломератов, гравелитов, доломитов, алевролитов и гипсов мощностью до 150 м. В конгломератах содержатся многочисленные обломки, галька и валуны силурийских пород.
Пестроцветная толща перекрыта покровом базальтов мощностью до 80 м, на которых сохранились фрагменты древней коры выветривания базальтов (р. Ольчан).
На базальтах несогласно залегают темно-серые известняки и алевролиты нижнекаменноугольной куранахской толщи (визе). По обрамлению Джалканской зоны ордовикские и силурийские отложения палеоподнятия насыщены дайками диабазов, образующими линейно ориентированный дайковый пояс.
На основании главным образом геохимических, минералого-петрографических и палеогеографических критериев исследователями Сетте-Дабана установлена генетическая и парагенетическая связь медного оруденения с основным базальтоидным магматизмом. По данным И.П.Никольской и Р.Н.Дорофеевой, изучавших основной магматизм Джалканской зоны, базальты по петрохимическим особенностям относятся к формации трахибазальтов. Однако среди них выделяются как трахибазальты субщелочного ряда, так и оливиновые базальты и базальты нормального ряда.
Выделенные породы присутствуют во всех покровах, переходы между ними постепенные. Однако вверх по разрезу джалканской серии отмечаются заметное увеличение щелочности пород и резкое преобладание трахибазальтов над базальтами. По типу щелочности базальты относятся к K-Na серии.
Все базальтовые покровы пропилитизированы, но наиболее интенсивно процессы пропилитизации проявлены в базальтах курпанджинской свиты.
Вторичные минералы - хлорит, серицит, эпидот, амфибол, альбит, кальцит, лейкоксен, кварц, реже калиевый полевой шпат, биотит и пирит - развиваются по породообразующим минералам (плагиоклазу, пироксену, оливину) и основной массе. С процессами пропилитизации базальтов связано наличие в них сульфидной минерализации (пирит, халькопирит, халькозин, борнит) и самородной меди, которая встречается только в базальтах курпанджинской и менкюленской свит (Джалканское проявление самородной меди в базальтах). Самородная медь локализуется в участках интенсивно пропилитизированных пород в агрегативной лейкоксен-цоизитовой, лейкоксен-эпидот-цоизит-кальцит-кварцевой массе с серицитом, альбитом и калиевым полевым шпатом. Микроскопическая вкрапленность самородной меди отмечается в замещенных эпидотом клинопироксенах, альбитизированных, эпидотизированных и окварцованных реликтах плагиоклаза в основной массе породы. Оторочки меди наблюдаются вокруг гематита и титано-магнетита.
Более крупные выделения самородной меди обособляются в амигдалоидных горизонтах во вторичных эпидоте, кальците, кварце, хлорите и полиминеральных миндалинах. Содержание меди в амигдалоидах в десятки и сотни раз превышает таковое в афировых базальтах. Рудные тела представляют собой стратифицированные горизонты мощностью 0, 5-4 м с содержанием меди 0, 5-6%. Самородная медь образует как тонкую вкрапленность, так и крупные вкрапленники и прожилки. В аллювии р. Джалкан обнаружены самородки меди массой от 0, 05 до 15кг.
В геохимическом отношении для базальтов характерны в 1, 5-2 раза превышающие кларки для основных пород концентрации меди и серебра, ровные высокие содержания висмута, кадмия, мышьяка и бора. На уровне кларка в них содержания кобальта, цинка, олова, германия, галлия, ниже кларковых концентрации титана, ванадия, никеля, молибдена, свинца, фосфора и хрома.
Среднее содержание меди в базальтах крайнинской и сегеняхской свит 0, 0117% при коэффициенте вариации 47-54%, в базальтах курпанджинской свиты -0, 0150% при коэффициенте вариации от 66-83 до 200%. При этом в базальтах устанавливается тесная корреляционная связь меди и серебра, кобальта и никеля.
Повышенные содержания и устойчивые корреляционные связи Си, Ag, Pb, Со, Ni, V, Ti отмечались во всех осадочных отложениях джалканской серии. По данным А.К.Иогансона, на Курпанджинском месторождении медистых песчаников пестроцветные осадочные отложения переломной и менкюленской свит, перекрывающие меденосные покровы базальтов, содержат примесь туфогенного материала в количестве 20-30 и даже 80%. Обломочный материал в них представлен скатанными и остроугольными обломками измененных базальтов и карбонатных пород, гематитом и титаномагнетитом. Палеогеографический анализ показывает, что обломочный материал в Курпанджинскую впадину поступал с Воронинского блока, где наблюдается глубокий размыв меденосных базальтов. Средние содержания меди в пестроцветных отложениях переломной и менкюленской свит близки к рассчитанным для базальтов курпанджинской свиты, а в рудоносных пачках составляют 0, 018-1, 03%, серебра 0, 18-0, 33 г/т. Коэффициент вариации 200-560%. Отмечаются также высокие корреляционные связи меди и серебра, ванадия, никеля, хрома и кобальта.
Таким образом, наличие обломков меденосных базальтов в пестроцветных отложениях, близкие средние содержания и корреляционные связи химических элементов в осадочных и магматических образованиях однозначно указывают на парагенетическую связь оруденения в медистых песчаниках с медным оруденением в базальтах.
В заключение можно сделать следующие выводы.
1. Формирование палеорифтовой структуры происходило на фоне регионального раздвига территории в течение девон-раннекаменноугольного периода. В пределах Сетте-Дабана растягивающие движения компенсировались в зонах глубинных разломов образованием сложнопостроенных грабенов.
2. Джалканская зона представляла собой протягивающийся на сотни километров ступенчатый грабен шириной 45-50 км, который был заполнен толщей терригенно-вулканогенно-карбонатных отложений джалканской серии мощностью 900-3500 м. Данный фациальный разрез девонских отложений характерен только для Джалканской зоны и обнаруживает лишь отдаленное сходство с разрезами других одновозрастных палеоструктур Сетте-Дабана.
3. Толща рифтогенных отложений, выполняющих грабен, сформирована в течение пяти тектономагматических циклов. Каждый цикл начинался тектоно-магматической активизацией и заканчивался накоплением континентальных и мелководно-морских терригенно-карбонатных отложений. Такая закономерно повторяющаяся в пределах палеорифта цикличность, вероятно, была вызвана пульсирующими волнами глубинного теплового потока. Восходящая волна теплового потока обусловливала инверсионные и раздвиговые движения земной коры и сопровождалась внедрением в пределах палеорифта многочисленных линейно ориентированных даек основного состава и заложением глубинных разломов. При достижении разломами нижнекоровых горизонтов по ним происходили трещинные излияния базальтовых лав, заполняющих палеорифтовые долины. Спад теплового потока при многократных излияниях базальтов обусловливал нисходящие движения земной коры и накопление в пределах палеорифта морских осадков.
4. В течение рифтогенеза интенсивность тектонической и магматической активности постоянно нарастала. От цикла к циклу происходило расширение палеорифтовой зоны. Максимум тектономагматической активности приходится на фамен-турнейское время, за которым последовали стабильное пострифтовое опускание территории и дальнейшее ее развитие в обстановке пассивной континентальной окраины.
5. Заложившиеся в периоды тектонической активизации глубинные разломы представляли собой типичные сбросы. Амплитуды вертикальных перемещений по ним в каждый тектономагматический цикл достигали 100-700 м, а за весь период рифтогенеза составили от 900 до 2700-3500 м. Разломы имели конседиментационный, магмоподводящий и рудо-контролирующий характер. Они определяли границы бассейна седиментации, смену состава, мощностей осадочных и магматических образований, служили каналами при трещинных излияниях базальтовых лав. Неравнозначные амплитуды вертикальных перемещений по разломам обусловливали образование в пределах рифтовых долин расчлененного палеорельефа. Это приводило к эрозии меденосных вулканитов на внутренних палеоподнятиях и способствовало формированию медистых песчаников в седиментационных впадинах. Вдоль зон разломов среди меденосных пестроцветных отложений отмечаются эксгаляционно-гидротермально-осадочные и эксгаляционно-метасоматические руды, что свидетельствует о немаловажном рудо-контролирующем значении этих разломов.
6. С магматическими образованиями Джалканской палеорифтовой зоны генетически связано самородно-медное оруденение в базальтах курпанджинской и менкюленской свит (тип Верхнего Озера, США) и парагенетически - седиментационно-диагенетически-катагенетическое оруденение в медистых песчаниках менкюленской свиты (тип Уайт-Пайн, США).
7. За время формирования девон-нижнекаменноугольных отложений джалканской серии сформировался Сеттедабанский субвулканический долеритовый комплекс малых интрузий, образующий линейно ориентированные дайковые пояса в пределах палеорифтовой зоны и на ограничивающих ее палеоподнятиях.
Закономерности развития Джалканской зоны характерны и для Восточно-Хандыгской и Белореченской палеорифтовых зон Сетте-Дабана. Реконструкция становления этих зон позволит объективно прогнозировать ресурсы стратифицированного медного оруденения, а в Белореченской зоне, где широко проявлен ультраосновной магматизм, определить направление дальнейших поисков редко-метально-редкоземельного оруденения и алмазов.
На основании изложенного можно с уверенностью говорить о том, что в девон-раннекаменноугольный период на территории Южного Верхоянья имели место процессы континентального рифтообразования, положившего начало формированию Верхоянской пассивной континентальной окраны.