Ряды рудных формаций месторождений цветных и благородных металлов в различных геодинамических обстановках I
Многочисленные научные труды Д.И.Горжевского по геологии, тектонике и металлогении Рудного Алтая, а также публикации сотрудников ЦНИГРИ, МГРИ, работавших под его руководством, последовательно подводили к новому пониманию обстановок формирования колчеданно-полиметаллических месторождений. Предлагаемое исследование было начато по инициативе Давида Иосифовича. На протяжении всего периода исследования автор пользовался доброжелательными советами и старался учесть критические замечания Д.И.Горжевского.
Складчатая система Юго-Западного Алтая входит в состав Зайсанской герцинской складчатой области и расположена между каледонскими Алтае-Саянской областью на востоке и Чингиз-Тарбогатайской - на западе. По особенностям тектонического строения, истории развития и металлогении Зайсанская складчатая область подразделяется на две части: краевая северо-восточная часть относится к складчатой системе Юго-Западного Алтая, внутренняя и краевая юго-западная части - к Иртыш-Зайсанской. Граница между этими системами проводится по зоне Иртышского глубинного разлома.
Западная краевая система Зайсанской складчатой области представляет собой активную континентальную окраину одноименного гипотетического океана. С позднего турне по серпуховское время на коре переходного и океанического типов сформировалась островодужная система (Сарсазанская и Жарма-Саурейская структурно-формационные зоны) с сопровождающими ее морскими междуговыми и задуговыми бассейнами. Островодужный этап завершился внедрением гранитоидов, с которыми ассоциирует медно-порфировое оруденение. Осевой структурой Зайсанской области является Чарская зона, в пределах которой развит офиолитовый комплекс, сопоставляемый с корой океанического типа. Восточнее этой зоны распространены глубоководные морские и карбонатно-терригенные отложения, которые в Западно-Калбинской зоне отвечают флишоидной формации, а в Калба-Нарымской - аспидной. По мнению ряда исследователей, аспидная формация Калба-Нарымской зоны сформировалась в осевой части и вдоль внешнего приконтинентального склона глубоководного желоба. К нижне-среднекаменноугольным черносланцевым формациям Чарской и Западно-Калбинской зон приурочены месторождения золото-углеродистого семейства. В Калба-Нарымской зоне с пермскими гранитоидами связаны редкометальные месторождения с оловом, вольфрамом, танталом, ниобием.
Примыкающая с запада к Рудноалтайской структурно-формационной зоне Иртышская сложена карбонатно-терригенными отложениями силура - позднего девона и более древними метаморфическими породами, с которыми ассоциируют протрузивные тела серпентинитов и метабазитов. В среднепалеозойских флишоидных формациях Иртышской зоны развито медно-пирротиновое оруденение, относящееся к колчеданно-полиметаллической формации в углеродисто-терригенных толщах. Консолидация Иртышской зоны произошла в конце девона, и с этого времени она развивалась в составе восточной краевой системы.
Восточная краевая система (или складчатая система Юго-Западного Алтая) относится (по Д.И.Горжевскому) к типу вторичных эвгеосинклиналей или риолитоидной геосинклинали, заложенных на древних срединных массивах. В ее рамках Е.И.Филатов и Е.П.Ширай выделяют систему девонских островных дуг, раннеостроводужную стадию развития которых фиксирует базальт-риолитовая формация (D2-D3), зрелую - фаменская андезит-дацитовая. Основная формация, вмещающая колчеданно-полиметаллические месторождения, - базальт-риолитовая (базальт-риолитовая кремнисто-терригенная), которая по соотношению щелочей делится на три субформации: натриевую с промежуточную - калиево-натриевую и калиевую . При этом в зависимости от изменения петрохимической специализации рудоносной формации закономерно изменяется состав руд полиметаллических месторождений от медно-цинково-колчеданных до свинцово-цинково-колчеданных.
В составе рассматриваемой складчатой системы выделяются Рудноалтайская, Южно-Алтайская (или Белоубинско-Маймырская), Холзунско-Сарымсактинская, Коргонская (на востоке) и Иртышская (на западе) структурно-формационные зоны.
Система Юго-Западного Алтая развивалась на пассивной окраине Алтае-Саянского палеоконтинента, структурно-формационные комплексы которого представлены кремнисто-терригенными и карбонатно-терригенными шельфовыми формациями венд-ранне-палеозойского - силурийского возраста, пронизанными позднекаледонскими (досреднедевонскими) гранитоидами, т.е. территория Рудноалтайской провинции уже в начале девона сформировалась на коре континентального типа. В конце раннего - начале среднего девона в связи с расширением Зайсанской геосинклинальной области древнее поднятие подверглось процессам тектонической деструкции и геосинклинальной переработки. В позднезмское - эйфельское время весь блок земной коры переходного и континентального типов между Иртышским и Локтево-Караиртышским глубинными разломами характеризовался преобладанием обстановки тектонического растяжения и был охвачен дифференцированным погружением. Анализ развития структур, а также латерально-вертикальных рядов геологических формаций позволил выделить два основных этапа формирования складчатой системы Юго-Западного Алтая, отвечающих различным геодинамическим режимам ее развития. Первый этап охватывает промежуток времени от раннего девона до франского века и обусловлен процессами континентального рифтогенеза, второй - от фаменского века до раннего карбона (серпуховский ярус) и соответствует островодужным обстановкам. При этом латеральный ряд последовательно образующихся структур первого этапа развивается с востока на запад, а второго - с запада на восток.
Параллельно с нашими исследованиями казахстанские геологи опубликовали книгу "Геология и металлогения Юго-Западного Алтая", в которой сделан аналогичный вывод о формировании рифтогенных структур и связанного с ними колчеданно-полиметаллического оруденения в дофаменское время.
Рифтогенный этап. Начинается с формирования Коргонского и Холзунско-Сарымсактинского прогибов, соответствующих одноименным структурно-формационным зонам. Заложение первого отмечается с раннего девона, второго - с эмского времени. Прогибы завершают свое развитие практически одновременно в раннем живете и характеризуются значительной мощностью (5000-7500 м) выполняющих их осадочно-вулканогенных толщ. В основании разреза развиты красноцветные и пестроцветные карбонагао-терригенные отложения, с которыми ассоциируют субщелочные вулканиты базальт-андезитовой формации. Выше эти континентальные осадки сменяются морскими вулканогенно-осадочными отложениями, объединяемыми в известково-кремнисто-терригенную риолит-трахидацит-трахириолитовую формацию со свинцово-цинковым и железо-марганцевым оруденением. Более молодые (верхнеживетские - франские) отложения обоих прогибов, сохранившиеся в локальных впадинах, представлены углеродсодержащими терригенными.
Линейная форма изучаемых структур, ограниченных разломами, характер слагающих их разрезов с последовательной сменой континентальных фаций морскими, повышенная щелочность вулканитов, имеющих калиевую специализацию, позволяют рассматривать Холзунско-Сарымсактинский и Коргонский прогибы в качестве континентальных рифтов. Между тем некоторые исследователи сопоставляют их с вулканоплутоническими поясами.
К западу от Холзунско-Сарымсактинской и Коргонской зон располагается Рудноалтайская зона, подразделяющаяся с востока на запад на Синюшинскую (Лениногорско-Зыряновскую), Быструшинскую и Алейскую подзоны. Синюшинской и Алейской подзонам отвечают одноименные прогибы. Последние также следует отнести к рифтогенным. Каждый из прогибов имеет во внутренней части крупное продольное поднятие, сложенное нижнепалеозойскими породами. В бортах прогибов развита вулканогенно-осадочная базальт-риолитовая формация ранне-позднедевонского возраста. Ряд рифтогенных формаций в Рудноалтайской зоне начинается широко распространенной базальт-риолит-кремнисто-терригенной формацией, определяющей металлогеническую специализацию Рудного Алтая на колчеданно-полиметаллическое оруденение. Формация развита в пределах Синюшинского и Алейского прогибов, соответствующих одноименным структурно-формационным подзонам Рудноалтайской зоны. Если проанализировать возрастной диапазон отложений этой формации в разных подзонах в направлении с юго-востока на северо-запад, то видно, что в Синюшинской подзоне он соответствует эмсу - раннему живету, а в Алейской - позднему живету - франу. В этом же направлении увеличивается мощность отложений формации от 1000-1500 м (на востоке) до 2500-3500 м (на западе).
В Синюшинском прогибе формация (возрастной интервал эмс - ранний живет) представлена следующим разрезом. В основании развиты вулканогенные и вулканогенно-осадочные породы кислого, смешанного и в подчиненном количестве основного составов, в верхних частях - преимущественно тонкообломочные терригенно-карбонатно-кремнистые породы с линзами вулканитов кислого состава. Среди продуктов кислого вулканизма калиевого профиля, определяющих облик формации, наиболее распространены экструзивные и субвулканические тела риолитов, потоки риолитов, пирокластические разности (туфы, туффиты, тефроиды).
В Алейском прогибе отмечается наиболее полный разрез формации (поздний живет - фран). Нижняя часть разреза представлена главным образом осадочными породами (известковистыми, кремнистыми алевролитами), средняя - вулканитами кислого состава, верхняя - примерно равным соотношением вулканитов кислого и основного составов и осадочных пород. Петрохимически вулканиты отвечают натровому или калиево-натровому типу щелочности. Вулканизм носит антидромный характер.
Изучив распределение фаций в пространстве и их сочетание, большинство исследователей пришли к мнению, что вулканогенные породы образованы в результате деятельности вулканов как центрального, так и трещинного типов в подводных прибрежно-морских условиях, при этом отдельные вулканы возвышались над уровнем моря в виде островов. Наличие вулканических островов позволило некоторым авторам рассматривать этап формирования базальт-риолитовой формации как островодужный. Но по систематике геодинамических режимов В.Е.Хаина и М.Г.Ломизе островодужная система должна состоять из ряда необходимых элементов: вулканическая дуга, задуговые и междуговые бассейны. Такого ряда латеральных структур на Рудном Алтае до фаменского века не отмечалось, что можно считать важным аргументом в пользу высказанной в данной работе гипотезы о формировании базальт-риолитовой формации в рифтогенный этап.