Блок для углубленного изучения. 
Геодинамика и минерагения

Геологические факторы размещения месторождений полезных ископаемых

Главнейшими геологическими факторами, определяющими размещение месторождений и условия залегания полезных ископаемых, являются геодинамические и структурноформационные. Первые характеризуют изначальные и последующие эволюционные во времени и пространстве геодинамические обстановки формирования вторых, т. е. структурно-вещественных комплексов и ассоциирующих с ними концентраций полезных компонентов. В свою очередь, структурно-формационные факторы сами являются индикаторами определенных геодинамических обстановок.

Геодинамические факторы и обстановки, реювенация континентальных плит

Вопросы геодинамики применительно к минерагеническому анализу наиболее обоснованы плсйт-тсктоническими моделями А. Митчелла, М. С. Гарсона, А. А. Ковалева, О. Г. Сорохтина, С. А. Ушакова и других исследователей. Согласно этим моделям условия образования полезных ископаемых и закономерности их размещения тесно связаны с эволюцией литосферных плит.

Геодинамические факторы определяются процессами формирования внутренних геосфер, в особенности континентальной коры, и дрейфом литосферных плит в геологической истории Земли. Образование полезных ископаемых происходило синхронно с необратимой эволюцией литосферы.

В начальной стадии в раннем архее (3,8—2,6 млрд лет назад) возникли обособленные континентальные плиты.

С момента формирования плотного земного ядра (2,8— 2,6 млрд лет) эволюция континентальной коры протекала циклично в процессе разогрева или охлаждения мантии и периодического изменения скорости и направления конвективного массообмена. Согласно О. Г. Сорохтину и С. А. Ушакову, в процессе химико-плотностной конвекции в мантии последовательно и попеременно возникали одноячеистые (четные) и сменявшие их двухъячеистые (нечетные) конвективные структуры (рис. 1.1). Синхронно.

Рис. 1.1. Зависимость конвективных циклов п_с от времени i в геологической истории Земли с прогнозами на будущее (по О. Г. Сорохтину, С. А. Ушакову) с одноячеистыми структурами происходило столкновение континентальных плит с образованиями суперконтинентов и коллизионных складчатых поясов. С двухъячеистыми структурами связаны деструктивные эпохи (2,3, 1,5 и 0,7 млрд лет), сопровождавшиеся расколами континентов и активными проявлениями базальтоидного магматизма в рифтовых зонах.

На рубеже архея и протерозоя (2,6—2,5 млрд лет) из обособленных континентальных щитов сформировался первый суперконтинент Моногея. Спустя 200 млн лет произошло его дробление, в результате которого многие щиты, спаявшиеся в кеноранскую эпоху глобальной орогении, вновь обособились. В следующие четные после архея конвективные циклы (п_с — 2,4 и 6) и совпадающие с ними по времени глобальные орогении (свекофенская — 1,9—1,8; грепвильская — 1,1 —1,0; герцинская — 0,3—0,2 млрд лет) произошло образование единых суперконтинентов (соответственно, Мегагеи (рис. 1.2), Мезогеи и Пангеи) с глобальными складчатыми поясами. Периоды стабилизации этих суперконтинентов (100—150 млн лет) сменялись более продолжительными периодами их раскола.

Эпоха распада Мегагеи (рис. 1.3) характеризуется возникновением в раннем рифее внутриплатформенных рифтов и авлакогенов и глобальных анорогенных вулкано-плутонических поясов по окраинным рифтогенным структурам (например, Северо-Американской платформы или западной окраины Восточно-Европейской платформы).Структура, сформировавшаяся в среднем рифее на одноячеистой конвективной структуре Мезогея, в позднем рифее и венде распалась (с возникновением двухъячеистой конвективной структуры) на два приполярных суперконтинента: северный — Лавразию и южный — Гондвану, разделенных широким кольцевым океаническим бассейном Прототетис. Лавразия развивалась на восходящем конвективном потоке в мантии с образованием в венде рифтов и сопряженных с ними пассивных континентальных окраин. Напротив, в это время Гондвана под воздействием нисходящего конвективного потока испытывала напряжение сжатия, что привело к возникновению орогепов на месте океанических трогов и бассейнов.

Деструктивные процессы пятого конвективного цикла достигли апогея около 0,7 млрд лет назад, после чего центробежный дрейф континентов изменил направление к их консолидации в суперконтинент — Пангею (рис. 1.4).

Конфигурация Пангеи, но длине была ориентирована вдоль оси вращения Земли. Распад Пангеи в мезозое и кайнозое в результате последующего центробежного дрейфа континентов, соответствующего седьмому конвективному циклу, привел к современному их расположению. Возникновение следующего суперконтинента, названного Гипергеей, возможно произойдет через 1,6 млрд лет (см. рис. 1.1).

Рис. 1.2. Реконструкция Мегагеи 1,8 млрд лет назад (по О. Г. Сорохтину, С. А. Ушакову):

1 — красноцветы; 2 — консолидированная континентальная кора; 3 — складчатые пояса; Ав — Австралия; САм, ЮАм — Северная, Южная Америка; Ан — Антарктида; ЗАф, ЦАф, ЮАф — Западная, Центральная, Южная Африка; Ев — Европа; Ин — Индия; Сб — Сибирь.

Геодииаминеские обстановки, реконструируемые по геологическим и рудным формациям и комплексам, палеомагнитным и геоморфологическим данным, возникали в различные геологические эпохи (циклы) в результате взаимодействия литосферных плит между собой и внутриплитных тектонических процессов. Такие обстановки выделяют по типам земной коры и подвижности.

Рис. 1.3. Распад Мегагеи около 1,4 млрд лег назад (по О. Г. Сорохтину, С. А. Ушакову):

Кз — Казахстан; Кт — Китай.

Рис. 1.4. Пангея около 200 млн лет назад (по А. Вегенеру, Smith Briedcn, 1972 г.).

Как известно, но составу и строению различают континентальный и океанический типы земной коры, слагающие соответственно континенты и подстилающую акваторию (ложе) океанов и переходный между ними субконтинентальный и субокеанический типы.

Ядрами континентов являются платформы и щиты, океанов — абиссальные впадины. Эти геоструктуры характеризуются относительно стабильными геодинамическими обстановками, нарушаемыми внутриплитной тектоно-магматической активизацией, над ареалами конвективных потоков так называемых горячих точек, или горячих пятен.

Мобильные геодинамические обстановки возникали на границах и в краевых частях континентальных и океанических плит. При столкновении плит формировались конвергентные деструктивные их границы. С раздвижением плит связаны дивергентные аккреционные границы.

Основными геодинамическими обстановками, возникающими на конвергентных границах плит, являются субдукционные и коллизионные. На дивергентных границах плит континентов и зон перехода проявлены обстановки их пассивных окраин, формирования рифтов, авлакогенов и ложа спрединговых окраинных морей; в океанах — срединноокеанических хребтов различных скоростей спрединга. В период консолидации суперконтинентов преобладали субдукционные и коллизионные обстановки.

С процессами субдукций связано формирование на континентах и в зонах перехода окраинно-континентальных вулканических поясов, островных дуг типа микроконтинентов, а в океанах — энсиматических островных дуг с корой океанического или субокеанического типа.

Коллизионные обстановки на континентах и в переходных к океану зонах детерминированы процессами столкновения континентов либо между собой, либо с островными дугами. Они проявлены орогенами гималайского и кавказского типов и обдукционными офиолитовыми поясами. Кроме того, коллизионные обстановки фиксируются в океанических и окраинных морских бассейнах образованием покровночешуйчатых надвиговых пластин в результате обдукции при скучивании офиолитов и перекрывающих их осадков.

Поперечное положение по отношению к указанным мобильным геоструктурам занимают зоны скольжения плит вдоль трансформных (сдвиговых) разломов. При этом.

Рис. 1.5. Глобальные эпохи реювенации докембрийской коры Восточно-Европейской и Сибирской платформ и Памира (по Д. В. Рундквисту, 1993 г.):

1 — время формирования первичной коры; 2 — время проявления эпох реювенации в структурах: 1—3 — Алданского щита; 4 — Северо-Прибайкальской зоны; 5 — Таймырской зоны; 6 — Анабарского щита; 7—9 — Балтийского щита; 10—11 — Украинского щита; 12 — Памира (архейский блок); эпохи реювенации: I — кеноранская (Моногея); II — свекофенская (Мегагея); III — гренвильская (Мезогея); IV — байкальская (Лавразия и Гондвана); V — каледонско-гсрцинская (Лавразия); VI — альпийско-киммерийская (Пангея) могли создаваться обстановки формирования рифтов и зон субдукций, а также относительно коротких зон сирединга типа пул-апарт.

Формирование первичной континентальной коры, начавшееся в катархее, продолжалось в последующие геологические эпохи. Однако более 80% существующей континентальной коры было сформировано в течение раннего докембрия (до 1,65 млрд лет). Начиная с момента образования Моногеи, происходила неоднократная реювенация первичной коры. Согласно Д. В. Рундквисту и М. В. Минцу (1995 г.), реювенация в геодинамической эволюции — это «совокупность региональных процессов омоложения ранее сформированной континентальной коры с новыми проявлениями магматизма, метаморфизма и рудообразования». В процессе реювенации может происходить как регенерация ранее возникших месторождений, так и образование новых — других генотипов.

Главные эпохи реювенации в разновозрастных структурах земной коры синхронны с образованием: в кеноранскую эпоху на суперконтиненте Моногее — гранулито-зеленокаменных зон и гранит-зеленокаменных областей; в последующие эпохи — коллизионных складчатых поясов, которые формировались в Мегагее, Мезогее, Гондване — Лавразии и Пангее соответственно в гренвильской, байкальской, каледоно-герцинской и киммерийско-альпийской эпохах реювенации (рис. 1.5).