К проблеме геологического и структурно-тектонического районирования Архангельской алмазоносной провинции

РЕФЕРАТ По курсу: «Фундаментальные проблемы геологии нефти и газа»

На тему: «К ПРОБЛЕМЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО И СТРУКТУРНО-ТЕКТОНИЧЕСКОГО РАЙОНИРОВАНИЯ АРХАНГЕЛЬСКОЙ АЛМАЗОНОСНОЙ ПРОВИНЦИИ»

К проблеме геологического и структурно-тектонического районирования Архангельской алмазоносной провинции районирование алмазоносный провинция магматизм Предложено новое районирование Зимнебережного района на основе структурно-тектонических особенностей строения территории Архангельской алмазоносной провинции (ААП). В районе выделены восемь полей щелочно-ультраосновных пород, причем в Верхотинском и Золотицко-Кепинском полях установлены тела кимберлитов и оливиновых мелилититов. В обоих полях выявлены трубки с промышленной алмазоносностью. Поля приурочены к выступам кристаллического фундамента с повышенным значением магнитного поля и имеют четкую структурно-тектоническую позицию.

В ААП (субпровинции, по мнению В. И. Вага — нова [3]) установлены проявления щелочно-ультраосновного и шелочно-основного магматизма, в том числе и алмазоносного, находки алмаза и его минералов-спутников в аллювии и вторичных коллекторах. Географически она протягивается от Тиманского кряжа на северо-востоке до оз. Лача на юго-западе и от Терского берега Белого моря на северо-западе до слияния рек Северная Двина и Вычегда на юго-востоке. В геологическом плане ААП охватывает юго-восточный склон Балтийского щита, Мезенскую синеклизу и Северо-Тиманское поднятие. Геологическое районирование территории ААП имеет важное научно-практическое значение, определяющее направление и методику поисков коренных месторождений алмазов. Территория любой алмазоносной провинции охватывает многие тысячи квадратных километров (например. Якутская или Южно-Африканская [10]). По многим геологическим, тектоническим, структурным и другим закономерностям размещения кимберлитов и родственных им пород провинции подразделяются на районы [3, 8] и другие более мелкие таксоны.

Геологическое районирование территории провинции должно опираться в первую очередь на комплекс критериев и признаков, характеризующих потенциальную алмазность района и возможности выявления месторождений на глубинах, доступных для поисков и добычи алмазов современными методами.

Главные критерии выделения алмазоносных районов следующие: структурно-тектоническое строение, вещественный состав и возраст фундамента; возраст установленного или прогнозируемого магматизма; наличие прямых и косвенных признаков алмазоносности территории (трубки взрыва и другие тела щелочно-ультраосновных пород, ореолы, рассеяния алмазов и его минералов-спутников во вторичных коллекторах и четвертичных отложениях и др.); мощность осадочного чехла, перекрывающего магматические тела (не более 150 м). Регионы по общности этих критериев и факторов выделяются автором как алмазоносные районы.

Таким образом, алмазоносные районы получают совершенно определенное прогнозное значение и занимают в общей системе поискового процесса конкретное место, которое определяет геолого-методический подход при решении проблемы алмазоносности и той или иной территории. Алмазоносные районы в зависимости от прогнозной оценки могут подразделяться на алмазоносные поля, что сделано для Зимнебережного алмазоносного района. На территории ААП в пределах Архангельской области выделяют четыре алмазоносных района: Зимнебережный, Онежский, Канино — Тиманский и Двинской [1) (рис. 1).

Зимнебережный район приурочен к Кольскому кратону Балтийского шита, характеризуется проявлениями щелочно-ультраосновного магматизма позднепалеозойского возраста. В районе выявлены два промышленных месторождения алмазов: им. М. В. Ломоносова и им. В. Гриба, многие трубки алмазоносны.

Онежский район отвечает Карельскому кратону Балтийского щита, здесь обнаружены алмазоносные породы протерозойского возраста (лампроиты), алмазы в отложениях нижнего протерозоя и венда, алмазы и их минералы-спутники в четвертичных отложениях.

Двинской район (выделяется условно) соответствует центральной части Мезенской синеклизы. В зоне сочленения с Балтийским шитом возможно выявление алмазоносных пород палеозойского возраста, на остальной территории перспективы не ясны. В пределах района обнаружены алмазы и их минералы-спутники в пермских, триасовых и четвертичных отложениях.

Рис. 1. Схема районирования Архангельской алмазоносной провинции: 1−6 — структурно-металлогенические комплексы: 1- триасово-меловой, 2 — каменноугольно — пермский, 3 — девонский, 4 — ордовикско-силурийский, 5- вендский; 6 — архейско-протерозойский; 7- трубки взрыва; 8 — месторождения алмазов; 9 — находки алмазов и четвертичных образованиях; 10 — находки обломков кимберлитов; 11 — изо пахита палеозойского перекрывающего комплекса 150 м; 12 — границы районов; 13−16- алмазоносные районы: 13 — Зимнебережный, 14 — Онежский, 15 — Канино-Тиманский, 16 — Двинской.

Зимнебережный единственный район в Архангельской области с установленной промышленной алмазоносностью. Здесь кроме двух коренных месторождений алмазов известны более 90 различных по составу трубок взрыва, силлов и даек. Высокая перспективность Зимне-бережного алмазоносного района требует более детального подхода к ранжированию его территории с выделением более мелких минерагенических таксонов в ранге рудных полей. Существует несколько схем районирования Зимнебережного алмазоносного района, но наиболее распространена схема, предложенная коллективом авторов ГП «Архангельскгеология» при разработке «Программы геологоразведочных работ на алмазы в ААП на 1992;2000 гг.», с незначительными изменениями приведенная в. Эта и другие схемы объединяют в поля щелочно-ультраосновных пород магматические тела по их пространственному размещению и в какой-то мере по составу, что не учитывает главный фактор районирования — тектоническую приуроченность трубок к тем или иным структурам фундамента.

Автор предлагает районирование Зимнебережного района на основе классического определения рудного поля |7] с учетом специфики проявления шел очно-ультраосновного магматизма и современных данных о геологии района, накопленных за последнее десятилетие. Поле щелочно-ультраосновных пород определяется как площадь распространения пространственно сближенных тел таких пород, близких по возрасту, сравнительно однородных по составу, приуроченных к локальным тектоническим структурам и сформировавшихся в условиях единого магматического очага. Зимнебережный район расположен на северо-западе Архангельской области. В региональном тектоническом плане район приурочен к зоне сочленения Балтийского щита и Мезенской синеклизы и включает в себя фрагменты обеих структур как в фундаменте, так и в осадочном чехле (рис. 2).

Главные структуры фундамента, определяющие размещение проявлений щелочно-ультраосновного магматизма, Ручьевский выступ, Падунский грабен, Товский выступ, Керецкий грабен. Архангельский выступ, Лешуконский грабен и Полтин — ско-Ежугская зона поднятий. Большинство проявлений кимберлитового магматизма приурочено к выступам фундамента. Простирание всех структур и общее погружение поверхности фундамента с северо-запада на юго-восток в соответствии с общим планом Балтийского щита. Глубина до поверхности фундамента на выступах в пределах структур щита 0,5—1,2 км, в прогибах до 3 км, в Мезенской синеклизе на выступах 2,5—3 км и до 5 км в прогибах. На Архангельском, Товском и Ручьевском выступах скважинами вскрыты породы нижнего архея: биотитовые, биотит-плагиоклазовые, биотит-роговообманковые гнейсы, амфиболиты, гранат содержащие гранито-гнейсы. В Керецком грабене и во впадинах Товского и Ручьевского выступов установлены породы верхнего рифея: красно — и сероцветные толщи переслаивания аргиллитов, алевролитов и песчаников с прослоями мергелей.

Осадочный чехол мощностью от 0,5 до 3 км сложен терригенными отложениями рифея и венда и карбонатно-тсрригснными палеозоя. В силу пластичности и литологической однородности чехол практически нельзя использовать для тектонических построений. Основными рельефообразующим и разломами фундамента являются разломы северо-западного простирания и Meгpa-Кепинская зона разломов субмеридионального простирания, ограничивающая Кольский кратон с востока.

Все эти разломы по времени образования относятся к позднему архею-раннему протерозою.

В герцинский этап формирования платформы заложилась новая система разломов субмеридионального простирания, ставшая по существу рудоконтролирующей, т. е. контролирующей щелочно-ультраосновной магматизм. Западная зона (Мельско-Ижмозерская) ограничивает распространение кимберлитов в западном направлении, прослеживается от силлов р. Мела на севере через Золотицкую группу тел до Ижмозерских трубок на юге. Восточная зона (подновленная Мегра-Кепинская) контролирует размещение кимберлитов в восточном направлении, протягивается вдоль долины р. Мегра на севере и вплоть до р. Северная Двина на юге. В осадочном чехле эта зона фиксируется четкой флексурообразной структурой с падением пород на восток.

Характер распределения магматизма по территории Зимнебережного алмазоносного района позволил выявить закономерность: приуроченность трубок взрыва к контрастным положительным структурам фундамента. Используя этот основной критерий на территории Зимнебережного алмазоносного района выделяются восемь нолей, щелочно-ультраосновных пород: Верхотинское, Золотицко-Кепинское, Чидвийское, Ижмозерское, Ненокское, Пинежское, Полтозерское, а также прогнозируемое Ручьевское. Каждому из этих полей соответствуют характерные признаки и критерии (рис. 2). При этом, кимберлитовые трубки с промышленной алмазоносностью находятся только в пределах выступов фундамента с повышенным магнитным полем, обусловленным, по мнению автора, суммарным эффектом от многочисленных «точечных» интрузий щелочно-ультраосновных пород, достигших кровли фундамента (рис. 3). Верхотинское поле охватывает площадь Верхотинского поднятия Ручьевского выступа, объединяет ранее выделенные Мельское и Верхотинское поля и северо-восточную часть Кепинского [2, 6]. С севера оно ограничено Мегорской впадиной, с запада и востока — субмеридиональными глубинными разломами, с юга — Палунским грабеном. Поле включает 13 тел шелочно-ультраосновных пород, в том числе три трубки и один силл кимберлитов Fc-Ti серии и девять трубок оливиновых мелилититов. Обладает своеобразным распределением магматизма. На самом западе расположены мельские силлы кимберлитов, первые проявления кимберлитового магматизма, выявленные в Архангельской области. По представлениям СМ. Саблукова [9], эти силлы относятся к кимберлитовым породам А1 серии. В центральной части поля расположена слабо алмазоносная кимберлитовая трубка 691, являющаяся в настоящее время самым северным проявлением эруптивного магматизма в Зимнебережном алмазоносном районе. В восточной части поля выявлены два куста трубок, в которых в непосредственной близости располагаются кимберлиты и оливиновые мелилититы. Это — Верхотинская группа тел, представленная высокоалмазоносной кимберлитовой трубкой им. В. Гриба (Fe-Ti серия) и слабоалмазоносными трубками оливиновых мслилититов и Соянская группа тел, представленная слабоалмазоносной кимберлитовой трубкой 734 (Fe-Ti серия), прорывающей силлы кимберлитов, и неалмазоносными трубками оливиновых мел. Таким образом, наблюдается определенная закономерность в размещении различных по составу и генезису магматитов: в западной части поля расположены кимберлиты А1 серии, а в восточной — Fe-Ti серии, к которым тяготеют тела оливиновых мелилититов.

Выделение серий кимберлитовых пород неоднозначно, поскольку эти породы гибридные, и требует дальнейших исследований. Например, кимберлиты трубки им. В. Гриба представлены наиболее магнезиальной ветвью кимберлитовых порол, хотя по ксеногенной минерализации — содержанию глубинных минералов-спутников алмаза — относятся к Fe-Ti серии. Золотицко-Кепинское поле охватывает всю площадь Товского выступа, объединяет ранее выделенное Золотицкое поле и часть Кепинского (2, 6], с севера ограничено Падунским грабеном, с запада и востока — глубинными разломами, с юга — Керецким грабеном. Поле включает 32 магматических тела, в том числе 26 трубок кимберлитов, две оливиновых мелилититов и четыре кимберлитовых силла. Еще два силла сопряжены с трубками. Многие кимберлитовые трубки алмазоносны, в том числе и в промышленных концентрациях. Золотицко-Кепинское поле, как и Верхотинское, обладает подобным зональным расположением кимберлитов. На западе выделяется Золотицкая группа тел кимберлитов Mg-AI серии, включающая 10 трубок взрыва, шесть из которых объединены в месторождение алмазов им. М. В. Ломоносова.

Центральная и восточная части поля образуют Кепинскую группу тел кимберлитов Fe-Ti серии, к которым с востока тяготеют трубки оливиновых мелилититов. Верхотинское и Золотицко-Кепинское поля имеют много общего как в структурно-тектонической позиции, так и в строении: принадлежат единой меридиональной структуре, ограниченной с запада Мельско-Ижмозерским, а с востока Мегра-Кепинским субмеридиональными глубинными разломами (рис. 2); приурочены к выступам фундамента с повышенными значениями магнитного поля (рис. 3); имеют похожую зональность в распределении трубок по составу: от кимберлитов AI серии на западе до кимберлитов Fe-Ti серии на востоке, к которым на востоке примыкают трубки мелилититов; имеют промышленные месторождения алмазов. Автор считает нецелесообразным объединять их в единую минерагеническую структуру. Причиной тому различный возраст трубок. Трубки Верхотинского поля по времени образования более поздние, чем трубки Золотицко-Кепинского. Возраст трубок определяется по находкам ксенолитов с остатками флоры и фауны и по взаимоотношению трубок с перекрывающими отложениями. По обуглившимся остаткам древесины, характерным для верхнего девона и перекрывающим трубки отложениям среднего карбона, возраст трубок определен как позднедевонский-среднекаменноутольный.

(D3-C2). Практически все магматические тела Золотицко-Кеп и не кого поля содержат ксенолиты пород ордовика, которые отсутствуют в трубках Верхотинского поля, т. е. ко времени формирования этих трубок ордовикские отложения были уже размыты. В результате проведенных исследований, выделенное ранее Кепинскос поле [2, 6], состоявшее из Шочинской, Соянской и Кспинско-Пачугской групп тел и не имевшее обоснованных геологических и структурно-тектонических границ, разделилось на две части. Соянская группа тел логично вошла в состав Верхотинского поля. А Шочинская и Кепинско-Пачугская группы тел вместе с Золотицким полем объединены нами в Золотицко-Кепинское поле. Каждое из этих полей (Верхотинское и Золотицко-Кепинское) имеет четкую структурно-тектоническую позицию. Чидвийское поле расположено в южной части Зим небережного алмазоносного района и приурочено к Керецкому грабену, с севера ограничено Товским выступом, с юга — Архангельским, с запада и востока — субмеридиональными глубинными разломами. Пять трубок слабоалмазоносных оливиновых мелилититов расположены в юго-западной части поля (точное местоположение двух трубок автору неизвестно). Следуя логике «географического» подхода к выделению полей, Чидвийское поле нужно было бы ограничить площадью развития известных трубок, но исходя из тектонического принципа, считаем возможным провести границы поля по контрастным структурам фундамента, значительно увеличив площадь поля к северу и востоку (рис. 2).

Ижмозерское поле находится на юге Зимнебережного алмазоносного района, в тектоническом плане приурочено к северной части Архангельского выступа. С севера контролируется Керецким грабеном, с запада — - глубинным разломом. Восточная и южная границы поля в силу слабой изученности не определены. Поле состоит из двух трубок слабоалмазоносных оливиновых мелилититов, несколько отличающихся по составу от мелилититов Чидвийского поля. Все вышеописанные поля размещены в пределах единой тектонической меридиональной структуры, ограниченной с запада Мельско-Ижмозерским, а с востока Мегра-Кепинским субмеридиональными глубинными разломами. Исходя из принятой методики выделения полей, на севере этой структуры погсолого-структурным признакам возможно существование еще одного поля щелочно-ультраосновных пород — Ручьевского. Ненокское поле объединяет более 30 трубок оливиновых мелилититов, расположено в юго-западном борту Архангельского выступа, с юго-запада ограничено Онежским грабеном, с запада и северо-востока — разломами. В последнее время на южном фланге поля выявлено несколько новых трубок, отличающихся по составу от трубок этого поля. Трубки неалмазоносны. Пинежское поле расположено в пределах Архангельского выступа, тяготеет к его северо-восточной границе. Здесь известны три трубки толеитовых базальтов, залегающих под палеозойскими отложениями на глубине 100 м и более. Трубки неалмазоносны.

Полтозерское поле приурочено к Полтинско-Ежугской зоне поднятий, являющейся продолжением Верхотинского поднятия в Мезенской синеклизе, ограничено с севера Лешуконским грабеном, с юга — Керецким, с запада — Мегра-Кепинским разломами, включает ранее выделенные Турьинское и Полтинское поля. В пределах поля выявлены 10 трубок, сложенных толситовыми базальтами. Все трубки перекрыты палеозойскими отложениями мощностью 100 м и более. Трубки неалмазоносны.

Выводы

1. Проведенное районирование позволяет ранжировать территорию Архангельской алмазоносной провинции по степени убывания перспектив открытия алмазных месторождений в следующей последовательности: Зимнебережный Онежский Канино-Тиманский Двинской районы.

2. Предложен новый подход к районированию Зимнебережного алмазоносного района с выделением Верхотинского и Золотицко-Кепинского алмазоносных полей кимберлитов и мелилититов, Чидвийского, Ижмозерского и Ненокского полей мелилититов, Пинежского и Полтозерского полей толеитовых базальтов, что дает возможность целенаправленно ориентировать поисковые работы на алмазы в первую очередь в пределах перспективных тектонических структур: Товского и Ручьевского выступов фундамента.

1.Белов А. В., Гриб В. П., Головин Н. Н., Черепанов А. А. Временные методические рекомендации по поискам коренных месторождениий алмазов в Архангельской области. Архангельск, 1991. 58 с.

2.Богатиков О. А., Гаранин В. К., Кононова В. А. и др. Архангельская алмазаносная провинция. М.: Изд-во МГУ, 1999. 524 с.

3.Вагонов В. И. Алмазные месторождения России и мира. М.: Геоинформмарк, 2000. 371 c.

4.Владимирова Т. В., Капустин И. Н., Орлов В. П., Федоров Д. Л. Гипсометрия поверхности кристаллического фундамента центральной и северной частей Восточно-Европейской платформы.СПБ.: ВСЕГЕИ, 2001.70с.

5.Веричев Е. М., Гаранин В. К., Гриб В. П., Кудрявцева Г. П. Геологическое строение и петрологические особенности кимберлитов Архангельской провинции //Изв. вузов. Геология и разведка. 1991. № 4. С.88−94.

6. Ж. Геология и разведка № 3(2004 год).(Основной источник).