Успешное решение вышеназванных проблем возможно, во

Зинатов Х. Г.
ЗАО НПО «Репер», Казань, [email protected]
ПОЛЯ НАПРЯЖЕНИЙ КАК ФАКТОРЫ ОБРАЗОВАНИЯ И СОХРАННОСТИ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ ТВЕРДЫХ И ГОРЮЧИХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ПРОГНОЗНО-ПОИСКОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
Фактором обычно называют движущую силу какого-либо процесса или условие, влияющее на
его прохождение. Рудообразующие факторы систематизированы в прогнозных предпосылках
поисков месторождений полезных ископаемых: тектонических, магматических, литологопетрографических и других. За последние 40 лет упрочились представления о ведущей роли
тектонических процессов при образовании месторождений полезных ископаемых. Однако, как было
обосновано Н. П. Херасковым [1], совершенствование тектонических предпосылок прогноза и
поисков месторождений полезных ископаемых и высокая эффективность использования тектоники в
металлогеническом и, соответственно, в минерагеническом анализах будут достигнуты при решении
двух проблем: 1) изучения связи месторождений с тектоникой регионов и 2) синтеза тектонических
закономерностей размещения рудных тел на месторождениях с тектоническими закономерностями
размещения месторождений в регионе. Обе проблемы, по сравнению с изученностью влияния
тектоники на пространственно-временное размещение рудных тел на месторождениях, до сих пор
решены несоизмеримо слабее и потому весьма актуальны в прогнозно-поисковых исследованиях.
Успешное решение вышеназванных проблем возможно, во-первых, при выявлении и
картировании не только региональных дислокаций, контролирующих месторождения, но
обязательно и тех дислокаций, которые генетически связывают региональные
рудоконтролирующие дислокациями с локальными рудоконцентрирующими дислокациями
на месторождениях, и, во-вторых, при познании геодинамической (в свете тектонических
полей напряжений) связи рудных жил и залежей на месторождениях со вторыми и с
первыми.
Одним из рациональных путей выявления генетической связи рудоконцентрирующих
дислокаций на месторождениях с рудоконтролирующими региональными дислокациями является,
во-первых, дешифрирование космических снимков (КС), которое позволяет закартировать
обширную, ранее неизвестную и недоступную для других методов, информацию о парагенезисах
разнопорядковых дислокациий, и, во-вторых, реконструкция полей напряжений на основе
тектонофизического анализа разнопорядковых структурных рисунков парагенетичных сопряженных по времени образования и динамически - меж- и внутриблоковых дизъюнктивных и
пликативных дислокаций для выявления кинематики и механизмов образования парагенетичных
рудоконтролирущих и тектонофизически подчиненных им рудоконцентрирующих дислокаций, а так
же объяснения структурно-динамических условий образования и сохранности месторождений [2, 3,
4].
Поля напряжений имманентны тектоническим процессам и рассматриваются в составе
тектонических факторов. Познание роли полей напряжений в рудообразовании еще далеко от
совершенства. Весь отечественный опыт изучения влияния полей напряжений на рудообразование
свидетельствовал с одной стороны о рациональности и эффективности проведения исследований в
этом направлении, а с другой - о реализованности этих исследований в основном на уровне
рудовмещающих трещин, рудных залежей (столбов), месторождений и, за редким исключением,
рудных полей. Оставались не выясненными не только влияние полей напряжений на размещение
месторождений в рудоносных районах (зонах), областях и провинциях, но и пути, и возможности
изучения этого влияния.
По существу, разработка тектонических предпосылок поисков месторождений есть изучение
палео- и неогеодинамики. Под ними понимаются, во-первых, две стороны тектонических процессов:
первая - движения вещества (в частности, литопластин и блоков верхних слоев литосферы),
отражающие кинематику, и вторая - силы (тектонические поля напряжений, которые образуются
при деформационном взаимодействии движущихся блоков литосферы), отражающие динамику
тектонических процессов [5] и, во-вторых, подчиненные тектоническим процессам в
пространственно-временном проявлении в литосфере геологические процессы (от магматизма до
физико-географических условий), образующие месторождения, которые совместно происходят в
результате деформационного взаимодействия литосферных плит, расслоенных на литопластины [6,
7].
Наш опыт применения тектонофизического анализа к структурной информации, полученной
дистанционными (КС) и наземными методами, и к структурно-кинематическим закономерностям
размещения месторождений и рудопроявлений полезных ископаемых позволил установить:
1. В Центрально-Алданской провинции неметаллических полезных ископаемых, при жесткой
проявленности литологического фактора рудообразования неметаллов, ортогонально-диагональная
решетчатая система парагенетичных разломов с диагональными главными, сопряженными левоправосторонними сдвигами на разных уровнях своего проявления контролирует положение
раннепротерозойских месторождений и рудопроявлений апатита, флогопита [4], горного хрусталя,
исландского шпата, железа, боросиликатов, а также хризотил-асбеста; золота; алмазов; и
мезозойских месторождений флюорита. Месторождения и рудопроявления размещаются в пределах
ромбовидных блоков, ограниченных диагональными сдвигами, выявленными с помощью КС, рядом
с их зонами и узлами пересечения. Месторождения флогопита, горного хрусталя исландского шпата,
железа, боросиликатов размещаются в "квадрантах растяжения", образованных диагональными
сопряженными лево- правосторонними сдвигами, то есть, в тектонодинамических условиях
благоприятных для формирования присдвиговых кулисных рядов зияющих трещин отрыва,
благоприятных для образования промышленнозначимых месторождений кристаллов. А
месторождения апатита селигдарского типа, при парагенезисе кристаллов апатита и флогопита на
месторождениях этих минералов, размещаются как в "квадрантах растяжения", так и в "квадрантах
сжатия", образованных диагональными сопряженными лево- правосторонними сдвигами. В первом
случае их позиция, предопределена развитием трещин «стремящимся» под воздействием
регионального поля напряжений к сжатию - закрытию в условиях растяжения, а во втором –
трещинами «стремящимся» к раскрытию в условиях сжатия земной коры, то есть трещинами,
которые реализуются при формировании месторождений минералов в породах. Изменение в
фанерозое регионального поля напряжений создало структурно-динамические условия
благоприятные для сохранности большинства докембрийских месторождений от разрушительного
воздействия тектоно-магматических активизаций и для формирования месторождений флюорита.
2. В аридных зонах вулканических поясов окраинно-континентальных орогенов Северной
Америки, Ближнего и Среднего Востока вулканогенно-осадочные месторождения природной соды,
боратов, цеолитов и сопутствующих им месторождений каменной соли, гипса, металлов и лигнитов,
образовавшиеся в олигоцен-четвертичных озерах, равно, как и современные солеродные озера
приурочены к поясам, системам и зонам сдвиговых деформаций, представляющих собой
новообразованные границы плит. Месторождения размещаются во впадинах «квадрантов
растяжения» пересекающихся, динамически сопряженных в своем развитии систем и зон право- и
левосторонних сдвиговых деформаций и в ромбовидных грабенах зон сдвиговых деформаций.
Развитие этих парагенетичных рудоконтролирующих и рудовмещающих структур динамически
связано с неотектоническим взаимодействием плит. Так, например, Среднеараксинская впадина кулисный ряд ромбовидных грабенов, сформировавшихся в системе левосторонних сдвиговых
деформаций, которые являются неотектонической границей Иранской плиты. Сдвиговый механизм
образования впадины посредством полей напряжений «синхронно» формирует с одной стороны в
обрамлении впадины парагенетичные ромбовидным грабенам сдвиги и присдвиговые
антиклинальные складки, которые контролируют проявления магматизма, син- и поствулканической
гидротермальной деятельности, участвующих в рудообразовании месторождений одних и тех же
видов неметаллов гидротермального и вулканогенно-осадочного генезиса, а с другой - определяет
пространственное положение и механизмы формирования внутривпадинных конседиментационных
дислокаций, служащих "ловушками" для солеродных озер. Это в совокупности определяет высокие
перспективы выявления вулканогенно-осадочных и осадочных месторождений соды, боратов,
цеолитов, соды, смектитовых и хормитовых глин, возможно, хемокластогенного магнезита и других
неметаллов [2, 3].
Учитывая тектонофизическую связь формирования поясов, систем и зон сдвиговых
деформаций с деформационным взаимодействием движущихся, соответственно, плит, субплит и
литопластин, минерагеническое районирование в неотектонических окраинно-континентальных
орогенах на неметаллические полезные ископаемые и лигниты рационально проводить на
структурно-кинематической основе. При этом совокупности названных блоков литосферы и
однопорядковых им сдвиговых деформаций могут рассматриваться, соответственно, как
минерагенических провинции, области и районы. Саму же имманентную зонам сдвиговых
деформаций триаду парагенетичных дислокаций: растяжения (ромбовидные грабены) – скола
(сдвиги) – сжатия (присдвиговые взбросово-надвиговые антиклинали) следует рассматривать как
поля устойчиво повторяющегося рудообразования или рудные поля. Первые - для месторождений
лигнитов и сопутствующего им золота, осадочных (галита, гипса) и вулканогенно-осадочных
месторождений неметаллов (боратов, соды, цеолитов, смектитовых и хормитовых глин), As, Hg, и Sb,
а вторые и третьи – для гидротермальных аналогов перечисленных вулканогенно-осадочных
месторождений. Поскольку в неотектонических окраинно-континетальных орогенах тектонические
факторы к тому же синхронно подчиняют себе формирование способствующих осаждению солей
локальных участков с аридным и экстрааридным климатом - межгорные впадины в пределах
ромбовидных грабенов, постольку тектонические факторы и имманентные им факторы полей
напряжений по отношению к другим факторам рудообразования рассматриваемых неметаллов
приобретают ведущую роль [2, 3].
3. Месторождения нефти в Республики Татарстан связаны преимущественно с
неотектонически активными взбросово-надвиговыми локальными поднятиями и валами и в меньшей
мере со сбросовыми их аналогами. Валы парагенетически связаны с глубинными сдвигами
(Прикамский, Серноводско-Туймазинский и др.) и их аналогами более высоких порядков. Повидимому, при современном глубинном подтоке углеводородов, разнопорядковые парагенетичные
дислокации зон сдвиговых деформаций выполняют важные углеводородопоставляющую и
углеводородолокализующую фунции. При этом сдвигам и парагенетичным им присдвиговым
структурам
растяжения
–
эрозионно-тектони-ческим
впадинам
принадлежит
роль
углеводородопоставляющих дислокаций, а парагенетичным им структурам сжатия – присдвиговым
взбросово-надвиговым локальным поднятиям и валам - препочтительная углеводородолокализующая
роль. Сбросовые локальные поднятия и валы, при прочих благоприятных факторах
нефтеобразования (коллектора, покрышки и т.д.), вследствие присущих их формированию условиям
растяжения, менее предпочтительны для формирования и сохранности месторождений нефти, но к
ним приурочены месторождения битумов [8]. Узлы пересечения парагенетичных разнопорядковых
лево- и правосторонних сдвигов могут образовывать субвертикальные штокверковые зоны
трещиноватости [4], глубиной от 0,5 до 5 – 6 километров. На площади Ромашкинского
месторождения нефти они располагаются вдоль сдвигов на расстоянии 3, 5, 10 и более километров
друг от друга. Это предполагает соединение в фундаменте близко расположенных штокверковых зон
трещиноватости и формирование прерывистых линейных субвертикальных аномальных зон
разуплотнения или резервуаров нефти и газа [9].
Поля напряжений, как распределение сил в земной коре от уровня кристаллов до границ
литосферных плит, в отличие от других факторов рудообразования являются именно движущей
силой процессов рудообразования и необходимым условием их прохождения. По отношению к
другим, не менее важным факторам эндо- и экзогенного рудообразования, поля напряжений, повидимому, являются ведущими факторами, и их игнорирование чревато упущением многих
закономерностей формирования и сохранности месторождений различных, часто парагенетичных,
видов полезных ископаемых, и, следовательно, возникновением неразрешимых трудностей при их
прогнозе и поисках.
Литература
1. Херасков Н.П. Тектоника и формации. М.: Наука. 1967. 404с.
2. Зинатов Х.Г. Тектонические предпосылки поисков месторождений неметаллов в
Среднеараксинской впадине: Афтореф. дис. канд. геол.-минерал. наук. М.: МГГА, 1995. 24с.
3. Зинатов Х.Г. Неогеодинамика образования месторождений неметаллов и лигнитов в озерах
окраинно-континентальных орогенов Северной Америки, Ближнего и Среднего Востока //
Проблемы литологии, геохимии и рудогенеза осадочного процесса. Материалы к 1-му
Всероссийскому литологическому совещанию, 19-21 декабря 2000 г. Москва. М.: ГЕОС, 2000.
Том 1. С. 279-282.
4. Зинатов Х.Г., Вафин Р.Ф. Использование космических снимков для анализа структурнодинамических условий образования древних месторождений флогопита и апатита. //
Исследования Земли из космоса. М.,1984, № 2. С. 48-54.
5. Ажгирей Г.Л. Структурная геология. М.: Изд-во МГУ, 1966, 364 с.
6. Зинатов Х.Г., Хайретдинов Ф.М., Чернов А.Л. Актуальность изучения неогеодинамики ВолжскоКамской антеклизы // Геология и минерально-сырьевые ресурсы европейской территории России
и Урала. Материалы региональной конференции. Екатеринбург. 2000. Книга II. С. 76-78.
7. Муслимов Р.Х. Зинатов Х.Г., Тарасов Е.А., Хайретдинов Ф.М. Методология и методика изучения
неогеодинамики Республики Татарстан и проблемы прогноза и поисков месторождений
углеводородов // Тезисы докладов на международной научно-практической конференции
”Прогноз нефтегазоносности фундамента молодых и древних платформ”. Казань. 2001. С. 203206.
8. Муслимов Р.Х. Зинатов Х.Г., Тарасов Е.А., Хайретдинов Ф.М. Структурно-кинематические
закономерности размещения и динамические условия образования и сохранности месторождений
нефти и битумов в Республике Татарстан в новейшее время // Тезисы докладов на
международной научно-практической конференции ”Прогноз нефтегазоносности фундамента
молодых и древних платформ”. Казань. 2001. С. 200-203.
9. Зинатов Х.Г., Якимов А.С., Богатов В.И., Боровский М.Я., Ефимов А.А. Современная
геодинамика и прогнозирование линейных и штокверковых зон разуплотнения в
кристаллическом фундаменте земной коры Республики Татарстан //Нетрадиционные коллекторы
нефти, газа и природных битумов. Проблемы их освоения: Материалы научной конференции –
Казань: Изд-во Казанского ун-та, 2005. С. 105 – 107.