CC BY
45
УДК 551.243.8:553.677.2(571.53)
1 2 А.П. Кочнев , Н.В. Мисюркеева
ГЕОТЕКТОНИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ БАЙКАЛО-ПАТОМСКОГО ПЕГМАТИТОВОГО ПОЯСА
Проведен анализ тектонической позиции и региональной структуры различных пегматитоносных провинций и узлов в пределах Байкало-Патомского нагорья. Показано, что в совокупности они образуют суперрегиональный Байкало-Патомский пегматитовый пояс длительного развития. Он включает мусковитовые пегматиты Мамской провинции, мусковит-берилловые пегматиты Чайского, Кутимского и Миньского узлов, редкометалльные пегматиты Абчадской субпровинции и Даванской зоны смятия, мусковитовые пегматиты Байкало-Муйской субпровинции, а также палеозойские керамические и докембрийские редкоземельные пегматиты Приольхонской субпровинции.
Ключевые слова: мусковитовые, редкометалльно-мусковитовые, керамические и редкоземельные пегматиты, геотектоническая позиция.
Библиогр. 15 назв. Ил. 2.
GEOTECTONIC POSITION OF BAIKAL-PATOMSKY PEGMATITE BELT
1 2
A.P. Kochnev1, N.V. Misurkeeva2
The authors carried out the analysis of a tectonic position and a regional structure of different pegmatites provinces and knots within Baikal-Patomskoye upland. It is demonstrated that on the whole they form superregional Baikal-Patomskiy pegmatite zone of continuous development. It includes muscovite pegmatites of Mamа province, muscovite and beryl pegmatites of Chaisk, Kutimsk and Minsk knots, rare metal pegmatites of Abchadskaya subprovince and the Davanskaya contortion zone, muscovite pegmatites of Baikal^uiskaya subprovince as well as paleozoic ceramic and precambrian rare earth pegmatites of Olkhon-side subprovince.
Key words: muscovite, rare metal and muscovite, ceramic and rare earth pegmatites, geotectonic position.
15 sources. 2 figures.
Байкало-Патомский пегматитовый пояс прослеживается от устья р. Бугуль-дейка на западном побережье Байкала до бассейна р. Б. Патом на северо-востоке. В геологическом плане он приурочен к северо-западному флангу Байкальской горно-складчатой области, тяготея к ее границе с Сибирской платформой (рис. 1).
В соответствии с ранговой систематикой пегматитоносных территорий [6] он относится к суперпоясам второго ранга. Его протяженность около 1000 км, ширина в эрозионном срезе около 50 км.
Суперпояс включает рифейско-па-леозойские мусковитовые пегматиты Мамской провинции [3, 5], мусковит-берилловые пегматиты Чайского, Кутимского и Миньского узлов, редкометалльные пегматиты Абчадской субпровинции и Даванской зоны смятия [8], мусковитовые пегматиты Байкало-Муйской субпровинции [11], палеозойские керамические и докем-брийские редкоземельные пегматиты При-ольхонской субпровинции [2].
Долгие годы эти пегматитоносные районы рассматривались как самостоя-
1Кочнев Анатолий Петрович - доктор геолого-минералогических наук, профессор Иркутского государственного технического университета, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, тел.: (3952) 40-51-14, e-mail: kochnev@istu. irk. ru
2Мисюркеева Наталья Викторовна - аспирант Иркутского государственного технического университета, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, тел.: (3952)40-51-14, e-mail: natashapasha-@mail. ru
1Kochnev Anatoliy Petrovich - a doctor of geological and mineralogical sciences, a professor of Irkutsk State Technical University, 664074, 83 Lermontov St, Irkutsk, tel. : (3952)40-51-14, e-mail: [email protected]
2Misurkeeva Natalia Victorovna - a postgraduate of Irkutsk State Technical University. 664074, 83 Lermontov St, Irkutsk, tel.: (3952)40-51-14, e-mail: [email protected]
Рис. 1. Схема геотектонической позиции Байкало-Патомского пегматитового пояса:
1 - кембрийские отложения чехла Сибирской платформы; 2 - нижнепротерозойские образования чуйской, укучиктинской и муйской толщ; 3 - среднепротерозойские образования акитканской серии; 4-5 -позднепротерозойские образования байкальской (4) и мамско-бодайбинской (5) серий; 6 - архейские образования ольхонской серии; 7 - Байкало-Патомский пегматитовый пояс; 8 - пегматитоносные узлы и провинции: Мм - Мамская провинция, Ч - Чайский узел, К - Кутимский узел, М - Миньский узел, А -Абчадская субпровинция, Д - Даванская зона смятия, БМ - Байкало-Муйская субпровинция, По -Приольхонская субпровинция; 9 - разрывные нарушения
тельные минерагенические единицы, разобщенные не только пространственно, но и по возрасту, по своеобразию геологических условий формирования. Их геотектоническая позиция разными исследователями трактуется неоднозначно.
Так, в начале ХХ века В.А. Обручев, А.Е. Ферсман, Д.С. Коржинский А. А. Якжин, П.В. Калинин и др. [15] относили слюдоносные пегматиты Восточной Сибири к докембрийским, скорее всего протерозойским, а в некоторых регионах и к архейским образованиям. Однако М.М. Тетяев [15] связывал их с каледонским, а В.В. Домбровский даже с послесилурийским тектогенезом.
А. А. Якжин [15], обобщая материалы по геологии месторождений мусковита Восточной Сибири, указывал, что единства во взглядах на их возраст нет, но в целом они тяготеют к окраинам Сибирской платформы и связаны с выходами на поверхность кристаллических докембрий-ских комплексов метаморфических пород Витимо-Патомского нагорья, Северо-Западного Прибайкалья, Восточных Саян и Енисейского кряжа.
В конце ХХ века были предприняты попытки объединить их в единый пегматитовый пояс, но в разном объеме и на разной геологической основе.
С.П. Плешанов [9], характеризуя позицию пегматитовых месторождений в складчатых комплексах южного обрамления Сибирской платформы, указывал на их принадлежность к Байкало-Саян-скому пегматитовому поясу в области перехода от Сибирской платформы к геосинклинально-складчатой зоне.
По В. П. Арсентьеву и П. М. Хренову [13] этот пегматитовый пояс является частью полициклического Саяно-Байкаль-ского складчатого пояса, включающего Восточный Саян, Хамар-Дабан, Байкальскую горную область и Юго-Западное Забайкалье. В минерагеническом отношении он представляет собой западную краевую область Монголо-Охотского рудного пояса. Территориально Байкало-Патомская
часть пегматитового пояса в основном входит в Чуйскую структурно-металло-геническую зону, а ее юго-восточный фланг - в состав Байкало-Муйской структурно-металлогенической зоны,
включающей Северо-Байкальский и Муйский рудные районы.
Ю.М. Соколов [12] все проявления мусковитовых пегматитов Северо-Бай-кальского и Патомского нагорий объединял в Северо-Байкальскую пегматитовую провинцию протяженностью около 350-400 км, шириной 30-40 км. Она отнесена им к мусковитовым провинциям в областях монометаморфизма, образовавшихся при одноактном проявлении регионального метаморфизма дистен-силли-манитового типа в рамках позднепротеро-зойской геосинклинали. Ее геоструктурные контуры полностью вписываются в пределы Мамского синклинория, ограниченного с северо-запада Чуйским, а с юго-востока Верхне-Мамским геоанти-клинориями.
И.И. Кремляков [3], анализируя структурные условия формирования нерудных эндогенных месторождений Байкальской горной области, предложил все проявления пегматитов этой области объединить в Байкало-Патомский пегматитовый пояс, позиция которого определяется Байкало-Витимской ветвью краевого шва Сибирской платформы.
Ж.В. Семинский [10] с учетом современных плитотектонических представлений в составе Байкальской горной области выделяет три типа орогенных поясов: Бай-кало-Патомский окраинно-кратонный, Байкало-Витимский коллизионно-аккре-ционный и Саяно-Забайкальский внутри-плитный (эпикратонный плюмтектоничес-кий). По его схеме (рис. 2) большая часть территории Байкало-Патомского пегматитового пояса входит в состав Байкало-Па-томского регионального складчато-надви-гового пояса неопротерозойского возраста, который включает Прибайкальский, Тонодский и Мамско-Чуйский метаморфические, Акитканский вулкано-плутоничес-
Рис. 2. Схема металлогеническогорайонирования Байкальской горной области
(по материалам Ж.В. Семинского, 2006, упрощено): 1 - Сибирская платформа (СП); 2-4 - региональные металлогенические пояса: 2 - Байкало-Патомский (БП), 3 - Байкало-Витимский (БВ), 4 - Трансзабайкальский (ТЗ); 5 - субрегиональные металлогенические пояса, зоны и районы: ПБ - Прибайкальский, Ак - Акитканский, МЧ- Мамско-Чуйский, Бд - Бодайбинский, Тн - Тонодский, УУ- Угу-Удоканский, Ол - Олокитский, Мс - Муйский, Бр - Баргузинский; 6-7 - границы региональных (6) и локальных (7) металлогенических поясов; 8 -контур Байкало-Патомского пегматитового пояса
кий, Бодайбинский седиментационный рудные пояса. Юго-восточная ветвь Байкало-Патомского пегматитового пояса по схеме Ж.В. Семинского входит в состав Байкало-Витимского (поздний рифей) кол-лизионно-аккреционного металлогеничес-кого пояса, включающего Олокитский, Муйский, Угу-Удоканский, Баргузинский и Сыннырский рудные пояса. В этих регионах интенсивно проявлена палеозойская активизация, с которой и связана промышленная эндогенная и полигенная минерализация.
Согласно геотектонической классификации пегматитоносных территорий [7] Байкало-Патомский суперпояс относится к типу Ш-П, т.е. к полициклическим поясам в пределах перикратонных гетерогенных структур обрамления и краевых частей
протогейской Сибирской платформы. Он контролируется системой зон позднери-фейской и раннепалеозойской активизации докембрийских складчатых комплексов вдоль краевого шва платформы. При этом отдельные пегматитовые провинции, узлы и зоны Байкало-Патомского суперпояса контролируются региональными структурами [2, 5]. Наиболее детально изучена структура Мамской провинции слюдоносных пегматитов, которая признана тектонотипом мусковитоносных пегматитовых площадей [5].
Мамская провинция рифейско-палео-зойских мусковитовых пегматитов контролируется Мамской зоной смятия [2, 3, 5]. В схеме районирования Байкало-Патомского нагорья (рис. 3) Мамская провинция находится на стыке главных структурных еди-
Рис. 3. Геотектоническая позиция Мамской мусковитоносной провинции:
1 - кембрийские отложения чехла Сибирской платформы; 2 - палеозойские конкудеро-мамаканские и сыннырские гранитоиды; 3 - рифейские образования патомской, мамско-бодайбинской и тепторгинской серий, мамско-оронские и амандракские гранитоиды; 4 -нижнепротерозойские образования муйской (а) и чуйской (б) толщ и акитканской серии (в); 5 -площадь Мамской мусковитоносной провинции.
Буквенные обозначения: Л — Ленская зона Ангаро-Ленского прогиба. ПЛ — Приленский краевой прогиб. Антиклинории внешней области байкалид: АА — Акитканский, ЧА — Чуйский, ТА — Тонодский, НА - Нечерский. Внутренняя область байкалид: КМА - Конкудеро-Мамаканский антиклинорий, БС - Бодайбинский синклинорий, МС — Мамский синклинорий, ЖЗ — Жуинская зона, ДУ—Делюн-Уранская зона
ниц района: Чуйского антиклинория, Мам-ско-Бодайбинского синклинория и Байка-ло-Витимского (Конкудерского) меганти-клинория.
На северо-западе по Чуйскому разлому она граничит с раннепротерозойскими гранитоидами. На юго-востоке ее границей считают либо Абчадский разлом, отделяющий кристаллическую полосу от слабоме-таморфизованных пород Делюн-Уранской зоны, либо Мамский разлом, отделяющий последнюю зону от Муйского поднятия, т.е. эта зона включается в состав ММП как крыло синклинория. К северо-востоку эта граница затушевана гранитоидами.
Юго-западное и северо-восточное окончания провинции не имеют резких геологических границ и определяются по исчезновению слюдоносных пегматитов. Области развития последних хорошо
коррелируются с зонами регионального метаморфизма амфиболитовой и эпидот-амфиболитовой фаций [11, 12]. Границами ММП могут служить изограды дистена и граната на северо-востоке и силлиманита на юго-западе, которые близки к границам распространения мусковитовых пегматитов [12]. Изограды дистена и граната проходят в долине р. Б. Патом, а изограда силлиманита - в районе излучины р. Б. Чуя.
По данным мелкомасштабных геофизических работ Байкало-Патомское нагорье имеет блоковую структуру. На фоне глыб I порядка (Сибирской платформы и нагорья в целом) выделяются блоки II порядка по аномалиям силы тяжести: Мам-ско-Бодайбинско-Жуинская зона повышенного гравитационного поля, Чуйско-То-нодско-Нечерская, Конкудерская и Кирен-ская зоны пониженного гравитационного
поля, а также Чипикетская зона спокойного гравитационного поля. Эти блоки отделяются друг от друга узкими и протяженными зонами больших градиентов силы тяжести, совпадающими с издавна выделяемыми по геологическим данным глубинными разломами. Так, Прибайкало-Бо-дайбинско-Алмалыкская зона градиентов отражает Мамский разлом, другие зоны трассируют Чуйский, Абчадский, Нечерский разломы.
Блоки II порядка также неоднородны по строению и разделены на более мелкие. В пределах Мамско-Бодайбинско-Жуин-ской зоны выделяют Мамский, Бодай-бинский и Жуинский блоки III порядка, а в пределах Мамского блока локальные аномалии силы тяжести отражают блоки IV порядка. Наиболее четко видны четыре максимума мощности осадочно-метамор-фического слоя по положительным аномалиям силы тяжести: Краснинский, Макси-михо-Барчихинский, Монюканский и Ко-гандинский.
Все области пониженного гравитационного поля четко увязываются с анти-клинорными структурами, в ядрах которых залегают массивы гранитоидов (Чуйский, Тонодский, Нечерский, Конкудерский), а области повышенного поля - с синкли-норными структурами (Мамская, Бодай-инская, Жуинская), в пределах которых отмечается повышенная мощность оса-дочно-метаморфических пород, имеющих большую плотность по сравнению с грани-тоидами. Глубина залегания фундамента в Мамском блоке составляет 3,5-4 км, а в Бодайбинском - 10-12 км.
Структурная позиция Мамской провинции [5] в современной структуре Бай-кало-Патомского нагорья определяется достаточно надежно - контролирующий ее Мамский тектонический блок 3 порядка, линейно вытянутый в северо-восточном направлении, зажат с северо-запада и юго-востока крупными антиклинорными Чуй-ским и Конкудерским блоками, которые отделены от ММП долгоживущими глубинными разломами (Чуйским и Мам-ским), хорошо картируемыми по градиен-
там силы тяжести. По особенностям гравиметрической характеристики Мамский блок отличается повышенной мощностью осадочно-метаморфического слоя (до 4 км), что сближает его с синклинорной структурой, отражающей допегматитовый этап развития структуры ММП. Блоковая позиция провинции предопределена структурной неоднородностью фундамента, а возможно, и более глубоких горизонтов верхней мантии, заложенной еще в протерозое и раннем рифее (допегматитовый этап), подновленной в конце рифея - начале палеозоя (синпегматитовый этап) и окончательно оформившейся в мезо-кайнозое (постпегматитовый этап).
Согласно "Карты разломов..." [13] Мамский блок ограничен генеральными разломами: Чуйским и Мамским, которые на юго-западе соединяются с Даванским разломом, а на северо-востоке либо упираются, либо дугообразно сочленяются с Нечерским разломом. Внутри блока показан лишь один региональный разлом -Абчадский. Однако геолого-геофизические данные позволяют выделить в Мамском блоке дополнительно несколько продольных и поперечных разломов регионального и субрегионального рангов, которые служат границами структурных зон и блоков: Соболевский, Слюдянский, Араратский, Мочикитско-Могучинский, Центральный, Краснореченский и Согдион-донский [4, 5].
По-видимому, необходимо различать четыре этапа активизации этих разломов в соответствии с основными этапами структурного развития ММП: в конседимента-ционный этап - сбросовые подвижки в связи с формированием Мамско-Бодай-бинского прогиба, в инверсионный -взбросо-надвиговые, в синпегматитовый этап активизации - левые взбросо-сдви-говые и надвиго-сдвиговые, в постпегматитовый - взбросо-надвиговые в связи с формированием сводового поднятия.
Другие пегматитоносные площади, входящие в состав Байкало-Патомского пегматитового пояса, их геотектоническая позиция и региональные пегматитокон-
тролирующие структуры изучены сравнительно слабо.
Чайский, Кутимский и Миньский пегматитовые узлы и Абчадская пегматитовая субпровинция приурочены к Уку-чиктинской глыбе глубоко метаморфизо-ванных раннепротерозойских пород одноименной серии. Границами глыбы на северо-западе служит Даванский, а на юго-востоке Абчадский глубинные разломы. В северо-восточном направлении укучик-тинская серия постепенно переходит в чуйскую толщу раннего протерозоя, обнажающуюся в ядерной части Чуйского ан-тиклинория. В юго-западном направлении глыба выклинивается за счет слияния Даванского и Абчадского разломов.
Чайский узел мусковит-берилловых пегматитов находится в бассейне реки Чая. Он вытянут в северо-восточном направлении вдоль локального разлома на расстоянии около 30-40 км при ширине выхода около 10 км. Пегматиты пространственно связаны с выходами грани-тоидов абчадского комплекса.
Кутимский узел мусковит-берилловых пегматитов находится в бассейне реки Кутима, имеет неправильную изометрич-ную форму выхода размером около 25-30 км в поперечнике и пространственно связан с выходом гранитоидов абчадского комплекса.
Миньский узел мусковит-берилловых пегматитов расположен в бассейне реки Миня вблизи Даванского разлома северовосточного простирания. Форма его неправильная изометричная, размер около 10 км в поперечнике. Он приурочен к породам вулканогенно-терригенно-карбо-натной формации укучиктинской серии.
Абчадская субпровинция редкоме-талльных пегматитов расположена в северо-западном крыле Абчадского разлома, вытянута вдоль разлома в северовосточном направлении на расстоянии более 120 км при ширине выхода около 25 км. Пегматиты пространственно и, по-видимому, генетически связаны с выходами гранитоидов абчадского комплекса.
Проявления редкометалльных пегматитов в пределах Даванской зоны смятия тяготеют к западной части зоны и по материалам М.П. Лобанова [8] связаны с интенсивно дислоцированными и гранитизи-рованными образованиями протерозойского возраста, которые предположительно сопоставляются с породами укучик-тинской и акитканской серий. Даванская пегматитоносная зона вытянута в меридиональном направлении, ее протяженность около 40-50 км, ширина выхода 5-10 км.
Байкало-Муйская субпровинция мус-ковитовых пегматитов находится в Северном Прибайкалье в бассейна рек Рель, Слюдянка, Тыя и Холодная и контролируется одноименным метаморфическим поясом [11]. Пегматиты приурочены к осадочным формациям нюрундуканской серии Байкало-Муйского зеленокаменного пояса и сконцентрированы вдоль одной из ветвей Мамского глубинного разлома. Протяженность пегматитоносной зоны около 80-90 км при ширине выхода около 10-15 км. В пределах Байкало-Муйской субпровинции находятся Букачанское и Акуканское месторождения мусковита [14], на которых проводились геологоразведочные работы, показавшие, что месторождение не имеет большого промышленного значения.
Приольхонская субпровинция палеозойских керамических и докембрий-ских редкоземельных пегматитов находится в центральной части Западного Прибайкалья, охватывая площадь Приоль-хонского плато и о. Ольхон. А.Н. Иванов [2] описывает ее как Прибайкальский пояс пегматитов, входящий в зону Вебирс. Территория субпровинции сложена глубоко метаморфизованными породами ольхонской серии докембрийского возраста, испытавшими несколько этапов тектоно-магматической активизации в ри-фее и раннем палеозое. В пределах субпровинции выявлено несколько генераций пегматитов, причем докембрийские пегматиты несут редкоземельную минерализацию, а палеозойские являются керамическими. В районе разведано несколько
месторождений пегматитов. Наиболее крупным является Нарын-Кунтинское месторождение керамического сырья, на котором осуществлялась добыча микроклина для Хайтинского фарфорового завода.
Таким образом, Байкало-Патомский пегматитовый пояс относится к полициклическим поясам в пределах перикратон-ных гетерогенных структур складчатого обрамления протогейской Сибирской платформы. Он контролируется системой зон позднерифейской и раннепалеозойской активизации докембрийских складчатых комплексов вдоль краевого шва платформы. Минерагеническая специализация пегматитов в пределах пояса определяется комплексом факторов, главными из которых являются глубина формирования, РТ условия метаморфизма и особенности ли-тологического состава вмещающих структурно-вещественных комплексов, форма-ционная принадлежность материнских магматических комплексов.
Библиографический список
1. Арсентьев В.П., Хренов П.М. Структурно-металлогенические зоны центральной части Саяно-Байкальской горной области //Вопросы генезиса и закономерн. размещ. эндоген. м-й. - М.: Наука, 1966. -С. 257-276.
2. Иванов А. Н. Пегматиты активизированных складчатых систем Прибайкалья и Северной Монголии //Геол. и генезис пегматитов. - Л.: Наука, 1983.
3. Кремляков И. И. Структурные условия формирования главнейших нерудных эндогенных месторождений Байкальской горной области. - Иркутск: ИГУ, 1984. - 196с.
4. Кочнев А. П. Структурное развитие Мамской зоны смятия. - Иркутск: ИПИ, 1991. - Деп. ВИНИТИ, N.2426-91. - 160с.
5. Кочнев А.П. Структуры мускови-тоносных пегматитовых полей и месторождений (на примере Мамской пегмати-
товой провинции). - Ирк.: ИрГТУ. Деп. ВИНИТИ. Ш576-В-95. - 1995. - 199 с.
6. Кочнев А.П. Ранговая классификация пегматитоносных площадей //Геол., поиски и разведка рудных полезн. ископ. -Иркутск: ИПИ, 1996. - С.3-13.
7. Кочнев А.П. Принципы геотектонической типизации пегматитовых поясов и провинций //Геол., поиски и разв. м-й рудн. полезн. ископ. - Иркутск: ИрГТУ, 1997. - С.15-24.
8. Лобанов М.П. Даванская зона смятия и связь с ней динамометаморфизма, метасоматоза и рудной минерализации (Северо-Западное Прибайкалье) // Геол. и полезн. ископ. Байкало-Патомского нагорья. - Иркутск, 1966. - С. 168-184.
9. Плешанов С.П. Морфологические типы пегматитовых тел центральной части Восточно-Саянского пояса гранитных пегматитов и их связь с геологической структурой //Матер. по геол. и полезн. ископ. В. Сибири. - Иркутск, 1960. - С. 31-36.
10. Семинский Ж.В. Металлогени-ческие пояса Юго-Восточной Сибири //Известия Сиб. отдел. Секции наук о Земле РАЕН. Вып. 3(29). - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. - С. 5-15.
11. Слюдоносные пегматиты /Макры-гина В.А. [и др.]. - Новосибирск: Наука, 1990. - Т.1. - 233с.
12. Соколов Ю.М. Метаморфогенные мусковитовые пегматиты. - Л.: Наука, 1970. - 190с.
13. Хренов П.М. и др. Карта разломов юга Восточной Сибири масштаба 1:1500000 //Эндогенные процессы в зонах глубинных разломов. - Иркутск: ИЗК СО АН СССР, 1989. - С.87-88.
14. Чернов Ю.А. О пегматитах Бар-гузино-Муйского междуречья // Тр. Вост-Сиб. Геол. ин-та. Сер. Геол. - Вып. 1. -Иркутск, 1959. - С. 144-173.
15. Якжин А. А. Геология слюдяных месторождений Восточной Сибири. -Иркутск: ОГИЗ, 1947. - 98 с.
Рецензент кандидат геолого-минералогических наук, профессор Иркутского государственного технического университета Ю.А. Чернов
