Синергетическая модель меденосной рудно-магматической системы

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кучеренко И.В., Гаврилов Р.Ю., Мартыненко В.Г., Верхо-зин А.В. Структурно-динамическая модель золоторудных месторождений, образованных в несланцевом и черносланцевом субстрате. Ч. 1. Берикульское месторождение (Кузнецкий Алатау) // Известия Томского политехнического университета. -2008. - Т. 313. - № 1. - С. 11-26.

2. Буряк В.А., Гончаров В.И., Горячев Н.А. и др. О соотношении кварцево-жильной золотой и вкрапленной золото-сульфидной минерализаций с платиноидами в черносланцевых толщах // Доклады РАН. - 2005. - Т. 400. - № 1. - С. 56-59.

3. Алабин Л.В., Калинин Ю.А. Металлогения золота Кузнецкого Алатау. - Новосибирск: Изд-во НИЦ ОИГГМ СО РАН, 1999. -237 с.

4. Кузьмин М.И., Ярмолюк В.В., Спиридонов А.И. и др. Геодинамические условия формирования золоторудных месторождений Бодайбинского неопротерозойского прогиба // Доклады РАН. - 2006. - Т. 407. - № 6. - С. 793-797.

5. Лаверов Н.П., Чернышов И.В., Чугаев А.В. и др. Этапы формирования крупномасштабной благороднометалльной минерализации месторождения Сухой Лог (Восточная Сибирь): результаты изотопно-геохронологического изучения // Доклады РАН. - 2007. - Т. 415. - № 2. - С. 236-241.

6. Сафонов Ю.Г., Горбунов Г.И., Пэк А.А. и др. Состояние и перспективы развития учения о структурах рудных полей и месторождений // Геология рудных месторождений. - 2007. - Т. 49. - № 5. - С. 386-420.

7. Кучеренко И.В., Гаврилов Р.Ю., Мартыненко В.Г., Верхо-зин А.В. Петролого-геохимические черты рудовмещающего метасоматического ореола золоторудного месторождения Чер-

тово Корыто (Патомское нагорье) // Известия Томского политехнического университета. - 2008. - Т. 312. - № 1. - С. 11-20.

8. Кучеренко И.В. О фосфор-магний-титановой специализации золотоносных березитов // Доклады АН СССР. - 1987. - Т. 293. - № 2. - С. 443-447.

9. Кучеренко И.В. Теоретические и прикладные аспекты изучения геохимии титана, фосфора, магния в мезотермальных золотых месторождениях. Ч. 2 // Известия Томского политехнического университета. - 2004. - Т. 307. - № 3. - С. 35-42.

10. Кучеренко И.В., Рубанов В.А. Тектоника золоторудных месторождений, локализованных в активизированных структурах допалеозойской складчатости (на примере одного из регионов) // Вопросы структурной геологии / Под ред. А.И. Родыгина. -Томск: Изд-во Томского ун-та, 1987. - С. 16-27.

11. Riedel W. Das Aufguellen geologischer Schnelzmassen als plastischer Formanderungsvorgang // Neues Jb. für Miner., Geol. u. Paleont. - 1929. - Bd. 62. - Abt. B. - S. 151-170.

12. Riedel W. Zur Mechanik geologischer Brucherscheinungen // Zen-tralbl. fur Mineralogie. Abt. Geol. und Paleont. - Berlin, 1929. -S. 354-368.

13. Невский В.А. Трещинная тектоника рудных полей и месторождений. - М.: Недра, 1979. - 224 с.

14. Кучеренко И.В. Об осадочном происхождении медных руд Удокана // Новый век - новые открытия: Матер. Междунар. научно-техн. конф., посвященной 40-летию ЗабНИИ. - Чита, 2001. - С. 97-101.

Поступила 01.10.2008 г.

УДК 551.2

СИНЕРГЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МЕДЕНОСНОЙ РУДНО-МАГМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

В.С. Салихов

Читинский государственный университет Е^У: ivanealena@yandex.ru

С позиций нелинейной термодинамики сделана попытка создать модель меденосной рудно-магматической системы. Модель позволяет оценить и пересмотреть перспективы известных медно-рудных регионов с позиций поиска недостающих членов саморазвивающихся рифтогенов.

Ключевые слова:

Синергетика, рудно-магматическая система, рифтогенные зоны, нелинейная термодинамика.

В последнее время для решения широкого круга геологических и, в том числе металлогенических (минерагенических) задач активно привлекаются положения синергетики - нового научного направления в естествознании (особая роль здесь принадлежит брюссельской школе физиков под руководством И.Р. Пригожина), позволяющего использовать аппарат нелинейной термодинамики для расшифровки сложных природных процессов и систем. Последние в большинстве случаях являются неравновесными, динамичными, необратимыми и открытыми, протекающими при активной связи с

внешней средой и высоком энергопотоке. Такие системы сопровождаются образованием упорядоченных пространственно-временных и временных структур, возникающих в результате кооперативного (согласованного) поведения составных частей природных систем.

Существующие металлогенические концепции далеко не всегда в состоянии объяснить все многообразие и сложность развития рудообразующих процессов в тектоносфере, где тесно сочетаются разного рода эволюции, непрерывно-прерывистый характер ее развития в сложном взаимодействии

последовательного, параллельного и наложенного процессов, нередко проявляющихся на ограниченных площадях.

Уже имеются многочисленные примеры объяснения сложных процессов рудообразования с позиции неравновесной термодинамики [1, 2 и др.], учитывающей нелинейность и динамику течения физических свойств горных пород в литосфере, хаотичность развития геосфер (в том числе и детерминированную), относительную упорядоченность конкретных участков земной коры, что в конечном итоге определяет принципиально новые возможности в методологии и технологии прогноза и поисков месторождений полезных ископаемых.

В настоящем сообщении с позиций синергетики рассматривается эндогенная рудно-магматиче-ская система, которая в различных геолого-структурных условиях тектоносферы генерирует многообразное медное и сопутствующее оруденение в пределах разномасштабных блоках земной коры -рифтогенах.

Под рифтогеном здесь понимается неравновесная эндогенно-активная обособленная структура (узел линейной зоны), проявляющаяся в земной коре и вмещающая природные сообщества магматических, вулканических, осадочных, метасомати-ческих и рудоносных пород, представляющих собой многоэтапный руднопетрогенетический самоорганизующийся процесс, эволюционирующий от мантийно-корового расслоения и ликвации до эксгаляционно-осадочной дифференциации вещества и вмещающий весь комплекс геолого-промышленных типов известного медного оруденения. В рифтогене согласованно единство внутренней структуры и внешней среды, под воздействием которой они (рифтогены) формируются. Рифтоген -целостная структура, разноранговая и в ней взаимосвязаны хаос и порядок, случайность и необходимость. Специфика рифтогенов определяется особенностями геодинамического режима глубинных зон тектоносферы и зависит от положения последних в региональных структурах земной коры.

Области зарождения рифтогенов определяются разноуровневыми, физико-геологическими нео-днородностями, спонтанно возникающими в изначально однородных средах. Движущей силой эволюционного развития рифтогена является неравновесность (противоречие), которая побуждает его к внутреннему саморазвитию и, как следствие, к формированию новых типов (в бифуркационных точках) оруденения от мантийного к мантийно-ко-ровому (резонансные зоны мантии) и далее к экзогенному (латераль-секреционному и вулканоген-но-осадочному) в близповерхностных условиях. В результате такой эволюции (вдали от состояния равновесия) возникают и усложняются пространственные и пространственно-временные структуры как результат взаимодействия поступающих фильтрующихся флюидов со вновь образованными породно-минеральными ассоцияциями. Послед-

ние могут резко отличаться от ранее созданных минеральных ассоциаций, но приемственность сохраняется.

В рассматриваемом рифтогене первый по фациям глубинности уровень (абиссальный) занимает медно-никелевое оруденение [3], зарождающееся в условиях верхней мантии (мантийная эндогенная рудно-магматическая система - первый уровень самоорганизации), где генерируется ликвацион-ные высокоподвижные сульфидные флюидные расплавы. Последние поступают по ослабленным зонам в верхние структурные этажи с образованием рудных тел в расслоенных интрузиях. Особенности руд - их высокотемпературность и много-актность, имеющая место в восстановительных условиях.

Медно-порфировые месторождения в рифтогене формируют второй уровень меденакопления (гипа-биссальный) и второй уровень самоорганизации, а месторождения этого уровня связаны с вулкано-плутоническими многофазными и сложно дифференцированными (от габбро до гранитов) порфи-ровидного облика комплексами пород умеренных глубин с прожилково-вкрапленной (штокверко-вой) минерализацией.

Медно-колчеданные месторождения в рифтогене представляют собой следующий, третий уровень меденакопления (эффузивный, близповерхност-ный), проявленный в условиях образования контрастной (риолит-базальтовой) или непрерывной базальт-андезит-дацит-риолитовой вулканических серий, сопровождаемыми малыми и пестрыми по составу субвулканическими и гипабиссальными интрузиями.

Медно-колчеданные месторождения подчинены геосинклинально-складчатым системам, их ранним этапам и размещаются в определенных зонах первичных (офиолитовых) эвгеосинклиналях (вулканогенные троги) нередко на океанической коре (островодужный тип), а также во внутрикон-тинентальных или окраинно-континентальных рифтовых зонах [4], где осадочные образования в целом подчинены вулканогенным.

Особенностью распространения медно-колче-данного оруденения во времени является его сквозной характер; месторождения этого типа известны на всех континентах и отмечаются на всех этапах развития Земли от раннедокембрийских (зе-ленокаменные толщи) до современных металлоносных осадков рифтовых зон (Атлантис - II, Красное море).

Стратиформное оруденение типа медистых песчаников и сланцев отвечает четвертому (экзогенному) уровню меденакопления и четвертому уровню самоорганизации, связанному с заключительными стадиями развития рифтогена с широким развитием надрифтовых конседиментационных впадин. Оруденение размещается в осадочных терри-генных, глинистых в разной степени известкови-

стости породах и подчиняется особенностям стратификации вмещающей среды. Рудное вещество близко синхронно осадконакоплению, либо инъецирует позднее, по мере его созревания в промежуточных флюидных камерах, в зоны разуплотнения слоистых толщ в соответствии с их текстурными особенностями, т. е. месторождения этого типа сформированы при участии высокоэнергетичного фильтрующегося флюида, а рудные тела находятся в едином ансамбле с вмещающей рамой.

Выделенные четыре уровня генерации медного оруденения (иерархические уровни самоорганизации и структурирования) представляют собой различные состояния единой геологической формы движения материи, находящей отражение в саморазвивающейся эндогенной рудно-магматической структуре - рифтогене. Но единство и целостность рифтогена позволяют и не противоречат свободному и самостоятельному развитию в нем каждого промышленно-генетического типа медного оруденения по мере достижения в системе бифуркационных состояний, сопровождаемого переходом оруденения (скачкообразного) в новый тип, т. е. здесь устанавливается филогенетическое и онтогенетическое развитие меднорудного процесса.

Примеры пространственного совмещения и сопряженного развития различных типов медного оруденения в конкретных участках - блоках земной коры многочисленны. Наиболее представительным и полно развитым из них является Уральская гео-синклинально-рифтовая система в целом и ее отдельные блоки-участки, где совмещено развивается весь комплекс промышленных медных руд. Здесь медно-никелевое оруденение отмечается в пределах основных и ультраосновных массивов платинонос-ного пояса западной части Тагильского синклино-рия (Волковское медно-железо-ванадиевое месторождение), медно-порфировое оруденение более разнообразно и развито в барьерных зонах острово-дужных геоструктур (Валерьяновский вулкано-плу-тонический пояс), медно-колчеданные же месторождения здесь наиболее широко представлены, а стратиформное медное оруденение более развито в предуральском краевом прогибе. Примечательно, что на Урале набирает обороты меднопорфировое оруденение (Михеевское на Южном Урале, Талиц-кое - на Среднем), которое может прийти на смену лидирующему пока медно-колчеданному.

Весьма показательно, что в пределах крупного Магнитогорского синклинорного прогиба, где совмещены многие промышленные типы медного оруденения, отмечен уже новый переходный тип оруденения - скарново-медно-порфировый (Тарутинское месторождение, [5]), а в пределах Ауэрба-ховской (Средний Урал) коплексной рудно-магма-тической системы совмещенно развивается медно-железо-скарновое, золото-сульфидное и золото-кварцевое оруденение [6], т. е. изменения начальных параметров в саморазвивающейся системе может привести к появлению иных, непредсказуемых

типов оруденения в бифуркационных (катастрофических) точках.

Таким образом, один промышленно-генетиче-ский тип оруденения, появляясь на определенной стадии развития рифтогена, сменяется другим (появляется на месте разрушающегося), в результате чего может возникнуть промежуточный тип оруде-нения, к каковым можно отнести, например, и Кирганикское золото-медное месторождение Камчатки (южный сектор Корякского Центрально-Камчатского вулкано-плутонического пояса), сходное, с одной стороны, с месторождениями медно-порфирового типа, а с другой - с месторождениями железо-медного (с ванадием и титаном) типа в габброидах.

Самоорганизация меденосной рифтогенной системы - это непрерывный процесс эволюции (на удалении от состояния равновесия), который приводит к образованию новых упорядоченных (дис-сипативных) макроструктур и новых типов оруде-нения. Начало этому процессу положено формирование расслоенных интрузивных комплексов с ярко выраженными диссипативными структурами.

Другим примером совмещенного развития медного оруденения является рифтогенная структура Кивино на юге Канадского щита, где медно-нике-левое оруденение фиксируется в основных массивах Дулута, эффузивный тип в виде самородной меди - в миндалекаменных вулканитах, а страти-формный тип - в сланцах Нонсач.

В пределах Удоканской рудоносной структуры совмещенно развивается комплексное медное ору-денение в основных массивах (Чинейское месторождение) и оруденение типа медистых песчаников и сланцев (Удоканское месторождение). Прямых признаков наличия в районе медно-колчедан-ного оруденения, связанного с вулканогенными толщами здесь пока нет, однако расслоенные бази-товые массивы с медной и медно-никелевой минерализацией широко представлены в районе, и они многими петрологами принимаются за промежуточные очаги древних вулканических аппаратов-центров вулканических извержений. Более того, в вулканитах известного здесь неоген-четвертичного удоканского лавового плато устанавливается медная минерализация, что, во-первых, подтверждает длительную эндогенную активность региона, и, во-вторых, существование здесь устойчивой, глубинной аномальной мантии на медь.

В крупнейшем медном поясе Африки (Заир-Замбия) наряду со стратиформным оруденением имеются трубки с порфировым типом месторождений металлогенически загадочной формации (Мо, Си, РЬ, и, А§), к которым принадлежат месторождения Кипуши и Шинколобве, а также наиболее интересное свинцовое с германием месторождение Цумеб. В Чили с крупнейшими медно-порфировы-ми месторождениями пространственно и генетически связаны месторождения медистых песчаников и сланцев, в образовании которых принимали уча-

стие рудоносные ювенильные воды, изливавшиеся в окраинные бассейны. В известном меднорудном районе Норильска есть также признаки медно-порфирового оруденения [4].

Модель совмещенного развития медного оруденения позволяет по иному оценить и пересмотреть перспективы известных медно-рудных регионов с позиций поиска недостающих членов саморазвивающихся рифтогенов, исходя из нелинейного мышления, не увлекаясь наиболее распространенными типами оруденения в конкретном блоке земной коры, тем самым готовясь к приятным неожиданностям; например в Кодаро-Удоканском регионе

есть перспективы обнаружения медно-никелевого с платиной оруденения Норильского типа. В полно развитом рифтогене, наиболее упорядоченном, возможны все геолого-промышленные типы известного медного и сопутствующего оруденения.

Возможность образования самоорганизующейся и саморазвивающейся неравновесной, открытой рудно-магматической системы, ее движущую силу составляют внутренняя противоречивость, нелинейные законы и неоднородность, определяемые волновым, попеременным по вертикали распределением физических и иных свойств горных пород по разному, реагирующих на импульсы энергии.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Горяинов П.М., Иванюк Г.Ю. Самоорганизация минеральных систем. - М.: ГЕОС, 2001.

2. Летников Ф.А. Процессы самоорганизации при формировании магматогенных и гидротермальных рудных месторождений // Геология рудных месторождений. - 1997. - Т. 38. - № 4.

- C. 307-322.

3. Салихов В.С. Единство и многообразие промышленных типов медного оруденения // Геология и геофизика. - 1991. - № 10.

- C. 71-75.

4. Дюжиков О.А., Дистлер В.В., Струнин Б.М. и др. Геология и рудоносность Норильского района. - М.: Наука, 1988. - 279 с.

5. Грабежев А.И., Карпенко А.М., Савельев В.П. и др. Тарутинское скарново-медно-порфировое месторождение) // Доклады АН СССР. - 1990. - Т. 311. - № 2. - С. 451-454.

6. Минина О.В. Ауэрбаховская комплексная рудно-магматиче-ская система на Среднем Урале // Отечественная геология. -1994. - № 7. - С. 17-22.

Поступила 10.09.2008 г.

УДК 553.469

ПЕРСПЕКТИВЫ ИЗУЧЕНИЯ И ОСВОЕНИЯ РЕСУРСОВ ГЕРМАНИЯ В НИЖНЕМЕЛОВЫХ ЛИГНИТАХ КАССКОЙ ПЛОЩАДИ

А.Ю. Озерский, А.Г. Еханин*

ОАО «Красноярская горно-геологическая компания» *Управление по недропользованию по Красноярскому краю E-mail: ozerski@krasgeo.ru

Рассматриваются новые данные по германиеносным лигнитам юго-восточной окраины Западно-Сибирской плиты. Буровыми работами в бассейне нижнего течения реки Кас в меловых отложениях выявлен перспективный участок с прогнозными ресурсами германия, составляющими 11 тыс. т. Содержания германия в руде составляют 100...280 г/т сухого лигнита или 560...3600 г/т золы. Показана необходимость проведения дальнейших целенаправленных геологоразведочных работ на германий.

Ключевые слова:

Германиевые руды, лигниты, концентрация, прогнозные ресурсы, удельная теплота сгорания, геохимия.

Находки германиеносных лигнитов на юго-восточной окраине Западно-Сибирской плиты известны с середины прошлого столетия. В 1960-х гг. Ю.И. Горький, Е.С. Мейтов и др. подтвердили данные о наличии германиеносных лигнитов в бассейнах рек Кас и Сым. По данным этих исследователей содержания германия в лигнитах составили на Нижне-Кас-ском участке 4...543 г/т лигнита при зольности 1,7...84,8 %. В 1969 г., вследствие обнаружения герма-ниеносных углей на Дальнем Востоке, приказом Министерства геологии СССР поисковые работы на германий в других регионах страны были прекращены. В Красноярском крае к этой проблеме вернулись в свя-

зи с реализацией Федеральной программы освоения Нижнего Приангарья [1]. В 2000 г. органы управления недрами Красноярского края поручили ОАО «Красноярская горно-геологическая компания» (ОАО «Красноярскгеология») выполнить поисковые работы на германий в бассейне рек Кас и Сым.

В административном отношении изученная площадь расположена на территории Енисейского района Красноярского края и включает в себя бассейны рек Кас и Сым, левых притоков р. Енисей (рисунок). Изученный участок недр приурочен к таежной и заболоченной Приенисейской части Западно-Сибирской равнины.