Комплексный линеаментный анализ Орловско-Спокойненского рудного поля (восточное Забайкалье)

Д. В. Лопатин, Н. И. Шавель

КОМПЛЕКСНЫЙ ЛИНЕАМЕНТНЫЙ АНАЛИЗ ОРЛОВСКО-СПОКОЙНЕНСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ (ВОСТОЧНОЕ ЗАБАЙКАЛЬЕ)*

Орловско-Спокойненское рудное поле занимает Ага-Хилинское междуречье левых притоков р. Онон, в том месте, где реки Аргунь, Шилка и Онон образуют верхнюю часть бассейна р. Амур. Административно район исследований находится в Агинском бурятском национальном округе Забайкальского края.

Полевые материалы и их аналитическая обработка были выполнены Д. В. Лопатиным в составе экспедиционных работ НИС геологического факультета Иркутского государственного университета при ответственном исполнении проекта Б. В. Томилова. Компьютерная версия графических приложений и редактирование работы выполнены старшим преподавателем кафедры геоморфологии СПбГУ Н. И. Шавель и инженером М. П. Калыгиным.

В практике геологоразведочных работ для оценки перспективности рудоносных площадей используется структурно-геоморфологический анализ, основанный на пространственно-временной связи рельефа с геолого-структурными особенностями территории. В процессе развития геоморфологической структуры происходит формирование современного облика рельефа и вывод месторождений в денудационный срез. Поэтому для получения прогнозной оценки рудоносных площадей обычно ставят следующие две задачи: 1 — выявление структурно-геоморфологического плана исследуемого района и 2 — определение величины денудационного среза как критерия оценки перспективности оруденения [1-3].

В геологоразведочной практике изучения рудных площадей районов тектономагма-тической активизации встречаются варианты, когда в пределах рудного поля нужно выявить погребенные продуктивные магматические тела, скрытые в толще вмещающих пород, физические параметры которых такие же, или почти такие же, как и у этих толщ. В этом случае одни лишь геолого-геофизические методы малоэффективны, и вторая задача, означенная выше, теряет свою актуальность. На первый план выступает третья задача — определение геолого-геоморфологических следов-индикаторов погребенных инъективных тел. Ими могут быть системы как открытых (водоносных), так и закрытых (минерализованных) трещин, а также разрывных нарушений, фиксирующих поднятия поверхности рельефа и др. Они могут возникать в результате подвижек легких инъективных геологических тел внутри вмещающих пород под воздействием стресс-напряжений, вызванных землетрясениями или даже малоконтрастными медленно развивающимися другими новейшими дислокациями. При генерализации все сопутствующие им формы должны укладываться в образы, фиксируемые картометрическими [4] и дистанционными методами [5] исследования. Эти образы отображаются через геоиндикаторы, которые могут обладать как морфоструктурными, так и крип-томорфными геоморфологическими признаками разной степени выраженности [5]. Но

* Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект №09-05-00397). © Д. В. Лопатин, Н. И. Шавель, 2010

все вместе они представляют собой ансамбли малых форм рельефа, выявляемых в процессе крупномасштабного геоморфологического картографирования. Методика изучения таких образов в расширенном отношении может отличаться от той, которая принята в практике традиционного морфоструктурного анализа. Она должна обеспечивать решение следующих задач: 1 — получение общих представлений о закономерностях морфолитогенеза, 2 — выявление структурно-геоморфологического плана рудного поля, 3 — получение точнейшей геоморфологической карты, обеспечивающей индикационное структурно-геоморфологическое дешифрирование, 4 — генерализация данных карты, согласно выявленным структурно-геоморфологическим признакам рудоносных тел, 5 — построение комплексных структурно-геоморфологических моделей рудномагматических тел, 6 — корреляционный анализ их с глубинным строением по данным

1 2 3 4 5 6 7 8

Рис. 1. Схема структурно-геоморфологического районирования Юго-Восточного Забайкалья (с использованием материалов Б. В. Томилова). Геоморфологические районы:

1 — линейные овальные и округлые неконтрастные своды и рифтоподобные мезозойские впадины забайкальского типа; 2 — Даурское и Борщевочное сводовые поднятия гобийского типа; 3 — структурно-аккумулятивные равнины с островными пологосопочными массивами. Прочие обозначения: 4 — границы структурно-геоморфологических областей: 5 — границы структурно-геоморфологических районов; 6 — линеаменты: А — кольцевые, Б — прямолинейно-ориентированные; 7 — государственные границы; 8 — площадь района исследований.

геофизических методов, рудно-геохимической специализации и построение геодинами-ческих моделей, 7 — выстраивание системы прогнозирования погребенных рудоносных тел. В процессе обработки материалов все эти процедуры были выполнены. Рассмотрим более подробно лишь роль дешифровочных материалов, полученных по аэрокосмосъемке высокого разрешения (АКС), картометрических построений и данных полевого геоморфологического картографирования на примере Орловско-Спокойненского ред-кометалльного рудного поля. Именно они формируют индикационную инфраструктуру погребенных рудоносных штоков.

Орловско-Спокойненское редкометалльное рудное поле расположено в краевой зоне Агинского рифей-вендского консолидированного массива. В позднем мезозое эта область подверглась интенсивной гранитизации, в результате чего возникла гигантская тектономагматическая криптоморфная структурная форма центрального типа (около 200 км в диаметре) (рис. 1). Ее внешнее и глубинное строение, металлогенический

Рис. 2. Схема орогидрографии участка картографирования.

1 — реки и направление их течения, 2 — пади или пролювиальные долины, 3 — населенные пункты, 4 — важнейшие горные вершины.

анализ и геодинамическая модель нами были изучены и опубликованы в предыдущих работах [6-8]. Орогидрографическоее строение территории самого рудного поля представлено на рис. 2.

Для выявления закономерностей размещения геоморфологической инфраструктуры рудно-магматических тел, не вскрытых в денудационном срезе, проводился комплексный структурно-геоморфологический анализ данной территории. На предварительных этапах этой работы были обобщены данные по структурно-геологической, физико-географической обстановке современного рельефообразования, рассмотрены результаты геоморфологического картографирования в масштабе 1 : 10000, дешифрирования АКС разного масштаба в сопоставлении с данными аналитических картометрических схем.

Данная статья посвящена лишь части общей проблемы и касается комплексного линеаментного анализа рудного поля, выявления общих закономерностей тектонического дробления жесткого гетерогенного субстрата, сквозными рудоконцентрирующими структурными зонами и площадными радиально-концентрических систем разрывных и трещинных неоднородностей, отображающих на некоторой глубине геологические тела с симметрией центрального типа. Ими должны быть рудоносные штоки. Все дальнейшие действия необходимы для выработки дополнительного блока прогнозных критериев погребенных продуктивных тел на качественном и количественном уровнях. Методики таких работ известны и широко применяются в практике Государственной геологической карты РФ третьего поколения [9]. Но на уровне рудных полей, полностью покрытых геоморфологической съемкой (374 км2) с кондиционной геодезической привязкой профилей и картографируемых объектов в масштабе 1 : 10000 осуществляется впервые.

Карто-схема линеаментов, выявленных по аэрофотоматериалам масштабов 1: 27 000 и 1 : 40 000

На материалах АКС выделялись несколько типов линеаментов, контролирующих разрывные нарушения или зоны повышенной трещиноватости. Во-первых, по фототональности выделялись диаклазы, или безамплитудные разломы и зоны трещиноватости. Они определялись разными формами выработанного мезо- и микрорельефа:

а) геометризованными тальвегами долин, падей, распадков, оврагов, промоин и т. д.,

б) темными линиями на изображении, характеризующимся высокой плотностью сомкнутости различных растительных ассоциаций в водораздельных частях остепнен-ных склонов; в) по темным полосам, отображенным в структурном микрорельефе и растительности днищ долин. Во-вторых, линеаменты проводились по тектоническим уступам и выступам, установленным по темным (обводнение, затенение) и светлым (дайки, жилы) линиям на склонах. В-третьих, они проводились по простиранию отрицательных и положительных склоновых перегибов, по тыловым швам разорванных уровней денудационных и структурных поверхностей. А в-четвертых, отображались в виде геометрических фигур, полос и линий на изображениях местности (ансамбли малых форм).

При анализе линеаментной карты было установлено, что плотность мелких кольцевых микроморфологических комплексов является наибольшей в осевых частях поднятий и наименьшей на крыльях. Кольцевые формы с поперечником более 2 км распределены по всей площади рудного поля равномерно, но, чем ближе они расположены к Агинской и Хилинской депрессиям, тем более глубоко дренированы, что может

Рис. 3. Фрагменты карто-схем по материалам дистанционных исследований.

1 — линеаменты регионального ранга по индикаторам денудационно-тектонической долинной сети и их названия; 2 — локальные линеаменты, выделенные по комплексу признаков; 3 — отметки абсолютных высот, 4 — дороги; 5 — населенные пункты.

косвенно свидетельствовать о медленных поднятиях «всплывающих» гранитоидных тел [10].

Наибольшая плотность линеаментов отмечается на водоразделах, особенно в их гребневидных частях и в местах выходов коренных пород из-под склонового чехла рыхлых отложений. Наиболее трещиноватыми участками являются водоразделы падей: Улан-Булак — Булактуй, Булактуй — Джаргалянтуй, Хухоше — Шалун-Кун-ды, Дылбырхей — Барун-Убжигой, Барун-Убжигой — Дунду-Убжигой, Зун-Убжигой — Урт, Улан-Булак — Закульти, Хара-Угун — Барун-Килькинда (см. рис. 2). Наименьшая плотность отдешифрированных линеаментов отмечается на юго-восточной и крайней восточной частях площади рудного поля. Здесь же меньше всего наблюдается форм, обладающих симметрией центрального типа (круговой и овальной геометрии). Мало линеаментов фиксируется в районе Орловской интрузии, в днищах долин Аги и Хилы (рис. 3).

Из ориентированных линеаментов преобладают северо-западные, меньше — северовосточных и субмеридиональных; очень мало субширотных. Наиболее крупные и протяженные из них имеют продольную северо-западную ориентировку. Такое же направление имеет масса отдешифрированных нарушений в юго-западной части площади. В других случаях какой-либо одной ориентировки не отмечается. Подавляющее большинство ориентированных линеаментов в площади рудного поля имеет протяженность 0,2-1,3 км.

Схема линеаментов, выявленных по топографической карте

М 1: 25 000

Линеаменты проводились по элементам рельефа, являющимися индикаторами тектонической трещиноватости. Ими могут быть геометризованные участки долин, уступы, седловины, отрицательные и положительные перегибы склонов, западины, водосборные воронки, овраги, промоины, водораздельные гребни, цепочки бессточных котловин термокарстовых озер и болот, ложбины, микродепрессии минеральных источников (аршанов), родники, контрастные границы между участками рельефа, различающимися своей расчлененностью, бровки субгоризонтальных уровней рельефа, линейные зоны солифлюкции, закурумливания, формы мерзлотного микрорельефа и т. д. (рис. 4).

На карте, кроме прямолинейно-ориентированных линеаментов, выделяется большое количество кольцевых и дуговых. Размер кольцевых форм в поперечнике составляет 0,2-3,0 км и более. Распределение их по площади более или менее равномерное. Основная масса кольцевых форм подтверждается дешифрированием аэрофотоснимков и материалами геоморфологических съемочных работ.

Наиболее трещиноваты центральные части поднятия. Минимальные плотности ли-неаментов находятся на его крыльях и во впадинах, занятых долинами рек Аги и Хилы. Преобладающей ориентировкой линеаментов является северо-западная. Особенно много линеаментов этого простирания наблюдается в юго-западной части площади. Меньшее их количество соответствует северо-восточному направлению и совсем мало субмеридиональному и субширотному. В западной части площади, в верховьях падей Закульти, Дылбырхей и Барун-Убжигой наблюдается область малой плотности линеа-ментов.

Размещение малых (0,2—1,5 км) кольцевых линеаментов контролируется, как краевыми частями крупных морфоблоков, так и крупными линейными зонами трещино-

Рис. 4. Фрагмент карто-схемы структуры линеаментного поля по данным картометрии.

1 — линеаменты разной геометрии и их названия; 2 — отметки абсолютных высот;

3 — границы участков геоморфологической съемки; 4 — населенные пункты.

ватости и их пересечениями. Крупные же центрозональные формы обычно связаны с линейными зонами сгущений кольцевых форм рельефа и с их пересечениями.

Карто-схема блокового деления

При построении схемы блокового деления (рис. 5) предварительно была выделена сеть наиболее крупных, протяженных и дренированных линеаментов, разделяющих крупные морфоблоки. После этого в пределах каждого отдельного блока, описываемого тектономорфоизогипсами, было показано положение его вершинной поверхности. Штриховкой выделено высотное положение морфоблоков. По этому принципу все они подразделены на 4 группы: 1 — 650-800 м; 11 — 675-900 м; 111 — 675-1000 м; IV —7251050 м (см. рис. 5).

Исследуя карту, можно отметить следующие особенности блоковой морфотектоники позднего кайнозоя. Наиболее раздробленной частью поднятия является водораздельная, где блоки имеют поперечник 1-3 км и длину 2,5-7,0 км. Подавляющее большинство блоковых форм вытянуты к северо-западу и лишь у некоторой их части длинная ось ориентирована к северо-востоку и востоку. Наиболее опущенные морфоблоки располагаются на крыльях поднятия. Исключение составляет блок овоидной1 формы, находящийся между Зун-Килькиндой и Барун-Килькиндой, и соседствующий с максимально поднятым Орловским блоком. Наиболее поднятые морфоблоки расположены по территории неравномерно и группируются в западной части рудного поля (Тымон-Худульский, Орловский), образуя изометричное поднятие. Кольцевые формы рельефа, как правило, связаны с внешними граничными частями блоковых морфотектонических образований. В плане морфоблоки образуют звездообразную структуру с центром, расположенным у г. Хухэ-Чалотуй.

Анализируя схему общего дешифрирования рядов снимков разного разрешения, картометрии и обобщения данных карты геоморфологического картографирования, следует отметить, что центрозональные инфраструктуры локализуются вдоль крупных протяженных линеаментов, в узлах их пересечений и в дуговых разломах более крупных кольцевых структур. Наибольшая плотность линеаментов отмечается в осевых частях поднятия, на водоразделах, лишенных покрова рыхлых отложений и в югозападных частях площади. Цепочки центрозональных инфраструктур располагаются обычно или вдоль длинных осей крупных морфоблоков, проходящим по водоразделам падей, или у крупных протяженных блокоограничивающих линеаментов.

Карто-схема плотности линеаментов

Для более объективной оценки размещения плотности трещиноватости как показателя перспективной минерализации на исследуемой площади строятся схемы плотности линеаментов. Этому предшествует создание матрицы всех линеаментов, выявленных тремя методами: комплексного дешифрирования разномасштабных АФС, полученных картометрическими методами и по данным полевого геоморфологического картографирования. Составления схемы плотности линеаментных структур производилось методом скользящего окна квадратной формы площадью 1 км2. В пределах окна измерялась суммарная длина всех линеаментов. Она относилась в виде точки к центру квадрата. Далее, по законам картографии строилась изо-линейная вторичная карта, отражающая распределение плотности линеаментного поля (рис. 6).

Наибольшей плотностью линеаментов (более 12 км/км2) характеризуется юго-восточная и северо-западная части участка «Спокойный», северо-западная часть «Барун-

1 Термин употребляется в литературе давно.

Рис. д. Фрагмент аналитической схемы блокового деления рельефа рудного поля.

1 — тектоморфоизогипсы и их значения; 2 — линии ограничения блоков; 3 — блоки IV группы (725-1050 м); 4 — блоки III группы (675-1000 м); 5 — отметки абсолютных высот и названия, соответствующих им горных массивов.

Kилькинда», левобережье пади Улан-Булак, центральная часть участка «Барун-Убжигой» на водоразделах между падями Дыльбырхей и Барун-Убжигой, Зун-Убжигой и Дунду-Убжигой.

Необходимо обратить внимание на аномальные рисунки невысоких значений плотности линеаментов, расположенных в центральной части фрагмента карто-схемы (см.

Рис. б. Фрагмент аналитической схемы суммарной плотности линеаментов: изолиниями (через 10 единиц) обозначены равные значения плотности лине-аментов ( км/ км2 ) .

1 — изолинии равных значений плотности линеаментного поля и ее численные параметры, 2 — отметки абсолютных высот месторождений.

рис. б, центральные поля). Они напоминают изометрично-концентрические фигуры и могут быть объяснены близким залеганием поверхности штоков.

Выводы

Анализируя распределение известной минерализации и плотности линеаментов, необходимо отметить, что известные рудопроявления и месторождения района, хотя и связаны с участками повышенной трещиноватости (более 7,5 км/км2), но не совпадают с максимумами плотности линеаментов. Это означает, что поисковикам необходимо обратить внимание на потенциал геоморфологического прогнозирования в местах его наивысших значений, а также на площади изометрично-кольцевых (очаговых форм) значений невысокой плотности.

1. Рундквист Д. В. Основы научного прогноза месторождений полезных ископаемых // Олово-вольфрамовые месторождения. 1971. Вып. 2. С. 14-26.

2. Вдовина И. А. Морфоструктура Баджальского хребта. // Геоморфология. 2004. №2. С. 37-47.

3. Вдовина И. А. Опыт комплексной оценки пострудного среза оловосодержащих пород Северного Приамурья // Геоморфология. 2006. №3. С. 22-29.

4. Лопатин Д. В. Криптоморфные геоморфологические структуры и их природа // Географические и геоэкологические аспекты развития природы и общества / Под ред. Н. В. Каледина, В. В. Дмитриева, Т. А. Алиева. СПб., 2009. С. 149-155.

5. Лопатин Д. В. Геоморфологическая индикация глубинного геологического строения по данным орбитальных наблюдений на примере Верхоянья и Юга Дальнего Востока // Геоморфология. 2000. №3. С. 79-87.

6. Алтухов Е. Н., Смирнов А. Л., Леонтьев Л. Н. Тектоника Забайкалья. М.: Недра. 1973. 171 с.

7. Лопатин Д. В., Шавель Н. И. Агинская центрозональная криптоморфная тектоно-маг-матическая структурная форма Юго-Восточного Забайкалья // Исследование Земли из космоса. 2009. №1. С. 1-9.

8. Лопатин Д. В., Шавель Н. И. Региональный анализ центрозональных криптоморфных геоморфологических инфраструктур глубинного строения земных недр в целях прогнозирования рудных полезных ископаемых (на примере Агинской тектоно-магматической структурной формы Юго-Восточного Забайкалья) // Геоморфология. 2009. №4. С. 29-37.

9. Инструкция по составлению и подготовке к изданию листов Государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1: 200 000. М.: Роскомнедра, 2005. 245 с.

10. Сваричевская З. А., Яговкин В. Я. Явление выдавливания гранитоидных массивов и их роль в образовании островных гор Центрального Казахстана // Вестник ЛГУ. Сер. геолог.-геогр., 1966. №24. Вып. 4. С.37-48.

Статья поступила в редакцию 23 июня 2010 г.