Геоморфологические и неотектонические особенности территории Норильского рудного района

УДК 553.3/.4:553.061

1 2 Н.С. Доничева , А.П. Кочнев

ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ И НЕОТЕКТОНИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

ТЕРРИТОРИИ НОРИЛЬСКОГО РУДНОГО РАЙОНА

Проведен морфометрический анализ рельефа территории Норильского рудного района, составлен комплект геоморфологических карт и неотектонических схем центральной части района. Выделены и описаны морфоструктуры разного порядка, рассмотрена их пространственная связь с выходами рудоносных интрузий.

Ключевые слова: рудный район, геоморфология, неотектоника, морфометрия, морфоструктуры. Библиогр. 7 назв. Ил. 5.

GEOMORPHIC AND NEOTECTONIC PECULIARITIES OF THE TERRITORY OF NORILISK ORE AREA

N.S Donicheva1, A.P Kochnev2

The authors carried out a morphometrical analysis of Norilisk ore area relief. They made a set of geomorphological maps and neotectonic shemes of the central part of the region. The authors distinguished and described morphostructures of different order, considered their spatial relationship with the outcrop of ore-bearing intrusions.

Key words: ore area, geomorphology, neotectonics, morphometry, morphostructures. 7 sources. 5 figures.

Норильский рудный район, известный своими сульфидными месторождениями меди и никеля (Норильск-1, Талнахское, Ок-тябрьское), приурочен к северозападной окраине Сибирской платформы. Внимание к району и его многоплановое изучение обусловлены как промышленной ценностью медно-никелевых месторождений, так и своеобразной геологической позицией района, особенностями его строения и развития.

В геологическом строении района принимают участие разновозрастные оса-дочно-вулканогенные образования - от докембрия до антропогена включительно.

Протерозойские комплексы в Норильском районе слагают Игарский выступ, представленный преимущественно карбо-

натными и вулканогенными толщами мощностью 4-7 км, прорванными интрузиями габброидов, сиенитов и лампрофиров. Большинство авторов относят рифейско-вендские образования Игарско-Нориль-ского района либо к геосинклинальным (байкалиды), либо к авлакогенным (перикратонное опускание платформы).

Фанерозойские стратифицированные образования представлены платформенными отложениями терригенно-карбонат-ного состава мощностью до 8-9 км, в разрезе которых выделяются разновозрастные комплексы: нижнепалеозойские (кембрий-ордовик), среднепалеозойские (силур-карбон), верхнепалеозойские (карбон-пермь), интенсивно насыщенные интрузивными образованиями, позднепалеозой-

1 Доничева Надежда Сергеевна - аспирант Иркутского государственного технического университета, ОАО ГМК «Норильский Никель», г. Талнах, e-mail: nadezhda-geo@inbox.ru

2Кочнев Анатолий Петрович - доктор геолого-минералогических наук, профессор Иркутского государственного технического университета, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, тел: (3952)40-51-14, email: kochnev@istu.irk.ru

1Donicheva Nadezhda Sergeevna, a postgraduate of Irkutsk State Technical University, Public Corporation Mining and Smelting enterprise «Norilsk Nickel», Talnah, e-mail: nadezhda-geo@inbox.ru

2Kochnev Anatoliy Petrovich , a doctor of geological and mineralogical sciences, a professor of Irkutsk State Technical University, 83, 664074. Irkutsk, Lermontov St., tel.: (3952) 40-51-14 (office), e-mail: kochnev@istu.irk.ru

ско-раннемезозойские (пермь-триас) вулканогенные образования мощностью около 4 км. Завершают разрез мезо-кайнозойские и современные осадочные отложения.

В тектоническом плане Норильский промышленный регион приурочен к западному крылу Тунгусской синеклизы. В его пределах выделяется (рис. 1) две зоны - западная эпибайкальская и восточная с фундаментом архейского возраста. Современная структура восточной зоны представлена Курейско-Горбиачинским прогибом. Основной структурой эпибайкальской зоны является Норильско-Хараелахский

Рис. 1. Тектоническая схема Норильского промышленного района [1]:

1 - контуры основных структурных форм; 2 - байкалиды

прогиб. В переходной зоне между этими прогибами выделена система валообраз-ных поднятий: в северной части - Хантай-ско-Рыбинский вал, а в южной - Лулюм-бийско-Горбиачинский вал.

Основные медно-никелевые месторождения региона находятся в пределах Норильско-Хараелахского прогиба и расположены вдоль одноименного глубинного разлома.

Породы прогиба имеют спокойное пологоволнистое залегание, на фоне которого выделяются брахиформные синклинали, поперечные валообразные антиклинали и глубинные разломы, по которым внедрялись магматические расплавы, приведшие к образованию траппов. Вся серия пород прорвана интрузиями долеритов и габбро-долеритов различного возраста и состава.

Норильский и Талнахский рудные узлы приурочены к участкам пересечения рудоконтролирующим разломом соответственно Норильской и Хараелахской бра-хисинклиналей.

К настоящему времени установлена сложная история геологического развития региона, начиная от протоплатформенного этапа вплоть до мезозойской активизации. В то же время слабо разработаны вопросы неотектонического этапа развития, хотя именно в этот этап завершилось формирование современной структуры рудного узла. Выходы рудоносных комплексов на земную поверхность, служащие объектами поисково-разведочных и эксплуатационных работ, во многом определяются неотектоническими структурами.

Среднемасштабные неотектонические и геоморфологические карты отсутствуют, поэтому неотектоническая позиция региона может быть охарактеризована лишь по обзорным и мелкомасштабным картам, на которых отражены лишь наиболее крупные региональные элементы неотектонической структуры.

В соответствии с неотектонической и геоморфологической картами территории СССР масштаба 1:5000000 [2, 5] Сибирская платформа с севера и запада окай-

8

мляется Енисейско-Хатангской зоной (см. рис. 1) мезозойских прогибов и впадин.

Рельеф территории Норильского района в основном возвышенный равнинный [4] слаборасчлененный (холмистый), а участками среднерасчлененный (гористый). Максимальные абсолютные отметки редко превышают 600 м, минимальные составляют 30-50 м.

Относительное превышение отдельных возвышенностей над низменными равнинными участками обычно составляют 100-200 м, реже достигают 300-500 м. Следовательно, в неотектоническом плане территория Норильского региона неоднородна - отдельные части ее испытывают относительное погружение, другие представляют собой поднятия разной амплитуды.

Эта неоднородность не нашла отражения на обзорной неотектонической карте, согласно которой в данном регионе, особенно на последних этапах его развития (в плиоцен-четвертичное время) превалируют поднятия.

Таким образом, локальные неотектонические структуры Норильского района практически не изучены, нет анализа неотектонического этапа развития территории и совершенно не освещена роль неотектонических структур в современном размещении полезных ископаемых.

Для изучения неотектонических структур Норильского района предпринята попытка детального гипсометрического анализа рельефа с применением некоторых приемов морфометрического анализа по методике В.П. Философова [7].

При изучении гипсометрии Норильского района использована топографическая карта района масштаба 1:100000, горизонтали рельефа на топокарте проведены через 10 м. Такая густая система горизонталей приводит к перегрузке карты деталями, затушевывает закономерности распределения высотных уровней района. Для упрощения анализа проведена разгрузка горизонталей и составлена гипсометрическая карта с горизонталями рельефа через 100 м (рис. 2).

Рис. 2. Гипсометрическая карта территории Норильского промышленного района с элементами неотектоники:

1-3 - границы неотектонических геоблоков

(1), мезоблоков (2) и макроблоков (3).

Буквенные индексы - номера блоков

На ней отчетливо выделилось три крупных неотектонических геоблока: Тал-нахский (Т), Пясинский (П) и Норильский (Н) с разным характером рельефа.

Талнахский геоблок расположен в северо-восточной части района на правобережье долины р. Норильской. Он имеет низкогорный или холмистый рельеф с абсолютными отметками от 100 до 600 м. Общее относительное превышение рельефа составляет 500 м, т. е. рельеф геоблока имеет крупное вертикальное расчленение по систематике А.И. Спиридонова [6].

Центральный Пясинский геоблок имеет низменный равнинный рельеф с высотами до 50 м с единичными возвышенностями островного характера с отметками до 100 м. Он протягивается полосой в северо-западном направлении и охватывает оз. Пясино и долину р. Норильской, в

пределах которой широко развиты малые озера. Относительное превышение рельефа составляет 1-10 м. Долина выполнена современными озерно-болотными и ледниковыми отложениями.

Норильский геоблок охватывает юго-западную часть района, имеет низкогорный холмистый рельеф с абсолютными высотными отметками от 100 до 600 м, хотя вершины отдельных возвышенностей достигают 700 м. Максимальные отметки имеет вершина, склоны которой определяют сток наиболее крупных речек -Ергалах, Далдыкан, Купец, Амбарная. В генетическом плане рельеф этих участков имеет денудационный характер. Относительное превышение рельефа составляет 500 м, т. е. имеет крупное вертикальное расчленение.

Гидрография района определяется водосборным бассейном оз. Пясино и р. Норильской. Она представлена густой сетью малых озер, речек и ручьев (рис. 3).

Рис. 3. Карта порядков речных долин Норильского рудного узла.

Цифры - порядковые номера долин

Долина р. Норильской и оз. Пясино как и других рек (Курейка, Горбиачан,

Дудинка) и озер (Кета, Хантайское, Лама) этого района, были заложены при сходе ледников с Анабарского поднятия в долину р. Енисей. Все они имеют запад-северо-западную ориентировку и отчетливую вытянутость в этом направлении.

Наиболее крупными притоками Норильской являются: правые - Талнах, Хараелах, Тамулах, левые - Вологочан, Амбарная, Купец, Ергалах. Их долины сравнительно прямолинейны, в низменной части местности они иногда меандрируют.

Более мелкие речные долины образуют густую и сложную сеть, имеют более разнообразную ориентировку и носят явно эрозионный характер. Для ее анализа составлен комплект морфометрических карт-схем масштаба 1:200000: карты порядков речных долин (ПРД), густоты эрозионной сети (ГЭС), глубины вертикального расчленения (ГВР).

Карта порядков речных долин составляется на основе дихотомической классификации эрозионных долин В.П. Фи-лософова [7]. В соответствии с этой классификацией на территории Норильского рудного узла выделены долины 5 порядков. За поток 1 порядка принята элементарная долина, в которую не впадает ни одна другая долина, т.е. это промоины на склонах, ложбины стока. При слиянии двух долин 1 порядка образуется долина 2 порядка и т.д. Долиной 5-го порядка является долина р. Норильской.

Однопорядковые долины при одинаковых физико-географических и геологических условиях обычно имеют близкие по величине длины, площади бассейнов, расходы и скорость потоков. Таким образом, они примерно с одинаковой эрозионной силой воздействуют на рельеф и одинаково реагируют на тектонические движения земной коры.

Участкам тектонических поднятий свойственен быстрый переход ложбин стока в овраги и балки, а затем в реки. Переход долин низших порядков в долины более высокого порядка происходит весьма быстро на сравнительно коротком расстоянии. Поднимающимся участкам соот-

ветствует большая густота эрозионной сети, центробежный или радиальный план долинной сети, прямые участки долин и их глубокий врез. Такая ситуация фиксируется в пределах Талнахского и Норильского геоблоков.

В пределах тектонических впадин нарастание порядков долин идет медленно при относительном увеличении их длины. Ложбины стока 1-го и 2-го порядков переходят в балки, а не в овраги. Реки начинаются с более высоких порядков, чем в пределах тектонических поднятий. Длина однопорядковых долин значительно увеличивается. Участкам тектонических опусканий соответствуют слаборазвитая и редкая эрозионная сеть, преобладание долин высоких порядков, центростремительный характер эрозионной сети, увеличение ширины долины. Такая ситуация характерна для Пясинского геоблока.

Карта густоты эрозионной сети (ГЭС) составлена (рис. 4) на основе карты ПРД путем разграфки площади карты

Рис. 4. Карта густоты эрозионной сети территории Норильского рудного узла:

1-4 - области разной густоты эрозионной сети: очень низкой

квадратной сеткой с размером статистического окна 2 см и подсчета количества долин, попадающих в квадрат, с учетом их порядков. Карта строится в изолиниях показателя густоты эрозионной сети, который определяется как сумма произведений числа долин на их порядок.

На карте ГЭС (см. рис. 4) в пределах Норильского геоблока выделяется три субмеридиональных участка с повышенной густотой эрозионной сети. Восточный участок находится в бассейне р. Ергалах, центральный - совпадает с бассейном правого притока р. Амбарной, а западный -охватывает верховья рек Вологочан и Амбарная.

Таким образом, карта ГЭС позволяет оконтурить сравнительно небольшие участки блоковой неотектонической структуры территории.

Карта глубины вертикального расчленения рельефа (ГВР) является иллюстрацией интенсивности и характера тектонических движений (рис. 5). Как известно [5], областям поднятий соответствует наибольший эрозионный врез и максимальная глубина расчленения рельефа в целом и, наоборот, минимальные значения глубины расчленения соответствуют, как правило, либо стабильным, либо опускающимся участкам. Для каждого статистического окна определена разница между максимальными и минимальными высотными отметками рельефа, которая и служит показателем глубины вертикального расчленения рельефа для данного участка. Карта построена в морфоизобатах (линиях равных глубин расчленения), которые в целом соответствуют контурам поверхностей выравнивания и денудационных ступеней.

В соответствии с систематикой А.И. Спиридонова [6] по характеру расчленения рельефа на территории Норильского рудного узла выделяются три категории участков - с очень мелким (превышение высот в пределах статистического окна менее 10 м), с мелким (превышение высот 10-25 м) и со средним (превышение высот 25-50 м) расчленением.

'1-1111-1111.1

Рис. 5. Карта глубины вертикального расчленения рельефа Норильского рудного узла:

1-4 - области разной степени вертикального расчленения рельефа: очень мелкое расчленение 1-10 м

На карте ГВР (см. рис. 5) наблюдается четкая зависимость величины расчленения рельефа от блоковой структуры региона: площадь Пясинского геоблока имеет очень мелкое расчленение рельефа, тогда как площади Талнахского и Норильского геоблоков в основном имеют мелкое расчленение с небольшими участками среднего расчленения в бассейне р. Ергалах и в среднем течении р. Талнах.

Совместный анализ этих карт позволил выделить неотектонические блоки разных порядков, отражающие главные геоморфологические особенности региона.

Кроме наиболее крупных геоблоков (условно первого порядка) - Талнахского, Пясинского и Норильского, выделенных на гипсометрической карте (см. рис. 1) и описанных выше, в их пределах намечаются блоки второго и третьего порядков. Эти блоки в дальнейшем для краткости

обозначаются соответственно как мезо-блоки и макроблоки.

В пределах Талнахского геоблока выделяются два мезоблока 2 порядка -северо-западный Хараелахский (Т-1) и юго-восточный Еловый (Т-2).

Хараелахский мезоблок имеет низкогорный рельеф с абсолютными отметками от 100 до 600 м. Общее относительное превышение рельефа составляет около 500 м, хотя вертикальное расчленение его по А.И. Спиридонову [6] относится к мелкому и частично среднему.

Еловый мезоблок имеет также низкогорный рельеф с абсолютными отметками от 100 до 500 м. Относительное превышение рельефа составляет 400 м, вертикальное расчленение его относится к мелкому и частично среднему.

На площади Пясинского геоблока можно наметить два мезоблока 2 порядка -северо-западный (П-1), имеющий низменный слаборасчлененный рельеф, и юго-восточный (П-2), в котором на фоне низменного рельефа выделяются небольшие возвышенности островного характера.

Наиболее сложное внутреннее строение имеет Норильский геоблок, здесь выделено пять мезоблоков 2 порядка -Вологочанский (Н-1), Кайерканский (Н-2) и Ергалахский (Н-3).

Вологочанский мезоблок имеет субширотное простирание, низкогорный рельеф с абсолютными отметками от 100 до 300 м. Относительное превышение рельефа составляет около 200 м, а вертикальное расчленение относится к мелкому (превышение высот 10-15 м). В его пределах можно выделить два макроблока 3 порядка - северный (Н-1 а), охватывающий левобережье р. Вологочан, и южный (Н-1 б), включающий междуречье Вологочан и Амбарной.

Кайерканский мезоблок охватывает правобережье Амбарной, бассейны рек Далдыкан, Малая Амбарная, Купец, Быстрая и Теплая. Он имеет холмистый и низкогорный рельеф с абсолютными отметками от 100 до 600 м. Общее относительное превышение рельефа достигает

500 м, а вертикальное расчленение его по А. И. Спиридонову относится к мелкому и частично среднему. В его пределах по особенностям рельефа намечается шесть макроблоков 3 порядка (см. рис. 1).

Макроблоки Н-2а, Н-2б, Н-2в и Н-2г расположены в западной части Кайер-канского мезоблока, имеют холмистый рельеф с высотами до 300-400 м, мелкое вертикальное расчленение. Макроблоки Н-2д и Н-2-е охватывают восточную часть Кайерканского мезоблока, имеют низкогорный рельеф с высотами до 500-600 м, мелкое и среднее вертикальное расчленение.

Ергалахский мезоблок занимает юго-восточную часть Норильского геоблока. Он имеет низкогорный и частично возвышенный равнинный рельеф с абсолютными отметками от 100 до 700 м. Относительное превышение рельефа составляет 600 м, а вертикальное расчленение его по А. И. Спиридонову относится к среднему и частично мелкому. В его пределах по особенностям рельефа намечается три макроблока 3 порядка (см. рис. 1). Блоки Н-3а и Н-3в имеют низкогорный рельеф, а блок Н-3б - равнинный холмистый рельеф.

Форма блоков второго и третьего порядков обычно полигональная. Границы между блоками в основном условные и картируются по двум основным геоморфологическим признакам: по градиентам гипсометрических отметок и спрямленным фрагментам речных долин. В большинстве случаев эти два признака на изученной площади совпадают, что позволяет достаточно определенно оконтурить основные неотектонические блоки разных порядков.

Таким образом, изучение гипсометрии рельефа и особенностей гидросети территории Норильского района показывает неоднородность его геоморфологических показателей, что связано с дифференцированными движениями по разломам, которые разделили район на отдельные неотектонические блоки.

Дифференцированный характер движений проявился в формировании блоковых морфоструктур и в широком развитии разрывных нарушений. К последним часто приспосабливаются реки. Взаимосвязь между теми и другими выражается в

формировании на месте разрывных нарушений прямолинейных отрезков речных долин, их каньонообразного профиля. Современные движения выражаются в перехвате речных долин и формировании горных массивов.

Ориентировка разломов чаще северозападная и субмеридиональная. Такие разломы отражают позднемезозойскую активизацию и играют существенную роль в формировании и размещении рудных формаций.

Предварительный анализ расположения рудоносных интрузий долеритов и габбро-долеритов и рудоконтролирующих структур (Норильско-Хараелахского глубинного разлома, Норильской и Хараелах-ской брахисинклиналей) в составленной нами схеме геоморфологии и новейшей блоковой тектоники региона показывает их пространственную связь с относительно поднятыми блоками. В изученной нами части территории Норильского рудного узла такими неотектоническими поднятиями являются Хараелахский мезоблок, макроблоки Н-2д и Н-2е Кайерканского мезоблока и макроблоки Н-3а и Н-3в Ергалахского мезоблока. Для уточнения этой связи необходимы дополнительные более детальные исследования.

Библиографический список

1. Геология и рудоносность Норильского района /О. А. Дюжиков [и др.]. - М.: Наука, 1988. - 279 с.

2. Карта новейшей тектоники СССР и сопредельных областей масштаба 1:5000000. /Ред. Н И. Николаева. - 1977.

3. Кирюшина М. Т., Кулаков Ю. Н. Новейшая тектоника мезозойских прогибов и впадин севера Средней Сибири /Тектонические движения и новейшие структуры земной коры. - М.: Недра, 1967. - С. 285-293.

4. Кочнев А. П. Некоторые вопросы оптимизации морфометрической систематики рельефа Земли. //Вестник ИрГТУ, №1, Иркутск: изд. ИрГТУ, 2004. - С.16-22.

5. Николаев Н.И. Неотектоника и ее выражение в структуре и рельефе территории СССР. - М.: Госгеолтехиздат, 1962.

6. Спиридонов А.И. Геоморфологи- 7. Философов В.П. Основы морфо-

ческое картографирование. - М.: Недра, метрического метода поисков тектони-

1975. - 184 с. ческих структур. - Изд-во Саратов. ун-та,

1975. - 232 с.

Рецензент кандидат геолого-минералогических наук, доцент Иркутского государственного технического университета Е.Е.Кононов