Геофизическое и тектоническое районирование Намаминского рудного узла (Северное Прибайкалье)

УДК 550.3 + 553

ГЕОФИЗИЧЕСКОЕ И ТЕКТОНИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ НАМАМИНСКОГО РУДНОГО УЗЛА

М.А. Нефедьев1

Геологический институт СО РАН, 670047, Россия, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6а.

Дана характеристика гравитационного и магнитного полей структурно-вещественных комплексов рудного узла и на этой основе приведена схема его тектонического районирования. Показано, что границами разных регионов являются глубинные разломы, выделяемые резкими гравитационными ступенями.

Библиогр.4 назв. Ил.3.

Ключевые слова: рудный узел; гравитационное и тектоническое районирование.

GEOPHYSICAL AND TECTONIC ZONING OF NAMAMINSKY ORE CLUSTER

M.A. Nefedyev

Geological Institute, SB RAS, 6a Sakhyanova St., Ulan-Ude, 670047, Russia.

Based on the characteristics of the gravitational and magnetic fields of structural and material complexes of the ore cluster the paper gives a diagram of its tectonic zoning. It is shown that deep faults caused by sharp gravity steps are the boundaries of different regions.

4 sources. 3 figures.

Key words: ore cluster; gravity and tectonic zoning.

Рудный узел сложен верхнепротерозойскими и венд-кембрийскими оса-дочно-метаморфическими отложениями, прорванными интрузиями гранито-идов. В основу геофизического районирования положены геолого-структурные факторы.

В гравитационном и магнитном полях отчетливо проявляются осадочно-метаморфические образования интенсивными положительными аномалиями. Поля развития гранитоидов выделяются пониженными значениями полей, крупные структурно-тектонические элементы находят четкое отражение. Все разломы, являющиеся границами структурных блоков, выделяются интенсивными гравитационными ступенями. Широкая сеть разломов различных направлений обусловила сложное бло-ково-складчатое строение рудного узла.

Наиболее отчетливо выделяется Томпу-до-Нерпинский глубинный разлом гравитационной ступенью до 5-10 мГл/км. В магнитном поле он картируется локальными аномалиями небольших размеров и интенсивности. Гравитационные и магнитные аномалии совмещаются между собой в плане, хотя форма их и размеры чаще всего не совпадают.

Геофизическое районирование. В основу геофизического районирования положены геолого-структурные факторы. Структура и характер физических полей рудного узла довольно сложные. Районирование проводилось отдельно каждым методом с увязкой результатов по комплексу геофизических признаков. Установление геологической природы объектов различного класса выполнено по аналогии с помощью геофизических

Нефедьев Михаил Андреевич, доктор геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник, тел.: (3012) 434901, e-mail: nefedyevma@mail.ru

Nefedyev Mikhail, Doctor of Geological and Mineralogical sciences, Leading Researcher, tel.: (3012) 433955, e-mail: nefedyevma@mail.ru

критериев опознавания геологических объектов. Формирование последних осуществляется методом аналогии и путем анализа и сопоставления всех имеющихся геолого-геофизических данных с материалами по смежным

площадям сходного геологического строения [3].

Районирование поля силы тяжести (рис. 1). Намаминский рудный узел расположен в пределах одноименной гравитационной подзоны,

Рис. 1. План изоаномал силы тяжести Намаминскго рудного узла:

1 - изолинии гравитационного поля в усл. ед.; 2 - контуры локальных гравитационных аномалий и их номера; 3-6 - гравитационные ступени, приуроченные к разломам: 3 - первого (ТН-Томпудо-Нерпинский), 4 - второго (АС - Анамакит-Светлинский, АН-Анамакитский), 5 -третьего-четвертого (НС-Намама-Светлинский, ТС-Томпудо-Светлинский, ЮС-Юлдаконда-Светлинский, НМ-Намаминский, Ул-Улюгский), 6 - более высоких порядков

охватывающей верхнюю и среднюю части бассейна р. Светлой и ее притока Намамы, а также бассейн р. Улюгны. Это крупная аномалия, представленная Намаминским максимумом, ограниченная с северо-запада Томпудо-Нерпин-ской, а с юго-востока Баргузинской гравитационными ступенями.

Рудный узел расположен в Светлинской рудной зоне, где известны Арбунское и Уколкитское проявления молибденита и Намаминская золото-полиметаллическая зона площадью 100х5-10 км.

Рудный узел сложен рифейскими и венд-кембрийскими осадочно-метаморфическими отложениями,

прорванными интрузиями гранитоидов, основных и ультраосновных пород. Граниты во многих местах выходят на дневную поверхность в виде куполов изометричной и неправильной формы (см. рис. 3). В отдельных местах закартированы породы среднего и основного состава, а также гипер-базиты.

В гравитационном поле находят отражение следующие геологические особенности:

1. Крупные структурно-тектонические элементы находят четкое отражение и имеют преимущественно северо-восточное простирание.

2. Все крупные глубинные, межблоковые и внутриблоковые разломы, выделяемые по геологическим данным и являющиеся границами структурных блоков, находят отчетливое выражение в поле силы тяжести в виде интенсивных гравитационных ступеней, подтверждая их тектоническую природу.

3. В поле силы тяжести отчетливо проявляются осадочно-метаморфичес-кие образования интенсивными положительными аномалиями. Поля развития гранитоидов выделяются, как правило, пониженными значениями гравитационного поля.

4. Помимо региональных особенностей геологического строения, в поле силы тяжести находит отражение боль-

шинство локальных геологических объектов.

5. Блоковые структуры находят яркое выражение в поле силы тяжести, где отражаются объемное глубинное строение рудного узла, мощность оса-дочно-метаморфической толщи, характер и форма контактной поверхности.

6. Все выделенные при районировании гравитационного поля зоны и аномалии, как правило, сопоставляются со структурными элементами рудного узла.

7. Гравитационное поле узла характеризуется сложностью и разнообразием. При общей северо-восточной направленности изолиний поля встречаются интенсивные аномалии самых различных направлений - от субмеридионального до субширотного.

8. Характерной чертой поля Д§ является его высокая дифференцирован-ность и зональность, наличие зон высоких градиентов и интенсивных знакопеременных аномалий, а также ступенеобразное понижение его уровня на северо-запад от -120 до -150 мГл.

9. Гравитационное поле в редукции Буге имеет отрицательное значение от -80 до -160 мГл. Основные геологические образования и структурно-металлогенические особенности объектов находят четкое отражение в аномалиях силы тяжести. В рудном узле выделено три крупных максимума и три минимума Д§, ограниченных гравитационными ступенями интенсивностью до 20-50 мГл. Они являются границами аномальных зон, подзон, аномалий и формируют региональные и локальные черты поля Д§ рудного узла.

Интересно взаимное положение положительных (1 и 2) и отрицательных аномалий. Форма их изометричная, эллипсовидная, неправильная, северовосточного направления, интенсивность 4-10 мГл. Гравитационные ступени совмещаются с разломами различного ранга и делятся на: 1) крупные большой протяженности и высоких градиентов (5-10 мГл/км), разделяющие

гравитационные области и зоны (аномалии I типа); 2) средние протяженностью десятки и сотни километров, интенсивностью 2-5 мГл/км, ограничивающие аномалии II типа; 3) мелкие протяженностью до 100 км, небольших (1-2 мГл/км) градиентов, ограничивающие аномалии более высоких порядков.

Самая крупная Томпудо-Нерпинская ступень приурочена к глубинному одноименному разлому. Интенсивность ее до 50 мГл/км, протяженность более 500 км. Она разграничивает Байкало-Верхнеангарскую и Байкало-Муйскую гравитационные области. Ступень, в свою очередь, имеет три сгущения изолиний, соответствующих, очевидно, трем крупным ветвям разлома. Характер и форма аномалий силы тяжести сложные, полностью отражающие сложное строение рудного узла и состав слагающих его пород.

Четкая зональность поля силы тяжести определяется большим количеством гравитационных ступеней и зон повышенных градиентов, позволяющих выделить несколько крупных аномальных зон, отличающихся морфологией, уровнем, горизонтальными градиентами и размерами. При этом форма, простирание и интенсивность аномальных зон различны. Вероятно, причиной разделения аномалий является внедрение гранитов, прорывающих осадочно-метаморфическую толщу, выходящих на дневную поверхность в районах минимумов и обусловивших их природу (рис.1).

Районирование магнитного поля. Магнитное поле рудного района (рис.2) также сложное и дифференцированное, имеет ряд особенностей и общих черт с гравитационным, которые сводятся к следующему:

1. Магнитное поле преимущественно положительное. Как и поле силы тяжести, имеет в основном северовосточное простирание.

2. Магнитное поле зонально и соответствует в общих чертах аномальным зонам гравитационного поля.

3. Магнитное поле сложнее и дифференцированнее гравитационного.

4. Магнитные аномалии местами в плане не совмещаются с гравитационными.

5. Как и гравитационное, магнитное поле сильно анизотропно.

Типы магнитных аномалий примерно аналогичны другим аномалиям рудного района. Для удобства анализа и сопоставления магнитного поля районирование его выполнено по той же схеме, что и гравитационного.

Намаминский рудный узел характеризуется очень сложным и сильно дифференцированным магнитным полем. Форма, размеры и направления магнитных аномалий самые различные. Аномалия 8 небольшой интенсивности расположена вкрест простирания остальных аномалий. Она совпадает в плане с положительной локальной аномалией силы тяжести северо-западного направления. Аномалия 4 неправильной формы интенсивностью более 700 мЭ в плане совмещается с интенсивным гравитационным минимумом 5. Интенсивность поля изменяется в основном от -200 до 700 мЭ. Юго-восточная половина рудного узла выделяется преимущественно положительным аномальным полем. Здесь выявлено пять магнитных аномалий, пространственно совмещенных с гравитационными максимумами и минимумами.

Локальная аномалия 1 неправильной формы, вытянутой в северовосточном направлении, осложнена тремя небольшими максимумами интенсивностью 200-600 мЭ. Она совмещается в плане с гравитационной аномалией 1.

Аномалия 2 небольших размеров северо-восточного направления интенсивностью выше 200 мЭ полностью находится в зоне Южно-Светлинского разлома. Она совмещается в плане с зоной горизонтальных градиентов силы тяжести. Аномалии 3, 5 и 6 близко совмещаются с локальной гравиметрической аномалией 2. Магнитная аномалия

3 имеет пять максимумов небольших размеров эллипсовидной формы, вытянутой на северо-восток. Интенсивность аномалий изменяется от 300 до 600 мЭ. Аномалия 6 полностью совмещается с локальной аномалией силы тяжести 2, а аномалия 5 большей частью совмещается с гравитационным минимумом 7. Обе аномалии имеют по три максимума интенсивностью 400-700 мЭ. Они отделе-

ны от аномалии 3 поперечным разломом. Группа аномалий 7 (четыре небольших максимума изометричной формы интенсивностью 200-500 мЭ) полностью находятся в пределах зоны Томпудо-Нерпинского глубинного разлома.

Таким образом, в Намаминском рудном узле выделено по восемь гравитационных и магнитных аномалий, час-

Рис. 2. План магнитного поля Намаминского рудного узла:

1 - изолинии магнитного поля: положительные (1), нулевые (2), отрицательные (3); 2 - контуры магнитных аномалий и их номера; 3-6 - разрывные нарушения: 3 - Томпудо-Нерпинский глубинный мантийного заложения, 4 - коровые и внутрикоровые, 5 - внутрикоро-вые, 6 - прочие более высокого порядка

тично или полностью совмещающихся между собой в плане. Они отражают структуру и состав горных пород, слагающих рудный узел.

Тектоническое районирование рудного узла. Геологическое строение рудного узла сложное, блоковое, обусловленное широким развитием стратифицированных образований Байкальской складчатой области от нижнепротерозойских, каледонских, венд-нижнекембрийских структур Ангаро-Мамс-кого прогиба, рифей-палеозойских гра-нитоидов до четвертичных отложений. Основную часть блока составляют оса-дочно-метаморфические нижнепротерозойские породы Байкало-Мамского ан-тиклинория. Значительную роль в его строении играют наложенные структуры Ангаро-Мамского прогиба. Характерной чертой блока является широкое развитие в его пределах гранитоидов

[4].

Разрывные тектонические нарушения. Широкая сеть крупных (Томпу-до-Нерпинский, Юлдаконда-Светлин-ский и др.) и мелких разломов различных направлений обусловила сложное блоково-складчатое строение рудного узла. Особенно четко сеть разрывных нарушений выделяется и прослеживается в поле силы тяжести линейными минимумами силы тяжести до 1 -2 мГл и цепочками узколокальных магнитных аномалий.

Основные разрывные структуры имеют северо-восточную ориентировку, согласную относительно главных складчатых структур. Поперечные и диагональные разломы характеризуются субширотным и северо-западным простиранием относительно складчатых структур. Основные зоны разломов, в которых породы сильно перемяты, ка-таклазированы и милонитизированы, имеют ширину до нескольких километров и протяженность в десятки и сотни километров и пересекают весь рудный узел. А.М. Мазукабзов [2] разделил глубинные разломы на две группы: разломы краевого шва Сибирской платформы

и Байкальской горной области. Основными признаками глубинных разломов являются:

1. Большая протяженность и мощность.

2. Наличие интенсивных зон горизонтальных градиентов (гравитационных и магнитных ступеней) или узколокальных линейно вытянутых знакопеременных магнитных аномалий, пространственно совпадающих с зонами разломов.

3. Выходы на дневную поверхность базитов и гипербазитов, картируемых цепочками знакопеременных магнитных аномалий.

4. Смена знака, уровня и характера физических полей.

Дадим краткую характеристику наиболее крупным разрывным структурам.

Томпудо-Нерпинский (ТН) глубинный разлом (или Северо-Муйский, Томпудо-Светлинский глубинный разлом, или Намаминская зона смятия), впервые описанный А.Н.Булгатовым [1], является границей между Байкало-Верхнеангарским и Баргузино-Катерским блоками. Он трассируется на 500 км в поле силы тяжести гравитационной ступенью интенсивностью до 5 мГл/км шириной 10-15км (рис.1) от Чи-выркуйского залива на северо-восток вдоль северо-западного склона Северо-Муйского хребта и далее до верховьев р. Верхняя Ангара. В магнитном поле он картируется серией мелких положительных аномалий (рис. 2). Разлом состоит из серии параллельных сближенных разрывов северо-восточного простирания. В пределах зоны разлома или в непосредственной близости от него расположены многочисленные интрузии габброидов муйского, икатского и бирамьинского интрузивных комплексов. Местами разлом залечен гранитои-дами витимканского комплекса. Этот разлом представляет особую, сейсмоактивную зону разрывов в юго-восточном обрамлении рудного района, которые местами секутся молодыми диагональ-

ными сбросами. По данным гравиметрии с учетом магниторазведки и дешифрирования космоснимков выделено большое количество внутриблоковых разломов различных направлений и гео-

логической значимости. Они развиты значительно слабее северо-восточных, осложняют последние и классифицируются как сбросы, взбросо-сдвиги с почти вертикальным смещением, реже

Рис. 3. Схема тектонического районирования Намаминского рудного узла:

1 - 1,2,3 и 7 - раннепротерозойские структуры

надвиги. Все они уверенно картируются гравитационными ступенями до 1-1.5 мГл/км. В магнитном поле данные структуры выделяются фрагментарно по смене знака по обе стороны от разломов смещением или замыканием изолиний в плане.

Наиболее крупные из них Анама-кит-Светлинский, Улюгский и др. Северо-западные и субширотные разломы, очевидно, относительно моложе северовосточных, так как практически повсеместно их смещают, в частности Том-пудо-Нерпинский и другие. Анамакит-Светлинский, Юлдаконда-Светлинский и Улюгский разломы, вероятно, коро-вые и внутрикоровые.

Блоковая структура рудного узла сложная. Сопоставление карт физических полей с геолого-структурными и тектоническими схемами позволяет установить общее соответствие аномальных полей как с региональными тектоническими структурами, исследуемой площади, так и с их отдельными элементами.

Рудный узел приурочен к Нама-минскому структурному блоку, который находится на границе крупных Байкало-Конкудерского и Баргузино-Катерского блоков земной коры, разделенных Том-пудо-Нерпинскими глубинным разломом. Баргузино-Катерский блок сложен вулканитами основного состава муй-ской серии, залегающими среди гранитов, и рифейскими вулканогенно-осадочными толщами катерской серии и с северо-запада ограничен Томпудо-Нерпинским разломом. Блок выделяется повышенным полем силы тяжести, разделенным на несколько блоков более высокого порядка, которым соответствуют Намаминский и другие максимумы интенсивностью до 30 мГл. Форма блоков (максимумов) неправильная, вытянутая на северо-восток. Намамин-ский максимум кроме пород, перечисленных выше, обусловлен массивами базитов небольших размеров эллипсовидной формы субмеридионального простирания. Породы, слагающие блоки

и обусловившие максимумы силы тяжести, являются провесами кровли оса-дочно-метаморфических пород среди гранитоидов Ангаро-Витимского батолита.

Основная и большая юго-восточная половина Намаминского блока находится в пределах Баргузино-Катерского структурного блока первого порядка. Намаминский блок, в свою очередь, разбит на блоки более высокого порядка, которые вмещают различные структуры и комплексы пород. Контакты блоков в основном тектонические, обусловленные разломами: сбросами, взбросами, сбросо-сдвигами. Каждый структурный блок выделяется «своими», характерными для него гравитационными и магнитными аномалиями определенной формы, размеров, интенсивности и простирания.

Рассмотрим кратко природу геофизических аномалий, выявленных над наиболее крупными структурными блоками.

Блок 1, сложенный в основном более плотными нижнепротерозойскими осадочно-метаморфическими отложениями и породами среднего состава, выделяется максимумом силы тяжести 1. Магнитное поле над блоком знакопеременное интенсивностью до 700 мЭ. В северо-восточной части блока закарти-рованы выходы базитов, которые выделяются аномалией 4 интенсивностью более 700 мЭ.

Блок 2 сложен преимущественно осадочно-метаморфическими отложениями и крупными телами базитов и гипербазитов в центральной части. Он выделяется крупной локальной аномалией силы тяжести 2, линейно вытянутой в северо-восточном направлении. Протяженность аномалии 30 км, ширина 5-7 км, интенсивность более 12 мГл. Над блоком наблюдается магнитная аномалия 6 примерно такой же формы интенсивностью 400-500 мЭ. Протяженность ее гораздо меньше, чем гравитационной аномалии.

Отрицательным магнитным полем

-100 мЭ и низким полем силы тяжести выделяются габбро-диабазы. Очевидно, мощность этих пород небольшая, и они практически немагнитны. Гранитоиды, прорывающие осадочно-метаморфичес-кие толщи, картируются в основном гравитационными минимумами и отрицательными магнитными аномалиями небольшой интенсивности. Исключение составляет крупный массив гранитов, расположенный в северо-восточной части рудного узла, выделяемый положительной аномалией силы тяжести интенсивностью более 10 мГл. Такое несоответствие не находит пока объяснения по имеющимся данным. По всем данным над гранитами должен быть интенсивный гравитационный минимум, поскольку плотность их ниже плотности вмещающих осадочно-метаморфических пород на 0,1-0,3 г/см3. Магнитное поле над куполом гранитов отрицательное, ниже -200 мЭ.

Очень четкое отражение в геофизических полях находят разрывные структуры. Наиболее отчетливо выделяется Томпудо-Нерпинский глубинный разлом. Мощность его на площади рудного узла по данным гравиметрии около 6 км. Разлом выделяется интенсивной зоной горизонтальных градиентов (гравитационной ступенью) интенсивно-

стью до 5-10 мГл/км (см. рис.1). В магнитном поле разлом картируется серией локальных аномалий небольших размеров и интенсивности (см. рис.2).

В большинстве случаев гравитационные и магнитные аномалии совмещаются в плане, хотя форма их и размеры чаще всего не совпадают. Некоторые магнитные аномалии полностью находятся в контурах гравитационных аномалий, например, 5 находится в контурах гравитационной аномалии 7.

Библиографический список

1. Булгатов А.Н., Булнаев К.Б., Очиров Ц.О. и др. Тектонические разломы Забайкалья. Новосибирск: Наука, 1978. 112 с.

2. Мазукабзов А.М. Глубинные разломы Северо-Байкальского нагорья и их кинематика // Механизмы формирования тектонических структур Восточной Сибири. Новосибирск: Наука, 1977. С. 49-65.

3. Нефедьев М.А. Моделирование и оценка перспектив рудных полей и месторождений Северо-Байкальского рудного района по геофизическим данным. Новосибирск: Наука, изд-во «ГЕО», 2011. 328 с.

4. Салоп Л. И. Геология Байкальской горной области. М.: Недра, 1967. Т. II. 699 с.

Рецензент кандидат геолого-минералогических наук, доцент Иркутского государственного технического университета А.В. Мироманов