В. В. Зайков

Южно-Уральский государственный университет,
г. Миасс

 

 

Оценка роли тектоники литосферных плит в металлогенических построениях имеет поучительную историю. Старшее поколение геологов стало свидетелем полного отрицания такой возможности в начальный период формирования новой парадигмы и почти полного признания в настоящее время. Использование новой концепции для исследования колчеданных месторождений проводилось автором с коллегами в течение многих лет на примере рудоносных структур Урала и Сибири [4, 5]. Обобщение полученных результатов выполнено при финансовой поддержке РФФИ (проект 04-05-96014-р2004урал_а), “Университеты России” (ур.09.01.048), Программы приоритетных фундаментальных исследований Президиума РАН “Мировой океан” (проект № 14) и Отделения наук о Земле № 5.1.13.

Стартовый уровень. “Возраст” тектоники литосферных плит (новой глобальной тектоники) даже по меркам одного поколения геологов не так уж велик – 35 лет. На заре становления новой концепции мало кто из советских специалистов в области рудной геологии предполагал будущую большую роль тектоники плит в металлогении складчатых поясов. Даже наоборот, многие корифеи утверждали, что тектоника литосферных плит не имеет значения для металлогенического анализа континентальных структур. Главных аргументов для такого отношения было два: рождающаяся тектоника недееспособна для реконструкции геологической истории прошлых эпох; полезные ископаемые океанов – колыбели этой тектоники – принципиально отличаются от рудного потенциала складчатых поясов. И действительно, в то время еще не существовало надежных критериев сопоставления палеовулканических поясов с современными зонами активного вулканизма; выявленные в океанах к началу 80-х годов миниатюрные сульфидные постройки мало походили на гигантские колчеданные залежи, да и находились они в иных вулканических комплексах. Допускалось, что вероятным прототипом колчеданных месторождений являются металлоносные рассолы Красного моря.

Первые шаги. Уже 30 лет назад специалисты из разных стран на примере разных колчеданоносных провинций смогли увидеть будущую роль тектоники плит для металлогении складчатых поясов. Среди этих исследователей – С. Н. Иванов, В. Е. Попов, С. Скотт, Р. Лардж, П. Герциг, И. Фуке, А. Малахов. Особенно повезло зарубежным ученым, так как они сразу включились в изучение океанских руд, участвовали в морских экспедициях начиная с первых рейсов в Восточно-Тихоокеанское поднятие и Срединно-Атлантический хребет. В СССР это произошло спустя несколько лет. Первые сопоставления колчеданных залежей Японии, Канады, Урала, Кипра с сульфидными постройками океанов приведены в работах [4, 7, 8, 10]. Справедливо отметить, что данные по складчатым поясам сразу же были использованы в океанических исследованиях. Тот факт, что колчеданные залежи приурочены не только к базальтовым, но прежде всего к риолит-базальтовым комплексам палеоостровных дуг, послужил основанием для поисков сульфидных руд в этой обстановке. Открытия не заставили себя ждать. Кроме срединно-океанических хребтов руды были выявлены в задуговых и междуговых бассейнах, рифтах окраинных морей. В этих работах уже принимали активное участие советские ученые А. П. Лисицын, Ю. А. Богданов, С. Г. Краснов, Г. А. Черкашев и др.

Геодинамические реконструкции. Полученные в морских экспедициях результаты начали использовать четверть века назад для понимания природы рудоносных геологических структур. Были составлены тектонические карты на геодинамической основе под редакцией А. В. Пейве и С. Н. Иванова. Специалистами ЦНИГРИ М. Б. Бородаевской, А. И. Кривцовым с коллегами проведено сопоставление колчеданоносных провинций с современными геодинамическими обстановками, позволившее выделить палеоостроводужные системы. Большое значение в геодинамическом отношении оказали Школы морской геологии под руководством А. П. Лисицына, совещания по тектонике литосферных плит, организованные Л. П. Зоненшайном. Эти исследования в нашей стране оформилось как “геодинамические реконструкции” и наиболее последовательно развивались в серии методических руководств под редакцией Н. В. Межеловского и Г. С. Гусева. Большой вклад в данную проблему внесли сибирские геологи, возглавляемые Н. Л. Добрецовым. Используются данные по парагенезам геологических формаций, тектонике рудоносных районов, геохимии вулканогенных пород, составу и изотопии минералов. Апробировались новые подходы на примере колчеданоносных структур Урала, Рудного Алтая, Южной Сибири. За рубежом подобные работы были выполнены для Испании, Скандинавии, Аппалачей, Австралии, Канады.

Металлогенические построения. Накопленный опыт по определению геодинамической природы рудоносных структур был использован для металлогенического анализа складчатых поясов. Было проведено несколько совещаний по тематике “Геодинамика и металлогения”, среди которых следует отметить Уральские и Российские совещания 1991–1994 гг., организованные по инициативе В. А. Коротеева. Полученный к тому времени опыт отечественных ученых был обобщен в монографии [2]. В этой работе охарактеризованы разновозрастные геодинамические обстановки: энсиматические и энсиалические островные дуги, междуговые и задуговые бассейны, коллизионные структуры. Последующие тома были посвящены каждой из этих обстановок. Особо отмечу новый подход к металлогеническому анализу колчеданоносных районов, который базируется на реконструкции сульфидных сооружений, картировании металлоносных отложений и палеогидротермальных полей [5, 6].

Условия и процессы рудообразования. Наиболее эффективным использованием достижений в области океанской металлогении явилось определение реальных рудообразующих параметров и механизма рудоотложения. Прямые определения свойств гидротермальных растворов, показавшие температуру до 400 °С и близость состава гидротерм к морской воде убедили многих специалистов в реальной роли рециклинга морских вод в рудообразовании. Кроме того, отныне высокие температуры гидротермальных растворов не могли служить основанием для доказательства плутоногенного или гидротермально-метасоматического происхождения руд. Огромное значение для понимания процессов формирования сульфидных залежей имели природные лаборатории – черные курильщики. Одно дело определять кластогенную природу рудокластов в палеозойских толщах, совсем другое – видеть скопления сульфидных обломков у подножья современных рудных холмов. Полученные данные оказали существенное влияние на развитие рудно-фациального анализа колчеданных залежей, хотя основы этого метода были заложены еще задолго до открытий океанских сульфидов. Исключительно эффектным достижением морской геологии стало открытие придоных гидротермальных биоценозов, формировавшихся на основе бактериального хемосинтеза. Выявление аналогичных фоссилизированных остатков в древних рудах послужило весомым аргументом для отнесения колчеданных залежей к “черным курильщикам” [6].

Актуальные проблемы колчеданной металлогении в свете новых открытий. В последние годы выявлены два типа рудных тел, формирование которых не получило еще достаточного объяснения. Первый тип сооружений связан с ультрамафитами Срединно-Атлантического хребта. К настоящему времени открыто несколько сульфидных построек приуроченных к серпентинитовым протрузиям: Рейнбоу, 24°30′, Логачев, Салданья, Ашадзе, Лост-Сити. Они характеризуются специфическими геохимическими особенностями (обогащенность Ni, Co, Au) и высокой соленостью гидротермальных растворов (18–48 мас. %). Предполагается, что формирование таких руд связано с сепарацией гидротерм в кровле магматических очагов и влиянем экзотермических реакций при серпентинизации мантийного материала [1]. Встала проблема идентификации аналогичных проявлений в офиолитовых комплексах. Исследование таких объектов в сутурной зоне Главного Уральского разлома привело к неожиданному выводу [9]. Оказалось, что рудоносные ультрамафиты принадлежат к аккреционной призме, а в такой обстановке в современных океанах сульфидные руды еще не выявлены. Соответственно, можно сделать прогноз на открытие рудных построек на склонах глубоководных желобов, и не только островодужных, но и континентальных. Не исключена возможность формирования сульфидного оруденения в трансформных разломах в случае наложения магматических тел, допустим, инициированных горячими точками. Второй тип новых рудных тел представлен баритовыми залежами в окраинных морях. Наиболее ярким примером являются постройки во впадине Дерюгина. Происходит дискуссия относительно происхождения этих отложений: они связываются либо с сипами, либо с гидротермальными системами [3]. Такие проявления еще не выявлены в палеозойских толщах и их поиски являются важной практической задачей.

Выводы. Таким образом, комплексом исследований в разных регионах доказана эффективность использования достижений тектоники литосферных плит для металлогенического анализа складчатых поясов. Особенно отрадно взаимовлияние результатов морских экспедиций и опыта оценки и разработки колчеданных месторождений. Такое сочетание является залогом успешного решения новых проблем, которые будут непрерывно возникать по мере развития рудной геологии и металлогенических исследований.