Геология рудных месторождений, 2021, T. 63, № 6, стр. 489-497

ВВЕДЕНИЕ

Байкало-Вилюйский палеопротерозойский пояс кристаллического фундамента Сибирской платформы и Байкало-Патомского складчатого пояса протягивается в северо-восточном направлении от оз. Байкал до восточной границы платформы (Кушев, 1985). На последующих схемах районирования кристаллического фундамента Сибирской платформы Байкало-Вилюйский пояс имеет разные названия: Витимо-Вилюйский (Мишнин и др., 1987), Акитканский (Розен, 2003) (фиг. 1), Нюрбинский (Смелов и др., 2001). В пределах Сибирской платформы пояс перекрыт осадочным чехлом Вилюйской синеклизы мощностью более 10 км. Раннедокембрийские метаморфические породы пояса обнажены в пределах Сарма-Тонодской зоны выступов Байкало-Патомского складчатого пояса и вскрыты Сунтарской опорной скважиной под нижнеюрскими отложениями Вилюйской синеклизы на глубине 368 м.

Фиг. 1.

Схема кристаллического фундамента восточной части Сибирской платформы и Байкало-Патомского складчатого пояса по О.М. Розену (2003), с упрощением. 1 – области развития раннедокембрийских метаморфических пород; 2 – палеозой-мезозойские складчатые пояса форланда; 3 – главные разломные зоны в пределах платформы (сутуры).

Осадочные отложения Вилюйской синеклизы, перекрывающие Байкало-Вилюйский пояс кристаллического фундамента, содержат россыпи золота, которые объединены в Вилюйский золотоносный район (Тимофеев и др., 1970) либо в Нахаро-Кептинскую перспективную золотороссыпную зону Восточно-Сибирской металлогенической провинции (Минерагеническая …, 2008). Вилюйская синеклиза также оценивается как перспективная на докембрийские золотоносные конгломераты, образованные при разрушении Сунтарского поднятия (Черский, 1971; Трушков и др., 1975), а чешуйчатое высокопробное золото в конгломератах базальной части укугутской свиты нижней юры и в песчаниках верхнего мела отнесено к вилюйскому типу (Тимофеев, 1965).

З.С. Никифоровой с соавторами (2013, 2018) по минералого-геохимическим особенностям золота показана связь россыпного золота Вилюйской синеклизы с коренными источниками золотоплатиноидного, малосульфидно-золотокварцевого и золотосеребряного типов. Также установлено, что россыпное золото представлено двумя (докембрийским и мезозойским) типами. Для докембрийского россыпного золота характерна мелкая фракция (0.1−0.25 мм) и высокая пробность (900−999).

Приуроченность россыпей золота Вилюйской синеклизы к Сунтарскому поднятию Байкало-Вилюйского палеопротерозойского пояса определила цель работы – это оценка связи золотоносности осадочного чехла с тектоническими элементами кристаллического фундамента. Байкало-Вилюйский пояс является одной из крупнейших региональных линейных структур кристаллического фундамента Сибирской платформы, поэтому изучение его строения является самостоятельной задачей. Контуры пояса в (Кушев, 1985; Розен, 2003; Смелов и др., 2001) выделены по зоне пониженного уровня аномального магнитного поля. В настоящей работе границы и тектоническое строение Байкало-Вилюйского палеопротерозойского пояса обосновано по результатам анализа структуры гравитационного поля.

АНАЛИЗ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

С целью обоснования тектонического строения Байкало-Вилюйского пояса кристаллического фундамента Сибирской платформы проведен анализ геолого-геофизических материалов на площади, ограниченной 108^○ и 140^○ восточной долготы и 60^○ и 68^○ северной широты (фиг. 2а). Для эффективного анализа гравиметрических (масштаба 1 : 200 000–1 : 1 000 000) и магнитных (масштаба 1 : 25 000–1 : 50 000, 1 : 200 000) карт была выполнена спектрально-статистическая обработка цифровых моделей с разделением на высокочастотную, среднечастотную и низкочастотную составляющие, соответствующие верхнему и нижнему уровням земной коры и литосферы. Интерпретация геолого-геофизических материалов проводилась на основе концепции блоковой делимости земной коры (геоблок, мегаблок, блок I порядка, блок II порядка).

Фиг. 2.

Схема расположения района исследования (а) и Байкало-Верхоянская аномальная зона в структуре гравитационного поля (модель EGM2008, аномалия Буге) (б). 1 – восточная граница Сибирской платформы; 2 – контуры Байкало-Верхоянской аномальной зоны; 3 – оси линейных максимумов аномального магнитного поля. Обозначены аномалии гравитационного поля: максимумы (У – Уринский, С – Сунтарский, Т – Тюкянский, Ч – Чыбыдинский, Х – Хапчагайский, П – Томпонский); минимумы (Н – Нюйский, К – Кемпендяйский, А – Нижнеалданский). На врезке: БП – Байкало-Патомский складчатый пояс.

Гравитационное и магнитное поля Сибирской платформы в различной степени информативны относительно геологических процесов как во временном, так и в пространственном отношении (Стогний, Стогний, 2005). Гравитационное поле главным образом отражает тектоническое строение земной коры и может быть использовано как индикатор при разработке геодинамических моделей. Магнитное поле в большей мере характеризует вещественный состав раннедокембрийских пород и условия их метаморфизма.

Гравитационное поле

Структура гравитационного поля изучаемой территории рассмотрена на иерархических уровнях аномальной области, аномальной зоны, региональных и локальных максимумов и минимумов. Аномальные области – это крупные (более 1000 км в поперечнике) участки гравитационного поля мозаично-блокового строения, которым в зависимости от принятой тектонической концепции отвечают геоблоки, террейны или гранит-зеленокаменные и гранулит-гнейсовые области. Аномальные гравитационные зоны – протяженные (более 1000 км при ширине 100–300 км) элементы поля, включающие линейные, имеющие общее простирание отрицательные и положительные аномалии. Зонам соответствуют межгеоблоковые разломы либо гранулит-гнейсовые пояса кристаллического фундамента. По этому критерию в гравитационном поле Сибирской платформы оконтурена региональная Байкало-Верхоянская аномальная зона (фиг. 2б). Юго-западная часть Байкало-Верхоянской аномальной гравитационной зоны в пределах Байкало-Патомского складчатого пояса рассмотрена в (Стогний, Стогний, 2016).

В границы Байкало-Верхоянской аномальной зоны Сибирской платформы объединены гравитационные аномалии, имеющие общее северо-восточное простирание – это Уринский, Сунтарский, Тюкянский, Чыбыдинский, Хапчанский и Томпонский максимумы, Нюйский, Кемпендяйский и Нижнеалданский минимумы. Уринский гравитационный максимум амплитудой более 30 мГал в плане соответствует Предпатомскому прогибу. С запада Уринский максимум сопряжен с Нюйским минимумом амплитудой более 25 мГал и размером 250 × 150 км. В контурах максимума распространены палеозойские отложения Предпатомского прогиба и раннедокембрийские метаморфические породы Сарма-Тонодской зоны.

Сунтарский, Чыбыдинский и Хапчанский максимумы, Кемпендяйский и Нижнеалданский минимумы локализованы в пределах южной части Вилюйской синеклизы. Сунтарский максимум амплитудой более 65 мГал отражает приподнятый одноименный блок кристаллического фундамента, раннедокембрийские метаморфические породы которого вскрыты скважиной под меловыми отложениями Вилюйской синеклизы на глубине 368 м (Мокшанцев и др., 1964). В работе (Исаков и др., 2012) Сунтарский гравитационный максимум объясняется массивом мафитов чинейского комплекса. Кемпендяйский гравитационный минимум амплитудой более 60 мГал приурочен к одноименной впадине глубиной до 10 км, сложенной преимущественно мезозойскими и терригенно-карбонатными отложениями палеозоя (Гайдук, 1988). Тюкянский и Чыбыдинский гравитационные максимумы образуют поперечную зону северо-западного простирания, которой соответствует поднятие Вилюйской синеклизы. Томпонский максимум (амплитудой до 50 мГал) Верхояно-Колымской складчатой области замыкает Байкало-Верхоянскую аномальную зону локальных максимумов и минимумов. Итак, локальные гравитационные аномалии Байкало-Верхоянской зоны отражают суммарный эффект от плотностных неоднородностей кристаллического фундамента и его рельефа. Рельеф кристаллического фундамента рассматриваемой площади довольно хорошо изучен (Гайдук, 1988; Тектоника …, 2001).

Байкало-Верхоянской аномальной зоне в низкочастотной составляющей гравитационного поля соответствует граница Ленской и Якутской аномальных областей (фиг. 3), которые отражают уровень верхней мантии и отождествляются с литосферными сегментами Сибирской платформы мощностью до 250 км – Ленским и Якутским литосферными корнями.

Фиг. 3.

Положение Байкало-Верхоянской аномальной зоны на схеме низкочастотной составляющей гравитационного поля Сибирской платформы. 1 – ранний докембрий щитов Сибирской платформы; 2 – граница Сибирской платформы; 3 – контур Байкало-Верхоянской аномальной гравитационной зоны (БВЗ); 4 – изоаномалы гравитационного поля. Аномальные области низкочастотной составляющей гравитационного поля: положительные (Лн – Ленская, Як – Якутская), отрицательные (Ал – Алданская, Вр – Верхоянская).

Магнитное поле

В региональном плане структура аномального магнитного поля восточной части Сибирской платформы представлена системой линейных максимумов длиной до 900 км при ширине более 30 км (фиг. 4). Линейные магнитные максимумы восточной части Сибирской платформы имеют преимущественное северо-западное направление, ортогональное по отношению к Байкало-Верхоянской гравитационной зоне. На северо-востоке платформы Анабаро-Жиганский, Оленек-Ленский и Магано-Непский линейные максимумы Анабарской антеклизы сближаются в пределах Анабарского щита в сложно дифференцированную аномальную область, создаваемую субвертикальными телами магнетитсодержащих пород мощностью до 2 км (Стогний, Стогний, 2006). Якутским линейным максимумом проявляется глубинный разлом Алданской антеклизы (Истомин, Мишнин, 2003).

Фиг. 4.

Аномальное магнитное поле района исследования по (Карта …, 1995) с упрощением. 1 – изодинамы магнитного поля; 2 – восточная граница Сибирской платформы; 3 – границы Байкало-Верхоянской гравитационной аномальной зоны по (см. фиг. 2). Буквами обозначены аномалии магнитного поля различного ранга: региональные линейные максимумы (Ан – Анабаро-Жиганский, Ол – Оленек-Ленский, Мг – Магано-Непский, Як – Якутский); крупные аномальные области мозаичной структуры положительных значений (Тн – Тюнгская, Бп – Баппагайская); крупные аномальные области мозаичной структуры отрицательных значений (Лн – Линденская, Км – Кемпендяйская); локальные максимумы (Ук – Укугутский, Тг – Тонгский, Кс – Кысылсырский).

Байкало-Верхоянской гравитационной зоне соответствует область мозаичного магнитного поля (см. фиг. 4). На западе и востоке ее пересекают соответственно Оленек-Ленский и Якутский линейные максимумы. Центральная часть Байкало-Верхоянской гравитационной зоны представлена Кемпендяйской областью отрицательных значений магнитного поля, севернее которой расположена Линденская область отрицательных значений.

Укугутский, Тонгский и Кысылсырский локальные магнитные максимумы образуют цепочку вдоль северной границы Байкало-Верхоянской гравитационной зоны, которая разделяет Кемпендяйскую и Линденскую области отрицательных значений. Укугутский и Тонгский магнитные максимумы, локализованные в контурах Сунтарского блока кристаллического фундамента, отражают блоки магнетитсодержащих раннедокембрийских пород. Не исключено, что аналогичную природу имеют Кысылсырский магнитный максимум и Баппагайская область положительных значений магнитного поля.

Границы Акитканского (см. фиг. 1) и Нюрбинского (Смелов и др., 2001) поясов кристаллического фундамента вынесены по зоне низких значений аномального магнитного поля, которая включает Кемпендяйскую и Линденскую области отрицательных значений. Линденская область отрицательных значений магнитного поля, в плане соответствующая северному крылу Вилюйской синеклизы, находится севернее Байкало-Верхоянской аномальной гравитационной зоны, контуры которой определяют положение Байкало-Вилюйского палеопротерозойского пояса в структуре кристаллического фундамента Сибирской платформы.

Таким образом, Байкало-Вилюйский пояс кристаллического фундамента в структуре гравитационного поля Сибирской платформы представлен цепочкой локальных аномалий северо-восточного простирания, объединенных в Байкало-Верхоянскую аномальную зону. Кристаллические породы фундамента вскрыты в контурах Сунтарского гравитационного максимума. Гравитационные максимумы Байкало-Верхоянской аномальной зоны по своим размерам и амплитуде сопоставимы с максимумами поля силы тяжести Станового мегаблока Алдано-Станового щита, отражающими блоки (Зверевский, Верхне-Тимптонский, Сутамский, Дамбукинский, Чогарский) высокоградных гранулитов (Стогний, Стогний, 2005), что позволяет Кемпендяйский, Сунтарский, Тюкянский, Чыбыдинский и Хапчанский максимумы интерпретировать как гранулиты высоких давлений раннедокембрийской земной коры.

БАЙКАЛО-ВИЛЮЙСКИЙ ПАЛЕОПРОТЕРОЗОЙСКИЙ ПОЯС – ЗОЛОТОКОНТРОЛИРУЮЩАЯ СТРУКТУРА ВИЛЮЙСКОЙ СИНЕКЛИЗЫ

На региональном уровне строение Байкало-Вилюйского палеопротерозойского пояса представлено системой блоков кристаллического фундамента, имеющих общее северо-восточное простирание (фиг. 5) и формирующих горсты (типа Сунтарского) и грабены (типа Кемпендяйского). Глубинное строение земной коры Байкало-Вилюйского пояса по линии геотраверса Березово – Усть-Мая, пересекающей в юго-восточном направлении Тюкянский и Хапчагайский блоки, охарактеризовано в (Егоркин и др., 1988; Егоров, 2004). Мощность земной коры пояса по сравнению с Анабарской и Алданской антеклизами сокращена до 35 км, а мощность литосферы до 75 км. А.С. Егоров (2004) представил строение земной коры рассматриваемого отрезка по геотраверсу в виде рифтогенной структуры, ограниченной глубинными до уровня границы Мохоровичича разломами.

Фиг. 5.

Схема тектонического строения Байкало-Вилюйской рудоконтролирующей структуры кристаллического фундамента Сибирской платформы по результатам анализа геолого-геофизических материалов. 1 – восточная граница Сибирской платформы; 2–3 – разломы: 2 – межгеоблоковые, 3 – межблоковые; 4 – блоки гранулитов, формирующих горсты; 5 – тектонические нарушения, выделенные в контурах линейных магнитных максимумов; 6 – магнетитсодержащие объекты кристаллического фундамента; 7 – золотороссыпные зоны и районы по (Минерагеническая …, 2008): НМЗ – Нахаро-Кептинская перспективная зона, ХПР – Хорынцынский перспективный рудный район; 8 – золото-платиноносные россыпи по (Округин, 2005): 1 – р. Вилюй, 2 – р. Кемпендяй, 3–5 – верховьев рек Намана–Тонго–Чыбыда, 6 – р. Кенкеме; 9 – формационные типы коренных источников золота по (Никифорова, 2018): а – золотоплатиноидный, б – малосульфидный золотокварцевый, в – золотосеребряный. Буквами обозначены блоки Байкало-Вилюйского пояса кристаллического фундамента: Нс – Нюйский, Ур – Уринский, Сн – Сунтарский, Км – Кемпендяйский, Тк – Тюкянский, Чб – Чыбыдинский, Хп – Хапчагайский, Нж – Нижнеалданский, Тм – Томпонский.

Байкало-Вилюйский пояс в виде региональной шовной зоны, разделяющей Анабарский и Алдано-Становой геоблоки кристаллического фундамента, проявляется в структуре низкочастотной составляющей гравитационного поля Сибирской платформы (см. фиг. 3). На особенности режима образования пояса как межгеоблоковой структуры указывает также его простирание, ортогональное к простиранию региональных тектонических нарушений кристаллического фундамента Анабарского и Алдано-Станового геоблоков (см. фиг. 5). О.М. Розен с соавторами (2006) рассматривают пояс в качестве палеопротерозойской островной дуги, сшивающей террейны юго-востока и северо-востока Сибирской платформы.

Формирование Байкало-Вилюйского пояса в палеопротерозое, по нашему мнению, определили процессы внутриплитного рифтогенеза, в результате которых блоки гранулитов были выведены с нижних уровней коры в фазах растяжения-сжатия. В последующем Байкало-Вилюйский палеопротерозойский пояс контролировал осадконакопление Вилюйской синеклизы. Палеозой-мезозойский рифтогенез (Киселев и др., 2002; Левашов, 1975; Масайтис и др., 1975) способствовал расширению и углублению Вилюйского осадочного бассейна. О.П. Полянский с соавторами (2013) относят Сунтарский, Тюкянский и Чыбыдинский блоки к стабильным, менее погруженным при рифтогенезе в девоне либо возникшим в этап растяжения.

Золотоносные россыпи Вилюйской синеклизы приурочены главным образом к Сунтарскому, Тюкянскому и Чыбыдинскому блокам (см. фиг. 5), что позволяет относить раннедокембрийские метаморфические и магматические породы Байкало-Вилюйского пояса к первичному источнику. В метаморфических породах Сунтарского блока содержание золота определено в 0.1 г/т (Тимофеев и др., 1970). Предполагается, что блоки гранулитов Байкало-Вилюйского пояса при выдвижении с нижних уровней земной коры испытали перераспределение золота с образованием золото-кварцевых и золото-пирит-пирротиновых жил, а шовная зона Байкало-Вилюйского пояса являлась хорошо проницаемой для глубинных флюидов, обеспечивающих как миграцию золота, так и локальный метасоматоз осадочных пород с образованием кварцевых жил с рудным золотом. Рудоносные гидротермы В.А. Михайлов (2000) связывает с флюидно-эксплозивными структурами осадочного чехла Вилюйской синеклизы.

Разрушение метаморфических пород приподнятых блоков, по-видимому, началось с момента формирования Байкало-Вилюйского пояса в палеопротерозое. В последующем золото накапливалось в осадочных отложениях с образованием древних погребенных россыпей в промежуточных источниках, главным образом, в конгломерато-песчаных отложениях табысинской свиты верхнего триаса, базальных горизонтах укугутской свиты нижней юры и песчаниках мела (Тимофеев и др., 1970). Коренные источники золотоплатиноидного, малосульфидно-золотокварцевого и золотосеребряного типов, обоснованные З.С. Никифоровой (2018) по минералого-геохимическим характеристикам (см. фиг. 5), отражают эволюцию раннедокембрийского россыпного золота в процессе осадконакопления Вилюйской синеклизы. Незначительная часть россыпного золота поступала с обломочным материалом разрушения выступов Алдано-Станового щита и Якутского поднятия.

Метабазитовые комплексы гранулитовых блоков Байкало-Вилюйского пояса являлись также источником платины. В золотоносных россыпях платина присутствует от единичных знаков до первых сотен мг/м³ и более (Тектоника…, 2001). Известны золото-платиноносные россыпи рек Вилюй, Кемпендяй, Намана, Тонго и Чыбыда (см. фиг. 5). В качестве коренного источника платины рассматриваются пермо-триасовые габбро-долериты траппов (Додин и др., 1994), ультраосновные массивы выступов фундамента (Округин, 2005), а также расположенный севернее в пределах Анабарского геоблока невскрытый Тюнгский интрузив (Истомин, Мишнин, 2003).

Байкало-Вилюйский пояс кристаллического фундамента по своим геолого-геофизическим характеристикам (протяженность, ширина, цепочки гравитационных максимумов, отражающие выходы раннедокембрийских гранулитов) аналогичен охарактеризованному в (Глебовицкий и др., 2009) Пристановому поясу высокоградных гранулитов Станового мегаблока Алдано-Станового щита. Блоки гранулитов Станового мегаблока контролируют крупные Дамбукинский, Верхнетимптонский, Сутамский, Предджугджурский, Чогаро-Удыхинский золотороссыпные районы. Основным источником золота россыпей Сутамского района, по данным В.С. Когена (1976), являются кварц-пирит-пирротиновые и кварц-карбонат-полисульфидные жилы в гранулитах, а источником россыпей Дамбукинского района – обогащенные золотом раннедокембрийские породы камрайской свиты (Алекторова, Шмураева, 1997).

К потенциально перспективным на погребенные россыпи золота Вилюйской синеклизы следует отнести площади, контролируемые Сунтарским, Кемпендяйским, Тюкянским, Чыбыдинским и Хапчагайским блоками Байкало-Вилюйского палеопротерозойского пояса кристаллического фундамента Сибирской платформы. Не исключены золоторудные объекты в метаморфических породах данных блоков. Мощность (370‒500 м) юрских отложений, перекрывающих выступ Сунтарского блока, позволяет провести поисковые работы на рудное золото.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Россыпная золотоносность Вилюйской синеклизы контролируется региональной структурой кристаллического фундамента Сибирской платформы – Байкало-Вилюйским палеопротерозойским поясом. Пояс перекрыт осадочным чехлом Вилюйской синеклизы мощностью 0.4‒10 км (раннедокембрийские метаморфические породы вскрыты Сунтарской скважиной под нижнеюрскими отложениями на глубине 368 м). Границы и тектоника Байкало-Вилюйского пояса обоснованы по результатам анализа структуры гравитационного поля. Пояс включает систему блоков кристаллического фундамента, имеющих общее северо-восточное простирание и образующих горсты (типа Сунтарского) и грабены (типа Кемпендяйского). Байкало-Вилюйский пояс сформирован в процессе внутриплитного рифтогенеза в палеопротерозое – в условиях фаз растяжения и сжатия блоки гранулитов были выведены с нижних уровней коры.

Золотоносные россыпи Вилюйской синеклизы приурочены, главным образом, к Сунтарскому, Тюкянскому и Чыбыдинскому блокам гранулитов, метаморфические и магматические породы которых служили первичным источником золота осадочного чехла. Шовная зона Байкало-Вилюйского пояса являлась хорошо проницаемой для глубинных флюидов, обеспечивающих как миграцию золота, так и образование в осадочном чехле кварцевых жил с рудным золотом. Типы возможных коренных источников золота (золотоплатиноидный, малосульфидно-золотокварцевый и золотосеребряный) отражают особенности эволюции раннедокембрийского россыпного золота в процессе осадконакопления Вилюйской синеклизы. К перспективным на погребенные россыпи золота Вилюйской синеклизы следует отнести площади, контролируемые Сунтарским, Кемпендяйским, Тюкянским, Чыбыдинским и Хапчагайским блоками раннедокембрийских пород, которые могут содержать золоторудные объекты.

БЛАГОДАРНОСТИ

Авторы выражают благодарность доктору геол.‑мин. наук З.С. Никифоровой за обсуждение в период работы в ИГАБМ СО РАН (г. Якутск) проблемы золотоносности Вилюйской синеклизы.