Центрально-Азиатская фосфоритоносная провинция: Стратиграфия и фосфоритоносность
Несмотря на длительный срок изучения фосфоритоносных отложений мира, до сего времени в фосфатной геологии существует ряд до конца нерешенных проблем. Важнейшими из них являются: раскрытие широкого комплекса геолого-литологических условий образования и размещения фосфоритоввопросы механизма осаждения фосфора из океанических вод, роль и значение при этом химических и биологических факторовпроблема… Читать ещё >
Содержание
Центрально-Азиатская фосфоритоносная провинция (ЦАФП) находится в центре Азиатского материка, охватывая территорию от южного побережья озера Байкал до восточного окончания хр. Гобий-ский Алтай (94−110° в.д. и 45−52° с.ш.), протягиваясь в юго-восточном направлении на 2000 км при ширине 90−240 км. Она занимает срединное положение между Северо-Китайской (платформенной) и Алтае-Саянской (геосинклинальной) фосфоритоносными провинциями (рис.1). Указанное название для провинции впервые использовано монгольским геологом Ж. Бямба в 1991 г. при классификации фосфо-ритоносных площадей Монголии без включения в ее контур юго-восточной части Восточного Саяна. — а. Схема размещения фосфоритоносных провинций (бассейнов) в Азии
Среднеазиатская- II — Алтае-Саянская- НГ — Центрально-Азиатская- IV — Лено-: V Таримская?- VI — Северо-Китайская- VII — Янцзы- VIII — Араваллий-ГХ — Мадрасская- X — Вьетнамский.
1 '
-Ь Зи а.
112 I}3 — платформы, выступы, глыбы АЯ-РЯ- 2 — складчатые структуры каледонид- 3 -структуры герцинид, мезозоид- 4 — 3-С плита.
Изучение провинции началось после открытия Хубсугульского фосфоритоносного бассейна (1964−66 гг.). Расширение фронта крупномасштабных съемочных, поисковых, ревизионно-тематических и других работ (1970−75 гг.) привело к установлению фосфоритовых месторождений в юго-восточной части Восточного Саяна (Россия), а в дальнейшем в юго-западной и юго-восточной Монголии (1984−90 гг.). Автор принимал непосредственное участие в работах всех указанных периодов времени и во всех регионах.
В процессе проведенных геологических работ получен обширный фактический материал по фосфоритовым месторождениям, осадочным отложениям докембрия, кембрия и другим геологическим аспектам. Результаты ранних (1964−75 гг.) исследований отражены в разрозненных публикациях и производственных отчетах, мало доступных для широкого круга исследователей.
Актуальность работы. Крупные обобщающие работы (1970−85 гг.) об особенностях фосфоритоносности рассматриваемой территории касались главным образом Прихубсугулья и Восточного Саяна (Зайцев, Ильин, 1970- Бямба, 1972- Волков и др., 1972- Ильин, 1973- Осокин, 1980, 1991, 1993 и др.). С тех пор накопился новый обширный материал, уточняющий особенности геологического развития фосфо-ритоносных районов, возраст фосфатного оруденеиия, стратиграфическое распределение продуктивных горизонтов, способы осаждения и концентрации фосфора, а также данные по вещественному разнообразию фосфоритовых руд, их геохимическим характеристикам, количественному и качественному распределению запасов. Все это говорит об актуальности качественно нового обобщения и осмысления материалов для познания общих закономерностей и условий образования древних пластовых фосфоритов. Решение этой проблемы имеет не только фундаментальное значение, но и позволяет более обосновано планировать направление геологоразведочных работ на агрохимические и другие виды сопутствующего фосфоритам минерального сырья Сибири и Монголии.
В настоящем докладе целенаправленно обобщены результаты многолетних (1966−1998 гг.) исследований автора, а также других ис: следователей, прямо или косвенно касавшихся фосфатной геологии по характеризуемой территории и прилегающим регионам (Беличенко, 1995- Бутов, 1996- Бямба, 1970, 1984, 1987- Дергунов, 1989- Доржнамжа, 1987- Еганов, 1988- Ильин, 1982−1990- Коробов, 1980: Московский и др., 1993- Розанов, 1985- Розанов, Жегалло, 1992- Хераскова, Самыгнн. 1992- Хоментовский и др., 1987 и многие другие).
Цели и задачи работы. 1. Обобщение результатов исследований фосфатоносности позднедокембрийских — кембрийских отложений ЦАФП. 2. Установление тектоно-геологических особенностей размещения фосфатоносных отложений". 3. Раскрытие закономерностей стратиграфического и пространственного распределения промышленных скоплений фосфоритов. 4. Литолого-фациальный анализ фосфо-ритоносных отложений. 5. Реконструкция палеотектонических и палеогеографических обстановок фосфатонакогшения. 6. Характеристика вещественного разнообразия фосфоритовых руд, их качественное и количественное распределение на территории ЦАФП. 7. Оценка перспектив провинции на открытие новых фосфоритоносмых площадей.
Методы исследований. Комплекс исследований, проведенных автором, включает региональное и крупномасштабное геологическое картирование- широкий спектр литолого-стратиграфических, форма-ционных и прогнозно-минерагенических исследований- анализ результатов поисков, оценки и разведки (в том числе и детальных) фосфоритовых месторождений, изучение вещественного состава руд.
Понятийные значения. В работе приняты следующие значения употребляемых терминов. Ф о с ф о р и т о н о с н ы й бассейн — геологическая палеоструктура (палеобассейн), характеризующаяся определенным рядом геологических формаций, обязательным членом которого является фосфоритоносная формация с промышленными концентрациями фосфатного материала: Фосфоритоносный рай он — часть фосфоритоносного бассейна, отличающаяся какими либо особенностями геологического строения, разнотипностью или разно-возрастностью фосфатного оруденения. Территория с широко распространенными фосфатсодержащими отложениями, но с неизвестными промышленными концентрациями фосфора из-за недостаточной изученности. Фосфоритоносная формация — геологическая формация с которой известны промышленные или близкие к ним скопления фосфатного материала (фосфоритов). Фосфо-рит о н о с н, а я провинция- обширный регион включающий ряд структурных элементов земной коры, среди которых выделяются структуры (палеобассейны) характеризующиеся фосфатной минерализацией, образовавшейся в течение одной или нескольких эпох фосфа-тоотложения.
В целях сокращенное&trade- длинного определительного слова ф о с ф о- р ит о н о с н ы й в работе местами применяются слова: фосбас-сейн, фосрайон, фоспачка и другие с приставкой фос.
Защищаемые положения. 1. Широкое распространение в северовосточной части Центрально-Азиатского складчатого пояса поздне-докембрийских — кембрийских карбонатных отложений, вмещающих крупные скопления фосфоритов и фосфатсодержащих пород, позволяет классифицировать эту часть пояса как высоко фосфоритоносную территорию и выделить ее в Центрально-Азиатскую фосфоритоносную провинцию (ЦАФП).
2. Верхний структурный этаж выделяемый над палеомикрокон-тинентами в пределах провинции повсеместно состоит из трех комплексов: а) терригенного или эффузивно-вулканогенно-терригенного- б) карбонатного (карбонатная фосфоритоносная надформация) и в) терригенно-флишевого. Карбонатная фосфоритоносная надформация является крайним членом латерального формационного ряда, в составе которого установлены также (в сторону крупных глубоководных областей опускания) карбонатная флишевая формация.
3. Фосфоритоносная карбонатная надформация имеет венд-кембрийский возраст и состоит из ряда формаций, связанных между собой сложными фациальными переходами. В северной части ЦАФП установлен следующий вертикальный формационный ряд (снизу вверх): доломитовая -" известняковая -" доманиковая. В южной части характерен ряд (снизу вверх): кремнисто (кварцито)-известняковая -" кремнисто-доломито-известняковая —" терригенно-известняковая.
Поперечный профиль карбонатной фосфоритоносной надформа-ции (алданский и ленский надъярусы нижнего кембрия) представлен формациями всех трех основных литолого-фациальных зон полной модели области карбонатонакопления: прибрежно-отмельной, склона карбонатной постройки, впадин и подошвы склона.
4. Промышленные фосфориты слагают выдержанные горизонты (пачки) в средней, верхней частях доломитовой формации или приурочены к локально развитой кремнисто-доломито-известняковой формации. Выявлено два стратиграфических уровня промышленной фосфатоносности: менее продуктивный вендский и высоко продуктивный кембрийский. Фосфориты вендского уровня характеризуются однородным вещественным составом. Кембрийские фосфориты отличаются различным, составом, многообразными структурно-текстурными признаками и разнообразным парагенетическим составом пород продуктивных горизонтов.
5. Формирование месторождений происходило в обстановке общего интенсивного погружения в пределах относительных поднятий, находившихся в области восходящих глубоководных течений (апвеллйнга). Наиболее крупные промышленные запасы фосфоритов формировались в верхней части подводного склона карбонатных построек, менее крупные — в переходной части к отмельно-барьерной зоне. Реальные перспективы наращивания запасов фосфоритовых руд и прогнозных ресурсов четко определяются в Хубсугульеком, Окино-Китойском и Дзабханеком районах, в которых намечены конкретные площади различной степени перспективности.
Научная новизна. 1. Выполнено теоретическое обобщение геологических материалов по фосфоритоносносТи венд-кембрийских отложений обшйрной территории Монголии, Восточного Саяна, выделенной под названием Центрально-Азиатской фосфоритоносной провинции. 2. Отстаивается позиция размещения наиболее продуктивных (северных) бассейнов и районов провинции в краевой части Сибирского континента, деструктированного в позднем докембрии — раннем палеозое рифтогенными зонами. Фосфоритоносные бассейны и районы других частей провинции возникли на отдельных микроконтинентах, выступах, размещенных в центральной части Палеоазиатского океана.
3. Установлены закономерности пространственного, стратиграфического, временного и фациально-формационного распределения фосфорной минерализации. 4. Наблюдаемая разобщенность полей выходов карбонатной фосфоритоносный надформации является первичной и обусловлена формированием пород надформации на изолированных шельфах поднятий (выступов, микроконтинентов) наподобие современных карбонатных банок. 5. Впервые изучены гляциаль-ные, марино-гляциальные признаки происхождения горизонтов мик-ститовых пород, находящихся в основании фосфоритоносный карбонатной надформации и в основании главного продуктивного горизонта. 6. Дана новая фациальная интерпретация формирования промышленных запасов фосфоритов и указаны районы и площади различной степени перспективности.
Практическое значение. Выделение ЦАФП значительно расширяет перспективы для создания базы добычи агрономических руд для восточной части Российской Федерации и Монголии. Вещественно-качественная характеристика фосфоритовых руд ряда месторождений Хубсугульского и Окинско-Китойского районов позволяет наметить объекты для промышленных разработок с целью использования в производстве минеральных удобрений. Устойчивые парагенезисы фосфоритов с проявлениями Мп, Ре, V, РЗЭ значительно расширили перспективы поисков крупномасштабных комплексных месторождений указанных полезных ископаемых в пределах ЦАФП. Установленные закономерности размещения полезных ископаемых осадочного — генезиса позволяют улучшить точность прогнозирования как для обширной территории Центрально-Азиатского складчатого пояса, так и других регионов. —. .
Фактический материал. Настоящая работа является итогом многолетних разнообразных исследований автора в регионах Восточной Сибири, Северной и Юго-Восточной Монголии, Хубсугульского, Окино-Китойского и Дзабханского бассейнов. Все научные построения, выводы, морфометрические и качественные характеристики продуктивных горизонтов, пластов фосфоритовых руд и многое другое базируется на большом фактическом материале. Выявлено множество новых пунктов нахождения фауны, флоры, использованы данные колонкового бурения (более 150 000 пг. м керна), горных (открытых и подземных) выработок (более 500 000 м3) — данные разнообразного комплекса геофизических (около 20 видов) и химико-аналитических исследований (более 50 000 различных анализов, определений, технологических проб и пр.).
Исследования проводились в рамках плановых производственных и тематических заданий ПГО «Бурятгеология» (с 1957 по 1979 гг.) и совместных работ ГО «Зарубежгеология» МИНГЕО СССР и Министерства геологии и горнорудной промышленности МНР (1964−67 гг. и 1981 -85 гг.). С 1979 г. до настоящего времени исследования автора проводятся в Геологическом институте СО РАН в рамках заданий
ГКНТ СССР: «Стратиграфия позднекембрийских и раннепалеозой-ских отложений Забайкалья и стратиформные месторождения» (198 085 гг.), и планов НИР СО РАН, «Изучение палеогеодинамических режимов Центрально-Азиатского подвижного пояса и зон его сочленения с Сибирским «кратоном» (1991−1995), «Эволюция осадочных бассейнов и экосистем южного обрамления Сибирской платформы (рифей — фанерозой)» (1996−98 гг.). В 1987 г. проводились научно-тематические работы по изучению стратиграфии фосфоритоносных бассейнов Монголии в составе Советско-Монгольской геологической экспедиции Академии наук СССР и МНР, а с 1988 по 1991 годы про-гнозно-минерагенические исследования ХФБ.
Апробация работы. Различные положения работы выносились на обсуждение более чем 15 международных, всесоюзных и региональных симпозиумов, совещаний, конференций. Наиболее значительные из них: Проект ЮСР. 224 «Бассейны черносланцевой седиментации и связанные с ними полезные ископаемые», 1991 г. (Новосибирск, СССР) — IV объединенный международный симпозиум по проблемам прикладной геохимии, 1994 г. (Иркутск, Россия) — Международный симпозиум по геологической и минералогической корреляции в сопредельных районах Китая, России и Монголии, 1996 г. (г. Манчжурия, КНР) — Научная конференция, посвященная 20-летию Совместной Советско-Монгольской геологической экспедиции АН МНР и АН СССР (МНР, Улан-Батор, 1987) — IV научная конференция 'Теология и металлогения Восточной Монголии и сопредельных территорий"
POGWIMURA"!
ГОСУДАРСТВЕН йИБЛ’ИОТЙСА МНР, Улан-Батор, 1991 г.). Всесоюзные конференции, совещания, -. семинары: «Условия образования геосинклинальных фосфоритов» (КазССР, Каратау, 1970) — «Сырьевая база фосфоритов СССР» (КазССР, Алма-Ата, 1973) — «Проблемы прогноза, поисков и разведки месторождений неметаллических полезных ископаемых» (Казань, 1986) — Вещественный состав фосфоритов" (Новосибирск, 1977) — IV Всесоюзное совещание «Проблемы геологии фосфоритов» (Эстония, Таллинн, 1988) — 1-е Всероссийское металлогеническое совещание «Металлогения складчатых систем с позиции тектоники плит» (Екатеринбург, 1994). Н-ое Всероссийское металлогеническое совещание «Металлогения, нефтегазоносность и геодинамика СевероАзиатского кратона и орогенных поясов его обрамления (Иркутск, 1998) — Региональные совещания: „Литология и осадочные полезные ископаемые докембрия Сибири и Дальнего Востока“ (г. Хабаровск, 1972) — 3-е региональное научно-практическое совещание по проблемам комплексного развития производительных сил Бурятской АССР (Улан-Удэ, 1979) — „Надвиги и шарьяжй платформенных и складчатых областей Сибири и Дальнего Востока и их металлогеническое значение“ (Иркутск, 1992). Проблемы геологии и освоения минерально-сырьевых ресурсов Восточной Сибири». Юбилейная конференция в честь 80-тия Иркутского госуниверситета и 110-тия государственной геологической службы Восточной Сибири (Иркутск, 1998).
Публикации. По теме диссертации опубликовано более 50 работ, в числе которых 3 коллективных монографий. Издано 11 различных карт: геологических- специализированных тематических, минерагени-ческих, полезных ископаемых, прогнозных, геолого-экономической оценки по территории Восточной Сибири, Восточных Саян, территории СССР. Масштаб карт от 1:4 ООО ООО до 1:10 ООО.
Создание предлагаемой работы немыслимо без тесного сотрудничества с коллегами и товарищами по совместной работе, с которыми добывался фактический материал. Автор выражает искреннюю благодарность своим научным консультантам, советникам, оппонентам, с которыми пришлось сотрудничать, общаться в разные годы. АЛ. Яншину, A.C. Соколову, H.A. Красильниковой, A.B. Ильину, В. П. Казаринову, A.A. Асипову, Ю. Ф. Шмельковой, Г. В. Страхову, Ю. А. Киперману, В. Г. Матухиной, Ю. Н. Занину, Ж. Бямбе, И В. Гор-диенко, А. Б. Дергунову, Н. Л. Добрецову, Д. Доржнамже, Е.А. Жегал-ло, Н. С. Зайцеву, М. Н. Коробову, Ю. С. Перфильеву, Е. В. Склярову, В. В. Хоментовскому, Т. Н. Херасковой, A.A. Шафееву, ЭЛ. Школьнику и многим другим.
Большую признательность выражаю за доброжелательность, поддержку, советы, благотворные дискуссии и критику ближайшим коллегам по геолого-съемочным и разведочным партиям, по институту и научным экспедициям В. И. Алексееву, В. П. Арсентьеву, В.Ш. Ар-саланову, H.A. Булгатову, Ю. П. Бутову, В. В. Балханову, Н. З. Воюш, Р. И. Волкову, Ю. П. Гусеву, С. А. Гурулеву, В. А. Далматову, H.A. Дорониной, С. И. Егорову, В. П. Кареву, Ю. В. Кинашу, A. JI, Ковалевскому, В. Н. Кулешову, A.M. Мелентьеву, А. Г. Миронову, J1.B. Музюки-ну, Ц. О. Очирову, A.A. Постникову, Ю. Г. Попову, В. И. Смолеву, В. И. Турунхаеву, H.A. Фишеву, В. К. Хрусталеву, П. А. Хлыстову, Д. И. Цареву, М. М. Язмиру и многим другим.
Считаю долгом поблагодарить за благотворное сотрудничество коллег из различных геологических организаций Монголии: Ж. Ам-галана, X. Далилхана, Я. Гомбосурэна, JI. Очира, В. Гурлхаажава, Ц. Пуревцерена, Ж. Хурца, Б. Лувсан-Данзано, О. Тумуртогоо.
Глубокую благодарность выражаю всем работникам химико-аналитических и минералого-петрографических лабораторий, оформительских групп, различных организаций, где выполнялись всевозможные анализы и исследования по фосфоритам и составлялись отчеты: Министерства Топливо-Энергетической промышленности и геологии МНР, Химической лаборатории СГЭ в МНР, Аналитического центра ПГО «Бурятгеология», Геологического института СО РАН, ГиГХСа, НИУИФА и других.