Геохронологические закономерности рудогенеза

(металлогенические периоды и этапы)

В истории формирования земной коры и образования в ней полезных ископаемых существовали периоды и этапы относительного возбуждения и затухания рудообразующих процессов. В.И.Смирнов предложил выделять шесть периодов формирования рудных месторождений. В каждом периоде возможно выделение определенных металлогеничеких этапов (эпох по И.Г. Магакьяну). Под металлогеническим этапом понимается отрезок геологического времени, в течение которого развивается специфический комплекс месторождений полезных ископаемых. Обычно металлогенические периоды, и этапы (эпохи) совпадают с крупными периодами и этапами складчатости и магматизма.

I. Лунный период и отвечающий ему гренландский этап (4, 7-3, 6 млрд. лет назад) храктеризует зарождение земной коры лунного типа.

В катархее (хадее, 4700–4000 млн. лет) условно выделяется группа тектонических (геодинамических) обстановок доплитно-тектонического развития Земли. На этом этапе формирование планеты осуществлялось вначале путем весьма короткой (несколько десятков миллионов лет) аккреции планетеземалей, а затем более длительным (с выделением тепла) процессом гравитационной дифференциации аккретированного материала на оболочки: ядро, преимущественно железное, с примесью никеля и силикатную мантию с тонкой твердой оболочкой. В конце катархея - начале эоархея в условиях продолжающейся метеоритной бомбардировки оболочка пробивалась крупными метеоритами с образованием гигантских астроблем - нуклеаров, заполнявшихся мантийными базальтами и обломочными отложениями.

Эоархейскому (4000–3600 млн. лет) – собственно гренландскому этапу развития Земли свойственны группы тектонических (геодинамических) обстановок формирования структурно-вещественных комплексов. В это время происходило образование древнейшей континентальной коры, сложенной в основном гранито-гнейсами тоналитового состава («серыми гнейсами»), мафической коры океанического типа, а также накопление древнейших морских осадочных отложений (серия Исуа юго-западной Гренландии) с возрастом 3800–3700 млн. лет. По мнению В.И.Смирнова в этот период еще не возникли условия для образования рудных месторождений.

II. Нуклеарный период и соответствующий ему кольский (саамский, трансваальский) этап (3, 6 - 2, 8 млрд. л.) знаменуют появление наиболее ранних магматогенных рудных месторождений. Различают две группы месторождений – базальтоидную, связанную с зеленокаменными поясами и гранитоидную, ассоциирующую с гранито-гнейсовыми куполами. К гранитоидной группе относятся древнейшие метаморфогенные мусковитовые (Сибирская платформа) и редкометальные пегматиты (Западная Австралия, Бразилия, Африка) с возрастом 3500 – 2600 млн. лет. К базальтоидной группе принадлежат колчеданные месторождения, ликвационные медно-никелевые месторождения Кольского полуострова (Мончетундра с возрастом 3, 0 млрд. лет), Австралии (Камбалда) и Родезии; месторождения хромита в анортозитах Гренландии, Южной Африки, Индии; многочисленных метаморфогенных руд золота в зеленокаменных поясах Австралии (Калгурли и др.), Индии (Колар), Канады (Поркъюпайн и др.), Бразилии. Известные древнейшие железистые кварциты месторождения Исуа в Гренландии, Абитиби в Канаде, ряд исследователей также относит к нуклеарному периоду. Нуклеары, в данном случае - гигантские синформы, образованные падением крупных метеоритов, в последующем заполненные мантийными базальтами и осадочными отложениями (Глуховской,).

III. Протогеосинклинальный период (2, 8 – 1, 8 млрд. л.) содержит два этапа –

беломорский и карельский.

Беломорский - (2, 8-2, 3 млрд. л. - кеноренский, родезийский) этап по Л.Н.Овчинникову отвечает времени зарождения древних складчатых поясов - геосинклиналей, разделяющих протоплатформы. В протогесинклинальных поясах с ранним базальтоидным магматизмом связаны небольшие месторождения хромитов (ЮАР), титано-магнетитовых руд (Финляндия), небольшие колчеданные месторождения в Северной Америке. С гранитоидным магматизмом связаны керамические пегматиты Карелии, редкометальные пегматиты Канады, Южной Африки, Мадагаскара, Западной Австралии, Индии, железорудные скарны Алданского щита с возрастом 2, 6-2, 4 млрд. лет. В пределах протоплатформ начинают зарождаться месторождения в связи с тектоно-магматической активизацией (хромиты среди дунитов Великой Дайки в Зимбабве, медно-никелевые руды в поясе ультрабазитов Томсон Белт, Канада. Формируются уникальные месторождения формации золото-урановых конгломератов (Витватерсранд, ЮАР, Блайнд Ривер, Канада).

Карельский - (2, 3-1, 8 млрд. л. - свекофенский, гудзонский) этап отличается наиболее мощными в истории Земли процессами рудообразования. На обособившихся к тому времени древних платформах сформировались уникальные по запасам месторождения железистых кварцитов (КМА, Кривой Рог – Восточно-Европейская платформа, Гурон – Северо-Американская платформа, Хаммерсли в Астралии и др.), месторождений марганца гондитовой формации (Индия, Гвианский щит и др.), золота и платиноидов черносланцевой формаци. В протогеосинклиналях с базальтоидами связаны крупнейшие полиметаллические колчеданные месторождения Австралии (Броккен Хилл, Маунт Айза – 1700 млн. лет), Швеции (Болиден), Финляндии (Оутукумпа и др.), Северной Америки, Карелии.

С позиций геодинамики литосферных плит выделяются (с определенными допущениями) следующие группы тектонических (геодинамических) протообстановок карельского этапа: платформенная, континентального локального внутриплитового магматизма, континентальнорифтовая, траппового магматизма, пассивноокраинная, океанического рифта, океанического плато, океанического острова, островодужная, глубоководного задугового бассейна, активноокраинная, аккреционная и коллизионная. Каждая из них характеризуется определенным набором геологических формаций и полезных ископаемых.

IV. Интергеосинклинальный период с интервалом времени 1800 – 1500 млн лет и соответствующий ему готский этап характеризуют «антракт» эндогенной металлогенической деятельности, обусловленный временным затуханием тектонической и магматической активности (Смирнов, 1984; Овчинников, 1992). На платформах формируются экзогенные месторождения, связанные с разрушением гранитоидных выступов и накоплением продуктов их разрушения в прилегающих впадинах. Среди них: крупные месторождения урановых руд Австралии (Джабилука, Ранжер и др.); медно-кобальтовые, урановые и свинцово-цинковые стратиформные месторождения в терригенных породах Африки (Катангской системы рудного пояса Замбии – Заира) с возрастом 1500 млн.лет. Позднее эти месторождения неоднократно трансформировались с образованием повторных, иногда эпигенетических залежей, возраст которых определяется 840 – 520 млн. лет.

V. Геосинклинальный, или неогеосинклинальный период – 1500 – 100 млн лет.

В рамках этого периода выделяют пять этапов:

1. Гренвильский (раннебайкальский)этап – 1500 – 1000 млн лет. Преобладал ранний базальтоидный магматизм, преимущественно вулканиты. С ними связаны: 1) редкие колчеданные и колчеданно-полиметаллические месторождения типа Сулливан в Канаде; 2) редкометальный щелочной комплекс Илимауссах в Гренландии.

2. Байкальский (ассинтский, кадилский) этап – 1000 – 600 млн. лет. Зрелое геосинклинальное развитие. Самостоятельные геосинклинали байкальского этапа сосредоточены вдоль окраин Восточно-Европейской. Сибирской, Индийской, Африканской и Австралийской платформ, внутри платформ в Тимано-Печерской области. Выделяют две группы эндогенных месторождений. Ранняя группа связана с базальтоидным магматизмом, а также с базальт-риолитовыми формациями. В первом случае возникли титано-магнетитовые руды Норвегии (Егерзунд), Канады (Лауренс Ривер), по-видимому Куса на Урале, во втором – полимталлические месторождения Северной Америки, Сибири (Холодненское, Горевское). Поздняя группа ассоциирована с гранитоидами. Это – пегматиты и грейзены с W, Sn, Ta, Nb, Li (Африка - Уганда, ЮАР; Индия, Австралия).

Из платформенных эндогенных месторождений этого этапа известна стратиформнаяя свинцово-цинковая минерализация в карбонатных толщах Северной Канады.

3. Каледонский этап – 600 – 400 млн. лет завершил геосинклинальное развитие в областях самостоятельной каледонской складчатости (Алтае – Саянская область, Прибрежная область в Норвегии и Великобритании) и предшествовал последующим геосинклинальным режимам в других областях. Характерны интенсивная ранняя стадия геосинклинального цикла, слабая орогенная тектоника и магматизм поздней стадии:

1) с кислыми производными базальтоидного магматизма связаны железо-скарновые месторождения Алтае-Саянской области;

2) в связи с вулканизмом широкое развитие получили колчеданно-полиметаллические месторождения, расположенные в Норвегии (Фосен), Швеции (Стекенек), Испании (Рио-Тинто), Бирме (Бодвин), Австралии, Туве, Южном Прибайкалье (Озерное);

3) с гранитами ассоциируют незначительные проявления редкометальных пегматитов, альбититов и грейзенов Алтае-Саянской области, медно-порфировые месторождения Казахстана, гидротермальные месторождения золота – Великобритания (Должеллад), гидротермальные полиметаллические месторождения – Херлих в Виликобритании.

Из платформенных образований представляют интерес: 1) железо – редкометальные карбонатиты Фен в Норвегии, 2) полиметаллическая минерализация Миссисипского бассейна.

4. Герцинский (варисцийский) этап – 400 – 250 млн. лет. Отмечается во всех палеозойских и более молодых складчатых системах. Наиболее показательны - крупнейший Урало-Монгольский пояс и герцинская складчатая область Западной Европы. Характерен обширный базальтоидный магматизм и рудообразование ранней стадии (Урал, Рудный Алтай и др.) и столь же обильный гранитоидный магматизм с рудными месторождениями поздней орогенной стадии (Центральный Казахстан, Средняя Азия и др.).

Рудные продукты этих стадий хорошо известны: производные базальтоидного магматизма – колчеденные, титаномагнетитовые, хромитовые и пр. Производные гранитоидного магматизма – полный спектр постмагматических месторождений различных генетических групп и классов – редкометальные пегматиты, альбититы, грейзены, скарновые и гидротермальные.

На активизированных платформах на герцинском этапе возникают пояса щелочных пород с редкометальной минерализацией (Кольский полуостров и Норвегия); ликвационные сульфидные медно-никелевые месторождения (Норильское Сибирской платформы); алмазоносные кимберлиты Сибирской и Русской платформ; редкометальные карбонатиты Русской, Сибирской и Африканской платформ.

5. Киммерийский этап – (250 – 100 млн. лет) проявлен вдоль приплатформенных окраин Тихоокеанского и Средиземноморского глобальных поясов и примыкающих к ним ответвлений, например, в пределах Верхоянской складчатой области северо-востока России. Представлен этап орогенным гранитным магматизмом глубинных и приповерхностных фаций с постмагматическим формированием месторождением цветных (Sn, W, Mo, Cu, Pb, Zn), редких (Li, Cs, Be и др.) и благородных металлов (Au, Ag).

VI. Рифтовый период отвечает позднейшему - альпийскому этапу геологической истории (100 – 0 млн. лет). Характеризуется преобладающим развитием рифтовых систем. Металлогения этого периода ярче всего проявлена в зонах активизации древних платформ и областей завершенной складчатости, а также на континентах в третичных вулканических поясах. Характерно мощное развитие разломной тектоники в зонах активизации молодых и древних платформ. Для альпийских складчатых поясов типичен слабый базальтоидный магматизм с колчеданными месторождениями (Малый Кавказ, Кипр, Япония – возраст 50 – 30 млн. лет). С гранитоидами связаны медно-порировые месторождения Западных Кордильер и Анд (США, Мексика, Перу, Чили), Филиппин; возраст 50 – 4 млн. лет.

Лучше всего металлогения разломной тектоники проявлялась в зонах активизации древних платформ и областей завершенной складчатости, а также в третичных континентальных вулканических поясах. Яркий пример – протяженный пояс западного края Американской платформы в Скалистых горах, где расположены крупнейшие месторождения: медно-порфировые (Бингем и др.) и молибден-порфироваые (Кляймакс и др.), метасоматические залежи свинцово-цинковых руд (Ледвиль и др.), золото-серебряные жилы (возраст 50 – 30 млн. лет). Следует отметить также молодые разломы на юге Сибири, в Восточном Китае, а на Африканской платформе - Восточно-Африканские рифтовые зоны с цепочками алмазоносных кимберлитов и редкометальных карбонатитов.

Вулканогенные пояса андезит-риолитового состава, расположенные вдоль крупных разломов, накладываются на края платформ и примыкающие области завершенной складчатости в пределах Тихоокеанского кольца и Средиземноморской (Альпийско-Гималайской) складчатой области. С ними связаны юные гидротермальные вулканогенные месторождения золота, серебра, местами олова и вольфрама (например, Боливийский пояс) возрастом 60 – 20 млн. лет.

В истории геологического развития земной коры начальным стадиям всех металлогенических этапов соответствует базальтоидная металлогения, а конечным – гранитоидная. Базальтоидное рудообразование впервые в истории земной коры возникло на рубеже 3500 млн. лет, гранитоидное – 2500 млн. лет. В дальнейшем происходило закономерно повторяющееся чередование базальтиодного и гранитоидного рудообразования, позволяющее наметить основные металлогенические эпохи. Раз возникшие генетические группы и классы эндогенных рудных месторождений повторялись во всех последующих эпохах и существовали до конца предшествующей геологической истории. При качественной неизменности генетических групп месторождений во времени на ранних этапах количественно преобладал базальтоидный магматизм, а на поздних – гранитоидный. Соответственно менялось и соотношение месторождений, связанных с этими двумя различными процессами.