В. А. Лихачев, Г. В. Зеленщиков, В. А. Ефанова, К. X. Зеленщикова, В. А. Соколов, Г. А. Гребенников, И. М. Чижов. Геологическое строение и перспективы рудоносности докембрия северной части Ростовской области

В геологическом строении юго-восточного склона Воронежского кристаллического массива принимают участие изверженные, осадочно-метаморфические и вулканогенные породы докембрия, слагающие кристаллический фундамент, а также эффузивные, вулканогенно-осадочные и осадочные образования средне-позднего палеозоя и мезо-кайнозоя, образующие его осадочный чехол.

Докембрийский кристаллический фундамент сложен двумя резко отличными комплексами пород: архейским-гнейсово-мигматитовым и нижнепротерозойским-осадочно-метаморфическим, прорванным интрузиями различного состава.

Породы гнейсо-мигматитового комплекса архея образуют две полосы шириной 40-60 км в юго-западной и северо-восточной частях территории, а также слагают куполовидное блоковое поднятие в южной части. Породы этого комплекса интенсивно дислоцированы и представлены реликтовыми телами и пачками амфиболитов, кварцеодержащими роговообманковыми метадиоритами, отвечающими начальному этапу гранитизации пород субстрата, а также мигматитами плаги-огранитов по амфиболитам, являющимися продуктами более интенсивной гранитизации. Процессы гранитизации указанных пород проходили в условиях интенсивно проявленного динамотермалыюго метаморфизма, отвечающего гранулитовой и амфиболитовой фациям. Перечисленные породы пересекаются жилами аплитов, аплитовидных гранитов, пегматитов и различными кварцево-полевошпатовыми прожилками.

Рассматриваемый комплекс пород может быть сопоставлен с обоянской серией КМА [3, 4].

Стратиграфически выше залегают вулканогенные и осадочно-метаморфические образования нижнего протерозоя, отнесенные к воронцовско-оскольской серии, которая слагает широкую полосу (до 40-60 км шириной), заключенную между более древними породами гнейсово-мигматитового комплекса. В структурном отношении полоса распространения пород воронцовско-оскольской серии отвечает Восточно-Воронежской синклинорной зоне. В разрезе воронцовско-оскольской серии устанавливаются две толщи: осадочно-вулканогенная и песчанико-сланцевая. Первая толща развита в виде узкой (2-6 км) полосы в западной части и представлена метадиабазами, плагиопорфиритами, роговообманковыми сланцами и амфибол-биотитовыми микрогнейсами. Вторая (песчанико-сланцевая) толща характеризуется первично-осадочным составом слагающих ее пород, претерпевших региональный метаморфизм в условиях фации зеленых сланцев. Для нее характерен ритмически-слоистый флишоидный характер отложений, представленных различными кварцево-биотитовыми, кварцево-слюдистополевошпатовыми сланцами с подчиненным развитием метапесчаников, которые в восточном направлении сменяются менее метаморфизованными биотит-серицитовыми и углисто-глинистыми филлитовидными сланцами с метапесчаниками и метаалевролитами [5].

В структурном отношении породы гнейсо-мигматитового комплекса слагают антиклинорные структуры (Западно-Воронежская и Хоперская антиклинорные зоны и Варваринский купол). Осадочно-метаморфический комплекс пород воронцовской серии выполняет крупную Восточно-Воронежскую синклинорную зону, осложненную складчатыми структурами более низкого порядка. В пределах исследуемой территории, как и на большей части Русской платформы, отчетливо выделяются две системы крупных региональных разломов. К древним разломам, которые образовались в период формирования складчатого фундамента, относится Лосево-Мамоновская зона разломов, по которой проходит контакт пород гнейсово-мигматитового и осадочно-метаморфического комплексов. Его северо-западное простирание хорошо согласуется с общим простиранием структур докембрия. Более молодая система разломов субмеридионалыюго направления, образовавшаяся в платформенный этап развития, пересекает разновозрастные блоки фундамента и господствующие направления складчатости, К этой системе относятся выделенные нами Песковатско-Хоперская и Казанско-Калачевская зоны глубинных разломов, уходящие далеко на север за пределы изучаемого региона.

Помимо указанных глубинных разломов I порядка, отмечаются более мелкие разломы II порядка, оперяющие обе, главные системы. Эти поперечные разломы имеют преимущественно субширотное направление. Таким образом, сложная разнонаправленная система разрывной тектоники предопределила блоковое строение докембрийского фундамента.

К полосе развития осадочно-метаморфического комплекса пород воронцовской серии приурочены многочисленные интрузии (преимущественно основного и ультраосновного состава), группирующиеся вдоль указанных разнонаправленных зон глубинных разломов и систем оперяющих их трещин. Среди интрузий выделяются по петрографическому составу, внутренней структуре и возрасту три самостоятельных интрузивных комплекса: мамоновский, мигулинский и песковатский.

Мамоновский интрузивный комплекс впервые был выделен на территории Воронежской области. К нему отнесли все интрузивные тела от ультраосновиого до среднего и даже кислого состава. В результате проведенных работ в северной части Ростовской области из состава мамоновского интрузивного комплекса по формационной принадлежности (особенностям вещественного состава и внутреннего строения магматических тел) был выделен мигулинский интрузивный комплекс. Для мамоновского комплекса характерно наличие трех фаз внедрения: 1) бесполевошпатовые ультрабазиты (оливиниты, перидотиты, пироксениты); 2) плагиоклазсодержащие ультраосновные породы и меланократовые оливиновые габброиды; 3) безоливиновые габброиды. Отмечается очень слабое проявление внутрикамерной дифференциации. Для пород мамоновского комплекса характерны интенсивно проявленные вторичные (постмагматические) процессы: серпеитинизация, оталькование, амфиболизация, хлоритизация, серицитизация и др.

Формирование интрузивных тел мигулинского комплекса происходило в две интрузивные фазы: 1) габброидная; 2) гранитоидная. Характерной особенностью комплекса является широкое развитие процессов метасоматической проработки и ассимиляции габброидных пород более поздними гранитоидами существенно натриевого или существенно калиевого составов с образованием гибридных пород щелочно-земельной ассоциации (габбро-диориты, диориты, кварцевые диориты и гранодиориты) и субщелочной ассоциации (габбро-сиениты, диорито-сиениты и кварцевые сиениты).

Мамоновский интрузивный комплекс нами отнесен к габбро-пироксенит-дунитовой формации, а мигулинский - к габбро-плагиогранитной формации собственно геосинклинальных этапов развития древних подвижных областей [6]. Оба комплекса приурочены к Лосево-Мамоновской зоне разломов и системе оперяющих трещин. Время формирования их, по-видимому, соответствует нижнему-среднему протерозою.

Песковатский интрузивный комплекс контролируется более молодыми глубинными разломами субмеридионального направления и относится к субплатформенному этапу развития изучаемой территории. По совокупности признаков он отнесен нами к формации дифференцированных габбровых и норитовых интрузий ранних этапов установления платформенного режима на древних платформах (по классификации Ю. А. Кузнецова) или к перидотит-пироксенит-габбровой (норитовой) формации расслоенных интрузий субплатформенных областей (7].

Для песковатского комплекса, в отличие от двух предыдущих, характерно широкое развитие процессов внутрикамерной дифференциации [1]. Отдельные интрузивные тела комплекса имеют сложно-дифференцированиое строение, участками ритмически слоистое, и представлены широким набором пород от перидотитов до лейкократовых норитов со всеми переходными разностями между ними. Размещение петрографических разностей пород обнаруживает четкую вертикальную зональность в телах интрузивных массивов комплекса. На примере интрузивного массива Липов Куст снизу вверх выделяются пять дифференцированных серий пород:

1) гипербазитовая, представленная чередующимися слоями перидотитов, оливиновых пироксенитов и оливиновых плагиопироксенитов;

2) нижняя оливиновая, сложенная оливиновыми габбро, переходящими книзу в меланократовые разности;

3) роговообманковая - ритмически расслоенная, состоящая из пяти магматических ритмов различной степени раздифференцированности: от пироксенитов и габбро-пироксенитов в нижних частях ритмов до мезо- или лейкократовых норитов в верхних частях ритмов;

4) верхняя оливиновая, представленная двумя магматическими ритмами трехчленного строения: нижний ритм состоит из плагиопироксенитов, оливиновых габбро-пироксенитов и меланократовых оливиновых габбро, верхний - из плагиоперидотитов, оливиновых габбро-пироксенитов и лейкократовых оливиновых габбро;

5) норитовая - слабо дифференцированная, сложенная массивными норитами и габбро-норитами.

Приуроченность плутонов песковатского комплекса к зоне субмеридиопальных разломов и характер их дифференциации позволяет считать время формирования этого комплекса - верхний протерозой-рифей. Косвенным подтверждением их более молодого возраста (посторогенного) является почти полное отсутствие процессов вторичного изменения пород.

Результаты проведенных работ позволяют наметить основные черты металлогении докембрия юго-восточного склона Воронежского кристаллического массива в пределах северной части Ростовской области:

а) с породами гнейсово-мигматитового комплекса архея в участках развития жильных гранитоидных и пегматоидных образований можно ожидать обнаружение редкометального оруденения;

б) с базальными горизонтами воронцовско-оскольской серии могут быть связаны проявления золота, а с участками гидротермальной проработки осадочно-метаморфических пород - золотое и полиметаллическое оруденение;

в) габброиды мигулинского комплекса перспективны на титано-магнетитовое оруденение, а кислые разности - на редкометальное;

г) плутоны мамоновского и песковатского комплексов перспективны на медно-никелевые руды.

Однако высокая степень метаморфизма, а также слабое проявление процессов внутрикамерной дифференциации отдельных интрузивных фаз мамоновского комплекса не позволяют рассчитывать на обнаружение крупных скоплений сингенетичных руд ликвационного типа. Основные перспективы никеленосности мамоновского комплекса следует связывать с переотложенными эпигенетическими рудами, для поисков которых особое значение приобретает их структурно-тектонический контроль.

Плутоны же песковатского комплекса ввиду почти полного отсутствия процессов вторичного изменения пород, широкого проявления внутрикамерной дифференциации в условиях медленного охлаждения магмы, а также довольно крупных размеров (до 30-40 км²) весьма перспективны к локализации сингенетичных ликвациониых медно-никелевых руд, приуроченных или к донным частям плутонов, или к крайним ультраосновным дифференциатам выделенных серий средних частей плутонов. Полученный в последнее время новый фактический материал надежно подтверждает вышеизложенное. Скв. 29, пробуренная в западной части интрузивного массива Липов Куст, вскрыла среди перидотитов гипербазитовой серии два горизонта рудных тел мощностью соответственно 3 и 25 м. Рудопроявление, названное нами Пионерским, представлено богатой сульфидной вкрапленностью пентландита, халькопирита и пирротина, относящихся к сидеронитовому типу.

В зависимости от густоты рудной вкрапленности количество сульфидов на различных участках рудных зон колеблется от 8-10 до 15-25%, достигая в некоторых случаях 25-30% (от общего объема породы). Руды в соответствии с таким распределением содержания сульфидов и текстурными особенностями отнесены к рассеянному, реже нормально-вкрапленному типу, а в некоторых интервалах они переходят к густовкрапленным разностям [2]. В нижней рудной зоне отдельные изолированные друг от друга сульфидные выделения изометричной, угловатой, а также ветвистой форм при переходе к нормально-вкрапленным рудам соединяются друг с другом, образуя сложную сетку, заключающую оливин и пироксен. Размер вкрапленников достигает 0,5-1 см; сидеронитовые структуры образуют в породе отдельные пятнистые участки и небольшие поля. Сульфидные выделения здесь располагаются в промежутках между зернами породообразующих минералов, представляя собой характерные формы выполнения интерстиций. Такой тип минеральных срастаний характерен для ингенетических руд с типичной сидеронитовой структурой, свидетельствующей о том, что сульфиды являются самым последним продуктом кристаллизации рудоносной магмы.

Наряду с межзерновыми выделениями довольно часто встречаются каплевидные, овальные мелкие (0,1-0,15 мм) включения сульфидов в пироксенах и оливине. Эти захваченные внутри зерен силикатов капли сульфидной жидкости указывают на наличие ликвации в жидком состоянии одновременно или до кристаллизации силикатов.

В верхнем интервале оруденения (459,5-462,5 м) отмечается более равномерное мелковкрапленное распространение сульфидов в межзерновых пространствах, где размер неправильно ветвящихся выделений не превышает 1,5-3 мм.

Минералогический состав вкрапленников для рудных зон идентичен и характеризуется резким преобладанием (среди остальных минералов) пирротина, составляющего 65-70% объема рудной массы. Количество пентландита колеблется в пределах 18-30% а халькопирита - 3- 12%. Кроме основной медно-никелевой триады сульфидных минералов, определяющих промышленную ценность Пионерского рудопроявления, в незначительных количествах присутствуют хромшпинелиды, кубанит, макиновит, магнетит.

Химический анализ рудных зон характеризует переменное содержание полезных компонентов, количество которых изменяется в пределах: никель - 0,20-0,45%, медь - 0,1-0,38, кобальт - 0,01-0,026%.

В заключение следует отметить, что выявленное впервые рудопроявление сингенетичных медно-никелевых руд ликвационного типа в северной части Ростовской области позволяет в значительной мере расширить перспективы никеленосности этой территории и более целенаправлено проводить дальнейшие поисковые работы.

Литература

1. Г. В. Войткевич, В. А Лихачев, Г. И. Лебедько, В. А. Ефанова. Петрохимические особенности дифференциации интрузий основного-ультра-основного состава па юго-восточном склоне Воронежского кристаллической массива, Изв. АН СССР, серия геологическая, 1969, № 8.

2. Г. И. Горбунов. Геология и генезис сульфидных медноникелевых месторождений Печенги. М., «Недра», 1968.

3. Г. И. Горбунов, Ю. С. Зайцев, Н. М. Чернышов. Основные черты стратиграфии и магматизма Воронежского кристаллического массива. «Советская геология», 1969, № 10

4. Г. И. Горбунов, Н. М. Чернышов, В. В. Буковшин. Новая иикеленосная провинция в районе Воронежского кристаллического массива. «Советская геология», 1970, № 4

5. К. X. 3еленщикова. Литология ч метаморфизм песчаниково-сланцевой толщи нижнего протерозоя юго-восточиою склона Воронежской антеклизы. В сб.; «Геология территории Нижнего Дона и техника геологоразведочных работ». Изд-зо Ростовского ун-та, 1970.

6. Ю. А. Кузнецов. Главные типы магматических формаций. М., «Недра», 1961.

7. Э. Б. Наливкина. Классификация магматических формации древних подвижных областей и платформ. «Советская геология», 1968, №5.