Казахстанская россыпная мегапровинция

Указанная россыпная мегапровинция в тектоническом отношении соответствует области древних аккреционных поясов Восточного Казахстана преимущественно каледонского возраста, с включенными в них жесткими блоками Кокшетауского, Утутаусского и др. массивов, а в геоморфологическом отношении - область низкогорья и мелкосопочника с островными низкими горами, соответствующими гранитоидным массивам часто кольцевого строения (рис. 4.10). Это типичная полиминеральная провинция, облик которой определяют, прежде всего, золото, олово, вольфрам и редкие металлы, а набор морфогенетических типов россыпей, их возраст и позиция в рельефе - положение в пределах области длительной тектонической стабилизации, обеспечившей хорошую сохранность мезо-кайнозойского пенеплена с развитыми корами выветривания, который по периферии погружается под кайнозойские терригенные отложения,

Полиминеральный характер россыпной минерализации провинции может быть рассмотрен на примере крупного и наиболее продуктивного Северо-Казахстанского (или Кокшетауского) района, занимающего Северо-Казахстанский свод. Ядро свода образует Кокчетавский срединный массив, сложенный гнейсами, гранито-гнейсами, слюдяными сланцами и амфиболитами зерендинской серии нижнего протерозоя, перекрытыми байкальским (позднерифейским) структурным комплексом, представленным кварцитовидными песчаниками кокчетавской свиты, в составе которой присутствуют метаморфизованные россыпи тяжелых минералов, т.н. "рутилиты". Каледонский структурный ярус (Степнякский синклинорий и др.) образован слабометаморфизованными толщами ордовика, прорванными позднеордовикскими-раннесилурийскими батолитами гранодиоритового состава и менее крупными телами гранитоидов силур-девонского возраста (боровский, или орлиногорский, комплекс), являющимися, наряду с докембрийскими гранитоидами и метаморфическими породами, главными источниками тяжелых минералов в комплексных россыпях, сформированных в кайнозойских палеобасссейнах по периферии свода. Герцинский этап тектоно-магматической активизации представлен наложенными мульдами по юго-западной, южной и юго-восточной периферии свода, выполненными девонскими вулканогенно-осадочными породами и верхнепермскими гранитами.

Геоморфологически территория представляет собой волнистую денудационную равнину с отметками 300-500 м - мезозойский пенеплен с площадным распространением коры выветривания каолинового профиля значительной мощности (до 70 м и более). По периферии пенеплен погружается под кайнозойские осадки, и денудационная равнина сменяется пластовыми аккумулятивными равнинами разного возраста (рис. 4.11). Картину нарушают возвышающиеся над поверхностью равнины на 150-400 м низкогорные островные массивы, приуроченные к купольным морфоструктурам, обычно конформные гранитоидным массивам, характерным примером которых является Боровский массив с типичной морфоструктурой "битой тарелки". По мнению детально изучавшей этот район З.А. Сваричевской, расчленение пенеплена и "омоложение" купольных морфоструктур, связанных с гранитами, а новейшей время происходило, по крайней мере, в два этапа; в среднем олигоцене-раннем миоцене и в позднем миоцене-плиоцене. Эти два импульса активизации движений нашли свое отражение в двух основных генерациях палеодолинной (ложковой) сети, заключающей разновозрастные пласты россыпей, а также в конфигурации палеобереговых линий олигоценовых бассейнов по периферии Северо-Казахстанского свода.

Полиминеральный минерагенический облик района определяют золото, олово (касситерит), редкие металлы (колумбит), тяжелые минералы комплексных прибрежно-морских россыпей, мелкие алмазы как примесь в ПМР. Коренными источниками россыпей ближнего сноса различного состава являются: минерализованные зоны дробления, прожилки и жилы золотокварцевой в связи с ордовикскими гранитами и золото-сульфидно-кварцевой и золото-скарновой формаций - в связи с силурийскими гранитами (S2); грейзены и жильные образования касситерит-(сульфидно)-кварцевой формации в связи с гранитами орлиногорского комплекса (S2-D2) и колумбитоносные щелочные граниты лосевского типа (S2-D2).

В качестве региональных источников комплексных ПМР выступают следующие породы: гнейсы, эклогиты, амфиболиты, кристаллические сланцы и гранулиты зерендинской серии (PR1) - источники ставролита, дистена, турмалина, граната, значительной части ильменита, части циркона, рутила, а также мелких мета морфогенных алмазов; кварциты и кварцито-песчаники кокчетавской свиты (PR3) - ископаемые метаморфизованные россыпи и одновременно источники рутила и циркона в более молодых комплексных ПМР; изверженные породы гранитного ряда - зерендинского (O-S2) и орлиногорского (боровского) (S2-D2) комплексов - источники циркона, монацита, ксенотима, ильменита, лейкоксена, касситерита, тантало-ниобатов, ортита; изверженные породы основного ряда в составе зерендинской серии -источники магнетита, хромита и других шпинелидов; пикритовые базальты и оливиновые долериты (P-T) - источники алмазов в комплексных россыпях. Неизученной остается россыпеобразующая роль девонских вулканитов этапа среднепалеозойской ТМА.

Распространение и сохранность перечисленных россыпей и продуктивных россыпных формаций определяются тремя группами факторов:

1. Региональной палеогеографической ситуацией: устойчиво "высоким" положением области сноса (с палеозоя по настоящее время) и возникновением по ее обрамлению в палеогене окраинных мелководных морей с терригенной седиментацией и благоприятным литодинамическим режимом для концентрации тяжелых минералов; длительным вскрытием коренных источников и развитием площадных кор химического выветривания преимущественно каолинового профиля, определившим особенности мобилизации и высвобождения рудных минералов; особенностями долинной палеосети, дренировавшей прибрежную сушу в целом и рудные поля в частности.

2. Характером неотектонических деформаций, их связью с блоковой и сводовой структурой территории; степенью унаследованности, инверсионным характером новейших движений; влиянием пострудных движений на сохранность ранее сформированных россыпей.

3. Особенностями рельефообразующих процессов позднекайнозойского этапа развития территории, в первую очередь, заложением позднеолигоцен-миоценовых ("предтерсекских"), плиоцен-раннечетвертичных и позднечетвертичных логов и долин, а также специфическими особенностями семиаридного литогенеза, реагирующего на смену плювиальных и засушливых эпох.

В.Ф. Долгополов с соавторами выделяют в составе металлогенических комплексов мезо-кайнозойских осадков на территории Казахстана несколько разновозрастных и пространственно разобщенных комплексов, названных по имени типовых месторождений, среди которых важнейшими являются:

а) "суздальский" золотоносный (el-d, Mz-Kz1), характерный для Северного Казахстана;

б) "сатпаевский" золото-редкометалльно-титаноносный (prl-al, Mz-Kz1) в Восточном и Центральном Казахстане;

в) "шокашский" титано-циркониевый (m, поздний эоцен-олигоцен), заключающий основные россыпи тяжелых минералов по северному и северо-восточному обрамлению Казахского мелкосопочника;

г) "лисаковский" железорудный (al, олигоцен) - по обрамлению денудационных равнин Северного Казахстана и Южного Урала.

С первым и вторым комплексами связаны большинство промышленных и перспективных континентальных россыпей ближнего сноса, в частности, с "суздальским" комплексом - большинство пролювиально-аллювиальных золотоносных россыпей, ассоциирующих с формацией мезозойского пенеплена. Россыпи такого типа группируются в пределах трех узлов: Северо-Кокшетауском (на севере), Степняк-Бестюбинском (на востоке) и Бозшаколь-Майкаиском (на юго-западе в Северо-Казахстанкого россыпного района). Типовыми объектами собственно золотоносных кор выветривания являются месторождения Суздальское и Элеваторное.

По времени и условиям формирования к ним близки пролювиально-аллювиальные россыпи "сатпаевского" комплекса, также тесно ассоциирующие с корами выветривания, но отличающиеся по своему минеральному составу. Это - оловоносные коры выветривания и россыпи Орлиногорского узла и площади Сарымбетского месторождения, редкометалпьные (колумбитовые) россыпи Лосевского массива, комплексные циркон-ильменитовые (Караоткель) и ильменитовые (Сатпаевская группа) россыпи Призайсанского района в Восточном Казахстане (см. рис. 4.1). Два других комплекса - "шокашский" и "лисаковский", отражающие условия распространения в краевые части складчатой страны эоценовой трансгрессии и последующего развития долинной сети в регрессивную фазу олигоценового бассейна, связаны со становление осадочного чехла краевой части сопредельных плит и являются элементом россыпной формации анутриконтинентальных впадин.

Древнейшие концентрации тяжелых минералов этого типа по северному обрамлению Кокчетавского массива (участок Ленинградский) имеют верхнемеловой возраст и синхронны мезозойскому пенеплену и образованиям золотоносного "суздальского" комплекса. Однако важнейшей особенностью территории, оказавшей влияние на россыпеобразование, является тот факт, что значительная по площади периферическая ее часть относится к области "нулевых" амплитуд неотектонического этапа развития и подвергалась воздействию эоцен-олигоценовой чеганской трансгрессии, не только спровоцировавшей формирование богатых комплексных россыпей тяжелых минералов т.н. "шакашского” комплекса (Обуховской группы, Шакашской и других), но и затронувшей также площади с развитием оловянной минерализации. Указанная ситуация способствовала также формированию прибрежно-морских (пляжевых) оловоносных россыпей, что вообще характерно для срединных массивов древних складчатых поясов (например, для Армориканского массива на севере Франции). В пределах рассматриваемой территории с пляжевыми фациями чеганского бассейна связаны оловянные россыпи Орлиногорского рудно-россыпного узла (рис, 4.12), Наиболее крупная из них - промышленная Булакская россыпь - представляет собой систему погребенных пляжей регрессивной серии береговых линий поpднечеганского бассейна, вплотную подходившего к Орлиногорскому гранитному массиву. Коренными источниками россыпей являлись грейзены и минерализованные зоны дробления касситерит-кварцевой формации, локализованные как в гранитах, так и во вмещающих гнейсах и кристаллических сланцах зерендинской серии нижнего протерозоя. Россыпь залегает вдоль северного подножья массива и сложена галечниками и валунниками, состоящими из высокоустойчивых пород, в основном жильного кварца и кварцитов с олигомиктовым песчаным и каолиновым глинистым заполнителем, залегающими на коре выветривания гранитов и сланцев. Характерны постепенное выравнивание береговой линии от более древних (194 м) к молодым пляжам (173 м и 168 м), указывающее на регрессивный характер развития бассейна, а также вызванная неотектоникой продольная деформация линий. Последняя обусловила также локальный размыв пляжевой россыпи и переотложение касситерита в миоценовые (терсекские) палеодолины и лога на западном фланге россыпи и в плиоценовые - на восточном фланге. Часть касситерита переотложена также в четвертичные озерные осадки, выявленная металлоносность которых и послужила толчком к обнаружению древней россыпи.

Помимо Орлиногорского узла, промышленные концентрации касситерита в базальном горизонте эоцен-олигоценовых чеганских отложений установлены в пределах контура Сарымбетского оловорудного месторождения, где они залегают непосредственно на мощной мезозойской оловоносной коре выветривания, которая заключает основную часть промышленного контура месторождения.

Промышленные золотоносные россыпи, отрабатывавшиеся на территории района, представлены в основном долинным и палеодолинным (миоценовые) типом, однако история их формирования охватывает гораздо более длительный период времени. А.В. Третьяков и другие исследователи приводят данные о непромышленной золотоносности верхнемеловых прибрежно-морских отложений, развитых по обрамлению свода в пределах полосы шириной от 5 до 30 км. Золотоносные породы представлены глауконитовыми песками, гравийниками, галечниками, залегающими непосредственно на коре выветривания погребенного мезозойского пенеплена.

Важнейшее значение для формирования россыпной металлоносности района имел также миоценовый этап развития региона, ознаменованный активизацией тектонических движений в самом конце олигоцена и на протяжении миоцена. Эти движения и активизация врезания не только обусловили деформацию и частичный перемыв ранее сформированных россыпей, что хорошо проявлено как в Орлиногорском узле, так и в Обуховской группе россыпей, но сформировали систему палеодолинных коллекторов, с которыми связаны многочисленные промышленные россыпи, прежде всего золота. Миоценовые лога, выполненные металлоносными осадками терсекской и других свит миоцена, известны на Орлиногорской и Донецкой площадях (касситерит) и в Лосевском массиве (тантало-ниобаты). За пределами распространения чеганского бассейна металлоносные палеодолины обычно наследуют позднеолигоценовую дренажную сеть и выполнены олигоцен-миоценовыми осадками, что характерно для большинства золотоносных узлов. Таковы золотоносные палеодолины/лога, широко распространенные в пределах Степняк-Булакского (россыпи Ащилыайрак, Караултобинская, Селектинская), Северо-Кокшетаусского (россыпь Бетибулак) узлов и на других площадях. Палеолога выработаны в коре выветривания, имеют глубину до 25-30 м, террасированные борта и обычно располагаются асимметрично относительно современных долин или вне их контуров. Металлоносные отложения верхнего олигоцена-миоцена мощностью 8-12 м представлены песчано-гравийногалечными осадками и перекрываются глинами павлодарской свиты плиоцена, в основании которых иногда выражены плиоценовые врезы, выполненные гравийниками и галечниками, заключающими дополнительный пласт россыпи, обычно быстро выклинивающийся по простиранию. Базальные горизонты павлодарской свиты также золотоносны. Большинство россыпей связано с кварцево-жильными телами и зонами штокверкового оруденения, располагается в непосредственной близости от коренного источника и представлено довольно короткими залежами протяженностью 1.5-3 км, с мощностью залегающего на плотике рудного пласта от 0.2 до 1.5 м при мощности торфов 17-25 м. Содержание золота в россыпях колеблется от более 2 г/м3 в головке россыпей до 350 мг/м3. С россыпями олигоцен-миоценовой эпохи связано около 69% золотороссыпного потенциала района. Остальные около 30% приходятся на небольшие по запасам плиоцен-четвертичные ложковые россыпи, сформированные за счет перемыва олигоцен-миоценового аллювия и группирующиеся в основном в пределах островных гор и по их периферии (Боровский и Золотоложский массивы).

За пределами рассмотренного района наибольшая продуктивность россыпей характерна для Центрально-Казахстанской (золото, вольфрам) россыпной субпровинции.

Особо хотелось бы отметить присутствие на крайнем востоке и юге провинции метаморфизованных ископаемых титаноносных россыпей, представляющих собой дислоцированные аналоги вулканогенно-осадочных образований современных вулканических дуг. Таковы титаномагнетитовые песчаники в составе вулканогенно-осадочных толщ позднего ордовика-раннего силура и среднего девона-раннего карбона в области Баянул-Чингиз-Тарбагатайской (на востоке) и Ерментау-Чу-Илийской зон (на юге). Одно из наиболее изученных россыпных проявлений ильменит-титаномагнетитового состава - Байжан в хр. Акчатау - рассматривается как прямой аналог современных литоральных россыпей островных вулканических дуг Тихого океана.