УДК. 551.4.075(470.11)
© 2009 г. В.Н. УСТИНОВ
СТРОЕНИЕ ПОЗДНЕПАЛЕОЗОЙСКОГО РЕКОНСТРУИРОВАННОГО РЕЛЬЕФА ЗИМНЕБЕРЕЖНОГО АЛМАЗОНОСНОГО РАЙОНА
Введение
Палеогеоморфологические исследования древнего рельефа являются одной из важнейших задач при поисках погребенных месторождений алмазов. Реконструкция погребенного или уничтоженного в геологическом прошлом палеорельефа различных "продуктивных" возрастных срезов позволяет восстановить рельеф основных этапов денудации коренных источников алмазов и последующего формирования ореолов рассеяния индикаторных минералов кимберлитов (ИМК). Такие реконструкции дают возможность воссоздать историю развития палеорельефа, проследить эволюцию путей переноса алмазоносного материала и, в ряде случаев, наметить местоположение искомых коренных источников или россыпей.
Зимнебережный алмазоносный район, расположенный на северном склоне Мезенской синеклизы, включает более 60 известных тел кимберлитовых и родственных им пород, в том числе и месторождение алмазов им. М.В. Ломоносова, которое составляет 18% от балансовых запасов России и разрабатывается в настоящее время Компанией АЛРОСА. Наряду с добычей в районе проводятся интенсивные поиски новых погребенных месторождений алмазов. Именно в связи с этим методика палеогеомор-флогических исследований, интерпретация генезиса и восстановление эволюции реконструированного рельефа приобретают большое практические значение.
Особенности строения разрезов позднепалеозойских коллекторов алмазов
Верхнепалеозойская толща образована терригенными и терригенно-карбонатными отложениями среднего, позднего карбона и ранней перми, представленными циклита-ми 1-111 порядков (рис. 1). В низах разреза залегают среднекаменноугольные образования объединенных урзугской и воереченской свит каширского горизонта и перекрывающие их породы нерасчлененных олмугской и окуневской свит подольского и мячковского горизонтов московского яруса [1]. Образования урзугской и воереченской свит, широко развитые в пределах Зимнебережного алмазоносного района, имеют в своем составе ряд горизонтов, содержащих ИМК и выступают в качестве промежуточного коллектора алмазов [2]. Они залегают на терригенных образованиях падунской свиты позднего венда, образующих позднепротерозойский кимберлитовмещающий цоколь (КВЦ), фрагментарно развитых среднепалеозойских корах выветривания, нижнекамен-
Рис. 1. Субмеридиональный литолого-стратиграфический разрез Зимнебережного района через кимберли-товые трубки месторождения алмазов им. М.В. Ломоносова в современном (А) и реконструированном (Б) видах
Верхнепалеозойские отложения объединенных урзугской и воереченской свит каширского горизонта (циклит III порядка): 1 - континентальные (циклиты I порядка U1-1, U2-1), 2 - преимущественно бассейновые (циклиты I порядка U1-2, U2-2); 3 - морские отложения олмугской-окуневской свит подольского и мячковского горизонтов (маркирующий горизонт); 4 - нижнекаменноугольные отложения; 5 - верхнедевонские-нижнекаменноугольные коры выветривания; 6 - породы позднепротерозойского (вендского) кимбер-литовмещающего цоколя и номера пластов; 7 - среднепалеозойские кимберлитовые тела; 8 -четвертичные полифациальные отложения; 9 - допозднепалеозойские разрывные нарушения; 10 - скважины колонкового бурения, использованные для составления разрезов; 11 - ореолы рассеяния ИМК (а - континентальные, б - бассейновые)
А А Б
VO и\
ноугольных образованиях и перекрывают тела кимберлитов и родственных пород. Разрез отложений урзугской и воереченской свит представляет собой циклит III порядка, в составе которого выделяется две части, соответствующие циклитам II порядка (пачкам). Нижняя и верхняя пачки (Ш и и2) включают более дробные литолого-стратиграфические подразделения - циклиты I порядка (Ш-1, и1-2 и и2-1, и2-2). Разрез каждого циклита I порядка характеризуется направленным изменением гранулометрического состава отложений от более грубых (разнозернистых песчаников, гравелитов, реже конгломератов) в низах разреза до песчано-алеритовых и глинисто-карбонатных разностей в верхах.
Наиболее полные разрезы среднекаменноугольных отложений характерны для па-леодепрессий на поверхности кимберлитовмещающего цоколя, где их мощность достигает 50-60 м. Здесь представлены, как правило, все выделяемые циклиты I порядка. На склонах депрессий происходит постепенное выклинивание отложений за счет выпадения более древних частей разреза. Нередко отложения верхней части циклита и2-2 перекрывают на палеоводоразделах породы КВЦ. Цикличное строение поздне-палеозойских коллекторов было обусловлено чередованием регрессивных и трансгрессивных этапов развития солоноватоводного эпиконтинентального бассейна. При понижениях базиса эрозии в начале ранне- и позднеурзугского времени происходил размыв кимберлитов и формирование ореолов рассеяния ИМК, заключенных в основании циклитов и1-1 и и2-1, которые сложены фациями континентального ряда. Трансгрессии бассейна приводили к затоплению территории и формированию циклитов и1-2 и и2-2, образованных полифациальными бассейновыми образованиями. Наиболее значительное повышение уровня бассейна в конце урзугского времени обусловило широкое развитие пляжевых фаций и ореолов рассеяния в отложениях циклита и2-2. Поэтому одной из первостепенных задач, возникающих при проведении геологоразведочных работ на закрытой территории Зимнебережного района, является реконструкция па-леорельефа различных продуктивных уровней среднего карбона на начало ранне-, позднеурзугского и на вторую половину позднеурзугского этапов, которые отвечают времени формирования циклитов и1-1, и2-1 и и2-2.
Разрез верхнепалеозойских осадков Зимнебережного района завершается местами сохранившимися от размыва морскими фациями кепинской свиты касимовского яруса позднего карбона и нижнепермскими полифациальными образованиями в объеме ас-сельского и сакмарского ярусов, которые практически не содержат продуктов разрушения кимберлитов.
Реконструкция позднепалеозойского рельефа
Процессы, изменяющие формы погребенного рельефа после его захоронения, названы Ю.Ф. Чемековым и В.И. Галицким метаморфогенезом [3]. Выделяются четыре генетические категории метаморфогенеза: 1) трансформация погребенного рельефа за счет изменения формы геологических тел без существенного изменения их объема, обусловленная тектоническими движениями, имевшими место после образования рельефа; 2) преобразование рельефа за счет увеличения или уменьшения объема горных пород и, в конечном счете, объема геологических тел в процессе диагенеза и под влиянием нагрузок; 3) деформация рельефа из-за внедрения геологических образований извне вследствие явлений магматизма и диапиризма; 4) изменения рельефа в связи с обрушением внутренних пустот (карстовых, техногенных и пр.).
В пределах Зимнебережного алмазоносного района наиболее существенные деформации произошли за счет мезокайнозойских тектонических движений. Кроме процессов метаморфогенеза значительное воздействие на древний рельеф оказали местами уничтожившие его позднейшая эрозия и комплексная денудация.
Среди существующих способов восстановления древнего рельефа можно выделить метод реперных (опорных) поверхностей, предложенный В.А. Котлуковым, который использовался при воссоздании позднепалеозойского рельефа Донецкого, Печорско-
го бассейнов и других угленосных регионов [4]. Нами этот метод уже был ранее успешно использован при реконструкциях погребенного позднепалеозойского рельефа Малоботуобинского и Моркокинского алмазоносных районов на территории Сибирской платформы [5]. В основе метода лежит выбор опорного горизонта, осадки которого накапливались в пределах субгорозонтальной поверхности. Кровля или подошва такого пласта обычно принимается за горизонтальную нулевую поверхность. Расстояния по вертикали от кровли реперного горизонта до восстанавливаемой поверхности будут являться одновременно гипсометрическими отметками этой поверхности и мощностями коррелятных рельефу образований. В качестве реперного может быть использован пласт, удовлетворяющий следующим требованиям: 1) широкое площадное развитие; 2) однородность литологического состава и органических остатков, указывающих на единство батиметрических условий седиментации на всей площади; 3) расположение опорного горизонта как можно ближе к реконструируемой поверхности; 4) небольшой интервал времени между образованием реконструируемой поверхности и опорного горизонта; 5) отсутствие следов денудации на опорной поверхности.
На территории Зимнебережного алмазоносного района в качестве реперной поверхности удобно использовать образования широко развитого олмугско-окуневского горизонта, которые представлены известняками, перекрывающими отложения урзуг-ской или воереченской свит. Присутствие в относительно однородных известняках реперного горизонта однообразных комплексов фаунистических остатков указывает на их формирование в сходных батиметрических обстановках в условиях субгоризонтальной или предельно выположенной поверхности дна морского бассейна. Для проведения последующих реконструкций подошва этого пласта принимается нами за нулевой уровень.
Прежде чем перейти к реконструкциям палеорельефа с использованием метода ре-перных поверхностей, для оценки морфологии погребенного рельефа КВЦ в современном виде и установления величин суммарных постсреднекаменноугольных деформаций были составлены карты погребенного рельефа поверхности кимберлитовмещающего цоколя и подошвы олмугско-окуневского (опорного) горизонта в их современном виде (рис. 2) в м-бе 1:100000. Использовались разрезы более чем 3000 скважин колонкового бурения, а среди них выбирались те, в которых поверхность КВЦ перекрыта толщей каменноугольных отложений. На участках локальных размывов палеозойских коллекторов горизонтали рельефа проводились методом интерполяции по ближайшим "надежным" точкам наблюдения. В результате, на карте рельефа современной поверхности цоколя были проведены реконструкции: "сняты" те четвертичные эрозионные врезы, которые полностью срезают толщу каменноугольных образований и верхнюю часть КВЦ
Современный рельеф
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.