Палеотектонические реконструкции (стр. 1 из 3)

Палеотектонические реконструкции

Введение

Распределение активных вулканов, геотермальных систем, районов землетрясений и известных векторов миграции плит - является современными тектоническими индикаторами, которые определяют пояса современных зон субдукции и коллизий юго-западной Пасифики. Такие индикаторы могут быть полезными в районах, испытывающими мощное поднятие и эрозию. В результате чего обнажается молодая рудная минерализация, как, например, на Северном Лусоне на Филиппинах. Однако для идентификации более древних рудных поясов, где нет известных месторождений и/или активных индикаторов субдукции и коллизий, должны использоваться другие признаки.

Чтобы найти старые рудные пояса или распространение известных древних поясов и месторождений в них, требуется палеотектоническая реконструкция. Для этого используются эквиваленты современных тектонических индикаторов, которые сохранились в геологической истории. Они приводятся в таблице 1. Порядок, который для них принят в виде примеров, представлен от регионального до локального масштаба. Эти масштабы сужены от поясов, сложенных вулканическими и субвулканическими породами, образовавшимися из метасоматизированной мантии, до районов гидротермальных изменений внутри них, и которые в свою очередь имеют внутри разломы, часть из которых связана со структурами растяжения. Рудники располагаются вблизи или в рудоносных интрузиях, которые ассоциируются со структурами растяжения, или они связны с разрабатываемой рудной минерализацией, которая непосредственно образовалась в пределах структуры растяжения.

Активные тектонические индикаторы и их геологические признаки.

Эти серии могут рассматриваться в качестве последовательных совпадений факторов в одной точке во времени и пространстве, которые позволят определить расположение промышленного месторождения (рис.1).

2 Вулканические породы и мало глубинные интрузии

Вулканические породы и мало глубинные интрузии, образовавшиеся из метасоматизированной мантии, маркируют рудные пояса. Как обсуждалось в главе 15, эти породы по составу относятся к известково-щелочным и калиевым известково-щелочным сериям. Сопоставление существующих геологических карт с последующими полевыми исследованиями, подтвержденными анализом трассерных элементов и радиометрическим датированием, может служить распознаванию и выбору таких поясов или дополнительному изучению известных рудных поясов.

ICP-MS анализ, трансформированный в анализ редкоземельных и других трековых элементов, из академических исследований перешёл в разряд полезных разведочных методов. Значительные вариации главных элементов происходят в конкретных поясах, но они указывают лишь на характерные особенности конкретного эндогенного центра. Однако редкие земли и другие трековые элементы показывают характерные признаки пояса, которые могут сохраниться в некоторых гидротермально изменённых породах.

Они особенно полезны при определении калиевых известково-щелочных интрузий, которые, в связи с их изменениями, очень трудно идентифицировать другими аналитическими методами. Исторически сложилось так, что это препятствовало установлению более широких взаимоотношений между известково-щелочными интрузиями и золотыми порфировыми месторождениями. Однако, когда проявлялись гидротермальные изменения, в результате которых разрушались первичные циркон и апатит, которые содержали большую часть редких земель, то могли произойти значительные изменения концентраций редких земель. Следовательно, эти исследования сосредоточивались на свежих и слабо изменённых породах с пропилитовыми изменениями. Жилы также необходимо было избегать, чтобы уменьшить разубоживание жильных минералов.

Большие литофильные элементы, из которых калий (ионный радиус 133рм) наиболее обычен, являются самыми привлекательными, но из литофильных трековые элементы относительно немобильны во время гидротермальных изменений. Присутствие повышенных концентраций литофильных элементов в вулканических породах указывает, что они произошли из метасоматизированной мантии. Эта ассоциация изверженных пород, обогащённых литофильными элементами, и золотых месторождений не является случайным совпадением. Когда золото находится в виде хлор-комплекса, то оно имеет очень похожие химические свойства с литофильными элементами (ионный радиус 137рм). Особенность калиевых известково-щелочных пород, сильно обогащенных литофильными элементами, может быть использована для их идентификации, при условии, что гидротермальные изменения не разрушили вмещающие их минералы. Обогащение литофильными элементами также сопровождается обогащением лёгкими редкими землями, которые можно быстро определить по отношению лёгких редких земель к тяжелым REE (рис.2).

Так, например, La (ионный радиус 114 рм) и Yb (ионный радиус 86 рм) являются обычно относительно мало подвижными при гидротермальных изменениях и в некоторых случаях имеют очень похожие химические свойства. Изверженные породы не из островных дуг имеют отношение La/Yb, примерно, равное единице, известково-щелочные породы имеют это отношение, примерно, 5, а калиевые известково-щелочные породы - 20. Хотя необходимо отметить, что абсолютные концентрации могут быть не обязательно высокими.

Современные успехи радиометрического датирования также находят применение в идентификации индивидуальных рудных поясов, особенно, там, где пояса перекрыты. Ar-Ar датирование преодолевает многие проблемы К-Ar датирования, как, например, использование меньших объёмов проб и их термическая история может быть установлена из первичных минералов, даже в случаях, где отмечаются слабые гидротермальные изменения. Ar-Ar метод также допускает датирование отдельных гидротермальных событий, уменьшая неопределенности при сопоставлении с К-Ar датировками. Когда такие события происходят одновременно с магматической деятельностью, как, например, калиевые изменения в порфирах, то возраст пояса может датироваться по гидротермальным минералам. Если сохранился циркон, то датирование гидротермально изменённых изверженных пород можно проводить U-Pb методом. Это требует серии анализов от краев к центру кристалла циркона и сопоставление их с серией подходящих результатов анализа центра кристаллов, но цена этих измерений не превышает цену Ar-Ar анализов.

В итоге, рудные пояса и их распространение могут быть идентифицированы по присутствию изверженных пород, образованных из метасоматизированной мантии. Это породы известково-щелочных и калиевых известково-щелочных серий и мало глубинных интрузий. Обычно эти породы могут определяться при полевом картировании. Для выделения различных поясов можно использовать анализы редких земель и радиометрическое датирование. Это особенно полезно там, где породы гидротермально изменены или где имеется перекрытие между поясами. Примером этого является Багио на Филиппинах, где имеется две фазы порфировой минерализации и наложение в пространстве эпитермальной минерализации.

3 Гидротермальные изменения

В целом тема гидротермальных изменений обсуждалась детально в главе 9. Природа гидротермальных изменений позволяет интерпретирование палеогидрологии месторождений и, следовательно, помогает в определении предполагаемых рудных зон, что будет обсуждаться в главе 17.

Если пояс известково-щелочных или калиевых известково-щелочных пород был идентифицирован, то районы гидротермальных изменений в этих поясах указывают на нахождение здесь гидротермальных систем. Как обсуждалось ранее, имеется много районов рудной минерализации и немного рудников. Еще больше имеется районов гидротермальных изменений сравнительно с районами рудной минерализации. Уровни эрозии могут изменяться постепенно вдоль поясов и их изучение даже там, где они могут не иметь рудной минерализации, они могут быть определены (рис. 3).

4 Донные магнитные реверсные структуры

Точная интерпретация схем обратной намагниченности на морском дне далека от этой работы. Однако многие интересуются этой информацией и публикациями о ней, особенно в «Тектонофизике», «Тектонике» и «Трудах Американского Геофизического Союза». Наряду с данными, полученными методами Ar-Ar и U-Pb датирования, рекомендованные ранее, могут быть рассчитаны соответствующие векторы миграции плит и применимы к некоторым поясам. Однако они требуют очень строгой оценки, как датировок, так и векторных расчётов.

Требуются, как векторы миграции вмещающих плит, так и подвигаемых плит. При условии, что Земля не плоская, для точности эти векторы могут быть выражены и обработаны в виде относительно вращающихся векторов в полярных координатах (Minster, Jordan, 1978). Однако степень точности, вероятно, не подтверждается с точки зрения возможных неопределенностей данных и требования получения полезного результата. Таким образом, векторы могут трактоваться относительно просто. Вектор миграции вмещающей плиты и подвигаемой плиты вычитаются, чтобы дать относительное движение плите. Другая часть требуемой информации представляет собой простирание зоны субдукции

Островные дуги параллельны зонам субдукции, которые их формирует. Зона столкновения, где происходит образование магмы из метасоматизированного мантийного клина, формирует более рассеянные островные дуги, но здесь тоже имеет место субпараллелизм. Угол, перпендикулярный к простиранию зоны субдукции, принимается в качестве угла субдукции и сравнивается с углом относительного движения плиты (рис. 4). Если два угла одинаковы, то субдукция будет перпендикулярной и структуры растяжения, секущие пояс, будут представлены нормальными разломами с таким же простиранием. Только они имеют очень ограниченное расширение и, мало вероятно, что вмещают большие рудные месторождения.