Использование цифровых моделей рельефа при исследовании западной части Северо-Становой металлогенической зоны

Исследуемая площадь находится в пределах Алдано-Станового щита и охватывает область сочленения Алданской гранулит-гнейсовой и Становой гранит-зеленокаменной областей [Глубинное строение…,2010]. Алданская гранулит-гнейсовая область сложена архей-нижнепротерозойскими метаморфическими толщами, представленными различными по составу гнейсами, мраморами, кристаллическими сланцами высоких степеней метаморфизма. Становая гранит-зеленокаменная область сложена ранне-докембрийскими структурно-вещественными комплексами метаморфических пород, которые прорваны разнообразными мезозойскими интрузиями (поздний триас-мел), входящими в Удско-Становой вулкано-плутонический пояс и перекрыты вулканитами этого же возраста. Разрывная тектоника представлена крупным Становым разломом субширотной ориентировки, разделяющим два упомянутых геоблока и серией более мелких разломов преимущественно северо-западного и северо-восточного простираний. Металлогеническая специализация района определяется наличием многочисленных рудопроявлений золота и крупным месторождением золота Бамское, объединяемыми в Апсакано-Нагорненский рудный район. Золотая минерализация связана с магматическими процессами раннего мела и локализуется как в метаморфических, так и в магматических породах [Бамское…, 1998].
Особенности рельефа в пределах рудного района и окружающей территории с точки зрения выделения отдельных геологических характеристик и некоторых закономерностей размещения золотой минерализации являются предметом изучения в предлагаемой работе. Район исследований охватывает водораздельную часть Станового хребта и его южные склоны, а также приграничную с севера территорию Алданского нагорья. Становой хребет характеризуется большой изрезанностью рельефа и значительными превышениями (до 700м) при относительно невысоких абсолютных отметках, редко превышающих 2000м.
Для обработки цифровых моделей рельефа, полученных по данным космической радиолокационной съемки (SRTM03), использовались собственные оригинальные разработки ИТиГ ДВО РАН [Рыбас и др. 2011, 2019; Забродин и др. 2015], программа Winlessa [Zlatopolsky, 1997], модули ArcGis. Применяемый комплекс позволяет максимально наглядно выделить или разделить те или иные тектонические структуры, подчеркнуть текстурные особенности изображения, границы блоков с разными характеристиками, получить ряд статистических характеристик, которые могут выявить не очевидные особенности изображений, что в конечном счете несет информацию о важных особенностях геологического строения, дает подсказку для дальнейших изысканий геологическими и геофизическими методами.
Для исследования Апсакано-Нагорненского рудного района (АНРР) были рассчитаны карты модуля градиента рельефа с разными масштабными параметрами, плотности элементарных линейных элементов (ЭЛЭ), линий преобладающей вытянутости роз-диаграмм (ЛВ), линеаментов, синтезированы цветные изображения из результатов расчетов различных операторов примененных к исходной ЦМР.
На всех трансформантах ЦМР цветом, тоном, характером рисунка хорошо просматривается деление изучаемой территории на основные тектонические единицы - Алданскую и Становую области, разделяемые Становым разломом. На карте плотности ЭЛЭ в пределах Становой части отчетливо выделяется цепочка локализованных областей повышенных значений ЭЛЭ, вытянутая в субширотном направлении. Практически везде она совпадает с подножием известной Южно-Становой гравитационной ступени субширотной ориентировки. Также в рисунке карты плотности ЭЛЭ можно выделить несколько поперечных - субмеридиональных и северо-западных зон повышенного значения этого параметра, пересекающих вышеупомянутую субширотную зону. Большинство выявленных месторождений и рудопроявлений находятся в зонах их пересечений.
При анализе карты линеаментов района выделяется несколько систем протяженных линейных структур:
1) единичные линеаменты западного и северо-западного простирания соответствующие системе Станового разлома;
2) многочисленные линеаменты и группы линеаментов субмеридионального и север-северо-западного простирания, развитые в Становом блоке. Согласно геологическим данным, структуры такого направления контролируют зоны проявления позднеюрского-раннемелового магматизма;
3) единичные линеаменты северо-восточного простирания.
Наблюдается четко выраженная пространственная связь расположения месторождений и рудопроявлений с линеаментами и их группами субмеридионального и северо-западного простирания. Рисунок линий преобладающей вытянутости роз-диаграмм также дает основания предположить рудоконтролирующую роль линейных структур этих направлений.
Становая гранит-зеленокаменная область в магнитном поле характеризуется серией ярко выраженных аномалий северо-западной ориентировки, которые частично коррелируют с линеаментами рельефа и отдельные не протяженные линеаменты субмеридионального направления, с которыми ассоциируются основные рудопроявления исследуемой площади.
Все выделенные по анализу рельефа элементы имеют достаточно тесную связь с геолого-геофизическими характеристиками площади и могут пространственно сопоставляться с некоторыми особенностями глубинного строения территории. Основные из них следующие:
- тесное пространственное соответствие зоны повышенной плотности линейных элементов северо-западной ориентировки крупнейшему глубинному границе площади – Южно-Становой гравитационной ступени;
- совпадение с линейными элементами геофизических полей секущими по отношению к гравитационной ступени. При этом важно, что во многих случаях подобные структуры субмеридионального направления проявляются более контрастно нежели в геофизических данных, что достаточно важно с точки зрения прогнозирования потенциальных золоторудных узлов;
-немалая часть разломов северо-западной ориентировки, предполагаемых по данным анализа рельефа хорошо отражается в магнитном поле линейными положительными аномалиями за счет развитых по ним магнитных гранодиоритов. При этом важно отметить, что часть разломов этой системы не подтверждается особенностями магнитного поля и может быть выделена по анализу рельефа.
Выполненный для территории всего Верхнего Приамурья анализ показывает, что большая часть золоторудных районов и узлов контролируется региональными зонами повышенного горизонтального градиента поля силы тяжести (гравитационными ступенями), имеющими большую протяженность (сотни до первых тысяч километров), ширину в десятки километров и перепад значений поля силы тяжести в десятки мГл. Собственно золоторудные месторождения находятся в краевых частях градиентных зон [Носырев, 2017].
Во многих случаях рудные районы пространственно ассоциируют с областями интенсивного (первые десятки мГл) понижения поля силы тяжести, охватывая как сами понижения, так и прилегающие области. Площадь таких областей составляет десятки тысяч, до первых десятков тысяч км2. При этом рудные узлы дополнительно совпадают с локальными минимумами поля силы интенсивностью до 7-10мГл и площадью в сотни км2. Минерализованные объекты располагаются преимущественно в краевых частях понижений.
Важным фактором, определяющим локализацию рудных узлов, полей, месторождений вдоль гравитационных ступеней является участки их пересечения поперечными к простиранию гравитационной степени разломами, находящими отражение в поле силы тяжести как флексурные изгибы изолиний, их резкие смещения, наличие в зоне повышенного горизонтального градиента локальных аномалий обоих знаков с простиранием секущим к простиранию зоны.
Исследуемый в данной работе Апсакано-Нагорненский рудный район является типичным представителем золоторудных таксонов, характеризующимся перечисленным набором признаков. В поле силы тяжести он совпадает с обширным минимумом северо-западной ориентировки интенсивностью до -20мГл. С юга ограничивается Южно-Становой гравитационной ступенью, с севера граница района проходит примерно по Становому разлому. Понижение поля силы тяжести связано как с разуплотнением на уровне литосферной мантии, так и с насыщенностью земной коры гранитоидными интрузиями [Носырев, 2017; Диденко, 2013]. Последние фиксируются более локальными минимумами поля силы тяжести и с ними, в той или иной мере пространственно ассоциируют рудные узлы района. Существенным элементом поля силы тяжести для рудолокализации являются зоны поперечных к направлению Южно-Становой гравитационной ступени элементов, интерпретируемых как секущие разломы, осложняющих морфологию гравитационного поля и выделяющихся по данным магниторазведки. Наиболее насыщенными проявлениями золота являются узлы пересечения Южно-Становой гравитационной ступени субмеридиональными зонами разуплотнения литосферы. . Наиболее выраженным в этом смысле является Ларбинский рудный узел, в котором находится месторождение Бамское. Здесь поперечная структура имеет глубинный характер и прослеживается до уровня мантии. Практический все субмеридиональные секущие к простиранию ступени элементы находят отражения в рельефе.
Таким образом, практически все важные глубинные элементы, с которыми пространственно ассоциируют золоторудные металлогенические таксоны, в той или иной мере находят отражение в результатах интерпретации цифровой модели рельефа и могут быть использованы для мелко-средне-масштабного прогнозирования золотой минерализации в подобных геологических обстановках, оценке территорий, в частности в пределах всей Северо-Становой металлогенической зоны, протяжённость которой составляет около 1000км. Это становится еще более актуальным с учетом того, что восточная часть зоны слабо изучена геофизическим методами. Также надо отметить, что в ряде случаев детальность разломов выделяемых по рельефу превосходит таковую по геофизическим данным, что дает дополнительную информацию для прогнозных построений. Кроме того, выявленные по анализу рельефа и геофизических полей закономерности позволяют ранжировать известные рудные узлы и поля по перспективности.
Работа выполнена в рамках выполнения госзадания по темам НИР ( № 121021000095-1, № 121021000094-4) и при финансовой поддержке РНФ ( грант № 22-17-00023).