На правах рукописи

Шульга Валентина Валерьевна

МИГМАТИТЫ

ОЛЬХОНСКОГО КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА

И ИХ МИНЕРАГЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

Специальности: 25.00.11 – Геология, поиски и разведка твердых полезных

ископаемых, минерагения 25.00.04 – Петрология, вулканология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Иркутск – 2010

Работа выполнена в Иркутском государственном техническом университете, в отделе организации научной деятельности молодых ученых и студентов

Научный руководитель д-р геол.-минерал. наук, профессор Кочнев Анатолий Петрович, Иркутский государственный технический университет, г. Иркутск

Официальные оппоненты:

д-р геол.-минерал. наук, профессор Иванов Александр Николаевич Иркутский государственный технический университет, г. Иркутск;

д-р геол.-минерал. наук Мельников Александр Иванович Институт земной коры СО РАН, г. Иркутск

Ведущая организация:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет, г. Иркутск.

Защита состоится 20 января 2011 г в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.073.01 при Иркутском государственном техническом университете по адресу: 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Е-301. Тел./факс 8(3952)405-112; e-mail [email protected]

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Иркутского государственного технического университета, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по указанному адресу ученому секретарю совета Мальцевой Галине Дмитриевне, e-mail [email protected], тел. 8(3952) 405-348, Автореферат разослан 10 декабря 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Мальцева Г.Д.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Проблема изучения мигматитов постоянно вызывает интерес у исследователей глубоко переработанных метаморфических комплексов уже более 100 лет.

Она остается актуальной до последнего времени. Если общие вопросы теории мигматизации изучены достаточно полно (Я.И. Седерхольм, Н.Г. Судовиков, К.А. Шуркин, К.Менерт и др.), то геология, генезис и минерагеническая роль мигматизированных образований разных регионов исследованы лишь фрагментарно.

Фрагментарность изученности мигматитов в полной мере относится и к Приольхонью. Вопрос о мигматизации пород ольхонского комплекса затрагивается во многих работах предшественников, однако детальная характеристика мигматизированных пород Приольхонья и их роли в рудогенезе региона отсутствует. В работах разных геологов приводятся данные о составе и первичной природе мигматитов (Е.В. Павловский, А.С. Ескин), о их связи с определенными стратиграфическими подразделениями (Л.Н. Куклей, Е.В. Павловский), усредненная геохимическая характеристика мигматитов (В.А. Макрыгина, З.И.

Петрова), рассмотрены особенности строения и происхождения гранитогнейсовых овальных структур (Л.Н. Куклей, Н.А. Божко), но обобщенной характеристики их до сих пор нет.

В то же время остаются слабо изученными геологическая позиция мигматитов, связь с интрузивными комплексами, со складчатыми и разрывными структурами, распределение их по площади, петрографический состав, текстура и структура, исходная природа, степень мигматизации, генетические типы, особенности породообразующих, второстепенных и акцессорных минералов, химизм, стадийность процесса мигматизации, связь с проявлениями полезных ископаемых. Дискуссионными остаются также вопросы о происхождении мигматитов, петрографии и геохимии мигматизированных пород, о роли мигматизации в рудогенезе района.

Изучение мигматизированных пород позволит выявить закономерности размещения полезных ископаемых, связанных с процессами мигматизации, что позволит уточнить минерагенические особенности района и провести переоценку перспектив на полезные ископаемые.

Цель работы. Реконструкция геологических условий формирования мигматизированных пород Приольхонья и выявление их связи с полезными ископаемыми района.

Задачи исследований:

1. Определение стратиграфической и структурно-геологической позиции мигматизированных комплексов.

2. Анализ степени мигматизации пород Приольхонья в разных мигматитовых полях.

3. Петрографо-геохимическая характеристика мигматизированных пород.

4. Реконструкция первичной природы мигматизированных пород.

5. Анализ структурно-геологической позиции известных проявлений рудных и нерудных полезных ископаемых, парагенетически связанных с процессами мигматизации, с целью оценки их рудоконтролирующей роли.

Фактический материал и методы исследования. В основе работы лежат материалы, полученные автором при проведении полевых работ в 2004-2009 гг. на территории Западного Прибайкалья (Приольхонье) и при анализе опубликованных и фондовых материалов.

Решение поставленных геологических задач проводилось комплексом методов.

С целью определения геологической позиции мигматитовых комплексов, диагностики пород по степени мигматизации и определения их рудоносности проводилось детальное геологическое картирование (масштабы 1:10000 – 1:2000) гранито-гнейсо-мигматитовых массивов на участках Холбо, Зугдык, Барун-Хал, составлены геологические карты опорных участков и карты зональности массивов по степени мигматизации. Изучена морфология и структурногеологические особенности проявлений редкометалльных и редкоземельных пегматитов, связанных с процессами мигматизации и гранитизации.

В процессе картирования проводился отбор штуфных образцов и проб мигматизированных пород для исследования их в лабораторных условиях.

Для оценки особенностей геохимических и геофизических полей мигматизированных комплексов исследуемой территории проводилась геохимическая съемка на участке Холбо и переинтерпретация геофизических материалов предшественников по участкам Барун-Хал и Зугдык, что позволяет обосновать возможности использования геохимических и геофизических методов при картировании этих комплексов.

В процессе камеральной обработки материалов по опубликованным данным и материалам автора была сформирована база данных анализов мигматизированных пород.

Для получения петрографической и петрохимической характеристики проводились петрографическое описание шлифов основных разновидностей мигматизированных пород, изучение их петрохимических и геохимических особенностей с применением корреляционного, факторного и кластерного анализов.

Для установления связи между мигматизированными породами и известными в районе проявлениями полезных ископаемых был проведен минерагенический анализ мигматитовых комплексов. По материалам предшественников и собственным данным составлена минерагеническая схема района, отражающая связь мигматизированных комплексов и проявлений железа, марганца, редкометалльных и редкоземельных пегматитов.

Защищаемые положения:

1. Степень мигматизации позволяет реконструировать зональность мигматитовых комплексов и геодинамические условия их формирования.

2. Мигматиты ольхонского кристаллического комплекса являются полигенными образованиями: преобладают сегрегационно-метаморфические мигматиты, а в отдельных разновидностях наблюдаются признаки как инъекционномагматического, так и метасоматического происхождения.

3. Процесс мигматизации пород Приольхонья является многостадийным: на первых стадиях он происходил в условиях перераспределения химических элементов в ходе метаморфической дифференциации, а на последующих стадиях – в условиях обменных реакций с привносом кремнезема и калия, что петрографически проявилось в окварцевании и микроклинизации исходных пород.

4. Различные по происхождению и степени мигматизации зоны мигматитовых комплексов имеют разную минерагеническую нагрузку – в краевых частях сконцентрированы рудопроявления железа и марганца, что связано с выносом элементов группы железа из центральных частей, а в центральных частях наблюдаются проявления редкометалльных и редкоземельных пегматитов.

Научная новизна. Установлена зональность мигматитовых комплексов по степени мигматизации. Дана петрохимическая и геохимическая характеристика мигматизированных пород. Проведена реконструкция природы исходных пород и стадийности процесса мигматизации. Выявлена связь рудопроявлений железа и марганца с краевыми частями, а проявлений редкометалльных и редкоземельных пегматитов с центральными частями мигматитовых полей.

Практическая значимость. Разработанная методика картирования по степени мигматизации позволяет проводить детальное картирование мигматитовых комплексов, выявлять закономерности их формирования. Эта методика может быть использована при проведении геолого-съемочных работ в районах распространения метаморфических комплексов. Установленная связь полезных ископаемых с мигматитовыми комплексами позволяет по-новому оценить их рудоносность.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на Сибирской международной конференции «Молодые ученые по наукам о Земле» (Новосибирск, 2004, 2008); на ХХI Всероссийской молодежной конференции «Строение литосферы и геодинамика» ИЗК СО РАН, (Иркутск, 2005); на научно-технической конференции ИрГТУ (Иркутск, 2005-2009); на VII Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле», (Москва, 2005); на Всероссийской научной конференции, (Томск, 2005); на Международной конференции «Геология и минерагения Центральной Азии» (Иркутск, 2006). В 2006 году по данной теме исследования был получен грант Леонардо Ойлера по программе германского фонда ДААД.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных работ, из них в журналах, рекомендуемых ВАК РФ для опубликования научных результатов диссертаций на соискание степени кандидата наук.

Объем и структура работы. Основной текст диссертации представлен на 174 стр. состоит из введения, 5 глав, иллюстрирован 62 рисунками и 18 таблицами, сопровождается 9 приложениями. Библиографический список включает 117 наименований.

Благодарности. Научное руководство работой, консультирование в процессе проведения полевых исследований и при написании диссертации осуществлял доктор г.-м. н., профессор А.П. Кочнев, которому автор приносит искреннюю благодарность. В процессе работы автору были даны ценные консультации А.Н. Иванова, В.А. Филонюка, А.А. Шиманского, М.С. Учителя, Р.Н. Ивановой. Автор выражает благодарность всем членам кафедры «Геологической съемки, поисков и разведки МПИ», без доброжелательного отношения и помощи которых написание диссертации было бы невозможным.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, ставятся цели и задачи исследования. Приводятся основные положения работы.

В первой главе рассматривается состояние проблемы исследования мигматизированных пород, методика и задачи исследования.

При изучении мигматизированных пород основное внимание уделяется исследованию текстурных и структурных особенностей мигматитов и их происхождению. В полной мере это относится и к древнему метаморфическому комплексу Приольхонья (Западное Прибайкалье).

Дан краткий обзор опубликованных работ, в которых в какой-то мере рассматриваются процессы мигматизации пород ольхонского кристаллического комплекса, состав и первичная природа мигматитов (Е.В. Павловский, А.С. Ескин), о их связи с определенными стратиграфическими подразделениями (Л.Н.

Куклей, Е.В. Павловский), приводится обобщенная геохимическая характеристика мигматитов (В.А. Макрыгина, З.И. Петрова).

При этом выяснилось, что до сих пор слабо изучены геологическая позиция мигматитов, связь с определенными стратиграфическими комплексами, связь с интрузивными комплексами, позиция в складчатых структурах и связь с разрывными нарушениями, распределение их по площади, петрографический состав, текстура и структура, исходная природа – по каким типам пород развиваются мигматиты, их особенности, степень мигматизации, генезис – метасоматические, инъекционные, сегрегационные, полигенные, химизм, стадийность и связь с этапами деформации, магматизма, метаморфизма, этапность процесса мигматизации, особенности породообразующих, второстепенных и акцессорных минералов, связь с проявлениями полезных ископаемых, роль в рудогенезе вообще и в районе в частности.

На основе анализа состояния изученности проблемы сформулированы задачи и выбраны методы исследования.

Решение поставленных геологических задач проводилось в процессе детального геологического картирования мигматизированных пород путем изучения степени их мигматизации, петрографического состава и текстурноструктурных особенностей мигматитов, определения их исходного субстрата, химизма и генетических особенностей разных типов мигматитов.

Детальное геологическое картирование проводилось на опорных участках развития мигматизированных комплексов (на водоразделах падей Зугдык, Барун-Хал и Доньша в пределах Шидинской зоны мигматизации и Холбинского мигматито-гнейсового массива) с целью изучения геологической обстановки этих комплексов: стратиграфической привязки, структурной позиции, связи их с магматическими образованиями и проявлениями полезных ископаемых.

Для изучения связи мигматитовых образований с шаранурскими гранитами были закартированны Шаранурский массив гранитоидов и гранито-гнейсовомигматитовые образования оргойтинского комплекса.

В процессе картирования прослеживались геологические границы и маркирующие пачки метапород по простиранию и оконтуривались отдельные массивы гранитов, гранито-гнейсов, мигматитов и пегматитов.

При геологической документации метаморфических пород оценивался их состав, структура, текстура, наличие включений. Особенное внимание уделялось характеру неосомы и палеосомы, определению первичной природы материала мигматизированных пород, составу и интенсивности проявления молодой ассоциации минералов. При диагностике мигматизированных пород региона учитывались текстурные и структурные особенности их в соответствии с систематиками К.А. Шуркина (1957, 1972) и К. Менерта (1968).

Детально оценивалась степень мигматизации метапород как доля неосомы относительно основной массы породы (К.А.Шуркин, 1957, 1972). Автором для мигматитов Приольхонья принята рабочая схема типизации пород по степени мигматизации с выделением 6 классов пород: 1) с весьма низкой степенью – 0лейкосомы, 2) с низкой степенью – 10-30%, 3) со средней степенью – 30с повышенной степенью – 50-70%; 5) с высокой степенью – 70-90%; 6) с весьма высокой степенью – 90-100% лейкосомы. В соответствии с принятой схемой сформирована эталонная коллекция мигматизированных пород Приольхонья с разной степенью мигматизации.

Составление карт по степени мигматизации проводилось на основе детальных геологических карт м-ба 1:2000-1:5000 двумя способами:

1) путем прослеживания зон с одинаковой степенью мигматизации от профиля к профилю;

2) путем расчета средней степени мигматизации с использованием статистического окна разного размера 1010 или 2020 см по квадратной сети и проведения изолиний по степени мигматизации.

Изучение возможности использования геофизических методов для картирования мигматизированных комплексов проводилось путем анализа материалов детальных (масштаб 1:2000-1:5000) магнигниторазведочных, радиометрических и электроразведочных работ. Основой применения этих методов служат различие физических свойств разных пород магнитной восприимчивости, радиоактивности и электрического сопротивления.

Лабораторные исследования проводились с целью выяснения зависимости петрографических, петрохимических и геохимических особенностей мигматизированных пород Приольхонья от степени их мигматизации.

При петрографическом изучении мигматизированных пород в шлифах и пришлифовках основное внимание уделялось структурно-текстурным особенностям пород с разной степенью мигматизации, определялись минеральный состав пород, выделялись генерации породообразующих и второстепенных минералов, форма новообразований, детально изучался характер взаимоотношений лейкосомы и палеосомы.

Для петрохимической характеристики мигматизированных горных пород была создана база данных силикатных анализа метаморфических пород Приольхонья, включающая более 150 анализов, опубликованных в свое время разными исследователями (Л.Н. Куклей, В.А. Макрыгина и др.).

Петрохимия немигматизированных пород Приольхонья достаточно изучена, однако в известных публикациях приводится только химический состав отдельных проб или усредненный состав по группам пород. Специальные методики петрохимических исследований практически не применялись. Нами для анализа мигматизированных пород привлечены разные петрохимические методы. Наиболее информативными оказались методики А.А. Маракушева – для классификации метаморфических пород, А. Нематова и А. Озанна – для разделения пара и ортопород, З. Караевой – для оценки рудоносности гранитоидов, измененных процессами натриевого метасоматизма, по соотношению щелочных и щелочноземельных элементов.

Количественная оценка влияния степени мигматизации на содержание макро- и микрокомпонентов пород Приольхонья проводилась с применением корреляционного, факторного и кластерного анализов.

Корреляционный анализ позволил определить парные коэффициенты корреляции между содержаниями разных макро- и микрокомпонентов и степенью мигматизации.

Факторный анализ дал возможность оценить вклад фактора степени мигматизации в дисперсию содержания микро- и макрокомпонентов.

Кластерный анализ позволил определить тесноту связи между макро- и микрокомпонентами мигматизированных пород и выделить типовые парагенетические ассоциации разных компонентов.

Минерагенический анализ заключался в анализе геолого-структурной и стратиграфической позиции известных в районе проявлений полезных ископаемых, в изучении их связи с определенными магматическими и метаморфическими комплексами, в том числе с их положением в зональности мигматитовых комплексов, в изучении морфологии и вещественного состава проявлений, в оценке связи рудопроявлений с мигматитами, в составлении региональной и внутрирегиональной минерагенических схем Приольхонья.

Во второй главе приведена краткая геологическая характеристика региона и рассмотрены минерагенические особенности Приольхонья.

Приольхонье относится к складчатому обрамлению Сибирской платформы и сложено глубоко метаморфизованными породами ольхонской серии и залегающими в них разнотипными магматическими образованиями, которые в совокупности получили название ольхонского кристаллического комплекса.

Несмотря на многолетние исследования региона, основные вопросы его геологии до сих пор остаются дискуссионными – это касается как геохронологической и стратиграфической позиции ольхонского комплекса, так и возраста и этапности проявления процессов магматизма, метаморфизма и тектогенеза.

В главе кратко изложены современные представления о геологическом строении региона: о стратиграфии ольхонской серии, об этапности магматических и метаморфических процессов, об эволюции тектонического развития.

В обобщенном виде в истории геологического развития Приольхонья выявляется пять крупных этапов (А.П. Кочнев, 2007):

I. Седиментационный (AR-PR1) – образование вулканогенно-терригенной ольхонской серии. Архейский возраст протолита ольхонской серии подтверждается Sm-Nd методом оценки модельного возраста гранито-гнейсов - 2.7-3. млрд. л (Мишина и др., 2005).

II. Главный метаморфический (PR11) – преобразование пород ольхонской серии в условиях гранулитового метаморфизма, ранняя фаза складчатости, формирование базитов и ультрабазитов чернорудского комплекса.

III. Наложенный ультраметаморфический (PR12) – гранитизация и мигматизация пород, диафторез в условиях амфиболитовой фации, поздняя фаза складчатости, формирование гранитов оргойтинского и шаранурского комплексов.

IV. Этап тектоно-магматической активизации (R-PZ1) – внедрение габбродиоритов бирхинского комплекса, гранитов хайдайского и аинского комплексов и сиенитов тажеранского комплекса.

V. Неотектонический (PZ2-KZ) – выход толщ на земную поверхность, формирование рельефа, заложение Байкальской рифтовой зоны.

Более подробно рассмотрены обобщенные данные по минерагении Приольхонья – показана его позиция в существующих схемах минерагенического районирования Прибайкалья, освещено региональное минерагеническое районирование Приольхонья и описаны главнейшие проявления полезных ископаемых.

Из широкого круга полезных ископаемых региона наибольший интерес представляют проявления рудных и нерудных полезных ископаемых метаморфогенного и магматогенного происхождения в связи с процессами ультраметаморфизма, гранитизации и мигматизации.

Металлические полезные ископаемые этой группы в районе представлены небольшими по масштабам месторождениями и рудопроявлениями железа и марганца, а неметаллические – проявлениями графита, антофиллит-асбеста, керамических пегматитов.

В третьей главе рассмотрены вопросы геологии мигматитовых комплексов Приольхонья – структурно-геологическая позиция и морфология мигматитовых массивов, их внутреннее строение в зависимости от степени мигматизации и зональность геохимических и геофизических полей мигматитов.

На многих геологических картах мигматиты показаны в пределах выхода гнейсовых пачек пород в виде неправильных участков с постепенными переходами в немигматизированные породы. Поля мигматизации не оконтурены, поэтому судить о форме залегания их было невозможно.

Впервые поля мигматитов были оконтурены на карте Л.Н. Куклея, выделившим (рис. 1) Шидинский пояс гранитизации, Холбинский, Куркутский, Центральный, Тутайский, Шаранурский, Оргойтинский и Томотский валы. В южной части острова Ольхон им откартированы три пояса гранитизации – Нурский, Южно-Ольхонский и Ташкайский. На остальной территории острова участки мигматизированных пород не оконтурены, но по карте Е.В. Павловского, 1964 можно условно выделить четыре крупных участка мигматизации – Хоргойский, Хадайский, Уханский и Центрально-Ольхонский.

1 – Приморский хребет (граниты приморского комплекс; 2-6 – субрегиональные зоны смятия II порядка: Чернорудская (2), Томотская (3), Сахюртинская (4), Оргойтинская (5), Ангинская (6);

7 – Приморский региональный глубинный разлом; 8 – поперечные неотектонические субрегиональные разломы (СР – Сарминский, АН – Ангинский); 9-10 – продольные локальные и субрегиональные долгоживущие разломы: 9 – выполненные пегматитами, 10 – неминерализованные (Кч – Кучелгинский, Кр – Куркутский, ЦП – Центрально-Приольхонский, Тн – Танхайский, Нг – Нутгейский, НА – Нижне-Ангинский); 11 – крупные тела базитов и ультрабазитов; 12 – гнейсомигматитовые валы, купола и зоны (Шд – Шидинский, Хб – Холбинский, Тм – Томотский, Кт – Куркутский, Цт – Центральный, Шр – Шаранурский, Ор – Оргойтинский); 13 – Тажеранский массив сиенитов; 14 – Аинский массив амазонитовых гранитов Для выяснения морфологии и структурно-геологической позиции мигматитовых массивов изучено несколько опорных участков развития мигматитов (Шидинская зона, Холбинский вал, Шаранурский массив). Характеристика других участков дана по материалам предшественников (А.С. Ескина, Л.Н. Куклея и др.) с учетом собственных наблюдений.

Шидинский пояс гранитизации контролируется Шидинской сложной антиклиналью, осложненной в центральной части синклинальной складкой, ядро которой сложено маркирующей пачки мраморов, образующей центриклинальные замыкания на юго-западе в пади Доньша, а на северо-востоке, на левом борту пади Хорга. К северо-востоку от руч. Хорга он сложен мигматитами и гранито-гнейсами, а к юго-западу от руч. Хорга до руч. Доньша – переходит в мигматизированные гнейсы мухорской свиты, на водоразделах наблюдаются многочисленные сближенные дайки пегматитов шаранурского магматического комплекса. По новым данным длина пояса более 12 километров, т.е. почти в раза больше, чем по карте Л.Н. Куклея.

Холбинский гнейсо-мигматитовый валообразный массив сложен мигматитами и гнейсо-гранитами и амфибол-биотитовыми гнейсами уланнурской свиты. По Л.Н. Куклею он приурочен к ядерной части синклинали оз. Холбо, но при детальном картировании Холбинского водораздела установлено, что его структура представляет сложный ансамбль синклинальных и антиклинальных складок, осложненных зонами смятия, локальными разрывами и зонами повышенной мигматизации вмещающих пород.

Томотский гнейсо-мигматитовый вал контролируется одноименной антиклиналью. Гранито-гнейсы и мигматиты сосредоточены в гранат-биотитовых и амфибол-биотитовых гнейсах мухорской свиты, а их распространение ограничено слоем кальцитовых мраморов.

Куркутский (Гызгы-Нурский) и Оргойтинские гнейсо-мигматитовые валы тяготеют к выходам пород уланнурской свиты и контролируются антиклинальными структурами, имеют схожее строение и состав, однако для Оргойтинского вала характерна более интенсивная переработка материала и более широкое распространение мигматитов.

Шаранурский и Тутайский массивы находятся в поле выходов пород мухорской свиты, имеют неправильную форму и очень схожее строение, но Шаранурский массив претерпел более интенсивную гранитизацию и купольное ядро сложено в основном пегматоидными гранитами, а Тутайский массив сложен лейко-плагигранитами.

Хоргойский, Хадайский, Уханский, Центрально-Ольхонский массивы мигматитов о. Ольхон имеют неправильную близкую к линзовидной форму и в целом вытянуты в северо-восточном направлении по простиранию вмещающих их пород уланнурской свиты. Хоргойский массив тяготеет к осевой части Хобойской антиклинали. Хадайский и Центрально-Ольхонский массивы располагаются вдоль оси Хага-Яманской антиклинали. Уханский массив приурочен к юго-восточному крылу Холзано-Ташкинайской синклинали, скорее всего он также контролируется антиклинальной складкой, которая срезана береговой линией Байкала.

В участках с повышенной степенью мигматизации наблюдаются тела пегматитов, это позволяет связать процессы мигматизации и пегматитизации.

В целом процессы мигматизации четко увязываются с формированием гранитоидов оргойтинского комплекса, в составе которого выделяются ранний субкомплекс мигматитов и поздний субкомплекс гнейсо-гранитов. Ранее Е.В. Павловский связывал образование мигматитов с шаранурскими гранитоидами, однако позднее установлено пересечение мигматизированных пород жилами шаранурских гранитов и соотношению щелочей и кремнезема – на рис. 2 анализы шаРис. 2. Соотношение кремнезема и щелочей в гра- ранурских гранитов расположенитоидах оргойтинского (ряд 1) и шаранурского (ряд 2) ны более компактно, а содержакомплексов (составила В.В. Шульга по материалам ние щелочей в них несколько Внутреннее строение мигматитовых массивов до последнего времени практически не изучалось, лишь иногда указывалось на преобладание некоторых разновидностей мигматитов в разных частях массива.

При детальном картировании мигматитовых массивов выяснилось, что для расшифровки внутреннего строения наиболее информативными оказались схемы зональности массивов по степени мигматизации слагающих их метаморфических пород. В соответствии с принятой нами рабочей схемой типизации метаморфических пород Приольхонья по степени мигматизации при документации выделялись 6 классов пород: практически не мигматизированные породы со слабой, низкой, средней, повышенной, высокой и весьма высокой степенью мигматизации (рис. 3).

Анализ распределения мигматизированных пород района показывает, что преобладают породы со средней степенью мигматизации, повышенная степень мигматизации характерна для биотитовых и амфиболовых гнейсов уланнурской и мухорской свит, слабее мигматизированы пироксеновые кристаллосланцы и амфиболиты других стратонов.

На опорных участках Шидинской зоны и Холбинского массива выявлена продольная и реже поперечная зональность увеличения степени мигматизации.

На схеме зональности участка Зугдык наблюдается увеличение степени мигматизации в северо-восточном направлении (рис. 4) здесь мигматиты переходят в гнейсо-граниты (водораздел рек Шиды и Хорги).

В области повышенной мигматизации наблюдаются тела пегматитов, что указывает на связь процессов мигматизации и пегматитизации – повидимому, пегматиты образовывались на завершающей стадии процесса гранитизации.

На схеме зональности мигматитов Холбинского участка фиксируется неоднородная картина распределения пород с разной степенью мигматизации. Отчетливо намечаются изометричные и овальные участки с высокой степенью мигматизации пород, отвечающие по составу мигматитам и гранито-гнейсам, что может служить подтверждением точки зрения В.С. Федоровского (1995) о Биотитовый гнейс - слабая степень Амфиболовый гнейс - низкая степень мигматизации (левый борт р. Кучелги, мигматизации (Чернорудская зона, Очковый биотитовый гнейс - средняя Биотитовый гнейс с линзовидно-складчатой степень мигматизации текстурой - повышенная степень мигматизаЧернорудская зона, фото В.В. Шульга, 2008) ции (толща Г, фото В.В. Шульга, 2008) с реликтами амфиболового гнейса с реликтами амфиболового гнейса - весьма (Шидинская зона, фото В.В. Шульга, 2008) (Шидинская зона, фото В.В. Шульга, 2008) Рис. 3. Типовые разновидности пород Приольхонья Рис. 4. Схема зональности участка Зугдык по степени мигматизации:

1 немигматизированные породы, 2 слабо мигматизированные породы, 3 породы со средней степенью мигматизации, 4 породы с высокой степенью мигматизации, 5 породы с весьма высокой степенью мигматизации, переходные к гранито-гнейсам, 6 линии профилей и номера пикетов, 7 границы литолого-стратиграфических подразделений купольной структуре мигматито-гнейсовых массивов. Чаще они тяготеют к ядрам антиклинальных структур.

На Холбинском участке совместно с институтом Геохимии СО РАН проведено геохимическое опробование мигматитов по первичным и вторичным ореолам рассеяния, пробы анализировались атомно-эмиссионным спектральным методом на 40 элементов. По результатам исследований составлена серия «элементных» геохимических карт методом многомерного поля.

Анализ распределения макроэлементов показывает, что интенсивно мигматизированные разности пород характеризуются повышенными концентрациями Si, К, Na и низкими содержаниями Fe, Mg и Ti относительно пород со слабой степенью мигматизации.

В распределении микроэлементов четких закономерностей не устанавливается, хотя в целом мигматизированные породы участка характеризуются пониженными концентрациями практически всех компонентов (за исключением Nb) относительно немигматизированных амфиболовых и биотитовых гнейсов.

Геофизические исследования мигматизированных пород Шидинской зоны на участке Барун-Хал показывают, что мигматизированные породы имеют повышенную радиоактивность и повышенные значения магнитного поля. При анализе площадного распространения физических полей выявлена четкая зависимость магнитного поля от степени мигматизации пород: немигматизированные породы тажеранской и кучелгинской свит характеризуются низкими значениями магнитного поля (0-200 нТ), для выходов пород нижней подсвиты мухорской свиты, имеющие низкую и среднюю степень мигматизации, характерно преобладание положительных значений от 0-200 до 200-500 нТ, а выходы пород средней и верхней подсвит мухорской свиты, имеющие повышенную и высокую степень мигматизации, характеризуются повышенными значениями магнитного поля 200-500 нТ и более 500 нТ.

Приведенные выше данные по анализу геологической позиции мигматитовых массивов и степени мигматизации пород Приольхонья в процессе детального геологического, геохимического и геофизического картирования позволяют уточнить их форму и размеры, реконструировать их структурное положение и внутреннее строение и сделать следующие выводы:

- мигматитовые комплексы региона имеют четкую петрографо-стратиграфическую приуроченность к выходам пород уланнурской и мухорской свит, сложенных биотитовыми и амфибол-биотитовыми гнейсами;

- структурно-тектоническая позиция мигматитовых комплексов определяется приуроченностью большинства их к ядерным частям антиклинальных складок этапа ультраметаморфизма и гранитизации, получивших у разных авторов название валов, куполов, антиформ, термоантиклиналей;

- большинство мигматитовых массивов имеет линейно вытянутую форму, подчиняясь контролирующим их складчатым структурам и продуктивным гнейсовым пачкам;

- составлены карты-схемы зональности Шидинского, Холбинского массивов на основе предложенной автором рабочей схемы систематики мигматизированных пород по степени мигматизации, что позволило выявить продольную и поперечную зональность этих массивов и дать их характеристику;

- продольная зональность в основном повторяет геологические границы стратиграфических комплексов и выражается в увеличении степени мигматизации от периферии к центральным частям массивов;

- поперечная зональность фиксируется в участках с повышенной степенью мигматизации, имеет наложенный характер и, скорее всего, отражает поперечные и диагонально-секущие зоны повышенной проницаемости, контролирующие повышенный тепловой поток в процессе гранитизации;

- участки максимальной степени мигматизации, картируемые по выходам гранито-гнейсов, имеют изометричную куполообразную форму и тяготеют либо к участкам сопряжения продольной и поперечной зональности, либо к участкам воздымания шарниров контролирующих их антиклинальных складок;

- процессы мигматизации протекали в условиях коллизионного геодинамического режима, причем на ранних стадиях преобладали условия сжатия, что обусловило рассеянную мигматизацию в результате метаморфической дифференциации и селективной перекристаллизации минералов с образованием слабомигматизированных пород, а на поздних стадиях на фоне сжатия реализовались сдвиговые напряжения, что в совокупности с увеличением теплового потока вызывало разуплотнение в ядерных частях антиклинальных складок, частичное расплавление лейкократового материала, перемещение мигмы вверх и метасоматические процессы с формированием мигматитов с повышенной и высокой степенью мигматизации;

- процессы ультраметаморфизма, гранитизации и мигматизации сопровождаются перераспределением ряда элементов – интенсивно мигматизированные породы отличаются повышенными концентрациями кремнезема и щелочей и пониженными содержаниями элементов группы железа (Fe, Mg и Ti), в связи с чем мигматито-гнейсовые комплексы четко фиксируются при геофизических исследованиях повышенными значениями магнитного поля, что позволяет рекомендовать при геолого-съемочных работах глубоко метаморфизованных комплексов использовать магнитометрический метод для уточнения контуров известных и выявления новых мигматитовых массивов.

Таким образом, перечисленные выше выводы подтверждают первое защищаемое положение: «степень мигматизации позволяет реконструировать зональность мигматитовых комплексов и геодинамические условия их формировании».

Четвертая глава посвящена петрографо-геохимическим особенностям мигматитов – описаны текстурные типы мигматитов Приольхонья, дана их микроскопическая и петрохимическая характеристика, рассмотрены вопросы реконструкции первичной природы и стадийности формирования мигматитов.

Текстуры мигматитов очень разнообразны и сложны, они зависят от соотношения палеосомы – субстрата вмещающих пород и неосомы (метатекта) – новообразований, от их размеров, формы и состава, от степени мигматизации.

Их детально описали Я.И. Седерхольм, П.Д. Холмквист, Н.Г. Судовиков, К.А. Шуркин, К. Менерт. Наибольшее признание получила систематика К. Менерта, которая и принята нами при изучении мигматитов Приольхонья.

На изученной территории наибольшим распространением пользуются мигматиты строматитовой (слоистой, гнейсовидной), пятнистой, птигматитовой и очковой текстур, реже отмечались агматиты, ветвистые и теневые мигматиты (А.Н. Иванов, 1982).

Изучение мигматизированных пород Приольхонья под микроскопом показало, что процессам мигматизации подвержены все типы метаморфитов.

Строматиты со слабой, низкой и средней степенью мигматизации, часто переходящие в полосчатые гнейсы, представляют собой чередование светлых и темных прослоев, обычно параллельных сланцеватости. Темные полосы представлены агрегатами пироксенов, роговой обманки, биотита и граната, а светлые полосы (лейкосома) – кварц-плагиоклазовыми прожилками, возникающими, скорее всего, в результате метаморфической дифференциации за счет селективной перекристаллизации минералов.

В птигматитах и пятнистых мигматитах со средней и повышенной степенью мигматизации неосома имеет гранитный кварц-плагиоклазовый или кварцмикроклиновый состав с включениями биотита и акцессорных минералов, полнокристаллическую зернистую структуру, обычно более грубозернистую, чем структура субстрата. Реже встречаются птигматиты с жилками кварцевого состава. Количество калиевого полевого шпата и кварца увеличивается с повышением степени мигматизации. Процессы микроклинизации и окварцевания наиболее ярко проявлены в очковых и теневых мигматитах.

По условиям залегания кварц-плагиоклазовая неосома имеет обычно форму согласных со сланцеватостью прожилков, а кварц-микроклиновая и кварцевая неосома нередко образует секущие прожилки по кливажным трещинам (рис. 5).

Анализ петрографческих данных о составе лейкосомы и формах ее выделения в разных текстурных типах мигматитов Приольхонья позволяет оценить их генетические особенности:

- в мигматитах строматитовой текстуры четко проявляются процессы перекристаллизации и замещения при полной унаследованности состава исходных пород, что дает возможность отнести их к сегрегационно-метаморфическим;

- в птигматитовых и пятнистых мигматитах кроме процессов бластеза и метасоматоза четко проявляются признаки внедрения ново-образованного мигматитах, т.е. они являются частично сегрегационно-метасоматическими (с ранней – плагиоклазовой неосомой) и частично инъекционно-магматическими (с поздней микроклиновой неосомой – рис. 5);

Рис. 5. Птигматитовые мигматиты (Шида) Pl – ранняя плагиоклазовая неосома, они могут быть отнесены к метасоMi – наложенная микроклиновая неосома Таким образом, эти данные являются доказательством второго защищаемого положения: «мигматиты ольхонского кристаллического комплекса являются полигенными образованиями: преобладают сегрегационнометаморфические мигматиты, а в отдельных разновидностях наблюдаются признаки, как инъекционно-магматического, так и метасоматического происхождении».

Петрохимическая характеристика мигматизированных пород Приольхонья дается на основе созданной автором базе данных (В.В. Шульга и др., 2005).

Пробы систематизированы по петрографическому составу и степени мигматизации, изучена изменчивость химического состава мигматизированных пород, проведен корреляционный, факторный и кластерный анализы.

Для каждого класса пород определены основные статистические характеристики – тип распределения, средние содержания (рис. 6), дисперсии, стандартные отклонения, коэффициенты вариации содержаний породообразующих элементов.

Содержания практически всех компонентов имеют близкий к нормальному характер распределения, иногда намечается бимодальное распределение (SiO2, TiО2, Na2О) – скорее всего это связано с объединением в исследуемой выборке двух типов пород: слабомигматизированных исходных пород и мигматизированных. Для отдельных групп пород и отдельных элементов отмечается отклонение от нормального распределения иногда с (правой) положительной (Al2O3), но чаще с (левой) отрицательной асимметрией. По-видимому, это связано с малой представительностью анализов отдельных групп пород. Другие статистические характеристики более тесно связаны с составом пород и степенью их мигматизации.

Средние содержания большинства элементов слабо мигматизированных пород зависят от петрографических типов исходных пород. При этом содержания SiO2, Al2O3 и K2O дают восходящий тренд в ряду пород от пироксенсодержащих кристаллосланцев до силлиманит-гранат-биотитовых гнейсов; содержания TiO2, FeO, MgO, CaO и P2O5 дают нисходящий тренд в этом же ряду пород, а содержания MnO и Na2O практически одинаковы для всех групп пород.

Для анализа зависимости петрохимического состава мигматизированных пород от степени мигматизации составлены графики изменчивости средних содержаний макрокомпонентов (рис. 6), на которых отчетливо видно, что средние содержания SiO2 и K2O устойчиво увеличиваются по мере увеличения степени мигматизации в ряду пород от слабо мигматизированных (класс 1) до мигматитов с высокой степенью мигматизации (класс 5), а содержания остальных окислов в целом уменьшаются по мере увеличения степени мигматизации.

По отдельным классам мигматитов имеются частные отклонения в поведении некоторых макрокомпонентов, но они не затушевывают общую закономерность, которая может быть объяснена привносом SiO2 и K2O в процессе мигматизации и выносом или перераспределением остальных компонентов. С этим же связано и асимметричность графиков распределения химических элементов в мигматизированных породах: привнос SiO2 и K2O вызывает увеличение модальных значений их содержаний, что отражается в правой асимметрии графиков их распределения, а вынос других компонентов – уменьшение модальных значений их содержаний и левую асимметрию графиков их распределения.

Для количественной оценки установленной выше качественной зависимости содержаний химических элементов от степени мигматизации пород Ольховской серии проведены корреляционный, факторный и кластерный анализы.

Корреляционный анализ макрокомпонентов мигматизированных пород Приольхонья проведен по средним содержаниям элементов в каждом классе мигматитов (r1) и по первичным рядовым содержаниям (r2). Характер связи содержаний макрокомпонентов и степени мигматизации одинаков для обоих вариантов: положительная связь наблюдается только для SiO2 и K2O, для остальных компонентов фиксируется отрицательная связь (рис. 7). Однако теснота Рис. 7. Изменчивость коэффициентов корреляции (r1, r2) 0,19. По 1 варианту знасодержаний макрокомпонентов и степени мигматизации чимый коэффициент корреляции имеют все элементы, кроме Fe2O3, причем теснота связи близка к 1 (от 0,78 для Na2O до 0,98 для FeO). По 2 варианту значимый коэффициент корреляции имеют все элемент без исключения, но теснота связи варьирует от 0, для Fe2O3 до 0,64 для Al2O3. Полученные данные подтверждают сделанный ранее вывод о привносе кремния и калия и выносе остальных элементов в процессе мигматизации.

Расчет парных коэффициентов корреляции макрокомпонентов друг с другом проведен отдельно для слабо мигматизированных пород 1 класса и для мигматитов 2-5 классов. Сравнение полученных корреляционных матриц показывает, что в целом при увеличении степени мигматизации усиливается отрицательная связь SiO2 и K2O с остальными компонентами и положительная связь между компонентами группы железа. Привнос SiO2 и K2O в ходе мигматизации приводит к перераспределению других компонентов или к их выносу, что вызывает обогащение немигматизированных пород минералами группы железа.

Корреляционный анализ микроэлементов для пород Холбинского участка показал, что значимая (с учетом критического значения коэффициента корреляции 0,81 при уровне значимости 0,95) отрицательная связь Рис. 8. Изменчивость коэффициентов корреляции содержаний микрокомпонентов и степени мигмати- т. е. в процессе мигматизации зации Расчет парных коэффициентов корреляции содержаний микрокомпонентов в мигматизированных породах Приольхонья показывает, что тесные корреляционные связи положительного характера имеют La с Ce, Ni с Co и Cr, Co с Cr, Mn со Sc и Y. Для остальных пар компонентов связь практически отсутствует.

Таким образом, на участке Холбо четких закономерностей в распределении микроэлементов не устанавливается. Их геохимические поля фиксируют как высокую так и более слабую степень мигматизации амфиболовых и биотитовых гнейсов. Установленные корреляционные зависимости между микроэлементами, по-видимому, указывают в первую очередь на состав первичных пород, по которым проходил процесс мигматизации.

Факторный анализ проведен для оценки влияния фактора степени мигматизации на содержания макро- и микрокомпонентов. Рассчитаны критерии Фишера и определена доли фактора степени мигматизации в дисперсии содержаний основных химических элементов (рис. 9). Значимую величину критерия Фишера (больше табличного) имеют все макроэлементы, кроме щелочей, глинозема и фосфора, что указывает на значительное влияние степени мигматизации на содержание макроэлементов в породах Приольхонья. Максимальная доля Рис. 9. Гистограммы вариации величина критерия сопровождался привносом Фишера (1) и доли влияния фактора степени мигматизации (2) на содержание макрокомпонентов в и пере-распределением осмигматизированных породах тальных химических элементов.

При факторном анализе микрокомпонентов установлено, что только для олова критерий Фишера имеет значимую величину (F=12), для остальных микрокомпонентов он меньше критического (Fк=6,59), т.е. является незначимым.

Это подтверждает ранее сделанный вывод, что содержание микрокомпонентов не зависит от степени мигматизации и скорее всего, отражает их концентрации в исходных породах.

При кластерном анализе макрокомпонентов в мигматизированных породах Приольхонья выделено 4 типа их ассоциаций: ведущее значение имеют ассоциации FeO-MnO-CaO-P2O5, и TiO2-MgO-Fe2O3, отражающие состав субстрата исходных пород, подчиненное значение имеют ассоциации Al2O3-Na2O и SiO2K2O, отражающие состав неосомы мигматитов.

При кластерном анализе микрокомпонентов в мигматизированных породах участка Холбо установлено, что они образуют две ассоциации: 1) La-Ce имеют между собой наиболее тесную связь (r =0,97), но с остальными микрокомпонентами их связь минимальна (r = 0,10-0,3); 2) все остальные микрокомпоненты (Ni, Сo, Cr, V, Ti, Sc, Mn, Zn, Y, Li, Sn) дают общую цепочку по убыванию величины коэффициента корреляции.

Тесная связь микроэлементов второй группы отражает состав исходных горных пород, тогда как поведение церия и лантана скорее всего, говорит о их привносе в процессе мигматизации.

Для реконструкции первичного состава мигматизированных пород привлечены специальные методики петрохимических пересчетов – А.А.Маракушева, А.Нематова, А.Озанна.

Результаты петрохимического и геохимического изучения мигматитов Приольхонья позволяет оценить особенности состава пород с разной степенью мигматизации и реконструировать исходный субстрат:

- в мигматизированных породах со слабой и низкой степенью мигматизации уверенно опознается природа исходных пород. Часто это парапороды (гранатбиотитовые и биотитовые гнейсы, кварцито-гнейсы), но нередко и ортопороды (первично вулканогенные образования – амфиболовые и амфибол-биотитовые гнейсы, амфиболиты и пироксеновые кристаллосланцы), петрохимически они почти не отличаются от немигматизированных разновидностей;

- в мигматитах с повышенной и высокой степенью мигматизации отмечаются повышенные концентрации кремнезема и пониженные содержания элементов группы железа (железо, марганец, магний и титана), в связи, с чем природа исходных пород опознается неоднозначно, т.е. в ходе процесса мигматизации происходит конвергенция признаков разнотипных мигматитов, которые можно отнести к щелочноземельному ряду пород, обогащенных кремнеземом, по классификации А.А. Маракушева;

- четко устанавливается положительная корреляция степени мигматизации с содержанием SiO2 и K2O и отрицательная корреляция – с содержаниями других элементов, т.е. в процессе мигматизации происходит привнос кремнезема и щелочей и вынос остальных элементов;

- закономерное смещение поля мигматизированных пород на диаграммах относительно полей слабо и немигматизированных пород в сторону увеличения содержания кремнезема, указывает на связь процесса мигматизации с кварцевым метасоматозом.

При анализе стадийности формирования мигматитов Приольхонья учтены, как известные схемы метаморфизма ольхонского комплекса (А.С. Ескин, З.И. Петрова, В.И. Левицкий, В.А. Макрыгина и др.) и ультраметаморфизма (А.В. Миловский, 1985), так и современные представления об этапности геологического развития региона (стр. 9).

На основе полученных нами результатов предлагается рабочая схема стадийности формирования мигматизированных пород Приольхонья. Согласно ей мигматиты и гранито-гнейсы оргойтинского комплекса являются продуктами ультраметаморфического этапа геологического развития региона, в рамках которого намечается пять стадий формирования мигматитов:

- начальная стадия рассеянной мигматизации за счет образования мигмы под действием теплового потока, когда формировались слабо мигматизированные породы типа строматитов и артериитов;

- ранняя стадия – обогащение мигмы кремнеземом за счет вовлечения в процесс расплавления кварца и других минералов в связи с повышением интенсивности теплового потока и инъецирование её вдоль слоистости и латентной трещиноватости с образованием пород средней и повышенной степени мигматизации более сложной текстуры (птигматиты, стиктолиты, агматиты);

- поздняя стадия – инъецирование обогащенной оксидами кремния и калия мигмы с образованием интенсивно мигматизированных пород с реликтами немигматизированных пород сложной текстуры (небулитов, теневых мигматитов), а в центральных частях массивов гранито-гнейсов;

- конечная стадия – формирование анатектических гранитов и гнейсогранитов оргойтинского комплекса в центральных частях массивов мигматитов;

- заключительная стадия – в зонах повторного поступления теплового потока в тектонически активных областях возможно палингенное переплавление материала гнейсо-гранитов и перемещение палингенной магмы в выше лежащие толщи с образованием аллохтонных интрузий гранитов шаранурского комплекса.

На современном эрозионном срезе обнажаются области мигматизации, развитие которых в зависимости от тектонической обстановки могло остановиться на разной стадии. В связи с этим картируются как участки рассеянной мигматизации и гнейсово-мигматитовые зоны, так и гранито-гнейсо-мигматитовые массивы, автохтонные гнейсо-граниты и интрузии аллохтонных гранитов.

Предлагаемая схема стадийности формирования четко коррелируется со стадиями процесса гранитизации по А.В. Миловскому и имеет элементы сходства со схемами других авторов (З.П. Петрова, В.А. Макрыгина, А.С. Ескин).

Таким образом, полученные результаты по петрохимии мигматизированных пород, реконструкции их первичной природы и стадийности процесса мигматизации подтверждают третье защищаемое положение: «Процесс мигматизации пород Приольхонья является многостадийным: на первых стадиях он происходил в условиях перераспределения химических элементов в ходе метаморфической дифференциации, а на последующих стадиях – в условиях обменных реакций с привносом кремнезема и калия, что петрографически проявилось в окварцевании и микроклинизации исходных пород».

Пятая глава посвящена роли процессов мигматизации в образовании и локализации проявлений полезных ископаемых региона на основе полученных данных по геологии, петрохимии и геохимии мигматитовых массивов Приольхонья (гл. 3-4), а также по минерагеническим особенностям региона (гл. 2).

В Приольхонье имеются многочисленные рудопроявления и мелкие месторождения как металлических (Борсойское, Тумырбашское и Нарын - Елгинское месторождения бурых железняков, Озерское и Кутульское месторождения марганца), так и неметаллических (Мухор-Булыкское и Кучелгинское месторождения графита, Нарын-Кунтинское месторождение керамических пегматитов, проявления антофиллит-асбеста) полезных ископаемых.

Анализ пространственного расположения их относительно выходов мигматитовых комплексов проводился на основе составленной нами схемы минергенического районирования изученной площади (рис. 10) на разных масштабных уровнях с учетом материалов предшественников и полученных нами данных об условиях формирования мигматитовых комплексов.

Рис. 10. Схема локального минерагенического 1 – граниты приморского комплекса; 2- массивы гранитоидов, 3 – крупные тела базитов и ультрабазитов; 4 – гранитные массивы;5- основные, ультраосновные, щелочные породы нерасчлененные, 6 – гнейсо-мигматитовые валы, купола и зоны (Шд – Шидинская, Хб – Холбинский, Тм - Томотский, Кт – Куркутский, Гз – Гызгынурский, Шр- Шаранурский, Ор – Оргойтински);

14-18 - месторождения и рудопроявления полезных ископаемых (14 - рудопроявления бурого железняка: I – Борсойское, II - Тумырбашское, III – Нарын-Елгинское), (15- рудопроявление красного железняка: IVИликсинское, 16 - рудопроявления марганца: VI - Кутульское, V - Озерское), (17 - рудопроявления графита:

VII – Кучелгинское, VIII – Мухор-Булыкское, XI-Хожертуйское), (18 - месторождение керамического сырья- IX – Нарын-Кунтинско), (19 – проявление антофиллит асбеста: X - Кучелгинское; XII – Ольхонские ворота; XIII – Тонтинское; XIV – Намши-Нурское; XV – Верхне Ангинское; XVI – Ангинское; XVII – Бегульское), (20 – проявление Ti-Mg – XVIII) Изучены возрастные, генетических и парагенетических соотношения известных проявлений полезных ископаемых с мигматитами и другими продуктами процессов магматизма и метаморфизма. Выделено 5 типов структурновещественных комплексов, установлена пространственная связь большинства проявлений полезных ископаемых с выходами пород позднесинметаморфического СВК - структурно-вещественного комплекса, представленного продуктами гранитизации и мигматизации.

Структурно-геологическая позиция разнотипных полезных ископаемых определяется разными частями структур гранитизации – проявления железа, марганца и графита сконцентрированы в межкупольных зонах мигматитовых полей, а проявления керамических пегматитов с повышенными содержаниями редких земель и редких металлов фиксируются в центральных частях мигматитовых массивов.

На основе анализа структуры и зональности структурно-вещественных комплексов изученной территории откорректирована региональная схема минерагенического районирования Западного Прибайкалья и составлена детальная схема субрегионального районирования Приольхонья – в составе Тажеранской металлогенической зоны В.С. Малых выделены Чернорудская, Томотская и Куркутская подзоны, а в составе Крестовской зоны – Сахюртинская и Ангинская подзоны.

Чернорудская подзона включает Шидинскую зоны гранитизации и проявления графита (Кучелгинское), железа (Тумырбашское), кварцитов и антофиллитасбеста.

В Томотской подзоне наблюдаются Томотский, Холбинский и Куркутский мигматитовые массивы, а также проявления марганца (Кутульское), железа (Нарын-Елгинское), антофиллит-асбеста (Тонта).

На площади Сахюртинской подзоны картируются Тутайский и Шаранурский массивы мигматитов и гранитов, Кутульское и Борсойское проявления железа.

На площади Оргойтинской подзоны наблюдаются Оргойтинский гнейсомигматитовый вал, Намшинурское пегматитовое поле, Кутульское и Озерское месторождения марганца.

На площади Ангинской подзоны распространены Бирхинский и Бегульский массивы габбро-диоритов, Тажеранский массив сиенитов, Аинский и Крестовский массивы гранитов, Нарын-Кунтинское месторождение керамических пегматитов, проявления антофиллит-асбеста, редкометальных и редкоземельных пегматитов.

На основе анализа зональности мигматитовых комплексов разработана схематическая структурно-минерагеническая модель мигматит-гранито-гнейсовых куполов, на которой отражена причинная связь размещения месторождений железа и марганца в межкупольных зонах, а проявлений пегматитов – в центральных частях купольных структур и в областях повышенной степени мигматизации (рис. 11).

Рис. 11. Схематическая структурноминерагеническая модель мигматитгранито-гнейсовых куполов Приольхонья:

По петрохимическим данным оценена потенциальная рудоносность мигматитов и метаморфогенных гранитоидов с учетом критериев, предложенных З.Г.

Караевой (1968) для редкометальных гранитоидов, измененных процессами щелочного метасоматизма, и показано, что мигматиты и гранито-гнейсы оргойтинского комплекса близки к типу измененных лейкократовых гранитов, потенциально перспективных на поиски месторождений W, Mo, Be, Sn силикатной и полиметаллической формаций, слюдоносных и редкометальных пегматитов.

Таким образом, полученные данные подтверждают четвертое защищаемое положение: «Различные по происхождению и степени мигматизации зоны мигматитовых комплексов имеют разную минерагеническую нагрузку – в краевых частях сконцентрированы рудопроявления железа и марганца из центральных частей, а в центральных частях наблюдаются проявления редкометальных и редкоземельных пегматитов».

Установленная зональность мигматитовых комплексов Приольхонья по степени мигматизации, петрохимическая и геохимическая характеристика мигматизированных пород, реконструкция природы исходных пород и стадийности процесса мигматизации, выявленная связь рудопроявлений железа и марганца с краевыми частями, а проявлений редкометальных и редкоземельных пегматитов с центральными частями мигматитовых полей говорит о научной новизне работы.

В практическом плане разработанная методика расчленения мигматитовых комплексов по степени мигматизации позволяет проводить детальное картирование мигматитовых комплексов, выявлять закономерности их формирования, проводить их минерагеническое районирование и прогнозировать месторождения полезных ископаемых. Эта методика может быть использована при проведении геолого-съемочных работ в районах распространения глубоко метаморфизованных комплексов, особенно на настоящем этапе, когда проводится геологическое доизучение площадей разных масштабов и создаются новые серии геологических карт по программам ГДП-1000 и ГДП-200.

Методические разработки по детальному картированию метаморфических комплексов могут быть использованы в учебном процессе при проведении учебных геологических практик.

(жирным шрифтом выделены статьи в изданиях по списку ВАК) 1.Иванова Р.Н. Геолого-геофизическое картирование северо-восточного склона пади Барун-Хал / Р.Н. Иванова, А.П. Кочнев, В.В. Шульга // Геофизика на пороге третьего тысячелетия : Тр. второй Байкальской шк.-сем. Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2001. С. 22-33.

2.Кочнев А.П. Геолого-геохимические особенности Холбинского мигматитогнейсового массива (Приольхонье, Западное Прибайкалье) / А.П. Кочнев, Н.Б. Санина, Л.А. Филиппова, В.В. Шульга // Известия Сибирского отделения секции наук о Земле РАЕН. Сер. Геология, поиски и разведка месторождений рудных полезных ископаемых / Иркут. гос. техн. ун-т. 2005. Вып. 2(28). С. 100-111.

3.Шульга В.В. Мигматиты Ольхонской серии и их геохимические особенности (Приольхонье, Западное Прибайкалье) / В.В. Шульга, А.П.. Кочнев, Н.Б. Санина, Л.А. Филиппова // Геология, поиски и разведка полезных ископаемых и методы геологических исследований :

Сб. избр. тр. НТК. Вып.5. Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2005. С.68-72.

4.Шульга В.В. Степень мигматизации пород ольхонской серии и ее отражение в физических полях (Приольхонье, Чернорудский полигон) / В.В. Шульга, А.П. Кочнев // Строение литосферы и геодинамика : Материалы XXI Всерос. молодеж. конф. Иркутск : ИЗК СО РАН, 2005. С.73-75.

5. Шульга В.В. Шидинская зона мигматизации / В.В. Шульга, А.П. Кочнев // Проблемы геологии и освоения недр : Материалы Междунар. науч. симп. студ. и молодых ученых. М.:

Изд-во МГРУ (МГРИ), 2005. С.59.

6. Шульга В.В. Особенности мигматизированных пород Приольхонья / В.В. Шульга, А.П. Кочнев, Н.Б. Санина // Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием. Томск : Изд-во ТПУ, 2005. С.194-199.

7. Кочнев А.П. Оценка влияния степени мигматизации метаморфических пород Приольхонья на их химический состав / А.П. Кочнев, В.В. Шульга, Н.Б. Санина. // Известия вузов Сибири. 2006. Вып. 9-10. С. 69-72.

8. Шульга В.В. Шидинская зона мигматизации (Приольхонье, Западное Прибайкалье) / В.В. Шульга // Вестник Иркутского государственного технического университета.

2006. Вып. 2 (26). С. 19-20.

9. Шульга В.В. Опыт факторного и кластерного анализа микрокомпонентов в мигматизированных метаморфических породах Приольхонья (Западное Прибайкалье) / В.В. Шульга, А.П. Кочнев // Геология, поиски и разведка полезных ископаемых и методы геологических исследований : Сб. избр. трудов НТК. Вып.6. Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2006. С. 84-88.

10. Шульга В.В. Реконструкция первичной природы мигматизированных пород Приольхонья (Западное Прибайкалье) по петрохимическим данным / В.В. Шульга, А.П. Кочнев // Известия Сибирского отделения секции наук о Земле РАЕН Сер. Геология, поиски и разведка месторождений рудных полезных ископаемых / Иркут. гос. техн.

ун-т. 2007. Вып. 4(30). С.57-70.

11. Шульга В.В. Стадийность формирования мигматизированных пород Приольхонья (Западное Прибайкалье) / В.В. Шульга, А.П. Кочнев // Известия Сибирского отделения секции наук о Земле РАЕН. Сер. Геология, поиски и разведка месторождений рудных полезных ископаемых / Иркут. гос. техн. ун-т. 2007. Вып. 5(31). С. 85-91.

12. Шульга В.В. О рудоносности мигматизированных пород Приольхонья / В.В.

Шульга // Известия Сибирского отделения секции наук о Земле РАЕН. Сер. Геология, поиски и разведка месторождений рудных полезных ископаемых / Иркут. гос. техн. унт. 2008. Вып. 6(32). С.81-85.

13. Шульга В.В. Влияние степени тектонической переработки на прочностные свойства пород / В.В. Шульга, Р.Н. Иванова // Материалы Четвертой Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле. Новосибирск, 2008. – С. 285-286.

14. Кочнев А.П. Влияние переработки пород купольного парагенезиса на их прочностные свойства / А.П. Кочнев, Р.Н. Иванова, В.В. Шульга // Геология, поиски и разведка полезных ископаемых и методы геологических исследований : Сб. избр. трудов НТК. Вып.9.

Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2009. С.115-120.

Подписано в печать 6.12.2010. Формат 60 х 90 / 16.

Бумага офсетная. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1,75.

Тираж 100 экз. Зак. 174. Поз. плана 57н.

Лицензия ИД № 06506 от 26.12. Иркутский государственный технический университет 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова,