Морфология седиментационных бассейнов, содержащих рудоносные конгломераты

Из многих перечисленных в табл. 1 надгрупп и групп нижне- и среднепротерозойских отложений, содержащих золотоносные и ураноносные конгломераты, лишь очень немногие изучены с детальностью, достаточной для того, чтобы прийти к определенным заключениям относительно природы бассейна, в котором накапливались осадки, и условий концентрации рудного вещества. В табл. 4 указаны размеры бассейнов, на площади которых конгломераты в той или иной степени эксплуатировались. Вследствие перекрытия более молодыми отложениями истинные длина по простиранию и ширина залежей могут быть гораздо больше тех, которые установлены на основании изучения поверхности и подземных горных выработок. Мощность сохранившейся части толщи также может быть значительно меньше первоначальной вследствие воздымания и эрозии.

По всей видимости, общая мощность осадков и вулканитов в протерозойских бассейнах достигает порядка 15 тыс. м. Максимальная длина по простиранию могла достигать 1200 км, а ширина 250 км, так что бассейны в плане имели отчетливо удлиненную форму. Там, где сохранились лишь части первоначальных бассейнов, например в Таркве, Жакобине, Понголе, площади выходов накопившихся там толщ гораздо меньше, а стратиграфический разрез представлен только нижней частью.

Более обширные бассейны деформировались в соответствии с характером интерференции наложенных пересекающихся складок, оси которых ориентированы круто одна к другой. В настоящее время такие бассейны имеют форму широких дуг, осложненных складками меньшего порядка, и трассируются на поверхности в виде извилистых линий, в целом подчиненных общему региональному простиранию толщ. Дуга бассейна Гурон протягивается от района Су-Сент-Мари на юго-западе к району Норанды на северо-востоке, будучи вогнутой к северо-западу, в согласии с положением оси регионального воздымания, протягивающейся в северо-западном направлении через район Садбери. Бассейн Витватерсранд дугообразно окаймляет поднятие, ось которого ориентирована на северо-запад и проходит через купол Вредефорт. Эта дуга, вогнутая к юго-западу, простирается от золоторудного поля Белком на юге до золоторудного поля Эвандер на востоке. Длина по простиранию, измеренная вдоль внешних дуг деформированных бассейнов, равна 520 км для бассейна Гурон и 480 км для бассейна Витватерсранд. Вполне вероятно, что линейные пояса Тарква, Жакобина и Понгола являются остаточными сегментами первоначально дугообразных седиментационных впадин.

Только для раннепротерозойских бассейнов Витватерсранд и Трансвааль имеется достаточно количественных стратиграфических и литологических данных для их реконструкции в пространстве. Южная часть бассейна Гурон переработана гренвиллским метаморфизмом, так что невозможно установить природу и площадь распространения исходных осадков, которые накапливались вдоль внешней периферии дуги. Кроме того, очень ограниченное число глубоких скважин за пределами района Эллиот-Лейк — Блайнд-Ривер не позволило составить карту изопахит, структурную и другие карты, по которым можно было бы оценить первоначальную форму седимен-тационной впадины. В случае бассейнов Витватерсранд и Трансвааль хорошая поверхностная обнаженность, большой объем подземных горных выработок и разведочного бурения позволили построить их профили. Эти два бассейна асимметричны по форме, с узким крылом, соответствующим седиментационной оси, характеризующейся накоплением более энергоемких осадков, и широким крылом, где отлагалось менее энергоемкое вещество. Узкое крыло бассейна, по-видимому, было тектонически более активным, и первоначально границы бассейна могли контролироваться развитием протяженных продольных сбросов, более или менее параллельных седиментационной оси прогиба. Для стиля деформации более инертного широкого крыла бассейна могло быть типичным прогибание, а не опускание по сбросам.

На рис. 1 представлена обобщенная модель формы и стратиграфического разреза типичного нижне- и среднепротерозойского южноафриканского бассейна. Кроме асимметричной формы для бассейна характерна зеркально-симметричная структура стратиграфического разреза: базальная группа вулканитов и грубообломочных пород и нижняя группа грубообломочных и мелкообломочных пород как бы зеркально отображаются в верхней части разреза, где имеются завершающая группа вулканитов и грубообломочных пород и верхняя группа грубообломочных и мелкообломочных пород. Плоскостью симметрии служит срединная группа мелкообломочных и необломочных пород, которая располагается примерно в средней части разреза. Асимметрия бассейна благоприятствует длительному развитию регрессии (offlap) в узком крыле и трансгрессии (onlap) в пределах широкого крыла.

Минерализованные конгломераты могут развиваться во всех группах, исключая служащую плоскостью симметрии разреза толщу неэнергоемких осадочных пород. В общем конгломераты шире распространены и имеют большие концентрации тяжелых минералов, содержащих золото и уран, в узком крыле бассейна, где более высокоэнергетическая обстановка обусловливала интенсивное отложение грубообломочных фаций в пределах стратиграфического разреза и в большей мере способствовала перемыву осадков. В широком крыле, вследствие трансгрессивных соотношений между пачками, залегающими стратиграфически выше, и подстилающими их толщами оруденелыми в связи с перемывом нижележащих пород оказываются преимущественно базальные конгломераты (базальные лишь по отношению к данной трансгрессивной серии, а не ко всему стратиграфическому разрезу в целом). Золотоносные и ураноносные конгломераты бассейнов Тарква, Трансвааль, Жакобина, Гурон и Понгола локализуются в нижней части разреза, ниже срединной группы мелкообломочных и, возможно, необломочных пород. В бассейне Витватерсранд горизонты, расположенные в этой части разреза, тоже эксплуатировались, но рудные тела здесь менее значительные по сравнению с конгломератами в верхней группе грубо- и мелкообломочных пород и в завершающей группе вулканитов и грубообломочных пород. В отношении стратиграфического положения наиболее оруденелых пачек конгломератов Витватерсранд отличается от всех других нижнепротерозойских месторождений, и в этом может заключаться второе объяснение (первым является более древний возраст) исключительно высоких концентраций золота в нем.