Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние изученности металлогении Казахстана 16
2. Принципы металлогенического и геодинамического анализа 23
2.1. Металлогенические формации и комплексы 23
2.2. Геодинамический анализ (геодинамические обстановки) 30
3. Металлогенические комплексы палеоокеанов казахстана 33
3.1. Металлогенические комплексы океанических рифтов 33
3.2. Металлогенические комплексы океанического дна 44
4. Металлогенические комплексы казахстанского валеоконтинента '. 52
4.1. Металлогенические комплексы срединных массивов 52
4.1.1. Алмазоносный и эклогит-гнейсовый Кумдыкульский архейский металлогенический комплекс 55
4.1.2. Вольфрамовый гнейсо-амфиболитовый Баянский протерозойский металлогенический комплекс 59
4.2. Металлогенические комплексы континентальных рифтов. 68
4.2.1. Баритово-свинцово-цинково-железорудно-марганцевый трахириолит-трахибазальт-углеродисто-кремнисто-карбонатный Атасуйский верхнедевонский металлогенический комплекс 69
4.2.2. Баритово-свинцово-цинково-марганцевый карбонатно-кремнисто-углеродистый Текелийский ордовик-нижнесилурийский металлогенический комплекс 96
4.3. Металлогенические комплексы внутриконтинентальныхбассейнов 101
4.3.1. Свинцово-цинково-медный красноцветно-терригенный
Жезказганский карбон-пермский металлогеническийкомплекс 103
4.4. Металлогенические комплексы зон коллизии 111
4.4.1. Комплексы симатических блоков. Золоторудный углеродисто-терригенный Бакырчикский карбон-триасовый металлогенический комплекс 112
4.4.2. Комплексы сиалических блоков. Танталово-вольфрамово-оловянный Калбинский пермский металлогенический комплекс 122
4.5. Металлогенические комплексы зон тектонизированных офиолитов 127
5. Металлогенические комплексы казахстанских палеотранзиталий 132
5.1. Металлогенические комплексы островных дуг 132
5.1.1. Комплексы энсиматических островных дуг 133
5.1.1.1. Золото - молибденово-медный платиноидный габбро-плагиогранитный Бощекульский кембрийский металлогенический комплекс 137
5.1.1.2. Золоторудный габбро-плагиогранитный Бестюбинский ордовикский металлогенический комплекс 141
5.1.1.3. Медно - свинцово - цинково - золотой риолит-трахириолит - андезит - базальтовый Майкаин-Космурунский ордовикский металлогенический комплекс 146
5.1.2. Комплексы энсиалических островных дуг 153
5.1.2.1. Свинцово-цинково-марганцево-железорудный андезит-риолит- трахириолитовый Холзунский девонский металлогенический комплекс 155
5.1.2.2. Свинцово-цинково-марганцево-железорудный риолит-базальт-андезитовыйВалерьяновский карбоновый металлогенический
комплекс 164
5.1.2.3. Золото-медно-свинцово-цинковый терригенно-базальт-риолитовый Рудноалтайский девонский металлогенический комплекс 177
5.1.2.4. Золоторудный габбро-диорит-плагиогранитный Степнякский ордовик-силурийский металлогенический комплекс 192
Металлогенические комплексы окраинно-континентальных вулкано-плутонических поясов 201
5.2.1. Комплексы Центрально-Казахстанского девонского 202
пояса
5.2.1.1. Золото-молибденово-медный гранодиорит -плагиогранитный Самарский металлогенический комплекс 207
5.2.1.2. Молибденово-медный гранит-гранодиоритовый Нижне-илийский металлогенический омплекс 212
5.2.1.3. Платиноидно-золотой габбро - диорит-плагиогранитный Акбакайский металлогенический комплекс 219
5.2.1.4. Оловорудный Сырымбетский металлогенический комплекс 225
5.2.1.5. Ниобиево-циркониевый альбит-гранитный Лосевский металлогенический комплекс 229
5.2.2. Комплексы Джунгаро-Балхашского позднепалеозойского пояса 231
5.2.2.1. Молибденово-медный гранодиорит-плагиогранитный Коунрад-Актогайский металлогенический комплекс 235
5.2.2.2. Медно-серебряно-золотой базальт-андезит-трахиандезитовый Балхашский металлогенический комплекс 243
5.2.2.3. Молибденово-вольфрамовый лейкограниный Акшатауский металлогенический комплекс 248
5.3 Металлогенические комплексы пассивных континентальных окраин 256
5.3.1. Ураново-молибденово-ванадиевый Курумсакский нижнекембрийский металлогенический комплекс 258
5.3.2. Редкоземельно-фосфорный доломитово-кремнистый Чулуктауский нижнекембрийский комплекс 261
Особенности рудоносности энсиматических и энсиалических металлогенических комплексов казахстана 265
6.1. Энсиматические металлогенические комплексы 266
6.2. Энсиалические металлогенические комплексы 271
Геодинамические условия формирования металлогенических комплексов с промышленным оруденением и перспективы развития минерально- сырьевых ресурсов казахстана на приоритетные полезные ископаемые 282
Заключение 310
Литература 313
- Металлогенические комплексы океанических рифтов
- Алмазоносный и эклогит-гнейсовый Кумдыкульский архейский металлогенический комплекс
- Комплексы энсиматических островных дуг
- Комплексы Джунгаро-Балхашского позднепалеозойского пояса
Введение к работе
Казахстан территориально почти полностью расположен во внутриконтинентальном Урало-Монгольском складчатом поясе. Значительную часть его площади занимают складчатые области каледонид, герцинид (Казахстанская складчатая область), меньшую — молодые платформы и выступы докембрийского основания (срединные массивы). На западе находятся восточная часть Прикаспийской впадины, пограничной с Восточноевропейской платформой и северо-восточная часть акватории Каспийского моря, охватывающая частично структуры Средиземноморского пояса.
Казахстан имеет минерально-сырьевую базу (МСБ), которая по размеру и перспективам развития имеет мировое значение. Однако, в последнее время в ее состоянии наметились негативные явления, связанные с недостаточной конкурентоспособностью минерально-сырьевой базы целой группы полезных ископаемых, таких как медь, цинк, золото и т.д. В этих условиях, важнейшим фактором развития и повышения конкурентоспособности перечисленных видов полезных ископаемых становится повышение эффективности геологоразведки на основе использования новых металлогенических идей и современных эффективных геологоразведочных технологий.
Казахстанские палеозоиды в своей центральной части представлены огромными каледонскими Кокшетау-Северо-Тань-Шаньской, Тургайско-Срединно-Тянь-Шаньской и герцинской Джунгаро-Балхашской складчатыми областями с характерным для них мозаично-блоковым строением. По периферии этих систем располагаются линейные герцинская Уральская на западе, каледонская Чингиз-Тарбагатайская и герцинская Зайсанская складчатые области на востоке. Большое значение для понимания особенностей геологического развития, магматизма и металлогении имеют срединные массивы — области докембрийской консолидации.
Древние срединные массивы соответствуют выступам докембрийских пород фундамента. Они обнажаются в разных районах Казахстана и ранее были составными частями некогда единого карельского Евроазиатского суперконтинента, подвергшегося деструкции и переработанного палеозойскими складчатостями. Наиболее крупными из них являются Кокшетауский, Улытауский, Шуйский массивы.
В соответствии с тектоническим районированием и формационно-металлогеническим анализом в складчатых областях палеозоид Казахстана на основе геосинклинальной концепции развития (Сатпаев К.И., Абдуллин А.А., Абдулкабирова М.А., Щерба Г.Н. и др.) было выделено большое число структурно-металлогенических зон (СМЗ). (ЭВ, - пара, - вторично-геосинклинальных и орогенных СМЗ).
В связи с появлением новых данных по геологическому строению Казахстана, геодинамического анализа складчатых областей с позиций плитотектоники назрела настоятельная необходимость активного вовлечения в минерагенический анализ материалов по глубинному строению и геодинамике структур Казахстана. Данные о физических параметрах, составе и структурных неоднородностях глубинных слоев Земной коры занимают в настоящее время во всем мире значительное место в реконструкции геодинамических обстановок зарождения и формирования разнотипного оруденения.
Интенсивная разработка вопросов геодинамического анализа развития Казахстана с позиций тектоники плит началась сравнительно недавно, но уже достигнуты определенные результаты. Столь большое значение вопросам геодинамики придается потому, что эта проблема среди других геологических проблем была наименее разработана в Казахстане, и ее прикладной аспект — минерагения и оценка перспектив развития минерально-сырьевой базы с позиции современных геодинамических концепций в той же части реализован недостаточно. В связи с этим, автором, на основе личного опыта по изучению геологического строения и металлогении Казахстана в течение тридцати лет (Мазуров, 2002, Мазуров и др., 1996, 1997, 1998, 1999, 2000, 2002), и анализа опубликованных материалов других исследователей, в работе делается обобщение по анализу геодинамических обстановок формирования металлогенических комплексов как основы прогнозирования и перспективной оценки минеральных ресурсов Казахстана.
В последние годы в работах по изучению территории сделаны акценты на изучение и увязку особенностей металлогении отдельных блоков с разнотипными и разномасштабными геодинамическими явлениями, имея в виду типизацию геодинамических обстановок формирования структурно-вещественных комплексов, выявление позиций промышленных месторождений и их ассоциаций как диагностических для определения тектонических обстановок и перспективных оценок.
Среди тектонических блоков (зон), различных по геодинамическим условиям формирования, начато изучение металлогении срединных массивов, островных дуг, рифтов, вулканических поясов и коллизионных зон с офиолитовым магматизмом.
Как известно, в докембрийских срединных массивах находятся крупнейшие скопления полезных ископаемых (Щеглов А.Д., Скороспелкин С.А. и др.). Исследования последних лет показали, что срединные массивы Казахстана не являются исключением. По генетической природе полезные ископаемые докембрийских массивов принадлежат к двум группам. К первой группе относится рудная минерализация, обусловленная процессами, происходящими в нижней коре и мантии. Это мелкие скопления медно-никелевых руд расслоенных перидотит-пироксенит-порфировых интрузий Златогорского типа, кимберлиты и лампроиты ультрамафитов Кокшетауского срединного массива. Алмазоносность таких ультрамафитов пока изучается.
Вторая группа полезных ископаемых связана с процессами, происходящими в верхней коре и глубоким преобразованием ранее сформированного субстрата срединных массивов. Весьма крупными объектами являются месторождения золота (Васильковское), олова (Сырымбет), урана (Грачевское), связанные с коровым магматизмом — месторождения вольфрама (Аксоран), с контактово-метаморфическими преобразованиями аномальных литогеохимических комплексов пород.
Среди тектонических структур по особенностям геологического строения и крупным скоплениям медно-свинцово-цинковых руд и железа резко выделяются островные дуги. В зонах этого типа находятся все промышленные колчеданно-полиметаллические месторождения Алтая и Предчингизья, крупнейшие скопления железных руд Валерьяновской зоны в Торгае и Пневско-Холзунской на Алтае, золоторудные месторождения Степнякской группы месторождений в Северном Казахстане. Закономерно геохронологическое положение месторождений островных дуг. Промышленные колчеданно-полиметаллические месторождения Алтая находятся на эйфель-франском уровне, железные руды Валерьяновской зоны приурочены к среднему карбону, а золоторудные месторождения Степнякской зоны и богатые золотом колчеданные месторождения Чингиза располагаются на уровне верхнего ордовика - раннего силура.
Другая закономерность, установленная для колчеданных месторождений островных дуг, заключается в рудно-магматических корреляционных связях. Для колчеданно-полиметаллических руд это ассоциация их с непрерывно-контрастной кварц-кератофировой формацией, с переменным калиево-натриевым отношением, и с последовательно-дифференцированной вулканогенной формацией. При подчиненной роли кислых вулканитов в базальтах с преобладанием натриевой щелочности колчеданные руды становятся существенно медно-цинковыми (Акбастау, Кусмурун, Николаевское).
По практической значимости особое место в металлогении Казахстана занимают рифтогенные структуры. В них находятся крупные скопления свинца, цинка, бария, меди, марганца и железа. В распределении руд разного качественного состава выявлена определенная закономерность. В рифтовых структурах, заложенных на океанической коре с основным магматизмом, известны среднемасштабные колчеданные медные и медно-цинковые месторождения (50 лет Октября, Приорское). Эпизодически проявленная богатая золотом медная минерализация, типа Юбилейного месторождения в Мугоджарах, является регенерационной, связанной с гранитизацией океанической коры.
В геологической истории развития Казахстана весьма важна близкая к рифтообразованию геодинамика формирования вулкано-плутонических поясов, с которыми связаны крупные скопления молибденово-медных руд порфирового типа (Конырат, Актогай, Айдарлы), золото-серебряные (Архарлы, Таскора), свинцово-цинковые (Родниковое) и урановые (Мирное, Аксуек) месторождения.
В закономерностях размещения промышленного оруденения много общего с девонским поясом имеют верхнепалеозойские пояса (Прибалхашско-Илийский, Жарминский).
По особенностям формирования и рудоносности к специфическим следует отнести структуры коллизионного типа с офиолитовым магматизмом (Уралтауская, Чарская, Жалаир-Найманская, Северо-Балхашская и др.). Мафит-ультрамафитовые магматиты в этих зонах часто представляют собой серпентиновый меланж. Для всех протрузивных массивов закономерна хромитовая минерализация, достигающая крупнейших масштабов в Кемпирсайской группе месторождений Уралтауской зоны.
Отмеченные выше особенности промышленной рудоносности формационо-тектонических типов структур требуют дальнейшего изучения, особенно палеогеодинамических и палеометаллогенических реконструкций. Последние должны объяснить как природу рудного вещества, так и его эволюцию в процессе становления различных блоков земной коры. Они должны стать основой прогнозирования новых месторождений полезных ископаемых.
Актуальность исследований.
В XXI веке человечество вступает в новую фазу взаимодействия с природными ресурсами и средой обитания. Интенсивная эксплуатация природных богатств привела к обострению проблем, связанных с их изучением, разумным и рациональным использованием. В решениях Правительства о приоритетных направлениях развития экономики Республики Казахстан (РК) одним из важнейших приоритетов республики утверждено «Опережающее развитие сырьевой базы и реконструкция предприятий горно-металлургического комплекса». В связи с этим актуальность исследований определяется необходимостью развития фундаментальных геологических исследований, отвечающих мировому уровню, и приложения их для познания земной коры, конкретного уникального и сложного геологического объекта, каковым является огромная (2700000 км ) геологическая структура Казахстана, изучение геодинамических режимов формирования и последующего преобразования месторождений полезных ископаемых, определение перспектив развития минерально-сырьевой базы на базе совершенствования фундаментальных научных основ прогнозирования.
Состояние проблемы. В последние десятилетия произошли качественные изменения в мире наук, изучающих недра Земли. Были существенно усовершенствованы и появились новые методы исследования вещества и строения недр Земли. Интерес к геодинамическим построениям стимулируется направленностью геологических исследований во всем мире, в частности исследований японских геофизиков, осветивших методом сейсмической томографии строение Земли в интервале глубин от 78 до 2900 км (Fukoo Y., Maruyana S., Obayashi M., 1994, Maruyama, 1994, Kumazawa M, Maruyana S., 1994). Ими разработана новая парадигма тектоники, увязывающая в единое целое процессы, протекающие в разных геосферах: коре, верхней мантии (тектоника плит), нижней мантии (плюмтектоника) и внешнем ядре (тектоника роста). Появились работы, рассматривающие металлогению Земли с современных геодинамических позиций (Митчел А., Гарсон М., 1984), в том числе и в России (Добрецов Н.Л. и др., 1991, 1994г.г., Зоненшайн Л.П. и др., 1976, 1983, 1993 г.г., Абрамович И.И. и др., 1987, Фельдман В.И. и др., 2000 г.). Переосмысливается значимость казавшихся устоявшимися объектов и направлений. Возникла необходимость качественно нового подхода к прогнозированию поисков промышленных месторождений и перспективным оценкам минерально-сырьевой базы.
Отсюда вытекает роль и задачи фундаментальной и прикладной геологической науки Казахстана - на основе анализа закономерностей формирования и размещения месторождений с современных геодинамических концепций применительно к сложному геологическому строению Казахстана, разработать основы оптимальных методов увеличения минеральных ресурсов.
Цель исследований - анализ геодинамических обстановок формирования металлогенических комплексов с промышленным оруденением как основа прогнозирования и перспективной оценки минеральных ресурсов Казахстана.
Задачи исследований:
1. Анализ рудоносности метллогенических комплексов геодинамических обстановок: палеоокеан, палеоконтинент, палеотранзиталь (островные дуги, окраинно-континентальные вулкано-плутонические пояса, пассивные континентальные окраины).
2. Выявление закономерностей формирования и размещения металлогенических комплексов с промышленным оруденением различных геодинамических обстановок.
3. На базе изучения металлогенических комплексов палеогеодинамических обстановок произвести металлогеническое районирование и определить перспективы развития минерально-сырьевой базы Казахстана на приоритетные полезные ископаемые.
Фактический материал и вклад автора. Основу диссертации составляет фактический материал, полученный диссертантом в 30-летний период геологических работ в Казахстане, начиная от участкового геолога разведочных партий до главного геолога крупнейшего в Республике Центрально-Казахстанского геологического управления.
Лично диссертант принимал участие в изучении, разведке, подсчетах запасов и перспективных оценках многих рудных районов и месторождений Центрального и Северного Казахстана (месторождения золота: Пустынное, Миялы, Узбой, Карьерное, Мынарал, Найманжал, Ушшокы, Варваринское, Комаровское, Элеваторное и др.; месторождения полиметаллов: Акжал, Текели, Западное Текели, Жайрем, Малеевское и др.; месторождения железных и марганцевых руд: Ушкатын III, Шоинтас, Каратас и др.; месторождения медных руд: Жаман-Айбат, Тастау, Саяк, Шатыркуль и др.; кобальт-никелевых руд: Горностаевское, Кундыбайское, Шевченковское; хромовых руд - Восток; месторождения урана, титана, бокситов и ряд других полезных ископаемых).
Диссертант принимал участие в составлении многочисленных прогнозно- металлогенических, структурно-формационных карт рудных районов, узлов и рудных полей Казахстана (Атасуйского, Коктенколь-Кайрактинского, Чу- Илийского, Жаман-Айбат- Таскуринского, Карагайлинского,
Найманжальского, Саякского и др.), а также последней (2002 г.) карты полезных ископаемых Казахстана масштаба 1:1000 000. В последние годы автор принимал участие в подготовке программ развития МСБ РК (« Основные направления геолого-разведочных работ на вольфрам, молибден, олова и цирконий на 1991-1995 г.г. и на период до 2005г.», « Развитие ресурсной базы минерально-сырьевого комплекса Казахстана (долгосрочная стратегия до 2030г.)», «Программа развития ресурсной базы минерально-сырьевого комплекса страны на 2002-2010 годы», «Отраслевая комплексная программа по развитию минерально-сырьевой базы медной промышленности в Республике»), а также в анализе и обобщении состояния МСБ РК. В качестве заместителя главного редактора диссертант участвовал в подготовке монографии: «Геологические инновации: Методы, технология, практика» (2001 г.), «Атласа литолого-палеогеографических структурных, палиноспастических и геоэкологических карт Центральной Евразии» (2002 г.) и «Методического руководства по оценке прогнозньк ресурсов твердых полезных ископаемых на территории Республики Казахстан» (2002 г.), является редактором трехтомной монографии «Глубинное строение и минеральные ресурсы Казахстана», автором второго тома «Металлогения Казахстана» и соавтором коллективной монографии «Кучное выщелачивание золота, зарубежный опыт и перспективы развития» (2002 г.). Все это способствовало формированию собственного мнения на условия образования и закономерности распределения месторождений полезных ископаемых, особенно эндогенного типа, на территории РК.
По инициативе диссертанта были организованы Республиканские семинары: в 2000 г. в г.Кокшетау - «Научно-техническое обеспечение недр Казахстана», в 2001 г. в г.Атырау «Нефтегазоносность Казахстана», в 2002 г. в г.Алматы «Состояние сырьевой базы золота, меди, свинца и цинка Казахстана» и «Сырьевая база алюминиевой промышленности Казахстана»
В качестве фактического материала также были использованы 30 справочно-монографических томов по всем видам полезных ископаемых Казахстана, в которых содержится развернутая информация по 6596 месторождениям с 1620 графическими приложениями. Для работы был использован также изданный Атлас «Минеральные ресурсы Казахстана». К изданию этих материалов автор имеет непосредственное отношение.
Методология и методы исследований. Методологической основой исследований является системный анализ металлогенических комплексов с позиций геодинамической эволюции территории Казахстана. Геодинамические обстановки выделялись в соответствии с принятыми принципами геодинамического анализа, основу которого составляет актуалистический метод аналогии структурно-вещественных комплексов прошлых и современных геодинамических обстановок (Г.С.Гусев, М.В.Минц, Д.И.Мусатова и др. «Геодинамический анализ при геологическом картировании». Методические рекомендации. М. 1989 г.).
Под структурно-вещественным комплексом - индикатором геодинамических обстановок понимается конкретная (возраст, собственное название) геологическая формация с определенным набором пород, строением и деформированностью. С помощью этой методики в Казахстане были выделены следующие геодинамические обстановки: 1. Срединные массивы; 2. Рифты (океанические и континентальные); 3. Островные дуги энсиматические (ранняя и поздняя стадии); 4. Островные дуги энсиалические (ранняя и поздняя стадии); 5. Пассивные континентальные окраины; 6. Океаническое дно; 7. Внутриконтинентальные бассейны; 8. Окраинно-континентальные вулкано-плутонические пояса (девонский пояс, карбон-пермский пояс. Для каждого из поясов выделены центральные, фронтальные и тыловые области); 9. Зоны коллизий (симатические и сиалические блоки); 10. Зоны тектонизированных офиолитов.
Под металлогеническим комплексом понимается конкретное, привязанное к месту и времени проявление металлогенической формации, представляющей собой естественную ассоциацию одноранговых рудной и геологической формаций. Металлогенические комплексы - индикаторы рудной специализации геодинамических обстановок. Геодинамическим обстановкам соподчинялись металлогенические комплексы с указанием возраста, собственного названия и типовых месторождений. Распределение минеральных ресурсов в геологическом времени проиллюстрировано таблицей «Геологическое время и масштабы накоплений полезных ископаемых» с примерами месторождений, систематизированных по геохронологическим уровням.
Научная новизна работы: 1 .Диссертантом впервые разработана классификация месторождений полезных ископаемых Казахстана на новой геодинамической основе; 2. Развиты идеи металлогенических формаций, предложенные в Казахстане (Л.А. Мирошниченко, Г.Ф. Ляпичев, Н.М. Жуков и др.); 3. Установлено разнообразие металлогенических комплексов транзиталий Казахстана (островодужных структур и окраинно-континентальных вулкано-плутонических поясов); 4. Выявлено различие металлоносности одинаковых геодинамических зон в зависимости от типа коры; 5. Разработаны научные основы прогноза минеральных ресурсов на новой геодинамической концепции.
Основные защищаемые положения.
1. Разработанная автором схема минерагенического районирования Казахстана, на основе геодинамической концепции тектоники плит раскрывает основные региональные закономерности размещения рудных месторождений.
Территория Казахстана районирована по следующим типам палеогеодинамических обстановок: срединные массивы (микроконтиненты), океаническое дно, рифты океанические и континентальные, островные дуги на энсиматическом основании (ранней и поздней стадии), островные дуги на энсиалическом основании (ранней и поздней стадий), пассивные континентальные окраины, внутриконтинентальные бассейны, девонский и карбон-пермский окраинно-континентальные вулканические пояса (фронтальные, центральные и тыловые зоны), зоны коллизий симатических и сиалических блоков, зоны тектонизированных офиолитов. Выделен 61 металлогенический комплекс по пространственно-временным ассоциациям рудных и геологических (структурно-вещественных) формаций, закономерно приуроченных к определенным палеогеодинамическим обстановкам.
2. Установленные различия в металлогении палеоокеанических и палеоконтинентальных структур Казахстана вызваны особенностями образования рудоносных блоков и выражаются в составе и масштабах оруденения.
Минерагения палеоокеанических структур ограничена мелкими проявлениями марганцевых и железо-марганцевых руд. В перспективе возможно выявление средних по масштабам медно-цинковых колчеданных месторождений. К континентальным палеоструктурам приурочены крупнейшие месторождения технических алмазов и вольфрама срединных массивов; крупные запасы марганца, железа, свинца, бария в континентальных рифтах; уникальные скопления меди со свинцом, цинком, серебром, рением в медистых песчаниках внутриконтинентальных бассейнов; редкометальные месторождения зон коллизии, уникальные скопления хромитов в тектонизированных офиолитах.
3. Выявлена зависимость состава минерагенических комплексов транзиталей Казахстана от типов земной коры.
К энсиматическим островодужным зонам приурочены золото-медные с платиноидами порфировые, медно-цинковые и золото-полиметаллические колчеданные уральского и чингизского типов, золото-кварцево-жильные с повышенными содержаниями кобальта и никеля месторождения.
В энсиалических островных дугах сосредоточены крупнейшие железорудные с марганцем и серебром и многочисленные колчеданно-полиметаллические с золотом (тип куроко) месторождения. В золото-кварцево-жильных месторождениях энсиалических островных дуг повышены содержания редких металлов.
В коллизионных зонах энсиматические блоки содержат золоторудные и медно-никелевые, а энсиалические - редкометальные месторождения.
4. Выявлена направленная эволюция рудообразования во времени, связанная с континентализацией земной коры. Формирование крупных месторождений ванадия и хрома в раннекаледонскую эпоху сменяется образованием крупномасштабных месторождений меди, цинка, свинца, золота, вольфрама и молибдена в герцинскую эпоху. (Обоснование положения дано в главах 3-5).
Раннекаледонский тектонический цикл выделяется крупнейшими месторождениями фосфора и ванадия в металлогенических комплексах пассивных континентальных окраин и хромитовыми рудами, связанными с металлогеническими комплексами тектонизированных офиолитов. В островных дугах формировались медно-порфировые и золоторудные месторождения.
Позднекаледонский тектонический цикл определяется рудной минерализацией, связанной с окраинно-континентальным девонским вулкано-плутоническим поясом. В тыловой области пояса это крупные месторождения олова и урана, в центральной области - меднопорфировые и золотые месторождения.
Раннегерцинский тектонический цикл характеризуется крупнейшими месторождениями свинца, цинка, меди, марганца, железа и барита, сформированных в континентальных палеорифтах. С островными дугами связана уникальная колчеданно-золото-медно-свинцово-цинковая минерализация Рудного Алтая и крупнейшие скопления магнетитовых руд Северного Казахстана.
Позднегерцинский тектонический цикл выделяется уникальными месторождениями медистых песчаников, сформированных во внутриконтинентальных бассейнах, крупными месторождениями золота, связанными с зонами коллизии, медно-порфировыми и вольфрам- молибденовыми месторождениями карбон-пермского окраинноконтинентального вулкано-плутонического пояса.
5. Намечены основные направления перспективного развития минерально-сырьевых ресурсов на приоритетные для Казахстана полезные ископаемые.
Перспективы развития минерально-сырьевой базы Казахстана связаны с металлогеническими комплексами срединных массивов (алмазы, вольфрам, полиметаллы), континентальных рифтов (марганец, свинец, цинк, барит), островных дуг (золото, полиметаллы, железо), внутриконтинентальных бассейнов (медь, серебро, рений, осмий, платиноиды), окраинно-континентальных вулкано-плутонических поясов (медь, золото, серебро, редкие металлы, уран), зон коллизии и тектонизированных офиолитов (золото, хромиты, платиноиды, медь, никель, редкие металлы).
Практическое значение и реализация результатов исследований.
Результаты исследований были положены в основу ряда проектов геолого-разведочных работ территориальных геологических управлений, Генеральных программ, разработанных Комитетом геологии и охраны недр Республики Казахстан: «Развитие ресурсной базы минерально-сырьевого комплекса (долгосрочная стратегия до 2030 года)», «Программа развития ресурсной базы, минерально-сырьевого комплекса страны на 2002-2010 годы», и «Программа развития ресурсной базы минерально-сырьевого комплекса страны на 2003-2005 годы».
Результаты диссертации были использованы Комитетом геологии и охраны недр РК при проведении расширенного анализа развития минерально- сырьевого комплекса республики до 2030 г. с составлением геолого-экономических моделей по золоторудной, свинцово-цинковой, меднорудной, железорудной, нефтегазовой отраслям промышленности и по месторождениям хрома, никеля, тантала, ниобия, урана и агрономических руд Республики Казахстан. Отдельные результаты диссертации изложены в коллективной монографии «Геологические инновации: методы, технология, практика (железо, медь, свинец, цинк, титан, золото, тантал)», в которой дана развернутая характеристика состояния и перспектив развития минерально-сырьевой базы Казахстана по приоритетным полезным ископаемым.
Выводы и положения диссертации использованы при разработке программы развития геологоразведочных работ на период 2001-2005гг. ОАО «Казцинк» и при разработке «Отраслевой комплексной программы по развитию минерально-сырьевой базы медной промышленности Республики, в том числе ОАО «Корпорация Казахмыс».
В период работы над диссертацией получаемые результаты были использованы для создания программы «Основные направления геологоразведочных работ на вольфрам, молибден, олово и цирконий на 1991-1995гг. и на период до 2005 г. по территории деятельности ПГО «Центрказгеология», а также при выборе объектов, выдвигаемых на тендер; медно-порфировое месторождение Нурказган, месторождения Абыз, Прогресс, Жосабай, Жаман-Айбат-Таскуринское рудное поле, Агадырский рудный район и ряд алмазоносных перспективных площадей (Косгомбайская, Тектурмасская, Майкаин-Кьвылтасская). Автор является первооткрывателем крупного вольфрамового месторождения Северный Катпар.
Апробация работы. Основные результаты исследований по теме диссертации были доложены на Всесоюзном совещании «Структуры рудных полей вулканических поясов» (Владивосток, 1985), ГХ Всесоюзном совещании по геологии россыпей (Бишкек, 1991), 1-ом Международном симпозиуме «Крупные и уникальные месторождения редких и благородных металлов» (Санкт-Петербург, 1996), на ежегодной научной конференции «Ломоносовские чтения» (Москва, 1997), на совещании «Тектоника Азии» (Москва, 1997), на совещании «Тектоника и геодинамика: общие и региональные аспекты» (Москва, 1998), на 32-ом Тектоническом совещании «Тектоника, геодинамика и процессы магматизма и метаморфизма» (Москва., 1999), на совещании «Научно-технологическое обеспечение недр Казахстана» (Алматы-Кокшетау, 2000), на 31-ой Сессии Международного геологического конгресса (Рио-де-Жанейро, 2000), на первой Международной конференции «Нефгегазоносность Казахстана» (Алматы-Атырау, 2001), на совещании «Сырьевая база свинца, цинка, меди, золота Казахстана» (Алматы, 2002), на Международной конференции «Рифты литосферы: эволюция, тектоника, магматические, метаморфические и осадочные комплексы, полезные ископаемые» (Екатеринбург, 2002), на Международной конференции: «Тектоника и металлогения Центральной и Северо-Восточной Азии» (Новосибирск, 2002).
Публикации. Основное содержание и научные положения опубликованы в 37 работах (в том числе две на английском языке), включая 6 монографий, и отражены в «Минерагенической карте Казахстана» м-ба 1:2 500 000 и объяснительной записке к ней, отражающим минерагеническое районирование территории Казахстана с позиции тектоники плит. Карта демонстрировалась на 31-ой Сессии Международного геологического конгресса в Бразилии.
Структура и объем диссертации. Диссертация общим объемом 314 страниц машинописного текста состоит из введения, 7 глав, заключения, списка литературы, 86 рисунков и 9 таблиц.
Работа выполнена в Комитете геологии и охраны недр Республики Казахстан и Томском политехническом университете, автор выражает благодарность руководству Комитета, доктору г.-м. наук Б.С. Ужкенову, кандидату г.-м. наук М.А Сайдуакасову; Президенту национальной академии наук, доктору г.-м. наук, профессору С.Ж. Даукееву за внимание и поддержку проведенных исследований. Благодарность за поддержку, консультации и советы я выражаю доктору г.-м. наук, профессору А.Ф. Коробейникову, доктору г.-м. наук, профессору Л. А. Мирошниченко, доктору г.-м. наук, профессору ХА. Беспаеву. Их критика совершенствовала наш подход. Автор признателен сотрудникам Института геологических наук им. К.И. Сатпаева, проявившим внимание к исследованиям, особенно тем, кто прочел разделы работы и высказал замечания. Диссертант благодарен за сотрудничество докторам г.-м. наук Г.Р. Бекжанову, А.Н. Бугайцу, A.M. Курчавову, В.Н. Любецкому, С А. Акылбекову кандидатам г.-м. наук Н.М. Жукову, А.П. Гуляеву. Автор испытывает чувство глубокой признательности к коллегам - геологам Е.Г. Мальченко, В.И. Жуковскому, М.С. Гранкину, Б.С. Хамзину, к.г.-м.н. С.Х. Хамзе, к.г.-м.н. О.А. Федоренко, д. г.-м.н. М.С. Рафиловичу, Е.М. Селифонову, к.г.-м.н. Г.Г. Фрейманову, О.М. Тюгаю принимавшим в разное время участие в обсуждении геологических материалов. Автор выражает также искреннюю благодарность сотрудникам Томского политехнического университета, доктору г.-м. наук, профессору Л.П. Рихванову, доктору г.-м. наук, профессору И.В. Кучеренко, кандидатам г.м. наук А.А. Ананьеву, А.А. Поцелуеву, Е.В. Черняеву за обсуждение результатов работы, тесный деловой контакт.
Металлогенические комплексы океанических рифтов
В Казахстане принадлежность отдельных тектонических структур к рифтовым отмечалась в работах Г. Ф. Ляпичева (Металлогения Казахстана... 1977-1983), А. А. Абдулина (1994), В. Н. Любецкого, Л.Д. Любецской (1988, 1989), X. А. Беспаева, Н. В. Полянского (1997). С. позиций рифтогенного развития анализировалась металлогения Каратау (Л. А. Мирошниченко (1987), Л.А. Мирошниченко, Н.М. Жуков, А.К. Мазуров и др., (2001), Магматические горные породы...(1987). Океанические рифты фиксируются офиолитовым магматизмом, состоящим из базальтовых лав, комплекса параллельных даек и габбро-ультрабазитовых массивов реститового остатка. Базальты характеризуются низкими содержаниями калия, окиси титана и толеитовыми трендами накопления химических элементов. С метаморфическими процессами связаны зеленокаменные преобразования вулканитов. В геофизических полях океанические рифты выражены отрицательными гравитационными аномалиями.
Металлогению океанических рифтов Казахстана представляют четыре металлогенических комплекса: Мугоджарский цинково-медный-андезит-базальтовый среднедевонский металлогенический комплекс; Чарский марганцево-никеленосный базальт — терригенно — кремнистый верхнедевонский металлогенический комплекс; Шуулдакский марганценосный базальт-терригенно-кремнистый средне-верхнедевонский . металлогенический комплекс; Косистекский марганценосный базальт-терригенно-кремнистый ордовикский металлогенический комплекс. (рис.1).
Профилирующее оруденение колчеданное цинково-медное, кремнисто-(яшмоидно)-железо-марганцевое с никелем и кобальтом, колчеданное медное кипрского типа и мелкие скопления хромитов в реститовых ультрабазитах. К особенностям рудоносности отдельных океанических рифтогенных зон (Орь-Илекско-Сакмарская) отнесены тектонизированные ультрамафиты с богатыми скоплениями хромитовых руд (Кимперсайская группа месторождений), связанными с коллизионными процессами в среднем палеозое (рассматриваются в зонах тектонизированных офиолитов). На современной стадии изученности промышленные месторождения установлены только с колчеданным цинково-медным оруденением (А.К. Мазуров, 2002).
Цинково - медный андезит - базальтовый Мугоджарский среднедевонский металлогенический комплекс - комплекс приурочен к Зеленокаменной зоне Мугоджар и представлен среднедевонскими магматическими породами и связанными с ними цинково- медными колчеданными месторождениями и рудопроявлениями. Вулканиты комплекса подразделены на четыре свиты (рис.2): актогайскую, мугоджарскую, куркудукскую и милыашинскую А.А. Абдулин (1994). Первые три из них представляют собой лавовую толщу океанической коры, сформировавшуюся в океаническом рифте. Нижняя актогайская свита сложена серией параллельных крутопадающих даек диабазов, между которыми зажаты пологозалегающие подушечные лавы основного состава. Местами дайки плотно прилегают друг к другу, не оставляя места для лав, и границы между ними определяются только по зонам закалки. Залегающая выше мугоджарская свита представлена монотонной толщей подушечных лав базальтоидов с редкими мелкими линзами яшмоидов. В перекрывающей куркудукскои свите появляются выдержанные прослои кремнистых пород и линзы песчаников, алевролитов и гравелитов. По петрохимическому составу, среднему из 158 проб, базальты мугоджарскои и куркудукскои свит относятся к толеитовои натровой серии с отношением оксидов калия и натрия 0,06, характерной для срединных океанических хребтов О.А. Богатиков, СВ. Богданова, A.M. Борсук (1987), что подтверждается их идентификацией по диаграмме ТіОг-МПХІО-Р2О5ХІО (E.Mullen, 1983). Небольшая часть пород этих свит (28 проб) по этой диаграмме определяется как щелочные базальты океанических островов. Более подробную петрохимическую характеристику дают силикатные анализы, приведенные в работе Н. С. Ярославцевои. По этим данным все породы актогайской, мугоджарскои и куркудукскои свит относятся к натровой толеитовои серии срединных океанических хребтов. Отношение оксидов калия и натрия составляет 0,03 для подушечных лав (10 проб) и 0,04 для дайкового комплекса (12 проб) актогайской свиты, 0,06 для базальтов мугоджарскои свиты (22 пробы) и 0,09 для основных эффузивов куркудукскои свиты (4 пробы). По диаграмме Е. Муллена дайковый комплекс актогайской свиты, базальты мугоджарскои и куркудкской свит относятся к базальтам срединных океанических хребтов, а подушечные лавы актогайской свиты — к щелочным базальтам океанических островов. Образования милыашинской свиты характеризуются невыдержанностью разрезов по мощности и составу, разрозненностью участков развития. Преобладают лавы и туфы среднего состава, менее развиты дациты и основные вулканиты. Нередко отмечаются туффиты и терригенные породы. Распространены субвулканические тела преимущественно дацитового состава. По петрохимическому составу базальты милыашинской свиты находятся на границе толеитовои и известково-щелочной натриевых серий с отношением оксида калия к оксиду натрия 0,03 (22 пробы).
Интрузивы габбро-плагиогранитного комплекса, являющиеся комагматами вулканитов милыашинской свиты, прорывают породы всех четырех свит и их внедрение связано с началом островодужного этапа развития Зеленокаменной зоны. По петрохимическому составу они, а также вулканиты и субвулканические тела дацитового состава относятся к известково-щелочной, реже к толеитовой калий-натриевым сериям с калий-натриевым отношением в пределах 0,25-0,35.
Все промышленные месторождения Зеленокаменной зоны приурочены к образованиям милыашинской свиты. В вулканитах базальтового слоя океанической коры отмечаются только мелкие рудопроявления с прожилково-вкрапленным оруденением и мелкими маломощными линзами сплошных руд. Руды колчеданные цинково-медные. Среднее содержание меди в рудах 0,99-1,95%, цинка — 0,47-3,67%, запасы металлов не превышают 500 тыс.т.
Алмазоносный и эклогит-гнейсовый Кумдыкульский архейский металлогенический комплекс
Комплекс сформировался на рубеже 1,6-2 млрд. лет, имеет блоковое строение и состоит из архейских глыб, сцементированных раннепротерозойскими складчатыми структурами
Кумдыкольский комплекс пространственно приурочен к обрамлению Зерендинского плутона и прослеживается к югу от оз. Имантау до оз. Желтау. Следующая зона простирается в северо-восточном направлении от поселка Лесной хутор и далее окаймляет с севера Боровской гранитный массив.
Породы комплекса состоят из гиперстен-биотитовых, гранат-биотитовых и турмалинсодержащих биотитовых гнейсов фации гранулитов. Кроме перечисленных пород (гранулитов) в этом комплексе присутствуют небольшие тела чарнокитов, состоящие из пертитового полевого шпата, гиперстена, моноклинного пироксена, роговой обманки, граната, биотита, флогопита и кварца. Среди пород этого комлекса отмечаются кальцифиры и двупироксен-шпинелевые кристаллические сланцы.
Радиологические определения возраста пород комплекса находятся в пределах 450-3600 млн. лет. Древние цифры отражают время образования гранатов и пироксенов (пироповых перидотитов), а молодые датировки -время метаморфизма (амфиболизация, гранулитизация). С ранним докембрийским этапом магматизма и калиевой гранитизации перидотитов, эклогитов и габбро связано формирование метасоматических пород, широко развитых в этом комплексе.
Докембрийские породы слагают фундамент региона. Выступы их расположены по западной и южной периферии Центрального Казахстана -в Кокшетау-Северо-Тяныпанском поясе, представляя цепочку древних массивов. С севера на юг здесь расположены Кокшетауский, Улутауский, Атасу-Моинтинский и Бетпакдалинский кратоны.
Кокшетауский массив является эталонным объектом для изучения метаморфических высокобарических ассоциаций, т.к. алмаз и коэсит широко распространены и достоверно установлены в виде включений в различных петрографических разновидностях метаморфических пород (А.В. Карсаков, 1997).
Месторождения алмазов в Кокшетауском регионе приурочены к субширотной зоне длиной 60 км и шириной 15-20 км. Южной границей зоны является Зерендинский массив гранитоидов. Первые алмазы в регионе были обнаружены в 1946 г. М. А. Абдулкабировой в районе озера Кумдыколь. В 1970-85 гг. в пределах развития метаморфитов кумдыкольского комплекса Кокшетауской ГРЭ проводились поисково-разведочные работы, в результате которых было открыто уникальное месторождение Кумдыколь. Оно расположено в 30 км на юг-юго-запад от г. Кокшетау. Вмещающими породами месторождения являются образования кумдыкольского комплекса, имеющие северо-восточное простирание. Продуктивные породы месторождения представлены апогнейсовыми графитистыми метасоматитами, перемежающимися с апокарбонатными, пироксеновыми, флогопит-пироксен-карбонатными телами, содержащими линзовидные включения апоэклогитовых гранат-пироксеновых пород (рис.10).
В рудном поле породы кумдыкольского комплекса интенсивно дислоцированы и подвержены углеродистому метасоматозу. Участок месторождения представляет узкую полосу протяженностью более 1 км (рис.10). Распределение алмазов неравномерное; повышенные содержания характерны для метасоматитов. Среднее содержание алмазов 22 карата на 1 тонну.
На месторождении Кумдыколь установлены тесные генетические взаимоотношения углеродных фаз. Признана сингенетичность алмазов и сопутствующего им графита. Кроме кубической алмазной и гексагональной графитовой модификаций углерода, на месторождении обнаружены переходные образования со структурными элементами алмаза, чаоита, «а» и «ф»-карбина, гексагонального, ромбоэдрического и кубического графита, лонсдейлита. Обнаружены рентгеноаморфные разности скелетных алмазов (Т.Г. Шумилова, 1997).
Комплексы энсиматических островных дуг
К энсиматическим островным дугам ранней стадии развития отнесены металлогенические зоны: Иргизская, Федоровская, Бестюбинская, Бозшакольская, Жалаир-Найманская с Северо-Западной и Юго-Восточной подзонами, Акшатауская, Чингиз-Тарбагатайская, Бестау-Кокпектинская с Бестауской и Кокпектинской подзонами (А.К. Мазуров, 2002). Общим для них служит наличие в основании островодужных образований вулканогенных и (или) осадочных формаций океанического дна (рис. 40).
Островодужные образования представлены вулканогенными толщами преимущественно основного, реже среднего и кислого состава, перемежающимися с осадочными породами: песчаниками, алевролитами, глинистыми, углисто-глинистыми, кремнистыми сланцами, кремнистыми породами, яшмами, линзами и прослоями конгломератов и известняков. Соотношение между вулканогенными и осадочными породами меняется в широких пределах, но для всех зон выдерживается тенденция к увеличению осадочных компонентов к верхам разреза. Интрузивные породы представлены габброидами, диоритами, гранодиоритами, плагиогранитами, реже гранитами, граносиенитами, ультраосновными разностями.
С ранней стадией развития энсиматических островных дуг связаны золото-молибденово-медные платиноидные габбро-плагигранитные металлогенические комплексы: Бощекульский нижнекембрийский, Бестюбинский верхнеордовикский, Шекарабулакский и Денисовский среднедевонские, Саурский карбоновий.
К энсиматическим островным дугам поздней стадии развития отнесены металлогенические зоны: Майкаинская, Сувенир-Кусмурунская с Сувенир-Александровской и Кусмурунской подзонами, Абралинская и Сарытумская. Как и энсиматические островные дуги ранней стадии развития, все они заложены на океанической коре. Но островодужные образования в них представлены преимущественно осадочными породами: вулканомиктовыми и полимиктовыми песчаниками, конгломератами, алевролитами, линзами известняков (рис. 41). Чисто осадочные пачки перемежаются с вулканогенно-осадочными, в которых распространены, а иногда преобладают лавы и туфы среднего, реже основного и кислого состава. В целом их стратифицированные образования сходны с верхней частью разрезов энсиматических островных дуг ранней стадии развития. Интрузивные породы в них представлены плагиогранитами, гранодиоритами, диоритами, габбро, иногда ультрамафитами.
Оруденение, связанное с поздней стадией развития энсиматических островных дуг, преимущественно колчеданное полиметаллически-золотое, и развито как в дугах поздней стадии развития, так и в поздних образованиях ранних островодужных систем. Выделяются следующие медно-свинцово-цинково-золотые риолит — трахириолит — андезит Комплекс приурочен к Бощекульской кембро-ордовикской островодужной системе, сформировавшейся на нижнекембрийской океанической коре, представленной подушечными афировыми базальтами с яшмоидами и гиалокластитами ордабайской (майкаинской) свиты (Магмат комп. Казах., 1889). Верхи ордабайской и телексольская свита нижнего кембрия характеризуют период от собственно океанической к островодужной стадии развития - здесь увеличивается количество пирокластических и терригенных осадочных пород, появляются, преимущественно в субвулканической фации, плагиолипариты.
Интрузивный магматизм в Бощекульской зоне проявляется слабо. Он представлен дайко- и пластобразными телами плагиогранитов, гранодиоритов, диоритов и габбро среднекембрийского кульбайского габбро-плагиогранитного комплекса. Именно с этими интрузиями связано оруденение Бощекульского металлогенического комплекса. Оруденение комплекса медно-порфировое. Оно представлено разведанным месторождением Бозшаколь и плохо изученными рудопроявлениями Сатпак, Северное, Осеннее.
Месторождение Бозшаколь (рис.42) приурочено к субширотной антиклинальной складке, сложенной основными и средними вулканитами бощекульской серии. Ядро складки прорвано ветвящимися дайкообразными телами тоналитовых гранитоидов кульбайского комплекса, с которыми связана порфировая система месторождения. С юга кембрийские породы и руды несогласно перекрыты осадочными отложениями ордовика, прорванными силурийскими (?) диорит-порфиритами и габбро-диоритами. Гранитоиды на месторождении представлены двумя разновидностями: порфировидными плагиогранитами, обычно сменяющимися на глубине равномернозернистыми плагиогранитами и плагиогранит-порфирами с криптовой, микропойкилитовой, иногда микродиоритовой основной массой. С гранитоидами тесно ассоциируют тела крупноглыбовых брекчий, в которых крупные (несколько метров в поперечнике) тесно прилегающие друг к другу обломки эффузивов и гранитоидов
Комплексы Джунгаро-Балхашского позднепалеозойского пояса
Позднепалеозойский (Прибалхашско-Илийский) вулкано плутонический пояс представляет собой незамкнутую полуовальную зону, открытую к юго-востоку и вложенную в девонский пояс. Он сложен наземными вулканитами с горизонтами осадочных пород и прорывающими их интрузиями. В северной части позднепалеозойский пояс отделен от девонского Тектурмасским, Жанааркинским, Жаман-Сарысуйским и Сарысу-Моинтинским антиклинориями и Сарысуйским и Успенским синклинориями. На юге и юго-востоке он частично перекрывает девонский пос. Внутреняя часть полуовала выполнена карбоновыми морскими осадочными отложениями.
М. К. Бахтеев в пределах пояса выделяет Илийское, Токрауское и Каркаралинско-Алакольское звенья. Существенной разницы в их строении не отмечается, за исключением того, что в Илийском звене в турне и раннем-среднем визе не распространены морские осадки, характерные для отложений этого возраста других звеньев (рис.73). В целом позднепалеозойский пояс отличается от девонского более кислым составом вулканитов: если в девонском поясе кислые вулканиты слагают 57,4% их общего объема, то в позднепалеозойском эта цифра поднимается до 69,6% (М.К. Бахтеев, 1987). Менее четко выражено в рассматриваемом поясе трехчленное строение разреза. М.К. Бахтеев проводит формационные границы по нижнему-среднему карбону и нижней перми. К нижнему формационному ряду относятся каркаралинская, кетменская, мукринская и алтынэмельская свиты нижнего карбона, к среднему -калмакэмельская и батпакская свиты среднего карбона, кергетасская и дигерезская свиты среднего-верхнего карбона, колдарская и кугалинская свиты верхнего карбона-нижней перми. Верхний формационный ряд представлен свитами: чубарайгырской и бескайнарской нижней перми, караирекской нижней-верхней перми, бакалинской, жалгызагашской и жельдыкоринской - верхней перми и малайсоринской верхней перми -нижнего триаса. В нижнем карбоне и нижней перми - нижнем триасе преобладают трахитоидные вулканогенные формации, а в среднем карбоне - нижней перми они имеют подчиненное значение. Все вулканиты нижнего формационного ряда относятся к известково-щелочной калий-натриевой серии с калий-натриевым отношением 0,28-0,46 для основных, 0,64 для средних и 0,90 для кислых разностей. Железо-магниевое отношение составляет соответственно 1,55-2,40; 2,50-2,62 и 3,64-3,81. В среднем формационном ряду к известково-щелочной серии относятся средние и кислые вулканиты. Калий-натриевое отношение для них соответственно составляет 0,58-0,71 и 0,94-0,104, а железо-магниевое - 2,86-2,92 и 3,48-4,06. Породы основного состава принадлежат субщелочной серии с калий-натриевым отношением 0,42 и железо-магниевым — 2,70. В верхнем формационном ряду к субщелочной калий-натриевой серии относятся вулканиты основного и кислого состава. Калий-натриевое отношение для них равно 0,52-0,63 и 1,04-1,14, а железо-магниевое - 2,08-2,37 и 3,65-4,97 соответственно. Андезитоиды верхнего ряда известково-щелочные с калий-натриевым отношением 0,65-0,79 и железо-магниевым - 2,31-2,64. Таким образом, от ранних к поздним возрастает как общая, так и калиевая щелочность вулканогенных пород: если в нижнекарбоновых вулканитах субщелочные серии отсутствуют, а в среднем карбоне - нижней перми к ним относятся только базальтоиды, то в пермо-триасе субщелочной серии принадлежат как основные, так и кислые вулканиты.
Более четко эта закономерность выражена для интрузивных пород, порядок внедрения которых в позднепалеозойском поясе полностью соответствует таковому девонского пояса. Первыми внедрялись интрузии диорит - гранодиорит - плагиогранитных комплексов: ранне среднекарбоновых балхашского и музбельского и раннепермских топарского и колдарского. В поздней перми они сменились граносиенитами, щелочными гранитами, кварцевыми сиенитами, монцонитами и монцодиоритами кокдомбакского и ушобинского интрузивных комплексов, а потом лейкократовыми и биотитовыми гранитами акчатауского (колдарминского) комплекса. Завершается интрузивный магматизм аляскитами и лейкократовыми гранитами кызылрайского (баканасского) пермо-триасового интрузивного комплекса.
Ранне-среднекарбоновые комплексы представлены породами известково-щелочной калий-натриевой серии с калий-натриевым и железо-магниевым отношениями 0,6-1,0 и 1,8-4,0 соответственно, при этом калиевость и железистость пород возрастают с увеличением кислотности. В раннепермских интрузиях также преобладают породы известково-щелочной серии с калий-натриевым и железо-магниевым отношениями 1,0-1,5 и 2,0-4,0. Менее распространены породы субщелочной (калий-натриевое и железо-магниевое отношения 1,05-1,15 и 2,0-5,5) и толеитовой (0,7-1,3 и 4-7) серий. В кокдомбакском позднепермском комплексе породы известково-щелочной серии (0,7-1,1 и 2,1-3,3) преобладают среди средних и умеренно кислых разностей. Наиболее кислые породы комплекса относятся к субщелочной калий-натриевой серии (0,8-1,6 и 2,4-7,0). Изредка встречаются гранитоиды толеитовой серии (0,5-1,2 и 2,6-5,8). Акчатауский интрузивный комплекс представлен породами всех серий при незначительном преобладании субщелочной и повышенной по сравнению с более ранними комплексами калиевостью и железистостью - калий-натриевое и железо-магниевое отношения равны 1,2-1,4 и 6,0-16,0; 1,10-1,35 и 4,4-5,3; 0,90-1,75 и 6,0-19,0 соответственно для субщелочной, известково-щелочной и толеитовой серий. Все породы пермо-триасового кызылрайского интрузивного комплекса принадлежат субщелочной серии с калий-натриевым отношением 1,0-1,6 и железо-магниевым отношением 7,0-20,0.
Как отмечено ранее, фронтальная область пояса отличается от центральной несколько более основным составом вулканитов. Поэтому с нею связаны основные порфировые месторождения пояса, отнесенные нами к молибденово-медному гранодиорит-плагиогранитному Коунрад-Актогайскому металлогеническому комплексу. К центральной области, которая характеризуется максимальной полнотой разрезов вулканогенных толщ, приурочены молибденово-вольфрамовый лейкогранитный Восточно-Коунрадский, свинцово-цинковый порфировый Алайгырский и медно-серебряно-золотой базальт-андезит-трахиандезитовый Балхашский металлогенические комплексы. Тыловая область позднепалеозойского пояса на большей части совпадает с девонским поясом. В это время продолжается унаследованное развитие Шу-Сарысуйского и Тенизского задуговых прогибов, хотя частично осадконакопление смещается к востоку, концентрируясь в пределах континентальных рифтовых зон, возникших на границе девона и карбона.
