Detection and interpretation of central type structures within the territory of southeastern Transbaikalia for prediction of ore-forming systems
- Authors: Ustinov S.А.1, Petrov V.А.1, Minaev V.А.1, Nafigin I.О.1, Yarovaya Е.V.1
-
Affiliations:
- Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry RAS
- Issue: Vol 66, No 4 (2024)
- Pages: 329-362
- Section: Articles
- URL: https://bakhtiniada.ru/0016-7770/article/view/267571
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0016777024040015
- EDN: https://elibrary.ru/cbchrl
- ID: 267571
Cite item
Abstract
Extremely little attention is paid to the issues of detecting and interpreting of central type structures (CTS) when conducting remote structural-geological and structural-geomorphological studies. At the same time, in the 70–80s of the 20th century, the important role of CTSs in the localization of deposits and ore fields was proven. The position of these structures must necessarily be taken into account when solving problems of searching for and predicting mineral resources in the context of metallogenic analysis and reconstruction of the geological history of development of the studied areas. The almost absence of results of mass detecting and interpreting of CTSs can be explained by the still poorly developed methodology for identifying and analyzing this type of structure. In the present study for the territory of southeastern Transbaikalia, based on modern geoinformation technologies, the use of remote sensing data (radar topographic survey) of high resolution, the creation of a digital elevation model and the application of an integrated structural-spatial analysis, an author’s approach to detection and interpretation of the CTSs is presented, including in connection with the localization of ore objects of various geological-industrial (geological-genetic) types within the framework of the concept of the formation of mineral systems. A statistical analysis of the CTSs identified in the area was carried out, which made it possible to establish a smooth increase in the number of structures with a decrease in their diameter. It is shown that the spatial maxima of ore mineralization extent within the territory are concentrated on the periphery of large CTSs and in their immediate vicinity. Most of the known large ore objects are confined to the internal areas of structures less than 10 km in diameter. Based on the approach of constructing model sections, it was possible to reconstruct the deep position of magma chambers associated with the identified CTSs, and, thereby, to determine the probable sources of metal-bearing fluids. A close spatial relationship between the identified magma chambers and deep faults has been established. To determine the most favorable sites for the deposition of ore mineralization, based on structural-spatial criteria, which include not only structural elements of the CTSs, but also segments of known fault structures, weight of evidence models of the territory have been created. The accuracy of the complex model is 89%. Thus, in accordance with the concept of mineral systems, the sources, migration pathways and sites of the most probable deposition of ore mineralization have been reconstructed.
Full Text

About the authors
S. А. Ustinov
Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry RAS
Author for correspondence.
Email: ustinov@igem.ru
Russian Federation, Staromonetny per., 35, Moscow, 119017
V. А. Petrov
Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry RAS
Email: vlad243@igem.ru
Russian Federation, Staromonetny per., 35, Moscow, 119017
V. А. Minaev
Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry RAS
Email: minaev2403@mail.ru
Russian Federation, Staromonetny per., 35, Moscow, 119017
I. О. Nafigin
Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry RAS
Email: nafigin@igem.ru
Russian Federation, Staromonetny per., 35, Moscow, 119017
Е. V. Yarovaya
Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry RAS
Email: e.v.yarovaya@yandex.ru
Russian Federation, Staromonetny per., 35, Moscow, 119017
References
- Алексеев Д.Н. Стратиформное свинцово-цинковое оруденение Забайкалья и Прибайкалья // Литология и полезные ископаемые. 1975. № 5. С. 93–102.
- Андреева О.В., Петров В.А., Полуэктов В.В. Мезозойские кислые магматиты Юго-Восточного Забайкалья: петрогеохимия, связь с метасоматизмом и рудообразованием // Геология руд. месторождений. 2020. Т. 62. № 1. С. 76–104.
- Афанасов М.Н., Павлова В.В., Терновой В.В. Геолого-металлогеническое развитие юго-восточного Забайкалья // Вестник Санкт-Петербургского университета. 2007. Сер. 7. Вып. 3. С. 3–19.
- Брюханов В.Н., Буш В.А., Глуховский М.З., Зверев А.Т., Кац Я.Г. Кольцевые структуры континентов Земли. М.: Недра, 1987. 184 с.
- Ван-Ван-Е А.П. Эродированность эндогенных месторождений в зонах тектономагматической активизации Дальнего Востока // Тихоокеанская геология. 2001. Т. 20. № 3. С. 97–104.
- Геологическая карта Приамурья и сопредельных территорий. Масштаб 1 : 2 500 000. Объяснительная записка / Ред. Л.И. Красный, А.С. Вольский, Пэн Юньбяо и др. СПб – Благовещенск – Харбин, 1999. 135 с.
- Гитис В.Г., Ермаков Б.В. Основы пространственно-временного прогнозирования в геоинформатике. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. 256 с.
- Гитис В.Г., Щукин Ю.К., Старостин В.И. ГИС-технология прогноза рудных месторождений // Информационные процессы. 2013. Т. 13. № 2. С. 48–63.
- Головин А.А., Гусев Г.С., Клипко В.А., Криночкин Л.А. Критерии локализации перспективных площадей при мелко-среднемасштабных геохимических работах // Разведка и охрана недр. 2008. № 4–5. С. 50–58.
- Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1 : 1000000 (третье поколение). Лист М50 – Борзя. Объяснительная записка. / Отв. исп. Е.А. Шивохин, А.Ф. Озерский. СПб.: Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 2010. 553 с.
- Гришков Г.А., Нафигин И.О., Устинов С.А., Петров В.А., Минаев В.А. Разработка методики автоматического выделения линеаментов на основе нейросетевого подхода // Исследование Земли из Космоса. 2023. № 6. C. 86–97.
- Гуревич Д.В. Кольцевые структуры: важнейшие механизмы образования // Региональная геология и металлогения. 2009. № 39. С. 14–23.
- Гуревич Д.В. Семейства купольно-кольцевых структур как результат деятельности мантийных и литосферных плюмов // Региональная геология и металлогения. 2010. № 43. С. 65–74.
- Гусев Г.С., Хаин В.Е. О соотношениях Байкало-Витимского, Алдано-Станового и Монголо-Охотского террейнов (юг Средней Сибири) // Геотектоника. 1995. № 5. С. 68–82.
- Духовский А.А., Амантов В.А., Артамонова Н.А., Панфильцев Д.Н., Ступак В.М. Сейсмические и гравитационные образы ведущих рудных районов и полей Юго-Восточного Приаргунья (Восточное Забайкалье, Россия) // Геология руд. месторождений. 1998. Т. 40. № 2. С. 99–113.
- Духовский А.А., Артамонова Н.А., Булычев А.В., Соколова Т.Б. Изучение объемного строения эндогенных рудных районов при геологосъемочных работах: Методическое пособие по объемному геологическому картированию. Спб.: ВСЕГЕИ, 2000. 327 с.
- Ежов Б.В., Худяков Б.И. Морфотектоника геодинамических систем центрального типа. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1984. 129 с.
- Ищукова Л.П., Игошин Ю.А, Авдеев Б.В. и др. Геология Урулюнгуевского рудного района и молибден-урановых месторождений Стрельцовского рудного поля. М.: ЗАО “Геоинформмарк”, 1998. 529 с.
- Ищукова Л.П., Модников И.С., Сычев И.В., Наумов Г.Б., Мельников И.В., Кандинов М.Н. Урановые месторождения Стрельцовского рудного поля в Забайкалье. Иркутск: Типография Глазовская, 2007. 260 с.
- Казанский В.И. Глубинные корни рудных месторождений // Природа. 1986. № 11. С. 30–40.
- Кац Я.Г., Полетаев А.И., Румянцева Э.Ф. Основы линеаментной тектоники. М.: Недра, 1986. 144 с.
- Козлов В.Д., Ефремов С.В., Дриль С.И., Сандимирова Г.П. Геохимия, изотопная геохронология и генетические черты Верхнеундинского гранитного батолита (Восточное Забайкалье) // Геохимия. 2003. № 24. С. 408–424.
- Корчуганова Н.И., Корсаков А.К. Дистанционные методы геологического картирования: учебник. М.: КДУ, 2009. 288 с.
- Космическая информация в геологии. Под ред. А.В. Пейве, А.В. Сидоренко, А.Л. Яншина и др. М.: Наука, 1983. 536 с.
- Красный Л.И. Тектонотип межблоковой (коллизионно-аккреционной) структуры: системы Монголо-Охотская и Циньлинская // Тихоокеанская геология. 1997. Т. 16. № 5. С. 3–9.
- Кушнарев И.П. Глубины образования эндогенных рудных месторождений. М.: Недра, 1982. 210 с.
- Лучицкий И.В., Бондаренко П.М. Механизм образования концентрических структур над магматическим очагом // Геология и геофизика. 1974. Т. 15. № 10. С. 3–19.
- Методическое пособие по изучению глубинного геологического строения складчатых областей для Государственной геологической карты России масштаба 1 : 1000000 / А.М. Духовский, Н.А. Артамонова, А.И. Атаков и др. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2005. 134 с.
- Мещерякова О.А., Полетаев А.И. Геология и геофизика кольцевых структур // Проблемы тектоники и геодинамики земной коры и мантии. Том 2. Материалы L Тектонического совещания. М.: ГЕОС, 2018. С. 11–14.
- Модников И.С., Скворцова К.В. О вертикальной зональности молибден-урановых месторождений // Геология руд. месторождений. 1974. № 2. С. 18–27.
- Невский В.Д., Фролов Д.Д. Структуры рудных месторождений кольцевого типа. М.: Недра, 1985. 247 с.
- Парфенов Л.М., Попеко Л.И., Томуртогоо О. Проблемы тектоники Монголо-Охотского орогенного пояса // Тихоокеанская геология. 1999. Т. 18. № 5. С. 24–43.
- Петров В.А., Андреева О.В., Полуэктов В.В., Коваленко Д.В. Тектономагматические циклы и геодинамические обстановки формирования рудоносных систем Южного Приаргунья // Геология руд. месторождений. 2017. Т. 59. № 6. С. 445–469.
- Полетаев А.И. Космические снимки: к опыту чтения текстов планеты Земля // Электронное научное издание. Альманах Пространство и Время. 2015. Т. 10. Вып. 1.
- Рац М.В., Чернышев С.Н. Трещиноватость и свойства трещиноватых горных пород. М.: Недра. 1970. 160 с.
- Ребецкий Ю.Л., Сим Л.А., Маринин А.В. От зеркал скольжения к тектоническим напряжениям. Методы и алгоритмы. М.: Изд. ГЕОС, 2017. 234 с.
- Рундквист Д.В., Неженский И.А. Зональность эндогенных месторождений. М.: Недра, 1975. 205 с.
- Рыбалов Б.Л. Пространственное размещение позднемезозойских рудных месторождений в Восточном Забайкалье (Россия) // Геология руд. месторождений. 2002. Т. 44. № 4. С. 354–368.
- Рыбалов Б.Л. Эволюционные ряды позднемезозойский рудных месторождений Восточного Забайкалья (Россия) // Геология руд. месторождений. 2000. Т. 42. № 4. С. 377–388.
- Рыжкова В.М., Соловьёв В.В. Карта морфоструктур центрального типа территории СССР. М–б 1 : 10000000. Мингео СССР, ВСЕГЕИ, 1975.
- Сафонов Ю.Г., Горбунов Г.И., Пэк А.А., Волков А.В., Злобина Т.М., Кравченко Г.Г., Малиновский Е.П. Состояние и перспективы развития учения о структурах рудных полей и месторождений // Геология руд. месторождений. 2007. Т. 49. № 5. С. 386–420.
- Симонов Ю.И., Любалин В.Д. Некоторые особенности тектоники Балейского золотоносного района (Восточное Забайкалье) // Геология и геофизика. 1979. Вып. 1. Т. 20. С. 20–27.
- Смирнов С.С. Очерк металлогении Восточного Забайкалья. М.: Госгеолиздат, 1944. 89 с.
- Соловьев В.В. Структуры центрального типа территории СССР по данным геолого-морфологического анализа. Объяснительная записка к Карте морфоструктур центрального типа территории СССР масштаба 1 : 10000000. Ленинград: М-во геологии СССР. Всесоюз. ордена Ленина науч.-исслед. геол. ин-т., 1978. 111 с.
- Таусон Л.В., Антипин Н.С., Захаров М.И., Зубков В.С. Геохимия мезозойских латитов Забайкалья. Новосибирск: Наука, 1984. 189 с.
- Томсон И.Н., Полякова О.П., Кочнева Н.Т. Мегасвод Восточного Забайкалья и связь с ним нижнемелового эпитермального оруденения // В кн.: Проблемы эндогенного рудообразования. М.: Наука, 1974. С. 92–101.
- Томсон И.Н., Кочнева Н.Т., Кравцов В.С. Системы концентрических структур, их типы и рудоносность // Геология руд. месторождений. 1982. № 4. С. 21–33.
- Шерман С.И., Борняков С.А., Буддо В.Ю. Области динамического влияния разломов (результаты моделирования). Новосибирск: Наука. СО АН СССР, 1983. 110 с.
- Шерман С.И. Сейсмический процесс и прогноз землетрясений: тектонофизическая концепция. Новосибирск: Гео, 2014. 359 с.
- Щеглов А.Д., Билибина Т. В., Терентьев В.М. Современные проблемы докембрия // Региональная геология и металлогения. 1994. № 23. С. 85–94.
- Acocella V., Cifelli F., Funiciello R. Analogue models of collapse calderas and resurgent domes // J. Volcanol. Geotherm. Res. 2000. V. 104. P. 81–96.
- Acocella V., Cifelli F., Funiciello R. Formation of nonintersecting nested calderas: insights from analogue models // Terra Nova. 2001. V. 13. P. 58–63.
- Carranza E. Weights of Evidence Modeling of Mineral Potential: A Case Study Using Small Number of Prospects, Abra, Philippines // Natural Resources Research. 2004. № 13. P. 173–187.
- Cole J.W., Milner D.M., Spinks K.D. Calderas and caldera structures: a review // Earth-Science Reviews. 2005. V. 69. P. 1–26.
- Faulkner D.R., Mitchell T.M., Healy D., Heap M.J. Slip on weak faults by the rotation of regional stress in the fracture damage zone // Nature. 2006. V. 444. № 7121. P. 922–925.
- Faulkner D.R., Mitchell T.M., Jensen E., Cembrano J. Scaling of fault damage zones with displacement and the implications for fault growth processes // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2011. V. 116. № 5. P. 1–11.
- Faulkner D.R., Sanchez-Roa C., Boulton C., den Hartog, S.A.M. Pore fluid pressure development in compacting fault gouge in theory, experiments, and nature // J. Geophys. Res.: Solid Earth. 2018. V. 123. № 1. P. 226–241.
- Franca-Rocha W., Bonham-Carter G., Misi A. GIS modeling for mineral potential mapping of carbonate-hosted Pb-Zn deposits // Brazilian Journal of Geology. 2003. № 33. P. 191–196.
- Geyer A., Folch A., Martı´ J. Relationship between caldera collapse and magma chamber withdrawal: an experimental approach // J. Volcanol. Geotherm. Res. 2006. V. 157. P. 375–386.
- Gudmundsson A., Nilsen K. Ring-faults in composite volcanoes: structures, models and stress fields associated with their formation // Geological Society. London. Special Publications. 2006. V. 269. P. 83–108.
- Hagemann S.G., Lisitsin V., Huston D.L. Mineral system analysis: quo vadis // Ore Geol. Rev. 2016. V. 76. P. 504–522.
- Huston D.L., Mernagh T.R., Hagemann S.G., Doublier M.P., Fiorentini M., Champion D.C., Jaques A.L., Czarnota K., Cayley R., Skirrow R., Bastrakov E. Tectono-metallogenic systems – The place of mineral systems within tectonic evolution, with an emphasis on Australian examples // Ore Geol. Rev. 2016. V. 76. P. 168–210.
- Johnson S.E., Schmidt K.L., Tate M.C. Ring complexes in the Peninsular Ranges Batholith, Baja California, MÈxico and southern California, USA: middle- to upper-crustal magma plumbing systems // Lithos. 2002. № 61. P. 187–208.
- Kennedy B., Stix J., Vallance J.W., Lavallee´ Y., Longpre´ M.-A. Controls on caldera structure: results from analogue sandbox modeling // GSA Bull. 2004. V. 116. P. 515–524.
- Komuro H. Experiments on cauldron formation: a polygonal cauldron and ring fractures // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 1987. V. 31(1–2). P. 139–149.
- Lavalle´e Y., Stix J., Kennedy B., Richer M., Longpre´ M.-A. Caldera subsidence in areas of variable topographic relief: results from analogue modeling // J. Volcanol. Geotherm. Res. 2004. V. 129. P. 219–236.
- Liping Y., Xingmin M., Xiaoqiang Z. SRTM DEM and its application advances // International Journal of Remote Sensing. 2011.Vol. 32. №14. P. 3875–3896.
- Marti J., Ablay G.J., Redshaw L.T., Sparks R.S.J. Experimental studies of collapse calderas // J. Geol. Soc. Lond. 1994. V. 151. P. 919–929.
- Lipman P.W. Subsidence of ash flow calderas: Relation to caldera size and magma-chamber geometry // Bull. Volcanol. 1997. V. 59. P. 198–218.
- Marti J., Geyer A., Folch A., Gottsmann J.A. Review on Collapse Caldera Modelling. In: Marti J., Gottsmann J. (eds.). Developments in Volcanology, 2008. V. 10. P. 233–283.
- Pirajno F. Hydrothermal Processes and Mineral Systems. 2009. 1250 p.
- Pirajno F. A classification of mineral systems, overviews of plate tectonic margins and examples of ore deposits associated with convergent margins // Gondwana Research. 2016. V. 33. P. 44–62.
- Porwal A., González-Álvarez I., Markwitz V., McCuaig T.C., Mamuse A. Weights-of-evidence and logistic regression modeling of magmatic nickel sulfide prospectivity in the Yilgarn Craton, Western Australia // Ore Geol. Rev. 2010. V. 38. Iss. 3. P. 184–196.
- Robb L.J., Meyer F.M. The Witwatersrand Basin, South Africa: Geological framework and mineralization processes // Ore Geol. Rev. 1995. V. 10. № 2. P. 67–94.
- Roche O., Druitt T.H., Merle O. Experimental study of caldera formation // J. Geophys. Res. B, Solid Earth Planets. 2000. V. 105. №1. P. 395–416.
- Roche O., Druitt T.H. Onset of caldera collapse during ignimbrite eruptions // Earth Planet. Sci. Lett. 2001. V. 191. P. 191–202.
- Saul. J. Circular structures of large scale and great age on the Earth’s surface // Nature. 1978. № 271. P 345–349.
- Shahi H., Rouhani A. K. A. GIS-based weights-of-evidence model for mineral potential mapping of hydrothermal gold deposits in Torbat-e-Heydarieh area // J. of Mining and Environment. 2014. № 5. P. 79–89.
- Walter T.R., Troll V.R. Formation of caldera periphery faults: an experimental study // Bull. Volcanol. 2001. V. 63. №2. P. 191–203.
- Wilson J.E., Chester J.S., Chester F.M. Microfracture analysis of fault growth and wear processes, Punchbowl Fault, San Andreas System, California // J. Struct. Geol. 2003. №. 25. P. 1855–1873.
- Wyborn L.A.I., Heinrich C.A., Jaques A.L. Australian Proterozoic mineral systems: essential ingredients and mappable criteria // AusIMM Publication Series 4/94. 1994. P. 109–115.
Supplementary files
