Металлогения олова Востока России.

В главе II рассмотрены геодинамические обстановки проявления оловянного оруденения и геолого-структурные особенности региональных ОМРС. Структурные условия размещения оловянного оруденения на объектах локального уровня, в ранге "месторождение" и "рудное тело", изучены автором на примере разнотипных месторождений нескольких оловорудных районов Востока России. Основное внимание в процессе этих исследований было уделено изучению структурных условий локализации рудных тел на месторождениях двух основных промышленно-генетических типов оловорудных объектов - олово-редкометальных (грейзеновых и касситерит-кварцевых) и олово-полиметальных (касситерит-силикатных и касситерит-сульфидных). В качестве эталонных для первой группы выбраны месторождения Правоурмийское и Ближнее (Баджальский район), Тигриное, Забытое и Чимчигузское (Арминский район). В сравнительном плане привлечены литературные данные по Иультинскому месторождению. В рамках второй группы автором выполнены детальные структурные исследования на месторождениях Фестивальном, Придорожном (Комсомольский район), Дубровском, Верхнем (Кавалеровский район), Горном (Арминский район), Лошадиная Грива (Баджальский район), а также на ряде других объектов.

рис. 17

Основной рудовмещающей структурой месторождения Правоурмийское является зона малоамплитудного надвига без разрыва сплошности пород. Надвиг локализован в экзоконтакте висячего бока дайки гранит-порфиров (рис. 17). Область прилегания зоны надвига к дайке представляет собой полосу шириной 150-200 м, по простиранию полого (4-6^o) погружающуюся к востоку. Общая протяженность зоны смятия по падению изменяется от первых десятков метров на ее западном фланге до 600-950 м в центральной и восточной частях месторождения. Направление падения зоны - северо-северо-западное (340-350^o) под углами 25-45^o, в среднем - 33^o.

В зоне надвига изгибу подверглись пологие трещины отдельности в риолитах в пределах сравнительно узкой и протяженной линейной зоны деформации. Геологическими границами зоны являются области плавного перегиба пологих трещин отдельности до крутого падения. Углы падения трещин изменяются от 10-35^o в висячем и лежачем боках зоны до почти вертикальных в центральной ее части. Здесь же происходит резкое увеличение плотности трещин от 3-5 до 20-30 на 1 погонный метр. Рудная зона Правоурмийская сформировалась в контуре зоны смятия и представляет собой маломощную (от 4,4 до 17,2 м), но протяженную по простиранию (более 2400 м) и падению (около 950 м) ленту рудоносных метасоматитов. Основными продуктивными образованиями рудной зоны являются кварц-топазовые грейзены с касситеритом.

Рудные зоны месторождения Ближнее локализованы в пологих трещинах среди вулканитов, значительно реже минерализация фиксируется в крутопадающих нарушениях. Анализ морфологических особенностей, пространственной ориентировки, характера и направлений подвижек, а также участков сопряжения различных разрывных нарушений позволил установить, что в допозднемеловое время деформации происходили под действием меридиональных сжимающих усилий. В этих условиях субмеридиональные трещины возникали как трещины отрыва, а позже, в процессе последующего развития структуры, преобразовались в протяженные сколовые трещины. В позднемеловое время произошла существенная переориентировка основных деформирующих напряжений. Если на первоначальном этапе деформации оси А и С были ориентированы горизонтально, а ось В - вертикально, то на последующем этапе основные деформации происходили в вертикальном направлении. Сбросовые подвижки по основным нарушениям создали благоприятные условия для возникновения субгоризонтальных трещин отрыва среди меловых вулканитов. Эти трещины отрыва явились структурами, в которых происходило рудоотложение. Вывод о формировании пологих рудовмещающих трещин отрыва в результате сбросовых подвижек по основным нарушениям имеет важное значение для оценки перспектив обнаружения рудных зон в породах фундамента. Здесь вряд ли можно ожидать таких же пологих структур, т.к. для их возникновения необходимо сочетание, по меньшей мере, двух факторов: сбросовые подвижки и благоприятная литологическая среда. Отсутствие последнего фактора в породах фундамента явно снижает вероятность образования здесь пологих рудовмещающих структур и, вместе с тем, увеличивает шансы субмеридиональных крутопадающих нарушений. Возникнув вначале как трещины отрыва, в позднемеловое время эти нарушения преобразовались в сколовые и создали благоприятные условия для локализации в них оруденения. Подтверждением этого предположения служит обнаружение в эффузивах субмеридиональных крутопадающих минерализованных зон, а также единичные находки аналогичных по ориентировке маломощных кварц-касситеритовых прожилков в подстилающей вулканиты осадочной толще.

рис. 18

Месторождение Забытое приурочено к северной периферической зоне Усть-Арминского интрузивно-купольного поднятия (рис. 18). Рудные тела локализованы в эндо- и экзоконтакте сложного штока гранит-порфиров (рис. 18б), петрохимически сходных с породами расположенного поблизости Приискового массива (рис. 18в). Центральная часть штока вытянута в широтном направлении, а многочисленные апофизы ориентированы субмеридионально. Песчано-глинистая толща на участке месторождения слагает синклинальную складку северо-восточного простирания. Анализ трещиноватости показал наличие нескольких основных максимумов, характеризующих систему взаимно перпендикулярных соскладчатых трещин, возникших в процессе деформации слоев (рис. 18г). Ориентировка длинной оси штока в целом совпадает с ориентировкой серии трещин, которым соответствуют максимумы III и IV, а его многочисленные дайкообразные апофизы и ответвления ориентированы в близмеридиональном направлении, чему соответствуют максимумы I и II диаграммы трещиноватости. Практически все рудные тела месторождения характеризуются простиранием 5^o-15^o с крутыми падениями (70^o-85^o) в западном или восточном направлении (см. рис. 18г). Нормали к плоскостям рудных тел на стереографической проекции совпадают с периферией максимумов I и II, а места пересечения следов этих плоскостей на проекции достаточно отчетливо совпадают с максимумами III и IV. Это однозначно свидетельствует о формировании рудовмещающих структур на фоне и с использованием систем соскладчатых трещин. Результаты структурного анализа дают основание полагать, что структура месторождения сформирована в сравнительно спокойной тектонической обстановке, для которой не характерно наличие каких-либо интенсивных послескладчатых наложенных деформаций. Предрудная тектоническая подготовка выразилась лишь в активизации одной из систем соскладчатых трещин, а именно - трещин субмеридионального простирания, которые вначале были использованы апофизами гранитного штока, а затем послужили путями движения металлоносных растворов.

рис. 19

Месторождение Тигриное расположено в периферической зоне Тигриного сводового поднятия (рис. 19а), значительная часть площади которого занята Излучинским гранитоидным массивом. Участок месторождения сложен моноклинальной толщей алевролитов с подчиненными прослоями глинистых сланцев, песчаников и гравийных конгломератов.

Интрузивные породы представлены гранит-порфирами и различными по составу дайками. Гранит-порфиры слагают несколько штоков и серию даек. Наиболее крупный шток имеет пологие контакты (20^o-30^o - южный и юго-восточный и 40^o-50^o - северный и северо-западный). В его юго-восточном экзоконтакте развиты мелкие штоки и дайки гранит-порфиров мощностью в первые метры, имеющие северо-северо-западное простирание. Более мощные и протяженные дайки в виде прерывистого кольца окаймляют рудное поле (рис. 19б). Рудные тела месторождения приурочены к небольшой купольной структуре, осложняющей строение "материнского" свода в узле пересечения двух систем трещиноватости. Первая из них фиксируется разрывными нарушениями северо-западного простирания, вторая - Тигринкинским разломом и параллельной ему цепочкой интрузивов. Влияние этих структурных направлений чётко отражается в строении рудного поля. Рудоносная штокверковая зона, как и большинство слагающих ее прожилков, а также серия даек имеют северо-западную ориентировку. Наряду с этим, отдельные дайки порфиритов и длинная ось неэродированной части Тигриного штока ориентированы в близширотном направлении.

Рассматривая два структурных направления (северо-западное и близширотное) относительно Излучинского массива и купольной структуры в целом, убеждаемся, что первое унаследовано от радиальной, а второе - от концентрической систем трещин, образованных в слоистой толще при воздымании Излучинской интрузии. Тектоническое развитие рудного поля не ограничилось фиксацией интрузивными и рудными телами указанных трещинных систем. Последующие деформации привели к подновлению ранее существовавших разломов и формированию на их месте зон трещиноватости, использованных затем продуктами заключительных фаз магматической и гидротермальной деятельности. Наложенные деформации отразились в ориентировке мелкой трещиноватости терригенных пород, где наряду с системами соскладчатых трещин, четко проявились иные структурные направления (рис. 19 г). Рудные тела слагают штокверк, вытянутый в северо-западном направлении. Преобладающая ориентировка рудных прожилков - северо-западная и близмеридиональная, реже отмечаются субширотные и северо-восточные простирания. Падение прожилков варьирует от 90^o до 40^o.

рис. 20

Месторождение Придорожное расположено в зоне северных экзо- и эндоконтактов Силинского массива гранитоидов (рис. 20). Рудные тела представлены линейно вытянутыми в близмеридиональном или в северо-западном направлении крутопадающими зонами турмалинитов с локализованной в их контурах оловянной и более поздней сульфидной минерализацией. Результаты обработки массовых замеров трещиноватости как в осадочных, так и в интрузивных породах позволяют выделить несколько систем трещин, закономерно связанных с определенными крупными элементами структуры месторождения. Из них ориентировка только одной, включающей три взаимно перпендикулярные максимумы трещин, меняется в зависимости от ориентировки слоистости пород, что позволяет считать их соскладчатыми трещинами. Остальные же системы трещин в целом не проявляют никакой определенной связи со слоистостью; они закономерно связаны с рудоконтролирующими нарушениями. По особенностям внутреннего строения, ориентировке в пространстве и характеру рудовмещающих структур рудные зоны месторождения отчетливо разделяются на две морфологические группы: 1) мощные зоны турмалинизации с наложенным оруденением в протяженных субмеридиональных трещинах сколового типа; 2) рудные тела в оперяющих трещинах отрыва северо-западного, иногда субмеридионального простирания.

Структурные факторы, определяющие локализацию обогащенных участков, четко подразделяются на несколько групп: 1) складчатая структура вмещающей толщи; 2) кривизна поверхности рудовмещающих нарушений и характер подвижек по ним в период отложения минералов основной продуктивной стадии; 3) трещиноватость вмещающих пород.

В зависимости от положения в складчатой структуре, рудные зоны подразделяются на две группы. К первой относятся косо ориентированные по отношению к пликативной структуре рудные тела северо-западного простирания, которые нередко оруденелы практически на всем своем протяжении.

Ко второй группе относятся зоны, приуроченные к шарнирам складок. Так, вдоль осевых плоскостей синклиналей прослеживаются крупные нарушения, вмещающие зоны Центральную и Придорожную, а в осевой плоскости антиклинали расположено рудное тело 7.

Изучение закономерностей распределения богатого оруденения в зависимости от кривизны поверхности рудовмещающего нарушения позволило установить, что как в зоне Придорожной, так и в зоне Центральной участки с богатым оруденением приурочены, как правило, к интервалам, отклоняющимся к северо-западу от среднего простирания зоны. Причина заключается в том, что нарушения, вмещающие зоны Центральную и Придорожную, в период отложения минеральных ассоциаций продуктивной стадии проявились как шарнирные левосторонние сдвиги. При этом, судя по ориентировке штрихов скольжения и по особенностям влияния углов падения сместителя на локализацию оруденения, сдвиги сопровождались небольшими вертикальными смещениями на флангах. Кроме того, результаты структурного анализа позволили установить, что в течение длительного процесса образования рудных зон произошла переориентировка деформирующих напряжений, приведшая к взаимной смене положений осей А и В.

рис. 21

Изучение структурных особенностей месторождения Дубровское (рис. 21) показало, что общая трещиноватость пород здесь несет следы унаследованности от соскладчатых систем трещин. Вместе с тем, анализ структурных диаграмм свидетельствует, что одна из соскладчатых систем трещин неоднократно подновлялась в результате наложения более поздних деформаций. Этими же деформациями обусловлено и возникновение новых систем трещин - сколовых северо-восточной ориентировки и отрывных - близмеридиональной. Кроме того, нередко фиксируются почти горизонтальные и субширотные крутые трещины. В целом, сопоставляя общую трещиноватость и ориентировку осей поля деформации на разных горизонтах месторождения, можно отметить следующее. Во-первых, сверху вниз возрастает общая упорядоченность трещиноватости. Если диаграммы для горизонтов II, V, VI представляют собой R-тeктoниты с расположением примерно равноценных максимумов по периферии полусферы, то диаграммы трещиноватости для глубоких горизонтов (XI, XIII) приближаются к S-тектониту с четко обособленными максимумами. Эта закономерность впервые для Дубровского месторождения была отмечена И.Н.Кигаем (1966) и объяснялась им "гравитационной зональностью". Не исключая возможность такого объяснения, необходимо отметить и другие факторы, а именно, влияние термального поля вскрытого на глубине гранитоидного массива и распространение региональных контактово-метаморфических образований. Эти два фактора, влияние которых не распространялось до уровня современной эрозионной поверхности, приводили к залечиванию мелкой трещиноватости продуктами регионального и локального метаморфизма. При этом, оставались незалеченными лишь трещины, подновляемые в результате последующих тектонических движений.

Определение ориентировки осей главных нормальных напряжений, выполненное по паре сопряженных поверхностей скалывания или по элементам залегания сместителя и оперяющих его трещин отрыва, позволило выделить три вертикальных уровня. Первый, от поверхности до горизонта VI, характеризуется постепенным смещением ориентировки осей деформации (в частности, оси ₃) по часовой стрелке примерно на 50^o. На втором уровне, между горизонтами VI и IX, отмечается поворот осей поля напряжений в обратную сторону на 20-30^o. Начиная с IX горизонта (третий уровень) оси деформации вновь смещаются по часовой стрелке. Таким образом, вертикальный интервал между горизонтами VI и IХ представляется аномальным на общем фоне месторождения. Именно в этом интервале широко развиты дайки с почти горизонтальным залеганием. Трубообразное тело брекчий (трубка Северная) вверх по восстанию от этого уровня переходит в линейное дайкообразное тело. Выше VI горизонта развита преимущественно жильная минерализация, особенно на северном фланге месторождения, ниже IX - преимущественно метасоматическая штокверковая, тогда как между горизонтами VI и IX отмечается совместное развитие штокверковых и жильных рудных тел.

Наряду с анализом изменения плана деформации в пространстве, удалось восстановить вариации ориентировки деформирующих напряжений во времени. При этом, рассматривались четыре этапа: предрудный, маркируемый дайками риолитов, рудный-I, которому соответствует время отложения основной массы касситерита, рудный II, в течение которого происходило отложение сульфидов, главным образом халькопирита и пирротина, и послерудный, соответствующий периоду формирования жил и прожилков карбонатного состава. Реконструированное поле напряжений в предрудный этап характеризуется следующей ориентировкой главных нормальных осей деформации: ₃ - 14^o, наклон на север под углом 2^o; ₁ - 104^o, наклон на восток 14^o. В период формирования жил и прожилков, выполненных касситеритом и ассоциирующими минералами, ориентировка поля напряжений была несколько иной: ₃ - 6^o, С38^o; ₁ - 96^o, З20^o. Отложение минералов более поздней, сульфидной ассоциации (халькопирит-пирротиновой) происходило в трещинах, возникших под действием напряжений с осями ₃ - 164^o, ССЗ28^o, ₁ - 76^o, BСB8^o. На всем этом возрастном интервале, от предрудного этапа до позднерудного, отмечается разворот поля деформации против часовой стрелки на 35^o-40^o. В послерудный этап, маркируемый карбонатными прожилками, в результата разрядки напряжений, произошел обратный разворот осей деформации. Ось ₃ для этого периода имеет ориентировку 0^o с наклоном на С48^o, ₁ - 90^o, З22^o.

рис. 22

Месторождение Верхнее (рис. 22) является единственным месторождением Кавалеровского района, на котором основные рудные тела относятся к штокверковому типу. Анализ соотношения ориентировки слоистости и ориентировки трещиноватости с различным минеральным выполнением свидетельствует, что значительная часть минерализованных трещин относится к системе соскладчатых, подновленных в результате наложенных деформаций. Особенно отчетливо это проявлено для периодов отложения минералов сульфидной и карбонатной ассоциаций. Во время формирования продуктивной (касситеритовой) минерализации соскладчатые системы трещин проявились слабо, основную роль здесь играли наложенные трещины. Во время отложения касситерита оси деформации имели следующую ориентировку: ₁ - 7^o, ₃ - 97^o; в период отложения сульфидов - ₁ - 14^o, ₃ - 104^o. На этом временном интервале произошел разворот осей, а в послерудный этап, во время формирования карбонатных прожилков, произошел разворот осей деформирующих напряжений в обратную сторону. Для этого этапа ориентировка осей следующая: ₃ - 96^o, ₁ - 6^o. Подобными же по ориентировке напряжениями обусловлено возникновение самых поздних, неминерализованных трещин. При этом, положение оси s₂ послерудного этапа наиболее близко к положению оси В складчатости.

В целом, тектоническую эволюцию участка месторождения Верхнее можно интерпретировать следующим образом. Непосредственно в предрудный этап, в результате процессов, связанных с воздыманием свода и одновременным возобновлением подвижек по северо-восточным левым сдвигам, произошла существенная переориентировка поля напряжений. Это способствовало возникновению в узле пересечения двух различно ориентированных структур ослабленных зон (зон разрядки напряжений), благоприятных для развития массовой трещиноватости и дальнейшей локализации продуктов рудного процесса. Затем, в результате снятия нагрузки, произошла релаксация и восстановление прежнего положении поля напряжений. Этому периоду соответствует отложение минералов поздней, карбонатной ассоциации и формирование послерудных, неминерализованных трещин.

Выполненные структурные исследования позволяют сделать следующие выводы.

Структуры локализации рудных тел олово-редкометальных месторождениях, в случае размещения их среди флишоидных толщ, наследуют соскладчатые системы трещиноватости слоистых породах без активного их предрудного подновления и развития, что обуславливает, в частности, широкое распространение штокверковых типов руд в их пределах. Вторым важным структурообразующим фактором в процессе формирования этих месторождений являются последовательно внедрявшиеся магматические тела, при кристаллизации которых формировались системы контракционных трещин. В этом процессе более поздние внедрения магмы и продукты постмагматической пневматолито-гидротермальной деятельности наследовали радиально-концентрические системы нарушений, созданные как в терригенной толще предыдущими инъекциями, так и в самих интрузивных телах ранних фаз внедрения. Образование и заполнение рудоносных трещин происходило в условиях растяжения, о чем говорит обилие друзовых структур в рудах. Таким образом, формирование минерализованных структур олово-редкометальных месторождений происходило на фоне и с использованием ранее существовавших соскладчатых трещин вмещающих пород и (или) контракционных трещин ассоциирующих интрузивов, однако более поздняя интенсивная тектоническая проработка таких структур за счет наложенных тектонических напряжений отсутствовала.

В противоположность этому, заключительные фазы ОМРС, в состав которых входят касситерит-силикатно-сульфидные (олово-полиметальные) месторождения, локализуются в тектонически активных участках рудоносных территорий. Формирование магмо- и рудоконтролирующих разломов связано с развитием региональных структур, а минерализованные трещины распространяются далеко от ассоциирующих интрузивных тел. Рудовмещающие структуры олово-полиметальных месторождений хотя и могут наследовать направления соскладчатых трещин, однако их формирование не связано с соскладчатыми деформациями, а происходит под воздействием автономных деформирующих напряжений. Для рудовмещающих структур характерна их хорошая проработанность по вертикали и горизонтали, а также неоднократная смена ориентировки осей деформации в течение времени от предрудного этапа к рудному и, далее, к послерудному. При этом, отложение основной массы касситерита происходило при максимально напряженном состоянии рудовмещающего блока пород, тогда как для послерудного этапа, маркируемого отложением минералов карбонатной ассоциации, характерна инверсия поля напряжений и их спад.

Рассмотренные в данной главе материалы служат основанием для третьего защищаемого положения, в котором утверждается, что формирование рудовмещающих структур олово-редкометальных месторождений, ассоциирующих с гранодиорит-гранитными комплексами, происходило в относительно спокойной тектонической обстановке и связано с подновлением ранее существовавших соскладчатых трещин вмещающих пород и/или контракционных трещин рудоносных интрузивов. Рудовмещающие структуры олово-полиметальных месторождений, ассоциирующих с диорит-гранодиорит-гранитными комплексами, не связаны с соскладчатыми деформациями и формируются под воздействием автономных деформирующих напряжений, распространяясь далеко от рудоносных интрузивных тел.