Структурные условия формирования коллизионных месторождений золота восточного склона Южного Урала

Защищаемое положение 3. Региональная структурная позиция золото-сульфидных, золото-сульфидно-кварцевых и золото-кварцевых месторождений Магнитогорской мегазоны определяется приуроченностью к сдвиговым зонам транспрессивного типа, а в их пределах - к мегадуплексам растяжения. В мегадуплексах золотое оруденение концентрируется в узлах пересечения разновозрастных разломов при ведущей роли зон мелких сдвигов и косых разрывов близмеридионального, северо-западного и субширотного простираний, образующих и, главным образом, разрушающих дуплексные структуры по типу Y-сдвигов, R- и R'-сколов Риделя соответственно. Как правило, вначале они контролировали размещение позднепалеозойских комплексов малых интрузий и даек, а впоследствии - золотого оруденения.

Основную роль в региональном контроле золотого оруденения Магнитогорской синформы играют две близмеридиональные левосторонние сдвиговые зоны [Знаменский, 2004; Серавкин, Знаменский, 2006]. Они расположены на восточном и западном крыле синформы (рис. 2 Б). Основными структурными элементами зон являются вновь образованные региональные сдвиги и взбросо-сдвиги и активизированные взбросо-надвиговые нарушения. Восточная зона характеризуется четкими ограничениями (с запада - Магнитогорским взбросо-сдвигом, а с востока - сдвиговыми нарушениями зоны Восточно-Магнитогорского разлома) и хорошо развитой инфраструктурой. В Западной зоне, имеющей <расплывчатые> очертания, сдвиговые деформации проявлены значительно слабее. Ее западная граница большей частью проходит по Западно-Ирендыкскому, а восточная - по Кизильскому и Западно-Кизильскому разломам. На северной центриклинали Магнитогорской синформы они объединяются.

Обе рудоконтролирующие зоны относятся к транспрессивным сдвигам [Sanderson, Marchini, 1984] с характерным для структур этого типа поднятием внутри разломных зон [Silvester, 1988]. В осевой части Магнитогорской синформы линейные поднятия разделены областью предполагаемого компенсационного прогиба, который заполнен осадочными комплексами среднего и позднего карбона. Важнейшей особенностью строения рудоконтролирующих сдвиговых зон является присутствие в них подчиненных доменов, развивавшихся при активном участии транстенсивной тектоники - дуплексов растяжения [Woodcock, Fisher, 1986].

Доминирующим транспрессивным интервалам зон свойственна ассоциация близмеридиональных левых взбросо-сдвигов, северо-восточных и субширотных надвигов, взбросов, косых разломов и конических складок. Ярко выраженной и хорошо изученной областью с транспрессивным типом деформаций является интервал Восточной сдвиговой зоны от широты города Верхнеуральск на севере до границы Челябинской и Оренбургской областей на юге. Этот интервал нарушен многочисленными близмеридиональными левыми взбросо-сдвигами (Аблязовским, Западно-Фестивально-Александринским и др.) и субширотными надвигами, взбросами и косыми разломами (Харьковским, Бабарыкинским и др.), образующими разноранговые сдвиговые дуплексы сжатия ромбовидной в плане формы, а также серией северо-восточных конических складок (Аблязовской, Базарской и др.).

Результаты выполненных структурных и тектонофизических исследований в сочетании с материалами дешифрирования аэрокосмоснимков и анализа геофизических и геологосъемочных данных позволили реконструировать в пределах сдвиговых зон четыре крупных дуплекса (мегадуплекса) растяжения, названных нами Северный, Худолазовский, Миндякский и Кацбахский (рис. 4) [Знаменский, 2006, Знаменский, Знаменская, 2005]. В плане они имеют форму линз протяженностью по длинной меридиональной оси от первых десятков до 120 км и шириной до 50-60 км. Ограничениями тектонических линз, хорошо читаемых на космоснимках, служат реактивированные взбросо-надвиговые и трансферные нарушения и наложенные на них левые сдвиги и взбросо-сдвиги близмеридионального и северо-западного простираний. Внутренние части дуплексов нарушены сдвигами и косыми разрывами (часто сбросо-сдвигами) близмеридионального, северо-западного и восток-северо-восточного простираний в различных их сочетаниях, которые аппроксимируются Y-сдвигами, R- и R'-сколами Риделя соответственно. Подавляющее большинство (более 90%) золото-сульфидных, золото-сульфидно-кварцевых и золото-кварцевых месторождений и рудопроявлений Магнитогорской мегазоны приурочено к мегадуплексам растяжения.

По механизму формирования и структурной позиции мегадуплексы разделяются на два типа. К первому из них относятся Миндякский и Кацбахский дуплексы, образовавшиеся внутри транспрессивных разломных зон на изгибах сдвиговых пластин. Миндякская тектоническая линза расположена на участке искривления против часовой стрелки субпараллельных Баишевско-Тимирьяновского и Ялайского левосторонних разломов и ограничена с севера Уралтауским взбросо-надвигом. Дуплекс отличается невысокой степенью зрелости и, как следствие этого, слабой тектонической нарушенностью. Жильные золото-сульфидно-кварцевые и преобладающие золото-сульфидные месторождения концентрируются в северных интервалах дуплексообразующих разломов, представляющих собой зоны мелких сдвигов и косых разрывов. Рудоносный интервал Ялайского разлома имеет самостоятельное название - Сияргулово-Гареевская зона [Знаменский и др., 2000₂]. Месторождения, как правило, локализованы в узлах пересечения близмеридиональных тектонических зон с разломами других направлений. Например, наиболее крупное Миндякское золото-сульфидное месторождение приурочено к узлу пересечения Баишевско- Тимирьяновского разлома с чешуйчатыми взбросо-надвигами зоны ГУР и субширотными разрывами, входящими в состав Миндякско-Буйдинской дислокации [Знаменский, 2000; Серавкин и др., 2001]. Структурный узел наложен на сильно деформированные фрагменты рампового прогиба, сложенные карбонатным и углеродсодержащим полимиктовым олистостромом (С₁).

Кацбахский дуплекс сформировался в зоне искривления против часовой стрелки сдвиговой пластины, ограниченной Восточно-Браиловским и Кацбахским разломами (рис. 2 Б). В его центральной части располагается Кацбахский гранитный массив, имеющий абсолютный возраст 290 млн. лет [Ферштатер и др., 2007]. Внутреннюю структуру дуплекса определяет система чешуйчатых крутопадающих разрывов север-северо-западного простирания (R-сколов Риделя), вмещающих тела гранитоидов и мелкие жильные золото-сульфидно-кварцевые месторождения и рудопроявления. Золоторудные жилы разведаны также внутри сдвиговых чешуй, где локализованы в разрывах, занимающих положение преимущественно R'-сколов Риделя.

Второй тип представлен более крупными по размерам Северным и Худолазовским мегадуплексами, которые залегают в прямолинейных интервалах сдвиговых зон, полностью охватывая их по ширине. Механизм их образования сходен с экспериментальной моделью развития дуплексов <Риделя> в прямолинейных интервалах сдвиговых зон, формировавшихся при наложении на R-сколы Риделя продольных Y-сдвигов [Woodcock, Fisher, 1986]. Позиция мегадуплексов этого типа в значительной мере определяется особенностями размещения разломов, сформировавшихся на стадии шарьирования и надвигообразования. Например, Худолазовский дуплекс возник при активизации системы разломов надвигового парагенезиса, состоящей из близмеридиональных Западно-Ирендыкского взброса и Кизильского надвига и расположенного между ними Талкасско-Сосновского трансфера северо-западного простирания. <Катализатором> образования в Восточной сдвиговой зоне Северного мегадуплекса, по-видимому, послужил северо-западный интервал Агыро-Буйдинского надвига, ограничивающий дуплексную структуру с юга.

В пределах Северного мегадуплекса наиболее продуктивным на золото является его северный фланг (рис. 5 А). По нашим данным [Знаменский и др., 20002; Серавкин и др., 2001], мегадуплекс нарушен шестью субвертикальными тектоническими зонами малоамплитудных сдвигов и косых разрывов, контролирующих размещение малых интрузий Балбукского сиенит-гранит-порфирового комплекса (С₂-Р) и золотого оруденения. К ним относятся близмеридиональные левосторонние Нуралино-Вознесенско-Буйдинская и Орловско-Выдринская (Y-сдвиги), северо-западная левосдвиговая Малокаранско-Сиратурская (R-скол Риделя), субширотные правосторонние Поляковская, Белоозерско- Дунграйская и Красножильско-Шартымская (R'-сколы Риделя) разломные зоны. Эти зоны характеризуются значительной протяженностью по простиранию, достигающей 100 км и более, и амплитудами смещений в первые сотни м - первые км. Данные гравиразведки свидетельствуют о большой глубине заложения тектонических зон, составляющей не менее 5-6 км.

Позднепалеозойские интрузии и золотое оруденение концентрируются в узле пересечения тектонических зон, образуя зональный рудно-магматический центр. Структурный узел наложен на зону меланжа ГУР и расположенные восточнее девонские вулканогенные и осадочные комплексы осевой части Магнитогорской мегазоны. Внутри центра располагаются магматические тела и проявления золото-сульфидно-кварцевого типа. Все главные разновидности пород Балбукского комплекса обладают повышенными содержаниями Au, которые составляют (в мг/т): в диоритах - 6,2; в сиенито-диоритах - 11,0; в сиенитах и граносиенитах - 12,4 и в гранит-порфирах - 2,4. Продуктивными на золото-сульфидно-кварцевое оруденение, как правило, являются массивы сиенитового и граносиенитового состава. Таким образом, металлогеническая специализация Балбукского комплекса на золото проявляется и на геохимическом уровне.

По периферии рудно-магматического центра располагаются золото-сульфидные месторождения. По нашим наблюдениям на месторождениях Муртыкты, Ик-Давлят, Рябковские горки и Красная жила, золото-сульфидная минерализация сформировалась раньше золото-сульфидно-кварцевого оруденения, что подтверждают возрастные датировки. Например, околорудные метасоматиты золото-сульфидного месторождения Муртыкты имеют Rb-Sr изохронный возраст 294 млн. лет, а расположенного в 2 км восточнее золото-сульфидно-кварцевого рудопроявления Рытовские жилы - 255 млн. лет [Серавкин, Знаменский и др., 1994].

Внутри рудно-магматического центра отдельные золотоносные зоны и месторождения тяготеют к узлам пересечения разновозрастных разрывов более высокого порядка. Золото-сульфидные месторождения приурочены к узлам, которые обычно включают две генерации разломов (от ранних к поздним): 1) взбросы и надвиги северо-восточного простирания и сопряженные с ними северо-западные и близширотные трансферы и 2) магмаконтролирующие сдвиги и косые разрывы. На золото-сульфидно-кварцевых объектах развита также третья наиболее поздняя ассоциация синрудных разломов преимущественно северо-западного простирания.

Примером золотоносного структурного узла может служить Малокаранско-Александровская площадь, вмещающая мелкие золото-сульфидно-кварцевые месторождения (Малый Каран, Алексадровское и др.) [Знаменский, 2001]. Здесь пространственно совмещены разрывные структуры трех возрастных групп. К наиболее ранней из них относится тектоническая пластина вулканогенно-осадочных пород, ограниченная с северо-запада Аушкульским, а с юго-востока Малокумачинским взбросами юго-восточного падения. Вторая группа представлена системой магматических дуплексов растяжения, возникшей в условиях левосдвиговых дислокаций по пересекающимся разломам север-северо-восточного (Нуралино-Вознесенско-Буйдинская зона) и северо-западного (Малокаранско-Сиратурская зона) простираний. Магматические дуплексы выполнены интрузиями Балбукского комплекса. На них наложена синрудная левостороннняя сдвиговая зона северо-западного простирания (третья группа разрывных нарушений).

Наиболее крупные концентрации золото-сульфидного оруденения - месторождения Муртыкты и Ик-Давлят - локализованы в структурном узле, совмещенном с межвулканической палеодепрессией. Палеодепрессия выполнена промежуточными и удаленными фациями колчеданоносной риолит-базальтовой формации (D₂), характеризующимися присутствием сингенетичной пиритовой минерализации.

В течение длительного периода времени, включавшего этапы заложения дуплексоразрушающих тектонических зон, внедрения малых интрузий и даек и формирования золотого оруденения, внутри Северного мегадуплекса действовали сдвиговые и сбросо-сдвиговые поля палеонапряжений (рис. 5 Б).

Худолазовский мегадуплекс вмещает одноименную синклиналь близмеридионального простирания (рис. 6 А). Складка относится к структурам, образовавшимся на стадии шарьирования и надвигообразования. Внутренние части мегадуплекса нарушены системой разнопорядковых разрывов преимущественно север-северо-восточного и северо-западного простираний. В полосе, ограниченной Баишевско-Тимирьяновским и Кизильским разломами, ядро Худолазовской синклинали смято в пологие антиформные и синформные складки северо-восточного простирания, типичные для зон левого сдвига. Наложенные складки подчеркиваются изгибами в плане оси Худолазовской синклинали. К крыльям поздних складок приурочены два субвертикальных левых сдвига-срыва северо-западного простирания, которые разделяют рассматриваемую зону на дуплексы растяжения более высокого порядка. В процессе продолжавшихся левосторонних движений по граничным Баишевско-Тимирьяновскому и Кизильскому разломам северо-западные срывы испытали пластические деформации и приобрели S-образную форму.

В пределах мегадуплекса развито жильное и жильно-штокверковое золото-кварцевое оруденение. Оно концентрируется в двух тектонических зонах близмеридионального простирания, соответствующих Y-сколам [McClay, 1995]: Восточно-Ирендыкской и Султанкульско-Туканской [Серавкин и др., 2001]. Султанкульско-Туканская зона расположена в ядре Худолазовской синклинали, выполненном терригенно-кремнистыми породами (D₃-С₁), в области пластических деформаций северо-западных левых сдвигов. Она состоит из серии малоамплитудных разрывов и зон трещиноватости северо-западного, субширотного и преобладающего север - северо-восточного простираний, которые вмещают дайки основного состава позднепалеозойского Худолазовского дайкового комплекса позднепалеозойского возраста, а также наложенное на них жильное золото-кварцевое оруденение. Сколько-нибудь заметных смещений по ней не установлено. Вместе с тем именно эта тектоническая зона является основной золотоконтролирующей структурой на восточном фланге Худолазовского дуплекса. В ее пределах жильное оруденение характеризуется узловым распределением. Золотоносные участки и отдельные месторождения приурочены к интервалам пересечения север - северо-восточных разрывов с мелкими дизъюнктивами субширотного (антитетическими сдвигами) и северо-западного (синтетическими сдвигами) направлений. Структурные наблюдения на ряде месторождений (Тукан, Басай и др.) показали, что заложение магмаконтролирующих разрывов происходило в сдвиговом поле напряжений с северо-запад - юго-восточным направлением оси σ₃ по азимуту 300-305^o. Размещение золотоносных кварцевых жил контролировалось более поздними сдвиговыми и сбросо-сдвиговыми полями напряжений, отличавшимися субширотной ориентировкой оси σ₃ (рис. 6 Б).

Восточно-Ирендыкская зона, расположенная на западном фланге мегадуплекса, представляет собой субвертикальную тектоническую зону с левосдвиговой кинематикой, состоящую из малоамплитудных и различно ориентированных взбросов, сдвигов, косых разрывов, межформационных срывов, локальных зон рассланцевания и дисгармоничной складчатости. Вторичные складчатые и разрывные дислокации контролируют размещение мелких золотоносных кварцевых жил, штокверковых зон и зон кварцево-жильных образований сложной морфологии. Проявления золота концентрируются в горизонте слоистых яшмоидов ярлыкаповского горизонта (D₂e₂-zv), который был дислоцирован значительно интенсивнее по сравнению с подстилающими вулканогенными породами ирендыкской свиты (D_1-2) и перекрывающими монотонными толщами кремней и алевролитов улутауского уровня (D_2-3).