Структурные условия формирования коллизионных месторождений золота восточного склона Южного Урала

Защищаемое положение 4. Структуры коллизионных месторождений золота Магнитогорской мегазоны относятся к полигенным и полихронным образованиям, сочетающим в себе ранние надвиговые и поздние сдвиговые парагенезисы. Основным фактором локального контроля золоторудной минерализации различных формационных типов служили сдвиговые деформации. Наиболее продуктивный тектонофизический режим отвечал условиям локального растяжения на фоне общего латерального сжатия.

Полигенная и полихронная природа рудовмещающих структур и контроль процессов минералообразования сдвиговыми полями палеотектонических напряжений установлены на коллизионных месторождениях, представляющих все основные типы золотого оруденения Магнитогорской мегазоны: 1) золото-родингитовый, 2) золото-кварцевый, 3) золото-сульфидно-кварцевый, 4) золото-сульфидный. На месторождениях первых трех типов золоторудная минерализация локализована преимущественно в сдвиговых нарушениях, наложенных на структуры раннего надвигового парагенезиса.

Структурные условия формирования золото-родингитового оруденения изучены на примере месторождения Золотая гора, которое расположено в Карабашском массиве серпентинитов, смятых в антиформу. Размещение родингитовых жил (протяженность по простиранию до 700 м, установленная длина по падению 195 м, мощность в среднем 2-4, в раздувах до 10 м) контролируется крутопадающей правосдвиговой зоной с дуплексной инфраструктурой (рис. 7 А), сформировавшейся после складчатых деформаций [Знаменский и др., 1998, 2005]. Дуплексы реконструированы на перекрытиях и прямолинейных участках структурообразующих продольных разломов (сегментов магистрального шва). В первой структурной обстановке в зависимости от знака сочленения правых сдвигов, имевших небольшую взбросовую компоненту, возникли дуплексы сжатия (при левостороннем эшелонировании) и растяжения (на правосторонних перекрытиях). Во второй обстановке дуплексы растяжения образованы основным швом и синтетическими сдвигами, а дуплексы сжатия - тем же швом, вторичными синтетическими сдвигами и R-сколами Риделя. Дуплексы имеют в объеме форму сильно вытянутых эллипсоидов, длинные оси которых наклонены на северо-восток под углами 50-85^o. Наиболее продуктивные на золото поздние диопсидовые и в основном наследующие их хлорит-кальцитовые прожилки развиты внутри крупных родингитовых жил, а также в их экзоконтактах среди серпентинитов. Прожилки выполняют трещины, относящиеся к вторичным парагенезисам. Их образование связано с реактивированными правосторонними движениями по сдвиговой зоне, вызванными импульсами субширотного стресса. Тектонофизический режим этого периода отличался крайне неоднородным распределением полей палеонапряжений и существованием одновременно условий транспрессии в дуплексах сжатия, сдвигообразующих обстановок в дуплексах растяжения и сбросовых полей напряжений за пределами сдвиговой зоны. Размещение золотоносных прожилков контролировалось участками действия локальных сдвиговых полей напряжений, характеризовавшихся двухосным растяжением по осям σ₁ и σ₂ (рис. 7Б). Рудоносные трещины слагают линейные штокверки, вытянутые вдоль длинных осей дуплексов-эллипсоидов. Участки сгущения прожилков совпадают с рудными столбами с содержанием золота более 2 г/т.

Золото-кварцевые и золото-сульфидно-кварцевые месторождения отличаются большим разнообразием типов рудолокализующих структур. К числу главнейших среди них могут быть отнесены следующие: 1) сдвиговые зоны с дуплексной структурой, 2) сдвиги с оперяющими разрывами и 3) узлы пересечения зон малоамплитудных сдвигов [Знаменский, 1999; Знаменский, Знаменская, 1997; Знаменский, Знаменская, 1998; Знаменский, Серавкин 2001; Косарев и др.,1999; Серавкин и др., 2001].

Рудовмещающие структуры первых двух типов установлены на месторождениях, залегающих в сдвиговых зонах, которые достигли в своем развитии поздней дизъюнктивной стадии или стадии полного разрушения [Семинский, Семинский, 2004]. Для таких зон характерно наличие магистрального сместителя или крупных его сегментов и более мелких разрывов оперения.

Золотоконтролирующие сдвиговые зоны с дуплексной структурой выявлены на мелких жильных месторождениях Тукан, Аллагул-тау и других. На этих месторождениях дуплексы сформировались в интервалах пересечения разрывами интрузивных массивов, представлявших собой блоки компетентных пород.

Месторождение Тукан расположено в Худолазовском мегадуплексе, а в его пределах - в Султанкульско-Туканской тектонической зоне близмеридионального простирания [Знаменский, Знаменская, 2005; Серавкин и др., 2001]. Оно приурочено к небольшому массиву габбро-диоритов, прорывающему терригенно-кремнистые отложения зилаирской свиты (D₃). Внутри массива развиты дайки долеритов позднепалеозойского Худолазовского дайкового комплекса, с которыми тесно пространственно связано золото-кварцевое оруденение. Объектами отработки на месторождении служили линейные кварцевые штокверки, локализованные в сосредоточенных зонах малоамплитудных правых сдвигов и косых разрывов близмеридионального и северо-восточного простираний. Наиболее богатые рудные штокверки установлены на восточном фланге месторождения в разрывах, образующих и разрушающих сдвиговый дуплекс растяжения линзовидной в плане формы. Последний сформировался в зоне меридионального правостороннего разлома крутого западного падения в интервале пересечения им интрузивного массива. Рудоносный интервал дизъюнктива, повторяющий форму восточной контактовой поверхности тела габбро-диоритов, отличается искривлением по часовой стрелке относительно общего простирания разлома. В пределах дуплекса преобладают рудолокализующие разрывы продольного (аз.пр. 5-10^o) и косого (аз.пр.25-50^o) северо-восточного направления, аппроксимирующиеся Y-сдвигами и R-сколами Риделя соответственно. В подчиненном количестве присутствуют рудоблокирующие северо-западные левые сдвиги (R'-сопряженные сколы Риделя). Рудные столбы приурочены к изгибам по простиранию Y-сдвигов и R-сколов Риделя.

Во второй структурной обстановке локализованы золото-сульфидно-кварцевые месторождения Сиратур, Малый Каран и рудная зона Идрис, которые залегают в Северном мегадуплексе [Знаменский, 1999₂; Знаменский, 2001; Знаменский, Знаменская, 1998; Знаменский, Серавкин, 2001].

Месторождение Малый Каран расположено на Малокаранско-Александровской площади в зоне левого сдвига северо-западного простирания на участке пересечения разломом дайкообразного тела сиенит-порфиров. Сдвиговая зона состоит из магистрального шва и трех сопряженных с ним систем разрывов: 1) северо-западного продольного по отношению к направлению шва (Y-сдвигов), 2) диагонального северо-западного (R-сколов Риделя) и 3) диагонального северо-восточного (R'-сопряженных сколов Риделя) простираний. Все системы нарушений вмещают метасоматиты карбонат-апатит-серицит-хлорит-кварц-альбитового состава (эйситы или альбититы по Н.И. Бородаевскому). Структурная позиция тел альбититов определяется приуроченностью к S-образным изгибам растяжения (разуплотнения напряжений) магистрального шва и Y-сколов, которые возникли в интервалах сопряжения их с R-сколами. Золото распределено неравномерно и концентрируется в раздувах тел альбититов, а в их пределах - в интервалах с меньшим азимутом простирания.

Заложение и развитие Малокаранского разлома происходило в пульсирующем режиме тектонических деформаций в течение трех фаз. Ранняя фаза характеризовалась формированием в обстановке субширотного сжатия в зоне разлома центрального магистрального шва (левого взбросо-сдвига), вторичного парагенезиса разрывов и зон альбититов, смятых в динамометаморфические складки сложной морфологии. В течение второй фазы после прекращения активного латерального стресса в зонах альбититов образовались альбит-кварцевые жилы. На поздней фазе в условиях возобновившегося субширотного сжатия и левых взбросо-сдвиговых смещений по центральному шву в альбититах и альбит-кварцевых жилах сформировалась золотоносная прожилково-вкрапленная сульфидная минерализация.

Третья рудовмещающая обстановка характерна для узлов пересечения разломов рассредоточенного по М.В. Гзовскому [1975] или зарождающегося по М.В. Рацу и С.Н. Чернышеву [1970] типа. В классификации К.Ж. и Ж.В. Семинских [2004] они соответствуют разломам ранней дизъюнктивной стадии развития. Рудоконтролирующие и рудовмещающие нарушения представлены зонами мелких часто различно ориентированных сколовых нарушений (Таракановское и Базайское месторождения, рудопроявление Рытовские жилы и др.). Например, на рудопроявлении Рытовские жилы золотоносные кварцевые жилы и линейные кварцевые штокверки локализованы в узлах пересечения зон мелких сдвиговых нарушений близмеридионального, северо-западного и северо-восточного простираний [Серавкин и др., 2001]. Главные рудные тела залегают в северо-западных зонах, имеющих левосдвиговую кинематику. Положение в их пределах рудных столбов, обусловленных повышенными концентрациями золота, определяется приуроченностью к узлам пересечения с разрывами других направлений.

Золото-сульфидные месторождения, как правило, залегают в зонах региональных взбросо-надвиговых нарушений в интервалах пересечения этих зон близмеридиональными разломами, образующими или разрушающими сдвиговые мегадуплексы растяжения. Главными элементами рудоконтроля здесь являются вторичные взбросы и взбросо-надвиги, испытавшие на рудном этапе реактивированные сдвиговые или косые смещения. Строение рудовмещающей системы в значительной мере зависит от степени трансформации дорудных разломов в сдвиговые нарушения. Установлена группа месторождений, на которых разломы раннего надвигового парагенезиса испытали малоамплитудные внутриминерализационные движения и сохранили первичные (дорудные) особенности строения. Размещение золото-сульфидной минерализации на этих объектах подчинено, главным образом, изгибам дизъюнктивов по простиранию. Вторичные сдвиговые парагенезисы представлены только мелкими трещинными структурами. В такой структурной обстановке локализовано прожилково-вкрапленное золото-сульфидное оруденение Ильинского рудного поля. Рудное поле расположено в зоне Тунгатаровского разлома северо-восточного простирания на участке пересечения его восточным флангом Нуралино-Вознесенско-Буйдинской тектонической зоны [Знаменский, 1982₂, 1985, 1986₁, 1986₂, 1992 и др.]. В строении рудного поля участвуют вулканогенные, вулканогенно-осадочные и кремнистые породы карамалыташской риолит-базальтовой (D₂) и улутауской флишоидной (D_2-3) формаций. В пределах рудного поля разведаны четыре минерализованные зоны: Восточная, Западная и Промежуточная, входящие в состав месторождения Муртыкты, и рудная зона месторождения Ик-Давлят.

Золото-сульфидное оруденение развито в разрывах - элементах чешуйчатого взбросо-надвига юго-восточного падения, заложившегося до начала процессов минералообразования. Главный рудоконтролирующий разлом имеет зональную структуру, которой и обусловлены основные закономерности размещения золото-сульфидной минерализации. Во фронтальной части разлома, состоящей из западновергентных высокоамплитудных чешуйчатых взбросо-надвигов и изоклинальных складок, оруденение локализовано в послойных срывах-сбросах юго-восточного падения, осложняющих тектоническую пластину (Западная зона и месторождение Ик-Давлят). В его тыловой зоне, образованной восточновергентными малоамплитудными взбросами и пликативными формами преимущественно открытого типа, основными рудовмещающими структурами являются крупные взбросы и оперяющие их разрывы, главным образом, северо-западного падения (Восточная и Промежуточная зоны) (рис. 8).

По рудолокализующим разрывам на рудном этапе происходили реактивированные малоамплитудные сдвиговые или косые (с доминирующей горизонтальной компонентой) смещения. Процесс минералообразования протекал в две основные стадии. На ранней стадии сформировалась пиритовая минерализация, а на поздней - наиболее продуктивное на золото полиметаллическое оруденение. Размещение рудных тел и рудных столбов контролировалось изгибами разломов, способствовавшими направлению внутриминерализованных смещений по ним. На примере Восточной зоны установлено, что рудоносные и безрудные интервалы разрывных нарушений представляли собой изгибы растяжения и сжатия соответственно. По разломам рудной зоны реконструированы внутриминерализационные левые взбросо-сдвиговые смещения. Рудные тела и рудные столбы приурочены к изгибам, отклоняющимся против часовой стрелки от общего простирания разломов и имеющим более пологое залегание. Такие интервалы вмещают жилообразные сульфидно-кварцевые тела, сопровождающиеся зонами прожилково-вкрапленной минерализации. В течение всего периода рудообразования здесь действовали сдвиговые поля палеонапряжений. Напряженное состояние на ранней стадии характеризовалось растяжением по осям σ₁ и σ₂, а на поздней - одноосным растяжением по оси σ₁. На малопродуктивных интервалах, отклоняющихся к северо-востоку от общего простирания разломов, оруденение концентрируется в оперяющих трещинах. Основной разлом при этом часто остается безрудным. Формирование ранней пиритовой минерализации контролировалось надвиговыми полями палеонапряжений с осями σ₃ и σ₁, ориентированными почти перпендикулярно и параллельно разрывам соответственно, которые представляли собой закрытые структуры. В заключительные фазы рудного этапа на таких изгибах господствовала обстановка трехосного сжатия, в связи с чем поздние полиметаллические ассоциации получили крайне незначительное развитие.

В рудном поле отчетливо выражен литологический контроль оруденения. Оно, независимо от структурных условий локализации, концентрируется в верхней части разреза риолит-базальтовой формации, породы которой обогащены сингенетичной пиритовой минерализацией вулканогенно-осадочного и гидротермально-метасоматического генезиса. В пределах этого стратиграфического уровня рудоносные разрывы развиты преимущественно вдоль крутопадающих границ контрастных по петрофизическим свойствам пород или в блоках хрупких основных эффузивов, залегающих среди горизонтов более пластичных пород (рис. 8).

В более многочисленную группу входят месторождения, подвергшиеся интенсивным сдвиговым деформациям. Структурная позиция оруденения здесь определяется приуроченностью к разломам, сопровождающимся крупными оперяющими сдвигами (месторождения Красная жила, Веселое, Рябковские горки и др.) или к сдвиговым зонам, наследующим взбросо-надвиговые тектонические пластины (месторождение Миндяк).

Месторождение Красная жила расположено в Северном мегадуплексе в зоне Краснохтинского разлома северо-восточного простирания, ограничивающего зону ГУР с востока. Разлом состоит из серии тектонических пластин, разделенных зонами серпентинитового меланжа крутого юго-восточного падения. Тектонические пластины сложены серпентинизированными дунитами и гарцбургитами, пироксенитами, островодужными вулканитами основного состава (S₁?), комагматичными им интрузивными телами габброидов и углистыми сланцами [Знаменский, 1994].

На месторождении известно несколько кулисно расположенных зон лиственитов с прожилково-вкрапленной пирит-халькопирит-пирротин-сфалеритовой минерализацией. Рудные тела локализованы в правосторонних разрывах - сосредоточенных зонах рассланцевания северо-восточного простирания, наследующих зоны серпентинитового меланжа. Основные рудовмещающие разломы сопровождаются оперяющими разрывами северо-западного, близмеридионального и субширотного направлений. Вторичные разрывы содержат только малопродуктивную прожилковую минерализацию и разделяют основные разломы на рудные и безрудные блоки. В пределах рудных интервалов участки с повышенными содержаниями золота приурочены к изгибам разломов по простиранию, способствовавшим правосдвиговым смещениям по ним. Процессы минералообразования осуществлялись в сдвиговом поле палеонапряжений с близширотной ориентировкой оси σ₃ [Знаменский, 19891].

Месторождение Миндяк расположено в зоне ГУР в одноименном мегадуплексе растяжения. Структура месторождения представляет собой линейную антиформу северо-восточного простирания, образованную пакетом тектонических пластин (рис. 9 А) [Знаменский, 2000; Серавкин и др., 1994; Ertl, Znamensky et al., 1997; Kisters, Znamensky, 1997]. Северо-западное крыло антиформы осложнено серией продольных чешуйчатых взбросо-надвигов юго-восточного падения.

Главной рудовмещающей структурой месторождения является зона правого сдвига северо-восточного простирания, возникшая на месте тектонической пластины, ограниченной Западным и Восточным взбросо-надвигами юго-восточного падения. Внутреннюю структуру сдвиговой зоны формируют рудовмещающие разрывы четырех направлений: 1) продольного северо-восточного (аз.пр. 10-35^o), 2) диагонального северо-восточного (аз. пр. СВ 50-75^o), 3) диагонального северо-западного (аз. пр. СЗ 320-330^o) и 4) диагонального близмеридионального (аз. пр. 340-0^o). Разрывные нарушения первых трех систем занимают положение Y-, R-, R'- сдвигов соответственно. В пределах сдвиговой зоны оруденение сосредоточено на изгибе растяжения (разуплотнения напряжений), отличающемся большим, чем зона в целом азимутом простирания. Этот интервал зоны нарушен вторичными разрывами близмеридионального Баишевско-Тимирьяновского левого сдвига, ограничивающего Миндякский мегадуплекс с запада, а также субширотными разломами правосторонней Миндякско-Буйдинской дислокации.

Отдельные рудные тела и рудные столбы приурочены к узлам пересечения вторичных разрывов зоны. В пределах рудных столбов реконструированы поля палеонапряжений с двухосным растяжением по осям σ₁ и σ₂ (рис. 9 Б).

Основными элементами структурной модели рудного тела месторождения являются следующие: 1) магистральный рудолокализующий разлом, определяющий генеральное простирание рудного тела; 2) оперяющие и пересекающие его второстепенные рудовмещающие разрывы, обуславливающие склонение рудного тела и создающие апофизы; 3) ореолы прожилково-вкрапленного оруденения, сопровождающие магистральный разлом и второстепенные нарушения.

В строении рудных тел участвуют прожилково-вкрапленная пиритовая ми-нерализация и наложенное на нее прожилковое пирит-халькопирит-карбонат-кварцевое оруденение с самородным золотом. Формирование разрывных структур, вмещающих раннюю и позднюю минерализацию, происходило при близких планах деформаций (в условиях близширотного стресса и сдвиговых или сбросо-сдвиговых полей напряжений), но в существенно различных термодинамических условиях, характеризовавшихся резким падением в конце рудной стадии температуры и давления [Мурзин и др., 2003]. Вертикальный диапазон развития оруденения ограничен пластиной полимиктового олистострома, матрикс которого обогащен сингенетичной пиритовой минерализацией. В пределах пластины золотое оруденение концентрируется в компетентных блоках - олистоплаках основных вулканитов [Серавкин, Знаменский и др., 1994].