Структурные условия формирования коллизионных месторождений золота восточного склона Южного Урала

Защищаемое положение 5. Формирование золото-сульфидно-кварцевого оруденения Восточно-Уральской мегазоны происходило в геодинамическом режиме латерального сжатия. Размещение месторождений контролировалось региональными надвиговыми зонами, а в их пределах - компетентными телами гранитоидов тоналит-гранодиоритовой формации (С1-2). Структурные условия локализации золоторудных жил определялись тектонофизической обстановкой внутри гранитоидных массивов.

В настоящее время доминирующей является точка зрения о том, что ведущим механизмом формирования рудоносных структур крупнейших на Урале Кочкарского, Березовского и других золото-сульфидно-кварцевых месторождений, ассоциирующихся с массивами тоналит-гранодиоритовой формации, служил поперечный изгиб, вызванный штамповым воздействием снизу вверх остывающих магматических очагов [Бабенко, 1975; Бородаевский, Черемисин, 1981; Месторождения золота , 1999]. Вместе с тем структурные данные по Кочкарскому, Новотроицкому, Айдерлинскому, Синешиханскому и Джетыгаринскому месторождениям - основным промышленным золото-сульфидно-кварцевым объектам Восточно-Уральской мегазоны [Знаменский, Серавкин, 2005, 2006; Иванов, 1948; Смолин, 1975 и др.] свидетельствуют об условиях регионального близширотного сжатия массивов тоналит-гранодиоритовой формации на рудном этапе. Тектонофизический режим латерального стресса нашел отражение как в региональном, так и локальном контроле золото-сульфидно-кварцевого оруденения Восточно-Уральской мегазоны.

Региональный структурный контроль. Геологическая позиция месторождений в общей структуре Восточно-Уральской мегазоны определяется приуроченностью к крупным близмеридиональным разломным зонам взбросо-надвигового типа. К числу важнейших из них относится зона чешуйчатых взбросов и надвигов восточного падения, развитая вдоль западного фланга Восточно-Уральского прогиба (синформы). Она оперяет со стороны висячего бока Карталинский общекоровый надвиг (рис. 3). В этой зоне расположена серия массивов тоналит-гранодиоритовой формации (Пластовский, Варшавский, Айдырлинский и др.), с которыми ассоциируются многочисленные (более 30) золото-сульфидно-кварцевые месторождения и рудопроявления. Промышленные золоторудные объекты сосредоточены на Кочкарской и Айдырлинской площадях. В структурном отношении они представляют собой узлы пересечения близмеридиональной надвиговой зоны разломами северо-западного простирания.

Структурообразующими элементами Кочкарского золоторудного узла являются Пластовский массив плагиогранитов, вмещающий Кочкарское и Новотроицкое месторождения, региональный Кочкарский взброс близмеридионального простирания, проходящий вдоль западного контакта плутона, и система разломов северо-западного простирания, контролирующих размещение даек гранитоидов и лампрофиров и проявлений жильной золото-сульфидно-кварцевой минерализации (рис. 10). Два наиболее крупных северо-западных разломов - Тихоновский и Осейский ограничивают в Пластовском плутоне блок, содержащий более 2000 даек и около 1000 рудных жил Кочкарского и Новотроицкого месторождений [Бородаевский и др., 1984]. В течение длительного периода времени, включавшего додайковый, дайковый и рудный этапы, граничные разломы испытывали левосторонние движения, происходившие в условиях субширотного сжатия [Знаменский, Серавкин, 2006]. Под действием латерального стресса, дайки, расположенные внутри массива, подверглись в дорудное время пластическим деформациям и зеленосланцевым изменениям [Kisters et al., 2000]. Условия субширотного сжатия сохранились на рудном этапе [Знаменский, Серавкин, 2005]. К особенностям глубинного строения и геологической позиции Кочкарского рудного узла, способствовавшим крупному концентрированию в нем золота, наряду с положением в системе разломов, достигающих поверхности мантии, относятся, во-первых, подъем поверхности мантии, во-вторых, сокращенная мощность гранулито-базитового слоя [Дементьев, 1983; Знаменский, Серавкин, 2006], в-третьих, размещение в краевой части ареала интенсивного гранитоидного магматизма (С₃-Р), вызвавшего на Кочкарском и Новотроицком месторождении ремобилизацию рудного вещества и образование вторичных столбов [Спиридонов, 1996; Яновский, 1972].

Айдырлинский золотоносный структурный узел образован северо-восточным Айдырлинским и близмеридиональным Павловским разломами - вторичными нарушениями региональной надвиговой зоны, а также системой Красноярских разрывов северо-западного простирания. Перечисленные разломы контролируют размещение массивов тоналит-гранодиоритовой формации, форма которых подчинена ориентировке дизъюнктивов. Разломы и интрузивные массивы образуют фигуру, близкую к структурам тройного сочленения рифтогенных зон растяжения. На рудном этапе Айдырлинский и Павловский разломы развивались как взбросо-надвиги, а Красноярские нарушения - как левые сдвиги [Вахромеев, 1992; Знаменский, 2007; Иванов, 1948]. В пределах золотоносного узла расположены месторождения Айдырля и Синий Шихан и 14 жильных рудопроявлений. Айдырлинское месторождение приурочено к интервалу пересечения массива гранитоидов системой Красноярских сдвигов. Рудные жилы месторождения Синий Шихан локализованы в эндо-экзоконтактовой зоне одноименного интрузивного массива, нарушенного Павловским взбросо-надвигом. Мелкие рудопроявления ассоциируются с дайками северо-западного и близмеридионального простираний.

Другой крупной структурой, контролирующей размещение золото-сульфидно-кварцевых месторождений Восточно-Уральской мегазоны, является Джетыгаринско-Буруктальская синформа. Золоторудные месторождения (Джетыгаринское, Кутюхинское и др.) локализованы в надвиговых зонах встречного падения, ограничивающих синформу, и тесно пространственно связаны с гранитоидными массивами. Закономерности размещения оруденения в зтих зонах изучены недостаточно полно. Судя по геолого-структурной позиции Джетыгаринского месторождения, приуроченного к интервалу пересечения северо-западной апофизы Милютинского массива приконтактовым близмеридиональным взбросом, трассируемым серпентинитами, размещение жильного золото-сульфидно-кварцевого оруденения здесь также подчинено узлам пересечения близмеридиональных и северо-западных разрывов. Формирование дайковых серий массива и золотого оруденения происходило в режиме латерального сжатия [Ксенофонтов, Давыдов, 1986; Кутюхин, 1948; Смолин, 1975].

Локальный контроль оруденения. В геодинамическом режиме субширотного сжатия массивы тоналит-гранодиоритовой формации играли роль компетентных тел, в которых концентрировались тектонические деформации и рудоносные флюиды. Внутри массивов размещение жильного оруденения контролировалось надвиговыми, сдвиговыми и комбинированными полями палеонапряжений. Последние характеризовались активным сжатием по оси σ₃ и равенством абсолютных значений напряжений по осям σ₁ и σ₂. С первым типом трехосного напряженного состояния связано формирование рудоносного парагенезиса, включающего парную систему надвиговых и взбросо-надвиговых нарушений (месторождение Джетыгара) [Вольфсон, 1955; Кутюхин, 1948], со вторым - двух сопряженных систем сдвигов (Кочкарское рудное поле) [Знаменский, Серавкин, 2005, 2006], а с третьим - пирамид сжатия [Расцветаев, 1987], сочетающих надвиги, сдвиги и крутопадающие отрывы (месторождение Айдырля) [Иванов, 1948].

Наиболее представительный материал получен при изучении Кочкарского месторождения. Рудные жилы на месторождении локализованы в крутопадающих разрывах, развитых преимущественно в дайках и вдоль их контактов. Большинство даек преобразовано в <табашки> - полигенные амфибол-биотитовые метасоматиты с примесью полевых шпатов, кварца, карбонатов и других минералов. Преобладают дайки и разрывы с жилами северо-восточного и субширотного направлений. Они концентрируются в трех зонах (свитах по Н.И. Бородаевскому) северо-восточного простирания: Северной, Центральной и Южной (рис. 11). В подчиненном количестве присутствуют северо-западные и близмеридиональные дайки и разломы, игравшие, главным образом, роль рудоблокирующих структур [Яновский, 1970].

В дайках <табашек> северо-восточного и субширотного простираний установлены признаки нескольких фаз сдвиговых деформаций. В результате ранних дорудных деформаций они были трансформированы в пластические правосдвиговые зоны. Деформационные процессы происходили в условиях метаморфизма зеленосланцевой фации, приведшего к интенсивной биотитизации даек. Сдвиговым зонам свойственны интенсивная сланцеватость, протяженные зеркала скольжения и разрывы с милонитовым материалом, ориентированные преимущественно субпараллельно контактам даек, а также S-C-тектониты с очковыми текстурами. Местами сланцеватость и вторичные разрывы смяты в разномасштабные флексурные и изоклинальные складки волочения с крутыми шарнирами. Сланцеватые и очковые текстуры подчеркиваются распределением биотита и в меньшей степени амфиболов. Во вмещающих плагиогранитах динамометаморфические изменения проявлены, как правило, только в узких зонах, прилегающих к контактам даек.

Жильное оруденение Кочкарского месторождения сформировалось после главной фазы пластических деформаций в условиях реактивированных пульсирующих движений по сдвиговым зонам малой амплитуды. Крупные рудные жилы, обладающие массивными, полосчатыми и брекчиевидными текстурами, выполняют вторичные разрывы этих зон. Они имеют прерывистое строение, обусловленное чередованием по простиранию и падению протяженных, часто эшелонированных линз и безрудных интервалов. Раздувы мощности рудных линз приурочены к изгибам разрывов, отклоняющимся по часовой стрелке от их общего простирания, а сокращения мощности - к искривлениям против часовой стрелки, что характерно для правых сдвигов. Рудоносные разрывы сопровождаются оперяющей трещиноватостью, выполненной кварцевыми и в основном наследующими их сульфидными прожилками. Самостоятельные трещины с кварцем и сульфидами по элементам залегания и генетической природе близки между собой. Они обычно образуют вторичные парагенезисы, типичные для правых сдвигов [McClay, 1995]. Прожилки пересекают сланцеватый матрикс <табашек>. Околорудные метасоматиты имеют существенно серицит-кварцевый состав и явно наложены на ранние динамометаморфические текстуры биотитовых <табашек>.

Определение векторов внутрирудных перемещений по разрывам производилось с использование метода поясов В.Н.Даниловича [1966], по ориентировке трещин отрыва и структур Риделя [Cowan, Brandon, 1994]. Изучена кинематика рудоносных разрывов трех главных направлений: 1) субширотного( аз.пр. 80-105^o), 2) продольного (относительно осевых линий жильных зон) северо-восточного (аз.пр. 65-70^o) и 3) диагонального северо-восточного (аз.пр. 50-65^o). С помощью кварцевых и сульфидных прожилков по разрывным нарушениям установлены правосторонние движения с подчиненной сбросовой компонентой (диаграммы а, б, рис.11). Значения углов погружения векторов смещения варьируют в интервале 13-32^o. Исключение составляет разлом, вмещающий Северо-Александровскую жилу. По нему реконструированы правосдвиговые перемещения со взбросовой составляющей (диаграмма в, рис.11). В пунктах замеров минерализованных трещин на основе статистического метода П.Н. Николаева [1977] восстановлено сдвиговое, местами переходное к сбросо-сдвиговому, поле палеонапряжений с северо-запад - юго-восточной ориентировкой оси σ₃.

На основании полученных результатов структура месторождения интерпретируется нами как эмбриональная сдвиговая зона северо-восточного простирания, образованная разрывами более высоких рангов. Ее длина по простиранию достигает 8,5 км. Восточный фланг зоны изучен недостаточно детально. Западная часть, в пределах шахтного поля, имеет в плане линзовидный структурный рисунок. Тектонические линзы с близширотными длинными осями ограничены жильными свитами, представляющими собой правосдвиговые зоны второго порядка, и залегающими между ними субширотными правосторонними сдвигами и сбросо-сдвигами. По инфраструктуре главная разломная зона месторождения адекватна экспериментальной модели прямолинейного интервала правого сдвига, состоящего из дуплексов растяжения <Риделя> [Woodcock, Fisher, 1986] (рис.11). Тектонические линзы - дуплексы месторождения Кочкарь отличаются невысокой степенью зрелости, и как следствие этого, слабой тектонической нарушенностью. Жильное оруденение концентрируется в оконтуривающих их разломах. Строение сдвиговых зон, вмещающих жильные свиты, также определяется дуплексами растяжения, которые сформировались на правоступенчатых перекрытиях крупных продольных и диагональных северо-восточных разломов. Они осложнены сетью субширотных и северо-восточных разрывов с рудными жилами. Основные запасы Au месторождения сосредоточены в наиболее деформированном дуплексе Северной жильной зоны.

Условия локализации и строение конкретных золотоносных кварцевых жил и особенно жильных тел, развитых внутри даек <табашек>, в значительной степени определялись морфологией и сдвиговой кинематикой рудовмещающих разрывов. Важную роль в размещении жильного оруденения играли границы контрастных по петрофизическим свойствам пород - пластичных <табашек> и более хрупких плагиогранитов (рис. 12). Эти границы разделяли зоны действия разных механизмов деформирования: простого сдвига в <табашках> и чистого сдвига в плагиогранитах [Kisters et al., 2000]. Локальные поля палеонапряжений, возникавшие в <табашках> и плагиогранитах, способствовали развитию вдоль их контактов зон растяжения, благоприятных для формирования рудных жил.

Таким образом, размещение жильного золото-сульфидно-кварцевого оруденения на месторождении Кочкарь контролируется протяженной сдвиговой зоной, состоящей из дуплексов растяжения.

Дайки <табашек> и золотоносные кварцевые жилы подверглись на послерудном этапе дислокационным и метаморфическим преобразованиям. Широкое развитие в Пластовском массиве получила метаморфическая ассоциация, включающая крупночешуйчатый биотит, сине-зеленую роговую обманку, цоизит и калиевый полевой шпат [Kisters et. al.1999, 2000]. Минералы этой ассоциации не несут заметных признаков динамометаморфических изменений и наложены на кварцевые жилы и дислоцированные <табашки>. Биотит и роговая обманка нередко выполняют мелкие разрывы, пересекающие рудные жилы. Большинство исследователей связывают формирование послерудного биотит-роговообманкового парагенезиса с позднепалеозойским региональным метаморфизмом эпидот-амфиболитовой фации, интенсивно проявившимся в смежном блоке Восточно-Уральского поднятия и вызвавшим образование в этом блоке гранито-гнейсовых куполов и гранитных интрузий.