Структурные условия формирования золотого оруденения в Берикульском рудном поле (Кузнецкий Алатау)

СТРУКТУРНЫЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ золотого ОРУДЕНЕНИЯ В БЕРИКУЛЬСКЬм РУДНОМ ПОЛЕ

И. В. КУЧЕРЕНКО

Выяснению структурных условий формирования руд в Берикуль-ском рудном поле уделяли внимание многие исследователи (Гуков-ский, 1932; Монич, 1937, 1939; Тимофеевский, 1947; Тимофеевский и др.. 1952; и др.)- Однако, по-видимому, сложность проблемы и, главное, относительно слабая разведанность рудного поля в прошлом определили противоречивость выводов, сделанных в разные ^оды. Исследователи по-разному оценивали роль рудовмещающих структурных элементов, поперечных разрывов в размещении оруденения в жилах, условия формирования метасоматических сульфидных залежей, значение пологой. жилы № 4 и т. д. В результате выполненных за последние два десятилетия значительных объемов разведочных и эксплуатационных работ оказалось возможным изучить рассматриваемую проблему на основе более обширного фактического материала, что позволило уточнить ряд положений, а некоторым сторонам проблемы дать иное генетическое истолкование.

Берикульское рудное поле также Комсомольское, Ново-Бери-кульское, Гавриловское и др.) приурочено к западному экзоконтакту крупного Дудетского гранитоидного массива каледонского возраста. Экзоконтакт сложен мощными вулканогенными и осадочными толщами кембрия, собранными в крупные складки северо-западного простирания и содержащими относительно мелкие тела (штоки и дайки) основных и щелочных пород. Возраст последних, по данным большинства исследователей, девонский, о возрасте и происхождении первых нет единого мнения. Большинство обосновывают генетическую принадлежность основных пород к каледонскому магматизму, согласно выводам других исследователей (Васильев, 1966 и др.) эти породы представляют собой продукты первой фазы многофазного Кийского комплекса девона. Необходимо подчеркнуть, что важной особенностью размещения золотого оруденения в районе является постоянная локализация промышленных скоплений руд или в этих породах (Комсомольское, отчасти Ново-Берикульское, Гавриловское рудные поля), или в непосредственной близости от них (Берикульское, Ново-Берикульское рудные поля).

В пределах Берикульского рудного поля рудные тела залегают в вулканогенных образованиях берикульской свиты среднего кембрия, налегающих на западе на нижнекембрийские мраморизованные известняки белокаменской свиты. На востоке и юге вулканогенные породы содержат штоки и дайки упомянутых выше основных пород. Все перечисленные породы слагают юго-западное сравнительно крутопадающее

:т

на северо-восток (до 70°) крыло берикульской синклинали. Юго-западный контакт наиболее крупного восточного штока основных пород падает на юго-запад под крутыми (до 70°) углами. В связи с встречным падением контактов штока и известняков рудовмещающая эффузивная толща на северном и центральном участках постепенно выклинивается с глубиной. Рудные тела представлены серией золотоносных кварцевых жил с ориентировкой статистического максимума для большинства жил аз. пад. 291°, Z450 (рис. 1, диаграмма В), пологой жилой № 4 с падением на юг под углами до 20° и сульфидными залежами, приуроченными к контакту жилы № 4 с известняками.

В рудовмещающей толще и штоках основных пород развиты разрывные нарушения,^ заполненные разнообразным*! по составу и возрасту магматическими и гидротермальными продуктами. Подавляющее большинство разрывов, за исключением тех, которые заполнены скарнами, возникло после формирования берикульской синклинали и штоков основных пород (Кучеренко, Грибанов, 1968), следовательно, образование их не связано с каледонскими складчатыми процессами, а обусловлено проявлением более поздних тектонических дислокаций1.

В истории тектонической жизни рудного поля выделяются доруд-ный, рудный и послерудный периоды, разделяющиеся, в свою очередь, на ряд этапов. '

Структурой наиболее раннего этапа является бери-кульская синклиналь, которая, как упоминалось, оформилась в результате складчатых процессов каледонского времени. Для этого этапа характерно относительно широкое развитие соскладчатых мелких крайне неправильных по конфигурации трещин разрыва, преимущественно согласных с простиранием смятых в складку пород и заполненных в дальнейшем скарнами. Рассматриваемые трещины почти не встречаются в штоках основных пород и развиты в рудовмещающей эффузивной толще.

-Следующий этап структурной подготовки предшествовал внедрению кислой магмы и характеризовался растягивающими усилиями, в результате которых возникли закономерно ориентированные в пространстве относительно небольшие (до десятков, реже первых сотен метров по простиранию) трещины разрыва, не сопровождавшиеся мелкой трещиноватостью и рассекающие прожилки скарнов. Трещины маркируются дайками аплитов и пегматитов. На диаграмме А (рис. 1) видно, что основная масса этих трещин имеет аз. пад. 296°, Z560; относительно небольшое количество' трещин круто падают на северо-восток и юго-запад. Трещины иных направлений встречаются эпизодически. К концу этапа среда приобретает хорошо выраженные черты ориентированной анизотропии.

Этап структурной подготовки, предшествующий внедрению диабазовой магмы (диабазы 1 генерации), характеризуется заметно большей интенсивностью растягивающих усилий — формируются трещины разрыва значительной протяженности (сотни метров). Мелкая трещи-новатость нехарактерна. Время формирования разрывов определяется на основании того, что они рассекают дайки кислых пород, а сами рассекаются жильными трещинами, оформившимися позднее. Кроме того, диабазы 1 генерации несут четкие следы околорудных изменений. Преимущественная ориентировка трещин (рис. 1, диаграмма Б) меридиональная и северо-восточная. Из сравнения диаграмм А и Б видно,

1 Следует учитывать, что район располагается в области проявления раннекале-, донского (салаирского) тектогонеза, а формирование Дудетского плутона имело место в псзднекаледонский этап (П. Иванкин).

в 3

Рис. 1!., Диаграммы ориентировки структурных элементов Берикульского рудного поля

А — дайки аплитов и пегматитов. 121 замер. <0,5—1,0—1,5—2,5—5,0—8,0—11,0<%. Б— дайки диабазов 1 генерации. 29 замеров. <1,0—5,0—10,0—15,0—25,0<%. В—кварцевые жилы. 601 замер. <0,25—0,5—1,0—1,5—2,5—5,0—8,0—11,0—14,0<%. Г —поперечные сколовые нарушения. 1193 замера <0,25—0,5— 1,0— 1,5 — 2,5 — 3,5 — 5,0<%

что с течением времени анизотропия рудовмещающей толщи усиливается. Дайки дорудных. диабазов II генерации встречаются редко, но наличие их свидетельствует о том, что растягивающие усилия носили пульсирующий характер,

В результате тектонических процессов предрудного этапа были подготовлены структурные условия отложения руд. Тектоническая жизнь в этот этап определяется возникновением в условиях направленного тангенциального сжатия Главного нарушения (взбросо-сдвиг, аз. пад. 215°, Z80o), трех систем трещин скола и одной системы трещин разрыва (рис. 1, диаграмма В, максимумы, I, II, II3; трещины разрыва на диаграмме не показаны). Промышленные жилы заполняют преимущественно трещины скола, соответствующие максимуму I (аз. пад. 291°, Z450); эти трещины развиты нередко в контактах даек кислых пород и диабазов I генерации, т. е. унаследуют ранние структурные' направления, как наиболее ослабленные в рудовмёщающей толще

20 Известия ТПИ, т. 239

305

(Кучеренко, Грибанов, 1968). В этом смысле упомянутые дайки играют роль локализаторов трещин по терминологии Н. И. Бородаевского и П. С. Бер.нштейна (1967). На глубоких горизонтах рудного поля выделяются системы промышленных жил, точно соответствующие по ориентировке максимумам I и II на диаграмме Б (на сводной диаграмме В эти максимумы не отразились). Трещины разрыва (жила № 4) имеют в целом субширотное простирание и пологое (до 20°) падение на юг Основным системам трещин этого этапа соответствует мелкая трещино-ватость вмещающих пород.

Из анализа перемещений по крупным нарушениям и пространственного положения близкоодновременных трещин скола и разрыва можно получить представления об ориентировке главных осей деформаций в предрудный этап. Ось сжатия С была ориентирована по азимуту приблизительно 340° со слабым склонением• к юго-юго-востоку, ось А—к древней дневной поверхности с крутым (не менее 75°) склонением к северо-северо-западу. Трещины разрыва (жида № 4) ориентированы примерно перпендикулярно оси А; выклинивание этих трещин с глубиной было обусловлено возрастанием в этом направлении давления горных масс. Образование при таком плане деформаций теоретически возможных трещин скола с юго-восточным падением (сопряженных с трещинами максимума I, диаграмма В, рис. 1) препятствовало то, что вмещающие породы были уже пересечены дайками кислых пород и ранних диабазов.

В контакте эффузивных пород с известняками имело место дробление пород, в результате чего создавались благоприятные условия для образования в рудный этап метасоматических сульфидных тел. Вне сферы влияния трещин жилы № 4 крупных скоплений руд на контакте не известно. Так, на рис. 2 видно, что положение цепочки залежей в пространстве соответствует сопряжению контакта известняков с трещинами системы жилы № 4, а выклинивание последней на глубоких горизонтах сопровождается выклиниванием метасоматических залежей. Интенсивное дробление пород, необходимое для широкого развития; процессов метасоматического замещения, происходило лишь в тех участках контакта, где формировались трещины жилы № 4. Это ведущий фактор локализации сульфидных залежей. Другие, отмечавшиеся ранее факторы (Монич, 1939; Тимофеевский и др., 1952; и др.), а именно —• благоприятные изгибы контакта известняков, наличие серии сближенных «крутопадающих» жильных трещин — имеют подчиненное значение: они контролируют положение наиболее богатых рудных скоплений (рис. 2, б).

Ориентировка тектонических разрывных структур рудного и раннего поел ерудного этапов показана на диаграмме Г, рис. 1. Сравнение диаграмм В и Г показывает, что в рассматриваемые этапы план деформаций в целом сохранялся. Однако количество поперечных трещин (максимумы II и II3, диаграмма Г) значительно превосходит количество трещин, относящихся к жильной системе (максимум I). Наряду с возникновением новых имеет местб подновление старых трещин, в том числе жильных. Судя по количеству стадий минерализации, можно отметить в рудный этап не менее пяти последовательных импульсов сжатия. Поведение продуктивных минеральных ассоциаций и золота в рудных жилах обнаруживает определенную зависимость от масштабов нарушенности последних дорудными и руд ными поперечными разрывами. Влияние поперечных нарушений двояко С одной стороны, вблизи некоторых крупных нарушений (Главного и др.) оруденение в жильных трещинах затухает (рис. 3). Вместе с тем богатые руды местами тяготеют к участкам интенсивного нарушения

линия гор-та

ЮВ

разрез по

„ # 4

разрез поЦ'М разрез по

С разрез по/У-/Р

к

известняки

сульфидные залежи

6 горизонт план

ш

и

кварцевые жилы

поперечное

нарушений

Рис. 2. Разрезы вкрест простирания жилы № 4 (а-1) н по падению мстасоматических сульфидных тел (а-2). Пример локализации богатого сульфидного тела в контакте о известняками жилы № 4 и серии сближенных рудных скол о вы х трещин (б). По материалам Берикульского рудоуправления

/

известняки

га

7~| кварцевые

'_I жилы

] поперечные нарушения.

Рис. 3. Проекция жилы № 4 на горизонтальную плоскость. Заштрихованы отработанные участки, пунктиром показаны сколсвые поперечные нарушения. Вблизи Главного нарушения на значительном протяжении руды представлены перемятыми гидротермально измененными вмещающими породами с вкрапленностью сульфидов и убогим содержанием золота. Пример экранирования оруде-нения крупным дорудным поперечным нарушением. По материалам Берикульского рудоуправ-

жил поперечными трещинами. Примером могут служить рудные столбы в Забытой, Татарской, Магистральной, Бикультовской, Иксовой жилах, расположенные вдоль линии пересечения этих жил с одним и тем же поперечным нарушением. Подобную картину отмечал В. К. Монич (1937), однако, рассматривая эти нарушения как послерудные, он давал иное объяснение этим фактам. В пологой жиле № 4 обогащенные участки, как отмечал А. И. Кучин в одной из своих рукописных работ, напоминают форму треугольников, острым углом направленных по падению жилы, а широким основанием приуроченных к линии пересечения трещин жилы № 4 со сколовыми жильными трещинами.

Для позднего этапа послерудного периода характерно затухание тектонической активности и преобладание пульсирующих растягивающих напряжений. Образовавшиеся трещины разрыва заполнены дайками послерудных диабазов не менее чем двух генераций.

В заключение необходимо подчеркнуть следующее.

1. Основными структурными элементами рудного поля, вмещающими разнообразные дайки и руды, являются разновозрастные разрывные нарушения, образовавшиеся после каледонской складчатости2.

2 Складчатость в районе имеет раннекалсдонский (салаирский) возраст. Поэтому вывод автора о послескладчатом возрасте оруденения Берикуля не противоречит общепринятому положению о позднекаледонском (собственно каледонском) возрасте основного золотооруденения Мариинской тайги (П. Иванкин).

лен и я

2. Разнообразные по составу и возрасту дайки магматических пород почти всегда заполняют трещины разрыва. Одновозрастных с ними трещин скола практически не отмечается. Это характерно и для дорудных, и для послерудных даек. Поэтому можно считать, что импульсы растяжения участка земной коры непосредственно предшествовали внедрениям магматического вещества и возможно были обусловлены такими внедрениями-. Иная картина наблюдается при образовании рудовмещающих и сопутствующих структур: здесь тектоническое сжатие пульсационно сменяется растяжением. Формируются разновременные, соответствующие отдельным импульсам сжатия трещины скола нескольких систем; трещины же разрыва подчинены и отражают лишь тектоническое растяжение, действовавшее снизу вверх при горизонтальном сжатии. При этом для структурных элементов предрудного и рудного этапов 'исключительно характерна унаследованность структур, заключающаяся в частом развитии рудовмещающих, отчасти поперечных трещин в контактах даек кислых пород и ранних диабазов, т. е. пород, по своим физико-механическим свойствам резко отличающихся от вмещающих вулканогенных образований. Это обстоятельство определило закономерную ориентировку золотоносных жил, соответствующую характеру анизотропии среды3.

3. Размещение рудных тел в рудном поле подчиняется факторам литолого-структурного контроля, заключающегося в преимущественном развитии рудовмещающих и сопутствующих структур в эффузивных породах-образованиях, • отличающихся по своим физико-механическим свойствам от окружающих известняков и габброидов. В свою очередь, распределение продуктивных минеральных ассоциаций и золота внутри отдельных рудных тел . указывает на закономерную приуроченность рудных гнезд и столбов к таким участкам, которые были наиболее подготовлены в структурном отношении.

8 Разделение трещин на сколовые и разрывные, как известно, представляет собой очень сложную задачу, решение которой предполагает обычно проведение специальных исследований. Автор, возможно, недостаточно учитывает тот факт, неоднократно подтверждавшийся, в частности, на жильных золоторудных месторождениях, что возникновение трещин и их последующее заполнение (магмой или гидротермальным раствором) происходит часто при совершенно различном стресс-тектоническом состояний континента. Сколовые трещины, возникшие в обстановке сжатия, при формировании жильных интрузий, например, ведут себя как трещины разрыва. Однако было бы ошибкой судить о генезисе трещин по поведению их в периоды заполнения жильньцм веществом (П. Иванкин).

/

ЛИТЕРАТУРА

1. Бородаевский Н. И., Бернштейн П. С. О структурах золоторудных месторождений. Труды ЦНИГРИ, вып. 76, 1967.

2. В а с и л ь е в Б. Д. .Закономерности размещения и прогнозирование золоторудных месторождений в северной части Кузнецкого Алатау. Известия Томского политехнического ин-та, т. 151, 1966.

3. ГукоЬский Е. А. Элементы геологии золоторудных месторождений Мариин-ской тайги. Вестник Зап. Сиб. геол. треста, № 5, 1932.

4. Кучеренко И. В.. Грибанов А. П. Взаимоотношения лайковых образований с золоторудными кварцевыми жилами на Берикульском рудном поле. Известия Томского политехнического ин-та, т. 134, 1968.

5. М о н и ч В. К. Геологический очерк Берикульского золотопромышленного района. Труды треста «Золоторазведка» и ин-та НИГРИзолото, вып. 7, 1937.

6. Монич В. К- Колчеданные залежи Берикуля. Труды Томского государственного ун-та, т. 96, 1939.

7. Тимофее в ский Д. А. О структуре рудного поля золоторудного месторождения Старый Берикуль. Труды ин-та НИГРИзолото, вып. 16, 1947.

8. Т и м о ф е е в с к и й Д. А., Щеглов П. И., Боришанская С. С. Бери-кульское золоторудное месторождение. Труды ин-та НИГРИзолото, т. 5, 1952.