CC BY
40
УДК 552.322+553.411.071
МАЛЫЕ ИНТРУЗИИ БЕРИКУЛЬСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ (КУЗНЕЦКИЙ АЛАТАУ)
И.В. Кучеренко
Томский политехнический университет E-mail: [email protected]
Подчеркивается петрологическое и металлогеническое значение исследований малых интрузий в мезотермальныхзолоторуд -ных полях. В очередном объекте ~ Берикульском рудном поле доказывается образование на послеплутоническом предрудном этапе ассоциации даек кислых пород, которое сменилось многоактным формированием ассоциации дорудных, внутри- и по-зднерудныхдолеритов.
Введение
Достоверная информация, раскрывающая соотношения руд с магматическими породами, представляет необходимую фактическую основу реконструкции геологических процессов, создающих мезотер-мальные золотые месторождения.
Данные такого рода свидетельствуют об обычной пространственно-возрастной близости месторождений с массивами гранитоидов и это, с привлечением геохимических, экспериментальных данных, рассматривается как признак генетических связей ру-дообразования с кислым магматизмом. На сменяющий гранитообразование базальтоидный магматизм, формирующий известные в золотых месторождениях так называемые дайки второго этапа, обращается внимание большей частью постольку, поскольку они косвенно подчеркивают участие в гранитообразова-нии глубинных процессов. Некоторые геологи считают обычным явлением возрастную неупорядоченность сопровождающих гранитные плутоны гипа-биссальных пород кислого и основного состава, объясняя ее одновременным функционированием заполненных магмами разного состава разноглубинных магматических очагов, но подчеркивая рудооб-разующую способность кислых магм [1-3 и др.].
В приложении к активизированным допалеозой-ским складчатым сооружениям южной Сибири последний вывод не согласуется с концепцией образования здесь мезотермальных золотых месторождений [4-6].
Согласно этой концепции рудообразование связано с поздним базальтоидным этапом формирования антидромных многофазных флюидно-магмати-ческих комплексов, ранние, близкие по возрасту к поздним, составляющие которых представлены массивами и/или сериями даек кислых пород, или зрелыми очагово-купольными гнейсо-мигматит-гра-нитными постройками, связанными, в свою очередь, с поздними базальтоидами единством петро-генетического процесса, инициированного возбуждением мантии (плюмами, горячими точками). На позднем этапе многоактное внедрение основных расплавов чередуется с порционным поступлением из мантийных очагов рудоносных растворов. Концепция доказывается повторяемостью в рудных полях приведенной схемы магмо- рудообразования, в
частности, существованием послегранитных дорудных (предрудных), внутри- и послерудных (поздне-рудных) даек долеритов, их стабильным химическим составом, исключающим смешение базальтовых расплавов с магмами иного состава, петрохимичес-кой унаследованностыо околорудным метасоматизмом метасоматических преобразований даек-тепло-вых флюидопро водников, изотопно-геохимическими данными и другими фактами, изложенными в [4, 6].
Петрологические и металлогенические следствия концепции составили основу комплекса прогнозно-поисковых критериев золотого оруденения в приложении к упомянутым районам [7].
Задачу дальнейших исследований автор видит в том, чтобы оценить возможность приложения концепции к другим золоторудным районам разного возраста и геологического развития. В этой связи интерес, в частности, представляют золотые месторождения, образованные в салаиро-каледонских структурах Алтае-Саянской области, непосредственно примыкающих с юга к допалеозойским сооружениям обрамления Сибирской платформы.
В плане частичного решения этой задачи изучались связи с магматизмом процесса образования мезотермального Берикульского месторождения в Кузнецком Алатау - крупного объекта, хорошо вскрытого эксплуатационными работами и доступного в недавнем прошлом для исследований до глубин около 600 м от поверхности. Фактические материалы получены при детальном картировании большинства подземных горизонтов во всем объеме месторождения в последние годы его эксплуатации. Разным аспектам образования месторождения посвящен ряд публикаций автора [8-11 и др.] и других геологов.
Результаты исследования будут приведены в объединенных единством поставленной задачи статьях. В настоящей статье даны геологическая позиция, возраст золотого оруденения северной части Кузнецкого Алатау, условия залегания и пространственно-временные соотношения гипабиссальных пород Берикульского рудного поля между собой и с рудами. В последующих статьях будут рассмотрены минералого-петрохимические черты кислых и основных гипабиссальных пород, обсуждены результаты и приведены выводы.
1. Геологическая позиция и возраст золотых
месторождений северной части Кузнецкого Алатау
(Мариинской тайги)
Мартайгинекий габбро-диорит-гранодиорито-вый комплекс и ассоциированные с ним золото-сульфидно-кварцево-жильные мезотермальные месторождения северной части Кузнецкого Алатау образованы среди раннепалеозойских аккреционных и коллизионных геодинамических комплексов Са-яно-Тувинской тектонической мегазоны до начала формирования (Dj) в Алтае-Саянской области активно-окраинного геодинамического комплекса [12]. Согласно [13], гранитоидные массивы Мартай-гинского комплекса формировались в позднюю стадию коллизии (0-S). В коллизионном режиме в висячем крыле (обрамлении) Кузнецко-Алатаусско-го глубинного разлома образована Ударно-Комсо-мольская субмеридиональная золоторудная зона протяженностью 120 км и шириной до 40 км, включающая Центральное, Берикульское и другие месторождения. Возраст главного этапа рудообразова-ния укладывается в интервал 510...415 млн лет, причем в раннюю метаморфогенно-гидротермальную стадию (510...495 млн лет) сформирована прожил-ково-вкрапленная золотосульфидная минерализация, а плутоно-гидротермальные кварцево-жильные месторождения имеют возраст 495...415 млн лет [ 13]. B.JI. Хомичев с соавторами [1] на основе К-Аг определений по амфиболу, биотиту, полевому шпату и U-Pb определений по циркону гранитоидов оценивает возраст Мартайгинского комплекса в 490 ± 25 млн лет, а с учетом поправки на омоложение — в 515 ± 25 млн лет. Близкие значения возраста Мартайгинского комплекса - 480.,.489 млн лет (К-Аг метод по биотиту и роговой обманке) приводит В.П. Бондаренко [14]. Сопоставим с этими данными возраст главнейших кварцево-жильных месторождений, определенный Rb-Sr методом по околорудным березитам и жильному выполнению, который укладывается в интервал 472...433 млнлет [15]. К-Аг определение возраста метасоматического мусковита из околорудного березита Берикульско-го месторождения, выполненное по отобранной автором пробе в лаборатории абсолютного возраста СНИИГГиМС под руководством д-ра H.H. Амшинского (г. Новосибирск), показало 474 млн лет.
Таким образом, возраст Мартайгинского комплекса и сопровождающих его золотых месторождений, включая Берикульское, соответствует ордовику, и они образованы в салаиро-раннекаледонскую минерагеническую эпоху. Вероятно, среднекемб-рийский возраст комплекса, обозначенный в [16], следует считать завышенным.
2. Малые интрузии в структуре Берикульского
рудного поля
Берикульское рудное поле залегает в юго-западном крыле синклинальной складки салаирского воз-
раста, сложенном белыми неслоистыми известняками белокаменской (6^ и покровными средне-основными вулканитами берикульской (62) свит (рис. 1). В северо-восточной части месторождения андезибазальтовые и базальтовые порфирита вулканогенной толщи постепенно, на расстояниях до десятков метров, сменяются средне-основными породами магматического облика - габбро, норитами, габбро-норитами, габбро-диоритами, диоритами и другими, занимающими западную периферию Ду-детского гранитоидного плутона Мартайгинского комплекса. Небольшой шток средне-основных пород, но с резкими контактами, вскрыт квершлагами в юго-восточной части месторождения. Пестрота петрографического состава средне-основных пород с постепенными переходами от вулканитов к габбро-идам и диоритам и с реликтовыми порфировыми структурами в переходных разностях служат признаками габброизации и диоритизации вулканитов с частичным плавлением субстрата и местными инъекциями расплава.
Вследствие встречного падения контактов известняков и тела габброидов рудовмещающая вулканогенная толща уменьшается в мощности с глубиной. В ее строении принимают участие афанитовые
Рис. 1. Схема геологического строения Берикульского рудного поля.
1) мраморизованные известняки белокаменской свиты (■£,); 2) андезиты, базальты берикульской свиты (£2); 3) габбро, нориты, габбро-диориты, диориты и другие породы среднеосновного состава на западной периферии Дудетского плутона Мартайгинского гранитоидного комплекса (0~5]; 4) Гпавное нарушение; 5) изогипсы поверхностей контактов известняков и габброидов с отметками глубин шахтных горизонтов
андезибазальты и базальты, залегающие преобладающе в низах разреза, базальтовые порфириты, туфы и вулканические брекчии с обломками известняков в форме редких согласных северо-западному простиранию толщи пластов и линз. Этому же направлению следует флюидальность пород и ориентировка уплощенных обломков известняков.
Вулканические породы подверглись ороговико-ванию на уровне биотитовой фации с усилением степени биотитизации вблизи тел габброидов, а вулканиты и габброиды - слабому более позднему скар-нированию в мелких гнездово-жильных формах.
Субпараллельные сближенные (до 30...50 м) суль-фидно-карбонатно-кварцевые жилы северо-западного под умеренными (30...60°) углами падения, с раздувами (до 2 м) и пережимами, залегают в вулканической толще, выполняют плавно изменяющие ориентировку трещины скола, выклиниваются вблизи контакта известняков и в зоне перехода от вулканитов к габброидам [11]. Кроме этих крутопадающих жил в верхах центральной части месторождения известна пологая субширотного простирания (в среднем 90° 16°Ю) кварцевая жила № 4, в сочленении которой с известняками образованы лентовидные золотоносные колчеданные залежи. Редкие поздние карбонатные с никель-кобальтовой минерализацией жилы содержат завершающий рудо-образование минеральный комплекс [9]. Все жилы с незначительным смещением пересекаются субвертикальными северо-западного простирания доруд-ными и послерудными поперечными нарушениями, включая Главное.
Кварцевые жилы сопровождаются маломощными, до десятков см, оторочками березитов в обрамлении ореолов изменений пропилитового профиля, охвативших всю рудовмещающую толщу [10].
Малые интрузии рудного поля включают две ассоциации, - ранних кислых и поздних основных пород, более или менее равномерно распределенных во всем вскрытом объеме рудовмещающего блока вулканитов, а также известных в габброидах и гра-нодиоритах Дудетского плутона.
Аплитовидные и пегматоидные граниты и лей-кограниты ранней ассоциации залегают в форме даек мощностью до 1,5 м и прослеженной протяженностью до многих десятков метров. Редко тела имеют гнездовую форму со сложными интрузивными контактами и размерами не более нескольких десятков сантиметров в поперечнике. Обычны обломки ороговикованных вулканитов. Дайки выполняют трещины отрыва и их контактовые поверхности под тупыми углами меняют ориентировку, но субпараллельны в противоположных боках на прямолинейных участках, так что впадине в одном боку соответствует выступ в другом. Большинство изученных даек, в том числе наиболее мощных, падает на запад-северо-запад (рис. 2) со статистическим максимумом аз. падения 296° ^ 56°. Преобладающе однообразная ориентировка даек оценивается как признак тектонического происхождения выполняемых
ими трещин при подчиненном значении магмораз-рыва [11]. Обнаружено две генерации кислых пород, причем пересекающие ранние дайки поздние сложены более лейкократовой породой.
Кислые магматические породы не ороговикова-ны и не скарнированы. Известны примеры того, что дайки кислых пород обрывают жилы и прожилки скарнов. Вместе с тем, при сравнительно высокой степени насыщенности рудовмещающего блока телами гранитов и долеритов только последние с зонами закалки в эндоконтактах пересекают первые; обратных соотношений не выявлено. Один из примеров приведен на рис. 3.
В составе поздней ассоциации основных гипа-биссальных пород участвуют многочисленные дайки не менее 5 генераций, также выполняющие подобные описанным трещины отрыва. Мощность их достигает 2,5 м, протяженность, кроме даек I генерации, не установлена.
□э
* 2
4 Ц
Рис. 2. Диаграмма ориентировки дорудных даек кислых пород. Мощность даек: 1) до 0,25 м; 2) 0,26...0,5 м; 3) 0,51...1,0м;4) более 1,0 м
Рис. 3. Пересечение дайки аплитовидного гранита (а) дайкой долерита (с1) с зонами закалки. Гор. 134 м, квершлаг № 75
Рис. 4. Диаграмма ориентировки дорудных даек долеритов Рис. 5. Диаграмма ориентировки крутопадающих кварцевых
на глубоких (450,510 м) горизонтах рудного поля, со провождаемых золоторудными кварцевыми жилами 29даек. <1...5...Ю...15...25< %
золоторудных жил на глубоких (450,510 м) горизонтах. 1175замеров. <0,5...1...2,5...5...Ю...15< í
v
v
V v
V
v
V v
V v
г г г г г г г г
* f И1 1 • *" 1 • • . * ► »
г г г г
г г г г ' V V V V V
г г г г V V V V V
г г г г V V V V V
г г г г V V V V V
г г г г V v V V V
г г г г V V V V V
г г г г V V V V V
1 г г 2 г г 3
| * 1 ч.
n:iii¡iiii:iii
0,5 и
Г г
V V N/ V Vi р г/ V
Рис. 6. Две генерации дорудных даек долеритов. Ранняя дайка сопровождается золоторудной кварцевой жилой № 56, поздняя - пересекает раннюю дайку с зонами закалки, но рассекается жильной зоной с прожилко-во-вкрапленной продуктивной минерализацией. Обе дайки в контактах с жилой и зоной содержат оторочки березитов. Гор. 450 м.
1) базальтовый порфирит берикульской свиты;
2) ранняя дайка долерита с зоной закалки; 3) поздняя дайка долерита с зоной закалки; 4) рудовмещающая зона рассланцевания пород с оторочками березитов (структура № 56); 5) кварцевые жилы и прожилки с сульфидами и золотом
Рис. 7. Внутрирудная дайка долерита с зонами закалки пересекает мощную золоторудную кварцевую жилу Икс, но рассекается поздней апофизой рудовмещающей структуры и в контакте с ней березитизирована. Гор. 51 м, около маркш. точки № 321.
1) базальтовый порфирит берикульской свиты;
2) дайка долерита; 3) оторочки березитов; 4) кварцевые жилы и прожилки; 5) сульфиды с золотом; 6) тектонические швы; 7) рассланцованные породы; 8) дробленые породы
А
ЕЗ» G32 [Ц]з Ш4 ü§5 (Юб
Рис. 8. Две генерации послерудных даек долеритов, пересекающих золоторудную жилу № 4 и сопровождаемых в эндоконтактах зонами закалки. Гор. 226 м. 1) базальт берикульской свиты; 2) ранняя послеруд-ная (позднерудная?) дайка долерита; 3) поздняя пос-лерудная (позднерудная?) дайка долерита; 4) кварцевые жилы с сульфидами, золотом и оторочками бе-резитов; 5) рассланцованные породы; 6) тектонические швы с глинкой трения. А~А - линия поворота штрека на 90'
Дайки долеритов I генерации, как и некоторые протяженные дайки гранитов, сопровождаются золоторудными кварцевыми жилами, что можно видеть на диаграммах их ориентировки (рис. 2, 4, 5). Такие дайки вскрыты рудными штреками на протяжении двух-трех сотен метров, а кварцевые жилы, выполняющие разломы сколового типа, в местах резкого ("коленообразного") изменения ориентировки даек неоднократно перемещаются из одного их бока в другой, пересекая по диагонали. Долери-ты II генерации пересекают дайки I генерации, а зоны закалки в них свидетельствуют о том, что более поздняя порция основного расплава внедрилась тогда, когда ранние дайки были уже холодными (рис. 6). Долериты обеих генераций, равно как и тела гранитов, пересекаются рудными жилами и в контактах с последними оторочены березитами, чем доказывается их дорудный (предрудный) возраст.
О внедрении основных расплавов на этапе рудо-образования можно судить по фактам пересечения дайками долеритов (III генерация) ранних минеральных комплексов кварцевых жил с признаками термического воздействия на кварц, выраженными в массовой разгерметизации в нем в контактах с дай-
ками вакуолей; прожилки с поздними минеральными комплексами пересекают такие дайки, а последние в контактах с прожилками гидротермально изменены (рис. 7).
Дайки послерудных (позднерудных) IV, V генераций пересекают одна другую и кварцевые жилы, содержащие наряду с ранними поздние минеральные комплексы, оторочены, в том числе в контактах с кварцем, зонами закалки афанитового строения (рис. 8). Обычное в таких ситуациях термическое воздействие расплавов на кварц доказывается массовой разгерметизацией (взрыванием) газово-жидких включений в последнем, постепенно исчезающей с удалением от даек. В контактах с жилами долериты не несут признаков березитизации и слабее, в сравнении с предрудными и внутрирудными долеритами, гидротермально изменены.
Заключение
Приведенные факты составляют основу реконструкции геологических событий в период после становления массивов изверженных пород Мартай-гинского комплекса и до завершения процессов ру-дообразования с сопровождающим их основным магматизмом.
Раннее ороговикование рудовмещающей толщи вулканитов связано с габброизацией и диоритиза-цией вулканогенных пород, поскольку интенсивность его усиливается по мере приближения к телам средне-основного состава. Последующее скар-нирование вулканитов сменилось, возможно, сопровождалось по меньшей мере двухкратным внедрением кислых расплавов, источником которых служили, вероятно, остаточные очаги гранитоидной магмы мартайгинского времени. В дальнейшем активизация мантийных очагов инициировала импульсное внедрение в блок рудообразования основных расплавов, которое чередовалось с поступлением рудоносных растворов и образованием руд. Завершающие инъекции основных расплавов обусловили формирование поздних даек долеритов.
Поэтапное образование сначала кислых, затем основных гипабиссальных пород в Берикульском рудном поле на предрудном и рудном этапах подтверждает схему магматизма, установленную в ряде других золоторудных месторождений и районов с иной историей геологического развития [4].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Хомичев В.Л., Васильев Б.Д., Хомичева Е.С. Солгон-ский массив - эталон Мартайгинского комплекса на восточном склоне Кузнецкого Алатау. - Новосибирск: СНИИГГиМС, 1993. - 169 с.
2. Хомичев В.Л., Алабин Л.В., Курмей А.Е. Центральный массив - эталон Мартайгинского гранитоидно-го комплекса (Кузнецкий Алатау). - Новосибирск: СНИИГГиМС, 1994. - 160 с.
3. Хомичев В.Л. Дайки второго этапа: факты, аргументы, петрогенетические следствия // Записки Всероссийского минералогич. об-ва. - 1995. - Ч. 124. - № 3. -С. 108-118.
4. Кучеренко И.В. Концепция мезотермального рудообразования в золоторудных районах складчатых сооружений Южной Сибири // Известия Томского политехнического университета. - 2001. - Т. 304. -Вып. 1,-С. 182-197.
5. Кучеренко И.В. Пространственно-временные и пет-рохимические критерии связи образования золотого оруденения с глубинным магматизмом // Известия АН СССР. Серия геологическая. - 1990. -№10.-С. 78-91.
6. Кучеренко И.В. Магматогенная концепция гидротермального рудообразования в черносланцевых толщах // Руды и металлы. - 1993. - № 3-6. -С. 17-24.
7. Кучеренко И.В. Критерии прогноза золотого оруденения в активизированных структурах допалеозой-ской складчатости (южное обрамление древней платформы) // Металлогения и поиски полезных ископаемых: Матер, регион, конф. памяти акад. С.С.Смирнова.- Чита: ЗабНИИ, 1991.-С. 148-150.
8. Кучеренко И.В., Грибанов А.П. Взаимоотношения дайковых образований с золоторудными кварцевыми жилами в Берикульском рудном поле // Известия Томского политехнического института. - Томск: Изд-во Томск, гос. ун-та, 1968. - Т. 134. -С. 153-158.
9. Кучеренко И.В. К анализу процесса минералообра-зования в Берикульском рудном поле (Кузнецкий Алатау) // Геология: Матер, конф., посвящ. 75-летию Томского политехнического института, г. Томск, май 1971 г. - Томск: Изд-во Томск, гос. ун-та, 1973. -С. 100-101.
10. Кучеренко И.В. Околожильные гидротермальные изменения вмещающих пород Берикульского рудного поля (Кузнецкий Алатау) // Геология: Матер, конф., посвящ. 75-летию Томского политехнического ин-
ститута, г. Томск, май 1971 г. - Томск: Изд-во Томск, гос. ун-та, 1973. - С. 104-105.
11. Кучеренко И.В. Структура Берикульского рудного поля (Кузнецкий Алатау) // Известия Томского политехнического института. - 1972. - Т. 201. -С. 79-82.
12. Гусев Г.С., Межеловский Н.В., Морозов А.Ф., Кире-ев A.C. Принципы и методы интегрального тектонического районирования территории России // Региональная геология и металлогения. - № 13-14. -СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2001. - С. 9-21.
13. Алабин JI.B. Крупная золоторудная зона Западной Сибири // Золото Сибири: Труды Второго Международного симпозиума, г. Красноярск, 4-6 дек. 2001 г. - Красноярск: КНИИГГиМС, 2001. - С. 67-68.
14. Бондаренко В.П. Федоровско-Талановское золоторудное месторождение и его перспективы (Кузнецкий Алатау) // Золото Сибири: Труды Второго Международного симпозиума, г. Красноярск, 4-6 дек. 2001 г. - Красноярск: КНИИГГиМС, 2001. -С. 171-172.
15. Трошин Ю.П., Гребенщикова В.И., Сандоми-рова Г.П. и др. Новые данные по рубидий-стронциевому возрасту золоторудных месторождений Кузнецкого Алатау // Доклады РАН. - 1999. -Т. 365,-№1,-С. 108-111.
16. Схема корреляции магматических и метаморфических комплексов Западной части Алтае-Саянской складчатой области / Под ред. А.Ф. Морозова. -СПб.: КФ ВСЕГЕИ, 2000.
УДК 553.311
РУДНО-МЕТАСОМАТИЧЕСКАЯ И ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ КАРАТАВСКОГО РУДОПРОЯВЛЕНИЯ ЗОЛОТА (ВОСТОЧНЫЙ САЯН)
В.Г. Ворошилов, Ю.С. Ананьев
Томский политехнический университет E-mail: [email protected]
Изучены гидротермально-метасоматические образования и первичные геохимические ореолы Каратавского рудопроявления золота (Восточный Саян). Выявленная рудно-метасоматическая и геохимическая зональность позволила геометризовать рудоносные березитовые зоны и оценить масштабы золотого оруденения. Особенности состава и строения метасоматических образований свидетельствуют о неблагоприятной для оруденения тектонической обстановке в период рудоотложения.
Каратавское рудопроявление золота относится к Ольховско-Чибижекскому золоторудному району, расположенному в пределах Кизир-Казырской структурно-формационной зоны (СФЗ) Восточного Саяна, которая на северо-востоке имеет тектонический контакт с байкалидами Дербинской СФЗ, на западе ограничивается Минусинским межгорным
прогибом девонского возраста, а на юго-западе, через Кандатский глубинный разлом граничит со структурами Западного Саяна.
В соответствии с представлениями сторонников плитной тектоники, Кизир-Казырская СФЗ рассматривается, в основном, как островодужная. Заложение островной дуги произошло в венд-нижне-
