Золотоносный штокверк месторождения Наталка в ротационной структуре сдвигового дуплекса Тенькинского разлома Центральной Колымы

Месторождение Наталка расположено на территории Магаданской области. Открыто в 1942 г. За годы эксплуатации было добыто более 90 т золота. Концепция отработки месторождения заключалась в селективной подземной и частично карьерной выемке богатых частей жильно-прожилковых рудных тел, что привело к истощению запасов. В начале XXI века месторождение было переоценено как штокверковое с гигантскими запасами золота (1500 т), что привело к изменению представлений о структуре месторождения, морфологии штокверковых рудных тел (Au 1,7 г/т) [7, 30]. По балансовым запасам оно занимает одно из первых мест в России. Результаты многолетних геологических исследований месторождения опубликованы в работах [2, 4, 7, 10, 12, 14, 26, 27 и др.].

В ходе изучения объекта в качестве основного фактического материала использованы разномасштабные геологические карты, монографии, статьи, диссертации и ресурсы сети Интернет, посвященные геологии, тектонике и структуре месторождений Центральной Колымы. При сборе и анализе литературных материалов использова- лись инновационные технологии расшифровки геодинамических условий структурообразования месторождений по известным методикам изучения горизонтальных перемещений отечественных и зарубежных геологов [9, 11, 16, 18, 22–24, 29, 30]. В результате нами выделен новый тип золотоконцентрирующих структур – ротационные (вихревые) роллинг-структуры в транстенсивных сдвиговых дуплексах Центральной Колымы [28]. Ротационная модель штокверкового месторождения Наталка в сдвиговом дуплексе Тенькинского разлома позволяет с новых позиций оценить его геологическую структуру и перспективы.

На геологической карте [5] месторождение Наталка расположено в юго-восточной части Аян-Юряхского аллохтона Вилигинского террейна в разломах Тенькинской сдвиговой зоны. Штокверк залегает среди пермских осадочных отложений (снизу вверх) – тасской (P2 ts) (флишо-идные аргиллиты, реже алевролиты), атканской (P2 at) (гальковые туфогенные сланцы (или диамиктиты) и нерючинской (P2 nr) (аргиллиты, реже алевролиты) свит суммарной мощностью около 5 км (рис. 1). Породы смяты в линейные склад-

Рис. 1. Левозакрученная вихревая структура в сдвиговом дуплексе, контролирующая золотоносный штокверк месторождения Наталка, по Д.А. Дорофееву, с добавлениями:

1 – нерюнчинская свита (P2 nr) – песчано-глинистые сланцы с редкими прослоями полимиктовых песчаников; 2 – атканская свита (P2 at) – туфогенные сланцы с прослоями и линзами глинистых сланцев, алевролитов и аркозовых песчаников; 3 – тасская свита (P2 ts) – глинистые и углисто-глинистые сланцы с редкими прослоями алевролитов, полимиктовых и аркозовых песчаников; 4 – позднеюрские дайки кислого и среднего составов; 5 – разломы и их номера: I – Тенькинский, II – Главный, III – Глухарин-ский, IV – Южный; 6 – штокверковые рудные тела; 7 – ось синклинали, 8–9 – направление перемещений: 8 – сдвиговые, 9 – ротационные; 10 – направление латерального сжатия (а) и растяжения (б); 11 – элементы залегания слоистости; 12 – линия геологического разреза

• Fig. 1. Left-handed vortex structure in the shear duplex, controlling the Natalka Deposit gold-bearing stockwork, according to D. A. Dorofeev, with additions:

• 1    – neryunchinska entourage (P2 nr) – sandy-shales with rare interlayers of polymictic sandstones; 2 – atkanska entourage (P2 at) – tuffaceous shales with interbeds and lenses gigistar shales, siltstones and sandstones arcosolia; 3 – tasska entourage (P2 ts) – clay and carbonaceous-argillaceous shales with rare interbeds of siltstones, sandstones and polymictic arcosolia; 4 – late Jurassic dikes of acidic and intermediate composition; 5 – faults and their numbers: I – Tenkinsky, II – Main, III – Gluharinsky, IV – South; 6 – stockwork ore body; 7 – axis of synclinal, 8–9 – direction of movement: 8 – shear, 9 – rotational; 10 – direction of lateral compression (a) and stretching (b); 11 – elements of stratification; 12 – line of geological section

ки северо-западного простирания. Наталкинская синклиналь, вмещающая в западном крыле линейную штокверковую залежь, представляет собой асимметричную складку длиной 4,5 км, шириной 2,5 км. Западное крыло складки крутое – 70–80°, восточное пологое – 35–50° [7, 13]. Шарнир складки с поперечными сбросами дугообразно изогнут и простирается в северо-западном направлении на юге до меридионального на севере. Осадочные породы прорывают (J3–K1) дайки основного и кислого составов.

Геолого-структурная позиция месторождения определяется присдвиговым дуплексом растяжения, образованным Тенькинским и оперяющим Главным левыми сдвигами северо-западного направления. В терминологии [17, 29] сдвиговый дуплекс – сочетание двух кулисообразных левых или правых сдвигов, сомкнутых между собой системой субпараллельных дочерних оперяющих разрывов. Выделяются присдвиговые транспре-сивные и транстенсивные структурные ассоциации, которые называются сдвиговым дуплексом сжатия и растяжения соответственно. Внутренние части дуплексных структур растяжения характеризуются широким развитием сбросов, сдви-го-сбросов и раздвигов, дуплексов сжатия – надвигов, взбросов, сдвиго-надвигов, сдвиго-взбросов. Сдвиги широко проявлены в Яно-Колымской складчатой области [6, 25–27]. Они контролируют осадконакопление, эффузивный и интрузивный магматизм, рудную минерализацию.

Штокверковое месторождение Наталка относится к арсенопиритовому типу золотокварцевой формации, к группе месторождений умеренных и значительных глубин [4]. Штокверк образует гигантскую залежь, конформную юго-западному крылу Наталкинской синклинали. Залежь прослежена по простиранию на 4500 м, падению – 1000 м, средней мощностью 400 м при бортовом содержании золота 0,4 г/т. Рудные тела представляют собой типичный пример сочетания жильных зон с прожилково-вкрапленными рудами в межжильном пространстве. Промышленное штокверковое рудное тело выделяется по данным опробования [10]. Его форма и размеры во многом зависят от структуры и литологии вмещающих пород. Известна приуроченность золотого оруденения к туфоалевролитам атканской свиты. Туфоалевролиты по своим физико-механическим свойствам являлись средой, благоприятной для развития зон трещиноватости с последующим их заполнением гидротермальными рудными растворами. Залегающие выше аргиллиты и алев- ролиты нерючинской свиты являлись экраном и содержат более высокие концентрации золота. В этом случае первичное органическое вещество служило геохимическим барьером, способствуя отложению рудной минерализации. По данным В.А. Степанова [19], минимальные содержания золота установлены в туфоалевролитах (3,7 мг/т), несколько большие – в аргиллитах (4,2 мг/т) и песчаниках (5,5 мг/т), а максимальные – в алевролитах (6,4 мг/т). Вмещающие породы месторождения претерпели воздействие регионального динамо-термального метаморфизма на уровне зеленосланцевой фации [13].

Штокверк залегает в висячем боку Главного разлома. По простиранию на юго-востоке он расщепляется, образуя структуру типа «конский хвост». В плане разломы расположены кулисно и дугообразно изгибаются от северо-западного направления к широтному в сторону опущенных клиновидных блоков, смещенных по типу левого сдвиго-сброса. Пояса даек, линейные штокверки, разрывы растяжения (сбросы) образуют в плане рудно-магматический вихревой пучок, загнутый в форме крючка. Его форма и размеры свидетельствует о том, что он был образован в результате ротации клиновидного дуплексного блока против часовой стрелки. По данным бурения, вблизи поверхности сбросы круто (70–80о) склоняются на северо-восток. На глубине 600 м в киле Натал-кинской синклинали они выполаживаются, простираясь вдоль контакта атканской и тасcкой свит. Параллельно этим главным листрическим сдви-го-сбросам протягивается серия синтетических сбросов, образование которых характерно для дуплексов растяжения (рис. 2). Разрывы и трещины кручения «конского хвоста» сформированы под действием пары сил, действующих на породы в разных направлениях, что обусловило развитие вращательных деформаций против часовой стрелки. В результате в дугообразной зоне скалывания сформировались эшелонированные разрывные структуры кручения со сложной системой золотокварцевых жил и прожилков, образующих штокверк. В основном это прожилки мощностью 3 см, причем 50% прожилков имеют мощность менее 5 мм [13]. Жилы присутствуют на отдельных интервалах, окруженные ореолами бедных прожил-ково-вкрапленных руд. В линейных штокверках выделяется две системы прожилков: продольная и диагональная, контролируемая парными круто наклонными сколами. Преимущественно развита северо-западная система жил и прожилков с северо-восточным падением до 80% от общего количества. Руды месторождения арсенопирито-вые, содержание сульфидов в рудах не превышает 1–2% [4]. Выделяется две продуктивные стадии минералообразования. В позднюю стадию было отложено 70% золота.

Внутри залежи оруденение развито неравномерно – на фоне бедных и рядовых руд выделяются участки с богатыми рудами. Они, как правило, образуются на пересечении рудных зон с поперечными разломами [19]. Эти нарушения представлены крутопадающими сколами, иногда выполненными дайковыми телами. Обе системы нарушений имеют дорудный возраст, рудоотложение связано с их повторным обновлением. Рудные тела обрываются на поперечных дорудных блокирующих сколах. Амплитуды смещения по ним были невелики первые метры – десятки метров [7]. Поперечные нарушения в сочетании с продольными и диагональными разбивают линейную штокверковую залежь на большое число блоков различных форм и размеров. Рудоконтролирующая роль структур блокирования заключается в

Рис. 2. Геологический разрез месторождения Наталка, иллюстрирующий морфологию рудного штокверка, развивавшегося в тектоническом режиме транстенсии, по данным рудника [8], с добавлениями:

1 – нерюнчинская свита (P₂ nr); 2 – атканская свита (P₂ at); 3 – тасская свита (P₂ ts); 4 – дайки; 5 – границы геологические; 6 – разломы с направлением смещения: а – главные ( I – главный, II – северо-восточный), б – второстепенные; 7 – зоны смятия и рассланцевания; 8 – контуры рудной залежи (бортовое содержание Au 0,4 г/т); 9 – области повышенного содержания Au (> 2,0 г/т); 10 – буровые скважины

Fig. 2. Geological section of the Natalka Deposit, illustrating the morphology of the ore stockwork, which developed in the tectonic mode of transtension, according to the mine data [8], with additions:

1 – neryunchinska entourage (P2 nr); 2 – atkanska entourage (P2 at); 3 – tasska entourage (P2 ts); 4 – dikes;

5 – geological boundary; 6 – fault offset direction: a – main ( I – Major, II – North-East), b – minor; 7 – shear zone and ruslanamaniac; 8 – contours of the ore Deposit (cut-off grade of 0.4 g/t Au); 9 – area of elevated contents of Au (> 2.0 g/t); 10 – the drilling wells

экранировании золотокварцевой минерализации при пересечении их с рудными телами. При блокировке кварцевые жилы расщепляются на стыке с блокирующими сколами, образуя более густую сеть прожилков и вкрапленников сульфидов. Бурением установлена зональность штокверка в разрезе. Она выражена в смене мощных золотоносных кварцевых жил в штокверке, прожилко-во-вкрапленными рудами на глубоких горизонтах [3, 20]. Околорудные метасоматиты вокруг рудных тел образуют три зоны: серицит-кварцевую, альбит-кварцевую и кварц-кальцитовую [3].

В рудах установлено 73 жильных и рудных минерала [4]. Среди жильных преобладает кварц (60–80%), альбит и карбонаты, подчиненное значение имеют серицит, хлорит, каолинит. Среди рудных – пирит, арсенопирит, сфалерит и галенит. В подчиненном количестве отмечаются пирротин, халькопирит, сульфосоли свинца и блеклая руда. Доля сульфидной минерализации в жильно-прожилковых образованиях не превышает 35%, во вкрапленных – менее 1%. В сульфидах установлены платина и палладий [15]. Самородное золото является концентратором благородных металлов. В золоте кроме Ag изредка присутствуют примеси As, Pb и Cu, которые не превышают долей %. Пробность золота от 730 до 890‰ [2].

В.Г. Шахтыровым [26, 27] в Центральной Колыме выделено несколько этапов знакопеременного сдвигового режима. На рудном поле месторождения Наталка отчетливо проявлено два этапа для Тенькинского сдвига: кинематически правосторонний соскладчатый (J3–К1) с по-слескладчатой амплитудой правого сдвига 2 км, определяется на геологических картах по Z под-вороту к меридиану оси Наталкинской синклинали. Послескладчатый левосторонний кинематический этап (K1) характеризуется внедрением даек и мелких штоков, сопровождался гидротермальным золотокварцевым оруденением. Амплитуда перемещений крыльев по разломам не превышала 700–800 м [10, 13]. По данным [14], возраст золотого оруденения составляет 135–137 млн лет.

Формирование разрывной структуры месторождения Наталка было связано с тангенциальным сжатием, ориентированном в направлении СЗ 330–340°, параллельно простиранию большинства магматических даек и кварцевых жил, залегающих в трещинах отрыва (растяжения). При этом сжатии северо-западные левобоковые сдвиги привели к ротации блоков и образованию веерной структуры «конский хвост», которую обрамляют линейные и дуговые разломы (Тенькинский, Глав- ный, Глухаринский и Южный) и образуют вихревой крючок. Веерная структура крючка протяженностью в северо-западном направлении около 7 км, мощностью от 1 до 2 км вмещает дайки и рудные тела в северо-западных разрывах растяжения, что свидетельствует об их неоднократном приоткрывании. По этим разрывам осуществлялась длительная связь с магматическим очагом или источником рудных флюидов. Мощность отдельных даек в трещинах растяжения (отрыва) составляет от 0,5–2 до 10–15 м, протяженность до 2 км и характеризуется преимущественно крутым падением на северо-восток [7, 20]. Дайки аргиллизированы и пронизаны сетью прожилков кварца, вкрапленностью пирита и арсенопирита. Минерализованные отрезки даек, как правило, расположены в контуре рудоносной залежи на пересечении с рудовмещающими разломами. Таким образом, дайки могут быть использованы как «маркирующие горизонты» для поисков невскрытых рудных тел.

В заключение следует отметить, что ротационно-сдвиговая модель месторождения Наталка позволяет с новых позиций оценить его структуру и перспективы.

Установлен новый тип золотоконцентрирующих структур месторождения Наталка – рол-линг-структура в транстенсивном сдвиговом дуплексе Тенькинского разлома, где наиболее продуктивный режим для рудоотложения отвечал условиям локального растяжения в тектоническом режиме транстенсии при региональном горизонтальном сжатии СЗ 330–340° (режим транспрес-сии).

Структурно для локализации штокверковых залежей благоприятна площадь на стыке Глу-харинского, Южного и Тенькинского разломов. Здесь на правобережье р. Омчак расположено одноименное месторождение золота. Выявлено 15 минерализованных зон дробления, которые расположены кулисного в протяженной зоне скалывания (ширина 100–200 м, длина 1200 м, вскрыты на глубину 200 м), проходящей по бортам и долине р. Омчак в северо-западном направлении. Угол падения рудных тел 50–65° на северо-восток. Подобные зоны и штокверковые жилы, развитые в плотике и на бортах долины реки и ее притоков, являлись источником богатой россыпи, из которой было добыто более 150 т золота. При вертикальных смещениях блоков по разломам, составляющим вихревую структуру «крючок», в тектоническом режиме транстенсии развиваются трудно открываемые наклонные эшелонирован- ные разрывные структуры. Их поиски представляют практический интерес, так как с ними связаны скрытые рудные залежи, не выходящие на дневную поверхность.

Ротационно-сдвиговая модель месторождения Наталка может быть использована при поисках и прогнозе месторождений аналогов на северо-востоке России.

Статья выполнена в рамках государственного задания ИКАРП ДВО РАН.