У восточных и юго-восточных окраин Азиатского континента известно несколько островодужных систем. Они пространственно сопряжены с сейсмофокальными зонами, глубоководными желобами и современными активными центрами вулканизма. В последней четверти прошлого века на их площади в дополнение к традиционным выявлено много коренных месторождений «специфического» платиноидного, рениевого минерального сырья. В первую очередь это относится к островам южного фланга Большекурильской гряды. Из этих фактов следует необходимость исследования причин возникновения такой специфики [1].
Цель исследования: изложение результатов сравнительного анализа геодинамических условий формирования Курильской островодужной системы и их влияния на металлогенические особенности ее южного Кунашир-Урупского звена.
Материалы и методы исследования
Традиционные методы изучения строения и рудоносности островов представляется полезным дополнить сведениями о влиянии геодинамических факторов на их формирование. Для этого анализировались данные расшифровок фокальных механизмов землетрясений, с особым вниманием к распределению очагов сдвигового типа с крутонаклонным (40–90 °) погружением средней оси деформаций и близгоризонтальными (0–30 °) лево- и правосторонними смещениями в плоскостях разрывов. Анализ сопровождался построением соответствующих роз-диаграмм.
У вулканов южного – Кунашир-Урупского – фланга Курильской островодужной системы (КОС) давно известны как термальные источники с сублимационными серными и молибденит-серными месторождениями, так и множество дочетвертичных проявлений благородных (Au, Ag), цветных (Cu, Zn, Pb, Sn), редких (Mo, Bi) металлов и металлоидов (As, Sb, Se, Te) [2]. При этом многие из них классифицируются как месторождения.
Определенной металлогенической специализацией обладают практически все геологические комплексы Южных Курил (ЮК). В зеленотуфовых палеоценовых эффузивно-пирокластических накоплениях размещены гидротермально-метасоматические и эксгаляционно-осадочные залежи типа «куроко». К подобным проявлениям примыкают собственно полиметаллические и олово-полиметаллические [2]. Среди зеленотуфовых отложений размещено комплексное оруденение Прасоловского узла (о. Кунашир). Оно ассоциирует с габбро-плагиогранитными интрузивами олигоцена. Жильно-прожилково-метасоматические зоны содержат от Au-касситерит-кварцевого до Au-адуляр-карбонат-кварцевого оруденения [3]. В рудных зонах сложного сульфидно-селенидно-теллуридного состава обнаружены высокоиндиевый (до 1,5 % In) сфалерит и гипогенный рокезит (CuInS2). С экструзивными, субвулканическими, интрузивными телами дацит-риолитового состава, размещенными среди эффузивно-пирокластических миоценовых, позднемиоцен-плиоценовых накоплений ассоциируют барит-колчеданно-полиметаллические, Au-алунит(гетит)-кварцевые, Au-адуляр(карбонат)-кварцевые проявления Северянковской части Прасоловского узла. Позднеплиоценовые андезито-базальты также содержат Au, Ag-сульфосольно-кварцевую минерализацию [2].
На о. Итуруп и Уруп специализированными на благородные металлы считаются позднемиоцен-плейстоценовые магматиты кислого состава. Здесь известно несколько потенциальных рудных полей с кварц-колчеданной, полиметаллической (с Au), сульфосольно-сульфидной, сульфидно-сульфоарсенидной и убогосульфидной золото-серебряной минерализацией [2].
В дополнение к перечисленным «традиционным» на ЮК выявлены и, казалось бы, нетрадиционные для островных дуг проявления благородных металлов, включая, кроме Au и Ag, элементы платиновой группы (ЭПГ), рений, а также Cd и Ge. В 1975–1978 гг. на о. Кунашир среди производных наземной деятельности современных андезит-базальтовых вулканов Менделеева и Головнина было установлено присутствие ЭПГ и Au [4]. Повышенные содержания этих металлов обнаружены на периферии названных вулканов среди гидросольфатар (с самородной серой), парогидротерм, донных фумарол и грязевых котлов с горячей водой, подвергающихся воздействию вулканических газов. Первооткрывателями нетрадиционного минерального сырья были А.И. Збруев, Л.В. Разин и В.И. Федорченко [4]. Они посчитали вышеперечисленные производные вулканизма перспективными природными минерально-сырьевыми объектами нового нетрадиционного типа.
Несколько позднее на ЮК было сделано еще одно открытие – рениевой минерализации у вулкана Кудрявый на о. Итуруп [1, 2]. Сотрудники московских институтов РАН обратили здесь внимание на действующие более 100 лет в кальдере Медвежьей высокотемпературные (до 940 °С) газовые струи. При их опробовании был установлен широкий спектр присутствующих элементов (In, Ge, Tl, Sn, W, Cd, Se, Mo, Au, Pt и Pd), главным из которых оказался Re (рис. 1). Последующие ревизионные работы подтвердили существование подобной (с Re) минерализации и на других проявлениях эндогенного оруденения КОС, но преимущественно на ЮК [2].
Рис. 1. Схема строения древней соммы вулкана Кудрявый (A) и его прикратерной части на о. Итуруп (Б). По [2] с изменениями. 1 – древняя сомма (а) с внутрикальдерными юными конусами (б); 2 – сохранившиеся гребни кратеров (а) и современные внутрикальдерные базальт-андезибазальтовые экструзивные и лавовые купола (б); 3 – верхнечетвертичные базальт-андезитовые покровы; 4 – фуморольные поля, ассоциирующие с экструзивными (1, 2) и лавовыми (3) куполами: 1 – Главное высокотемпературное (T до 940 °C), 2 – Центральное (Рениевое, T до 550 °C), 3 – Западное (T до 200 °C); 5 – серные руды; 6 – направление течения новейших лавовых базальт-андезибазальтовых потоков со свалами серных руд; 7 – изогипсы рельефа
Результаты исследования и их обсуждение
Анализ геолого-металлогенического своеобразия Кунашир-Урупского звена с позиций вероятного влияния глубинной геодинамики на возникновение здесь своеобразной («нетрадиционной») минерализации потребовал изучения результатов дистанционной регистрации сейсмических событий, имевших место в Курило-Камчатской фокальной зоне с 1973 г. Оказалось, что за 45-летний период здесь зафиксировано более 7000 землетрясений. Их гипоцентры находились глубже 50 км, часто достигая 600–700 км (сайт USGS). При этом сейсмофокальный слой (мощность около 75 км) и сопряженная с ним сейсмофокальная зона имеют листрическую морфологию [5] при среднем угле погружения 45 °. Подтвердились и прежние представления о разных углах простирания и погружения северной (Симушир-Парамуширской) и южной (Кунашир-Урупской) частей КОС. Северная, простираясь по азимуту СВ 40 °, погружается под более крутым (50 °) углом, чем южная, ориентированная СВ 55 ° с углом падения 38 ° [5]. Отмеченные геодинамические различия подтверждаются и разным положением Южных и Северных Курил к вектору движения (290 °) Тихоокеанской плиты (ТП). В северной части КОС ТП приближается к желобу почти ортогонально (угол >700), а у ЮК – под углом около 55 °. Это обстоятельство обеспечило косое взаимодействие Охотоморской и Тихоокеанской плит, сопровождавшееся увеличением сдвиговой компоненты на южном фланге КОС (рис. 2), что кардинально отразилось на распределении напряжений в Кунашир-Урупской её части. Из расшифровок фокальных механизмов почти 700 наиболее сильных землетрясений (М ≥ 5) следует, что в СФЗ преобладают разрывы типа взбросов, взбросо-сдвигов ССВ ориентации. Значительно реже проявлены разноориентированные, но в основном пологие сбросы.
Последующим анализом распределения очагов сдвигового типа с пологими (0–30 °) сместителями разной ориентации в плоскости разрывов и с крутонаклонными (40–90 °) падениями средних осей деформаций установлено, что до глубин 200 км преобладают правые сдвиги, с преимущественным простиранием СВ 50–60 ° (то есть вдоль КОС). Левые же сдвиги, сосредоточенные на южном фланге системы, прослеживаются по зоне субдукции до глубин в 680 км, где располагается нижняя граница транзитной зоны мантии [5]. Очевидно, такая их ориентация обусловлена вышеупомянутым косым взаимодействием плит. Аномальная насыщенность этого фланга левыми сдвигами, вероятно, обусловлена существованием нарушений СЗ простирания и в погружающемся океанском слэбе, принадлежащем ТП (рис. 3). В виде субпараллельных разломных зон трансформного типа (РЗТТ) Носаппу (Тускарора), Итуруп, а также и менее выраженной Уруп, они примыкают к ЮВ фрагменту Курило-Камчатского желоба [6]. Здесь, только по РЗ Носаппу, амплитуда левосторонних смещений составляет почти 150 км. Вышепоименованные РЗТТ в целом прослеживаются более чем на 1000 км к юго-востоку от этого желоба до возвышенности Шатского. Они возникли в поздней юре – раннем мелу в качестве трансформных типа хребет-хребет. По локальным сместителям, крылья которых маркируются линиями прямой и обратной намагниченности и в настоящий период фиксируются СЗ (330–340 °) тектонические, преимущественно левосторонние смещения. Отчетливее всего они проявляются около океанского края глубоководного желоба, где изгибается ТП. Именно здесь, около о. Шикотан у этого изгиба и сосредоточены современные (1964–1980 гг.) гипоцентры землетрясений.
На площади некоторых фрагментов ТП, примыкающих к рассматриваемому желобу, разделенных РЗТТ Носаппу, Итуруп, Уруп, на океанском дне обнаружены особые petit-spot вулканы из высокощелочных базальтов и шошонитов. Их Ar/Ar датировки возраста находятся в диапазоне 0,05 – 1,0 – 8,5 Ma [7]. Японские ученые связывают возникновение таких «малообъемных» (до 1 куб. км) вулканов с деформациями краевой части ТП у желоба и астеносферным (подсубдукционным) источником флюидов и магм.
Заключение
Наличие в РЗТТ участков сосдвигового растяжения обеспечило формирование в океанской литосфере каналов для проникновения флюидно-энергетических потоков из подсубдукционной астеносферы в надсубдукционный мантийный клин и надсубдукционную астеносферу. Последующее продвижение потоков в Охотоморскую литосферу и земную кору обусловило формирование разноглубинных магматических очагов, обеспечивших при их миграции развитие процессов вулканизма и специфического рений-платиноидно-золотого рудогенеза.
Библиографическая ссылка
Борискина Н.Г., Касаткин С.А., Хомич В.Г. ГЕОЛОГИЯ, ГЕОДИНАМИКА И БЛАГОРОДНОМЕТАЛЛЬНОЕ ОРУДЕНЕНИЕ ЮЖНОГО ФЛАНГА КУРИЛЬСКОЙ ОСТРОВОДУЖНОЙ СИСТЕМЫ // Успехи современного естествознания. – 2019. – № 8. – С. 44-49;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=37181 (дата обращения: 19.04.2024).