Магматические предпосылки для поисков полезных ископаемых
Многие месторождения рудных и нерудных полезных ископаемых образуются из выделений магматических очагов. В связи с этим важное значение имеют магматические предпосылки для поисков, учитывающие возраст, состав, глубину залегания и геологическую обстановку остывания рудоносных магм.
Для магм различного состава характерны разные полезные ископаемые. С ультраосновными породами — перидотитами, дунитами и другими — связаны месторождения платины и металлов ее группы, а также никеля, кобальта, железа, асбеста, талька, магнезита, вермикулита, корунда (корундовые плагиоклазиты), хрома и алмаза. С основными магматическими породами — габбро и норитами — связаны месторождения никеля, кобальта, серебра, мышьяка, апатита. Co средними и кислыми породами гранодиоритового и гранитового рядов связана большая часть месторождений олова, вольфрама, молибдена, золота и серебра, меди, свинца и цинка, сурьмы и ртути. Намечается преимущественная связь меди и некоторых типов месторождений железа со средними породами, в то время как олово и вольфрам чаще связаны с гранитами. С сиенитами связаны месторождения железа, апатита и корунда. Таким образом, возможность нахождения тех или иных полезных ископаемых связана с обнаружением в районе поисков изверженных пород определенного состава.
Большая группа месторождений, главным образом рудных, образуется в связи с выделением из кристаллизующейся магмы остаточных газообразных возгонов или горячих водных растворов. Поднимаясь от остывающего магматического очага вверх по трещинам, эти летучие соединения и растворы реагируют с породами, составляющими стенки трещин или залегающими на контакте с магматическим телом. Образуются разнообразные контактовые и жильные месторождения, пневматолитового (пневма — по-гречески «газ», литое — «камень») и гидротермального (гидро — «вода», терма — «горячий») типа.
Современная геологическая наука вскрыла много закономерностей, которым подчиняется процесс рудообразования. В соответствии с законами физической химии отложение из рудоносных растворов различных минералов происходит при определенной температуре, давлении и концентрации вещества в растворе. По мере удаления от магматического очага температура и давление обычно уменьшаются. Концентрация подвержена колебаниям, связанным с понижением температуры и давления, а также с выпадением растворенных веществ, и поэтому осаждение каждого минерала из раствора происходит в определенных зонах, иногда располагающихся более или менее концентрически вокруг магматического очага. В самых глубоких, близких к очагу, зонах образуются месторождения олова, вольфрама, молибдена и некоторые типы золоторудных месторождений. В зонах, занимающих промежуточное положение, концентрируются месторождения меди, цинка и свинца. В зонах, расположенных ближе всего к поверхности, встречаются некоторые типы месторождений серебра и золота, месторождения сурьмы и ртути. Схема зонального распределения элементов изображена на рис. 4.
Зональное распределение месторождений руд различных металлов вокруг магматического очага наиболее отчетливо проявляется тогда, когда магма застывает на небольшой и средней глубине от поверхности (так называемые гипабиссальные интрузии). Если же интрузивное тело кристаллизовалось в глубоких частях коры (абиссальные интрузии), зональность проявляется неотчетливо.
Советские ученые в последние годы провели крупные исследования и сделали серьезные обобщения, в результате которых представления о зональном расположении различных рудных месторождений существенно уточнились. Кроме изменения температуры, давления и концентрации, на рудоносные растворы влияет еще ряд факторов.
Во-первых, как указывает С.С. Смирнов, процесс отделения летучих компонентов и водных растворов из остывающего очага происходит не постепенно и непрерывно, а скачкообразно, с пульсациями. За период, протекающий между пульсирующими выталкиваниями новых порций вещества, условия внутри очага успевают существенно измениться, поэтому каждая следующая порция рудоносных растворов обычно имеет уже другой химический состав. Во-вторых, пути, по которым движутся из магмы рудоносные растворы (в зависимости от происходящих тектонических движений), могут быть либо открыты для следующей порции растворов при новой пульсации, либо останутся закрытыми, если они заполнены минералами предыдущей порции. Следовательно, состав образующихся рудных тел изменяется не только в зависимости от расстояния, которое прошел рудный раствор, выйдя из очага, но и в связи с изменением состава самого выделяющегося из магмы раствора, а также в связи с тектоническими подвижками, приоткрывавшими пути движения раствора и полости для осаждения минералов.
Очень большое значение имеет химическое и физическое влияние боковых пород на рудоносные растворы. Рудоносный раствор в одних породах, инертных, не вступающих с ним в реакцию, может пройти длинный путь и не отложить в трещинах этих пород рудных минералов. Другие породы, энергично взаимодействуя с тем же раствором, способствуют быстрейшему осаждению рудных минералов.
Вот почему советские ученые считают, что представление о зональном размещении месторождений характеризует только частные случаи процесса образования различных руд и не учитывает всего многообразия природных процессов, а поэтому оно часто не оправдывается. Распределение рудных месторождений вокруг магматического очага нередко не соответствует показанному на рис. 4 и определяется в основном литологическим составом вмещающих пород или структурно-тектонической историей формирования района.
К магматическим предпосылкам для поисков относятся также характерные изменения боковых пород, например, грейзенизация гранитов. При превращении гранита в грейзен происходит разложение полевых шпатов с образованием светлой слюды и кварца. Сопутствующий же этому процессу привнос из магмы бора и фтора вызывает образование в грейзенизированной породе турмалина, флюорита и топаза. В некоторых случаях с грейзенизированными породами связаны месторождения оловянного камня.
В других случаях изменение вмещающих пород выражается серицитизацией, хлоритизацией, окварцеванием, каолинизацией, доломитизацией и т. п. Обычно каждому типу месторождений свойственно то или иное изменение вмещающих пород. Однако во многих случаях образование зоны измененных пород предшествует оруденению, и поэтому часто эти зоны являются безрудными.
Источник
Лекция 7. Магматические месторождения
Лекция 6. Генетическая классификация месторождений полезных ископаемых
Генетические классификации месторождений основаны на условиях образования месторождений. Генезис месторождений определяется по закономерной связи рудообразования с геологическими процессами.
Генетические классификации месторождений имеют большое значение для геологического прогнозирования и рационального направления поисковых и разведочных работ.
В настоящее время общепринятой является генетическая классификация месторождений полезных ископаемых, предложенная В.И.Смирновым (таблица 9).
Месторождения полезных ископаемых разделяются на три серии: эндогенную, экзогенную и метаморфогенную. Каждая серия в свою очередь подразделяется на группы, классы и подклассы.
Эндогенные (магматогенные) месторождения по условиям образования связаны с эндогенными геологическими процессами глубинных частей Земли. К эндогенным относятся магматогенные месторождения, формирование которых связано с магматическими и постмагматическими процессами. В эндогенной серии выделяются семь групп месторождений: магматическая, карбонатитовая, пегматитовая, альбитит–грейзеновая, скарновая, гидротермальная, колчеданная.
Экзогенные (поверхностные, гипергенные, седиментогенные) месторождения по условиям образования связаны с геологическими процессами, происходившими на поверхности и в приповерхностной зоне Земли.
Генетическая классификация месторождений полезных ископаемых
| Серия | Группа | Класс | Подкласс |
| Эндогенная (магматогенная) | Магматическая | Ликвационный Раннемагматический Позднемагматический | |
| Карбонатитовая | Магматический Метасоматический Комбинированный | ||
| Пегматитовая | Простые пегматиты Перекристаллизованные пегматиты Метасоматически замещенные пегматиты | ||
| Альбитит- грейзеновая | Альбититовый Грейзеновый | ||
| Скарновая | Известковых скарнов Магнезиальных скарнов Силикатных скарнов | ||
| Гидротермаль-ная | Плутоногенный Вулканогенный Амагматогенный (телетермальный, стратиформный) | ||
| Колчеданная | Гидротермально-метасоматический Гидротермально-осадочный Комбинированный | ||
| Экзогенная | Выветривания | Остаточный Инфильтрационный | |
| Россыпная | Элювиальный Делювиальный Пролювиальный | ||
| Аллювиальный | Косовой Русловой Долинный Террасовый Дельтовый | ||
| Литоральный | Озерный Морской Океанический | ||
| Гляциальный | Моренный Флювиогляциальный | ||
| Осадочная | Механический Химический Биохимический Вулканогенно-осадочный | ||
| Метаморфогенная | Метаморфизо-ванная | Регионально-метаморфизованный Контактово-метаморфизованный | |
| Метаморфиче-ская |
Экзогенные месторождения формировались в результате процессов выветривания и вследствие механической, химической и биохимической дифференциации минерального вещества под влиянием солнечной энергии. В экзогенной серии выделяются три группы месторождений: выветривания, россыпная, осадочная.
Метаморфогенные месторождения образовывались в глубинных зонах земной коры под воздействием высоких давлений и температур. В метаморфогенной серии выделяют две группы месторождений: метаморфизованную и метаморфическую.
Основная литература: 135,253
1 По каким признакам проводится генетическая классификация месторождений?
2 Как образовались эндогенные месторождения?
3 Как образовались экзогенные месторождения?
4 Как образовались метаморфогенные месторождения?
5 Какие генетические группы месторождений относятся к эндогенным образованиям?
6 Какие генетические группы месторождений относятся к экзогенным образованиям?
7 Какие генетические группы месторождений относятся к метаморфогенным образованиям?
Магматические месторождения образуются в процессе дифференциации и кристаллизации рудоносной магмы при высокой температуре (1500-800 0 С), высоком давлении и на значительных глубинах (3-5 км и более).
Магматические месторождения пространственно и генетически связаны с интрузивными массивами ультраосновного, основного и щелочного состава. Эти месторождения находятся среди дифференцированных интрузивных массивов. Вещественный состав руд магматических месторождений зависит от состава материнских интрузивных пород. Месторождения хромитов, платины и алмазов связаны с ультраосновными породами, титаномагнетитовые и сульфидные медно-никелевые месторождения ассоциированы с основными и ультраосновными породами, нефелин-апатитовые и редкоземельные месторождения приурочены к щелочным породам.
Магматические месторождения образуются на платформах и в геосинклинальных областях. Большинство месторождений располагаются на платформах и связаны с глубинными разломами и зонами тектоно-магматической активизации.
Геологический возраст магматических месторождений различный. Известны протерозойские, каледонские, герцинские, раннемезозойские и альпийские месторождения.
Промышленное значение магматических месторождений значительное. В магматических месторождениях заключены основные запасы алмазов, хромитов, апатита и титаномагнетитовых руд, из них получают около 90% платины, на их долю приходится около 60-70% никеля. При переработке руд магматических месторождений из них попутно извлекают медь, золото, кобальт, ванадий, селен, теллур и др.
Магматические месторождения в зависимости от условий образования и дифференциации рудоносных магматических расплавов подразделяются на следующие классы: 1) раннемагматические, 2) позднемагматические, 3) лик-вационные.
Раннемагматические месторождения формируются на ранней стадии кристаллизации магмы. При остывании и кристаллизационной дифференциации магматических расплавов высокотемпературные рудные минералы (алмаз, платина, хромит, циркон, монацит и др.) выделяются раньше или одновременно с силикатными минералами. Образование этих месторождений связано с процессами гравитации и аккумуляции рудных минералов в силикатном расплаве, в результате чего образуются участки, обогащенные рудными минералами.
Для раннемагматических месторождений характерны следующие признаки:
1) вкрапленные текстуры и кристаллическизернистые структуры руд;
2) постепенный переход между рудой и вмещающей породой;
3) неправильная форма рудных тел в виде гнезд, линз, пластообразных залежей.
Раннемагматические месторождения представлены алмазоносной кимберлитовой, хромитовой и лопаритовой рудными формациями.
К раннемагматическим месторождениям относятся месторождения алмазов в кимберлитовых трубках Якутии, Южной Африке и др., месторождения хромитов Бушвельдское и Великая дайка в Южной Африке, Ключевское месторождение на Урале, редкоземельное месторождение Ловозерское на Кольском полуострове.
Позднемагматические месторождения формируются в поздние стадии процесса кристаллизации магмы. В результате кристаллизационной дифференциации магмы образуется остаточный рудный расплав, насыщенный летучими компонентами (минерализаторами). Присутствие минерализаторов в магме понижает температуру кристаллизации рудных минералов, уменьшает вязкость и повышает подвижность магматического расплава. Кристаллизация рудоносной магмы начинается с выделения силикатных породообразующих минералов, а рудное вещество и летучие компоненты накапливаются в остаточном рудном расплаве. Кристаллизация этого остаточного рудного расплава приводит к образованию позднемагматических месторождений.
Для позднемагматических месторождений характерны следующие признаки:
1) эпигенетический характер рудных тел, представленных жилами, линзами и трубообразными телами;
2) преобладание массивных руд над вкрапленными и прожилково-вкрапленными рудами;
3) контакты рудных тел с вмещающими породами обычно четкие, резкие;
4) сидеронитовая структура руд.
Позднемагматические месторождения представлены хромитовой, титаномагнетитовой, апатит-магнетитовой и апатит-нефелиновой рудными формациями.
К позднемагматическим месторождениям относятся хромитовые месторождения Кемпирсайские в Западном Казахстане, Сарановское на Урале, титаномагнетитовые месторождения Кусинское, Гусевогорское, Качканарское на Урале, платиновое месторождение Бушвельдское в Южной Африке, апатит-магнетитовое месторождение Лебяжинское на Урале, апатит-нефелиновое месторождение Хибинское на Кольском полуострове.
Ликвационные месторождения образуются в процессе ликвации и разделения рудно-силикатной магмы на рудный (сульфидный) и силикатный расплавы. При понижении температуры растворимость сульфидов уменьшается и однородный магматический расплав начинает разделяться на сульфидный и силикатный расплавы. Причиной ликвации магматического расплава может быть ассимиляция магмой боковых (вмещающих) пород, нарушающих химическое равновесие. Геохимическими факторами, влияющими на ликвацию сульфидного расплава, являются концентрация серы, состав силикатной магмы и содержание в ней железа, магния, кремния и халькофильных элементов.
К ликвационным относятся сульфидные медно-никелевые месторождения. Главными рудными минералами являются пирротин, халькопирит, пентландит. Второстепенные и редкие минералы представлены магнетитом, кубанитом, талнахитом, и платиноидами. Руды имеют массивную, брекчиевую, вкрапленную и прожилков-вкрапленную текстуры. Для сингенетических руд характерны вкрапленные текстуры и для эпигенетических руд — массивные, брекчиевые и прожилково-вкрапленные текстуры. Форма рудных тел пластообразная, линзовидная и жильная.
Ликвационные месторождения относятся к халькопирит-пентландит-пирротиновой формации.
Типичными представителями ликвационных месторождений являются сульфидные медно-никелевые месторождения Садбери в Канаде, Монча-Тундра и Печенга на Кольском полуострове, Норильское, Октябрьское и Талнахское в Восточной Сибири. В Казахстане известны месторождения Южный Максут и Камкор.
Основная литература: 1 63, 2 63
1. Как образуются магматические месторождения?
2. Как образуются ликвационные месторождения?
3. Как образуются раннемагматические месторождения?
4. Как образуются позднемагматические месторождения?
5. Какие полезные ископаемые характерны для ликвационных месторождений?
6. Какие полезные ископаемые характерны для ранне- и позднемагматических месторождений?
7. Какое промышленное значение имеют магматические месторождения?
Источник
