Условия образования и генетическая классификация месторождений

Формирование полезных ископаемых может происходить при самых различных геологических процессах. В зависимости от их характера и сферы проявления выделяют две главные группы месторождений: 1) эндогенные, связанные с глубинными источниками энергии; 2) экзогенные, связанные с процессами, протекающими в приповерхностной части земной коры.

Эндогенные месторождения, в свою очередь, подразделяют на магматогенные и метаморфогенные, а экзогенные - на месторождения выветривания и осадочные.

 

3.1. Эндогенные месторождения

3.1.1. Магматогенные месторождения

Магматогенные месторождения, к числу которых относятся скопления полезных ископаемых, прямо или косвенно связанные с магматической деятельностью, подразделяют на собственно магматические, пегматитовые и постмагматические.

Магматическими называются месторождения, образующиеся из жидких магматических расплавов в процессе их внедрения и раскри-сталлизации. При подъеме магматических расплавов в верхние горизонты земной коры и остывании происходит их дифференциация, с чем связана концентрация, а иногда и полное обособление рудных компонентов. Процессы образования магматических месторождений достаточно сложны. В одних случаях месторождения образуются в результате внедрения магмы, обогащенной рудными компонентами еще на глубине, в других - рудные концентрации возникают из магмы при ее подъеме, в третьих - лишь на месте становления интрузива.
Главная особенность всех магматических месторождений - их связь с материнскими интрузивами, которые рассматриваются как вещественный, или энергетический источник оруденения.

Магматические месторождения, в свою очередь, разделяют на генетические подгруппы: ликвационные, раннемагматические и позднемагматические.

Ликвационные месторождения формируются из расплавов и связанных с ними растворов в результате процессов магматической дифференциации в глубинных или близповерхностных условиях. Наиболее характерными ликвационными магматическими, образованиями являются сульфидные медно-никелевые месторождения в основных и ультраосновных породах.

Раннемагматические месторождения характеризуются признаками наиболее ранней кристаллизации полезных минералов, сцементированных позднее выделившимися породообразующими минералами. К раннемагматическим относятся месторождения алмазов.

Позднемагматическими называются такие месторождения, которые образуются путем обособления обогащенных рудным веществом остаточных рудных расплавов и их кристаллизации на поздних стадиях затвердевания интрузива. К типу позднемагматических относятся месторождения хромита и титаномагнетита. Генетически они связаны с ультраосновными или основными интрузивами, причем для хромитов установлена связь с дунитами и перидотитами, а для титаномагнети-товых месторождений - с основными интрузиями, а иногда со сложными интрузивными комплексами, характеризующимися первичной стратификацией и чередованием полос различных ультраосновных и основных пород.

Пегматитовыми называются месторождения, образующиеся при формировании пегматитов, являющихся промежуточными продуктами между магматическими породами и рудными жильными телами. Будучи тесно пространственно и генетически связаны с магматическими породами, они характеризуются тождественным с ними составом, отличаясь малыми размерами тел, преимущественно жильной формы, и некоторыми типичными чертами внутреннего строения. Последние выражаются в возникновении пегматитовых структур, представляющих собой характерные прорастания кварца и полевого шпата, часто с крупными кристаллами различных минералов, в том числе редких.

По составу выделяются гранитные, щелочные и основные пегматиты. Промышленные месторождения редких и радиоактивных металлов связаны с гранитными и щелочными пегматитами, месторождения слюды и керамического сырья - только с гранитными. Пегматитовые месторождения - важный источник получения лития, тантала, бериллия, отчасти - урана, тория, редких земель, слюды, а также керамического сырья.

Пегматиты располагаются как в эндо- или экзоконтактовых зонах интрузивных массивов, так и вне непосредственной связи с ними. В первом случае они представляют собой магматические тела, выкристаллизовавшиеся из расплава, во втором - метасоматические образования.
Существует несколько классификаций пегматитовых месторождений. Наиболее рациональна следующая классификация.

1. Пегматитовые месторождения, связанные с гранитами (гранитные пегматиты), среди которых выделяют редкоземельные, редкометальные, мусковитовые и хрусталеносные пегматиты.

2. Пегматитовые месторождения, связанные с нефелиновыми сиенитами (щелочные пегматиты), среди которых выделяют ниобиево-ред-коземельные и циркониевые пегматиты.

Под постмагматическими понимают такие месторождения, которые образованы под воздействием газовых или жидких растворов в связи с прямым или косвенным участием магматизма. Постмагматические месторождения имеют широкое распространение и важное народнохозяйственное значение. К этой группе относятся многие месторождения цветных, благородных, редких, радиоактивных и, отчасти, черных металлов, которые служат основной базой развития различных отраслей промышленности.

Постмагматические явления в основном сводятся к гидротермаль-ному процессу, обычно сочетающемуся с метасоматозом.
Постмагматическая минерализация представляет собой логическое продолжение магматического процесса и тесно связана с ним. Следовательно, постмагматическая минерализация завершает формирование магматических комплексов, характеризующих этапы тектоно-магмати-ческого развития геосинклинальных областей или зон активизации.

К постмагматическим месторождениям относятся скарновые, альбититовые, греизеновые, карбонатитовые, колчеданные, плутоноген-ные гидротермальные и вулканогенные гидротермальные месторождения. Среди последних особое место занимают крупные пластовые залежи, образующие так называемые стратиформные месторождения.

 

3.3. Метаморфогенные месторождения

В число метаморфогенных месторождений включаются те, которые генетически связаны с метаморфическими процессами. Среди них различают две подгруппы: метаморфизованные и метаморфические.

Метаморфизованными называют месторождения любого происхождения, испытавшие метаморфические преобразования одновременно с вмещающими породами. При этом процессы метаморфизма могут выражаться в изменении и преобразовании структуры и текстуры руд с возникновением новых структур и текстур, изменении характера минерального состава руд (например, вместо лимонита образуется гематит или магнетит, вместо пиролюзита - браунит и т. п.), а также в переотложении рудного вещества, изменении формы рудных тел, рассланцевании и изменении состава вмещающих пород.

Под метаморфическими месторождениями понимают такие месторождения, которые возникли в результате метаморфизма горных пород, до того не содержавших промышленных рудных скоплений и не представляющих собой полезного ископаемого. К возникающим в процессе метаморфизма собственно метаморфическим месторождениям относятся месторождения высокоглиноземистого сырья (кианит, андалузит, силлиманит), графита, гранулированного кварца, слюды, амфибол-асбеста, корунда, наждака, граната, титана и др.

 

3.2. Экзогенные месторождения

В эту группу месторождений включаются скопления полезных ископаемых, которые образуются при экзогенных процессах в результате химической, биохимической и, в меньшей степени, механической дифференциации вещества земной коры. В данную серию входят месторождения химического, керамического и цементного сырья, разнообразных строительных материалов, каменного угля, а также многие месторождения железа, марганца, бокситов, ряда благородных и редких металлов. По способу накопления осадочного материала различают месторождения выветривания и осадочные.

К месторождениям выветривания относятся элювиально-делювиальные россыпи, остаточные и инфильтрационные месторождения.
Элювиально-делювиальные россыпи образуются в результате разрушения горных пород или руд процессами выветривания.
Элювиальные россыпи приурочены к выходам коренных пород, содержащих ценный минерал, и в общих чертах повторяют контуры последних. Содержание полезного компонента в элювиальных россыпях обычно выше, чем во вмещающих коренных породах. Например, элювиальные россыпи алмазов над кимберлитовыми трубками богаче, чем сами кимберлиты, элювиальные россыпи над золотоносными жилами содержат больше золота, чем рудный кварц, и т. д.

Делювиальные россыпи формируются при сползании разрушенного материала вниз по склону. Различают собственно делювиальные россыпи, залегающие на склонах, и коллювиальные россыпи, залегающие у подножий склонов. Делювиальные россыпи имеют значение не только как объекты возможной добычи тех или иных полезных минералов, но и как важнейший поисковый признак для выявления коренного месторождения.

Остаточные месторождения полезных ископаемых образуются при химическом выветривании горных пород, которое сопровождается гидролизом породообразующих минералов, растворением и выносом неустойчивых компонентов. В результате в остаточных продуктах выветривания накапливаются в виде труднорастворимого остатка такие полезные ископаемые, как каолин, бокситы, нонтрониты, бурые железняки, марганец и др.

Растворенные и перемещенные от места образования вещества при определенных физико-химических условиях могут выпасть в осадок, образуя инфильтрационные скопления железа, урана, меди, ванадия и т. д.

К осадочным месторождениям относятся аллювиальные и прибрежно-морские россыпи, химические и биохимические осадочные месторождения.

Аллювиальные россыпи широко распространены и нередко имеют промышленное значение. В них сосредоточены золото, платина, касситерит и другие ценные минералы. Аллювиальные россыпи образуются в результате переноса и отложения обломочного материала водными потоками. В строении аллювиальных россыпей выделяют следующие элементы: 1) почвенный слой; 2) "торфа", представляющие собой пустые отложения; 3) металлоносные осадки - так называемые "пески"; 4) "плотик" - коренные или уплотненные породы, подстилающие рудоносный слой. Обычно наиболее богатые концентрации ценных минералов отмечаются в нижней части "песков", в углублениях плотика.
Прибрежно-морские россыпи приобрели промышленное значение в последние десятилетия. С ними связаны месторождения титана, циркона, ниобия, тория, редких земель и др. Прибрежно-морские россыпи образуют узкие протяженные полосы вдоль берега выше или ниже уровня моря. Ширина россыпей различна, но обычно составляет несколько десятков метров. Протяженность - от сотен метров до десятков и даже сотен километров.

К осадочным относятся, кроме того, месторождения химического и биохимического происхождения (фосфориты, карбонаты, кремнистые породы, угли, горючие сланцы, различные соли, руды железа, марганца, алюминия). И, наконец, осадочные месторождения могут формироваться в результате поступления в бассейн осадконакопления продуктов вулканической деятельности.

 

4.1 Закономерности размещения месторождений полезных ископаемых.

Месторождения полезных ископаемых размещены в земной коре всегда неравномерно. Наряду с районами, практически лишенными месторождений, встречаются регионы, насыщенные проявлениями разнообразных полезных ископаемых, в некоторых местах отмечаются месторождения лишь определенных полезных ископаемых. Изучением закономерностей размещения различных по составу и происхождению месторождений в разных по строению и истории геологического развития участках земной коры занимается металлогения - раздел учения о месторождениях полезных ископаемых.

Отрезок геологического времени, в течение которого развивается определенный комплекс месторождений полезных ископаемых, называется металлогенической эпохой. Обычно металлогенические эпохи совпадают с крупными периодами складчатости и магматизма, в связи с чем выделяют докембрийскую, каледонскую, герцинскую, киммерийскую и альпийскую металлогенические эпохи.

Для докембрийской металлогенической эпохи характерны мета-морфогенные месторождения железа и марганца, образующие концентрации в железистых кварцитах и гондитах; золота и урана в золото-ураноносных конгломератах; концентрации никеля и платиноидов в ликвационных месторождениях; редких металлов - в пегматитах; золота и урана - в постмагматических гидротермальных месторождениях. Каледонская металлогеническая эпоха характеризуется месторождениями меди, свинца и цинка, титана, железа, золота, редких металлов, асбеста. Герцинская металлогеническая эпоха богата золотом, медью, свинцом, цинком, оловом и вольфрамом, редкими металлами, ураном, хромитом, асбестом, цветными камнями.

В киммерийскую металлогеническую эпоху образовались месторождения олова и вольфрама, концентрации золота, сурьмы и осадочные месторождения железа. В альпийскую металлогеническую эпоху большое распространение приобретают гидротермальные месторождения молибдена, меди, серебра и ртути, велика роль осадочных месторождений марганцевых руд.

Участки земной коры, характеризующиеся общностью геологического строения и развития и, как следствие, общностью и определенной спецификой рудной минерализации, называются металлогеничес-кими провинциями. Они охватывают площади, измеряемые сотнями тысяч квадратных километров. Металлогенические пояса достигают в длину более десяти тысяч километров, в ширину -нескольких сотен километров, занимая площади около 10-15 млн. км2.

Наиболее крупные металлогенические пояса – Средиземноморский и Тихоокеанский, несколько меньшие размеры имеют Урало-Монгольский и Норвежско-Аппалачский металлогенические пояса.

Средиземноморский металлогеническии пояс охватывает бассейн Средиземного моря в пределах стран Южной Европы и Северо-западной Африки, распространяясь на восток в Малую Азию, на Южный берег Крыма и Черноморское побережье Кавказа, в Иран, Афганистан, Индию, Индонезию. Простирание пояса почти широтное, протяженность около 18 000 км при средней ширине пояса 800-1000 км. Рудная минерализация в пределах Средиземноморского пояса развивалась в основном в альпийскую металлогеническую эпоху и представлена в Карпатской области проявлениями ртути, бария, алюминия, свинца, цинка, меди, калия, серы и др., на Кавказе - месторождениями полиметаллов, олова, молибдена, вольфрама, мышьяка, сурьмы, железа, кобальта, никеля, марганца, алюминия и др., на Памире - месторождениями полиметаллов, вольфрама, молибдена и олова.

Тихоокеанский металлогенический пояс обрамляет Тихий океан, располагаясь по восточной окраине Азии и западному побережью Северной и Южной Америки. Общая протяженность пояса свыше 40000 км при средней ширине от 200 до 2000 км. В пределах азиатской части Тихоокеанского пояса установлено три типа земной коры: океанический, переходный и континентальный. В соответствии с этим выделяют три типа металлогенических провинций: притихоокеанский, окраинно-материковых вулканогенных поясов и восточноазиатский. Важнейшее значение для восточноазиатской провинции имела киммерийская металлогеническая эпоха, во время которой образовались значительные по масштабам месторождения золота, олова и вольфрама Для окраинно-материковых провинций характерны проявления медно-колчеданных, золото-серебряных, хромитовых руд, латеритных руд железа, гидросиликатного никеля, осадочных руд марганца. В притихоокеанской провинции рудная минерализация представлена проявлениями меди, хрома и ртути, меньше - серы, титана, асбеста и др.

В пределах Урало-Монгольского и Норвежско-Аппалачского металлогенических поясов наиболее интенсивные проявления складчатости, магматизма, метаморфизма, разнообразной и богатой минерализации происходили в каледонскую и герцинскую эпохи. Так, для герцинской металлогении Урала наиболее характерны железо, титан, ванадий, хром, медь, вольфрам и др. Из неметаллических полезных ископаемых на Урале широко распространены асбест, корунд, слюда, графит, драгоценные и поделочные камни и др.

Металлогения платформ значительно отличается от металлогении подвижных поясов, о которых уже говорилось. В пределах самих платформ наблюдаются существенные различия в закономерностях развития минерализации щитов и платформенного чехла.

Металлогения щитов сформировалась в докембрийскую металлогеническую эпоху и характеризуется метаморфогенными местюрождениями железа, марганца, меди, золото-ураноносных конгломератов и кварцитов, редкометальных пегматитов.

Металлогения платформенного чехла сформировалась в интервале от верхнего протерозоя до мезозоя и кайнозоя, т. е. в несколько металлогенических эпох, и представлена месторождениями меди, свинца и цинка и медно-никелевыми месторождениями, связанными с основными - ультраосновными породами. С процессами активизации платформ связано появление месторождений редкометальных пегматитов, карбонатитов, алмазов.

Просмотров: 3619

Вернуться в оглавление: Полезные ископаемые