 |
Стратиформные (телетермальные) месторождения
|
|
|
|
Месторождения медистых песчаников и сланцев-халькозин-борнит-халькопиритовые). Пластовые рудные тела вкрапленных и прожилково-вкрапленных халькозин-борнитовых и халькопиритовых руд залегают в алевролитах, глинистых сланцах и мергелях (месторождения Германии, Польши, Заира, Замбии) и в песчаниках (Заир, Замбия; Джезказган и Удокан в СССР). В пестроцветных осадочных толщах оруденение приурочено к серым песчаникам. Продуктивные осадочные толщи мощностью от нескольких сот метров до 1–2 км сложены обычно в синклинальные складки. Возраст вмещающих пород различный: от протерозоя до неогена. Крупные промышленные месторождения известны главным образом в докембрийских, каменноугольных и пермских отложениях.
Пласто, ленто- и линзообразные рудные тела залегают согласно с вмещающими породами. Оруденение чаще всего многоярусное. Так, на Джезказганском месторождениив девяти рудоносных горизонтах насчитывается 26 рудных пачек (рис. 54). Протяженность отдельных рудных тел достигает нескольких километров при мощности от 1 до 20 м и более. Самые крупные рудные тела достигают иногда огромных размеров (площадь – несколько квадратных километров, мощность – несколько десятков метров).
Пластовые рудные тела сопровождаются жильными и жилообразными телами, приуроченными к разрывным нарушениям.
Рис. 54. Схематический разрез Джезказганского месторождения:
1 – рудоносные слои серых песчаников; 2 – конгломераты; 3 – песчаники; 4 – известняки, мергели, песчаники; 5 – разрывные нарушения; 6 – рудные залежи
Рудные минералы обычно образуют богатые линзы, струи, ленты, прожилки, гнезда и часто приурочены к скоплениям органических остатков. Главные рудные минералы – халькозин, борнит и халькопирит; ковеллин, галенит, сфалерит и пирит играют небольшую роль; изредка встречаются арсенопирит, блеклые руды, аргентит, молибденит, карролит и другие. Содержание сульфидов в первичных рудах колеблется от 3 до 15%. По мере удаления от рудных тел количество сульфидов во вмещающих породах постепенно уменьшается.
|
|
|
По мощности пластов и по латерали наблюдается чередование медистых отложений халькозиновой, борнит-халькозиновой, борнит-халькопиритовой, халькопиритовой и пирит-халькопиритовой минерализации. Наиболее отчетливо минеральная зональность проявлена на месторождениях типа медистых сланцев. В месторождениях медистых песчаников зональность более сложная.
Тдавный промышленный элемент – медь (содержание в руде 1,5–5%); промышленное значение могут иметь также Со, Ag, Pb, Zn, Cd, Ni, Au, Mo и другие элементы. Из руд месторождений Заира и Замбии в больших количествах извлекается кобальт.
Генезис медистых песчаников дискуссионен. Пластовая согласная форма рудных тел, отсутствие околорудных гидротермальных изменений вмещающих пород, отсутствие интрузивных образований и ряд других фактов позволяют считать эти месторождения осадочными. Однако наличие на некоторых месторождениях дорудных разрывных нарушений, минеральной зональности по отношению к этим разрывам, стадийность процесса минерализации и другие факторы дают возможность другим исследователям относить медистые песчаники к гидротермальным метасоматическим.
Свинцово-цинковые (галенит-сфалеритовые) месторождения в карбонатных породах. Рудные тела пластообразной и линзовидной формы залегают согласно с вмещающими породами и приурочены к благоприятным горизонтам, сложенным доломитами, известковистыми доломитами и реже известняками. На некоторых месторождениях известны рудные тела и более сложной формы – рудные ленты, гнезда и жилы, связанные между собой апофизами. Располагаясь в пределах благоприятных горизонтов, эти рудные тела контролируются как согласными, так и секущими разрывными нарушениями. Протяженность рудных тел колеблется от десятков метров до 4 км, мощность – от 0,5 до 60 м.
|
|
|
Руды имеют простой минеральный состав. Главные минералы – галенит и сфалерит; второстепенные – халькопирит, пирит, марказит, гематит, энаргит; жильные – сидерит, доломит, кварц, барит, анкерит, флюорит, а также глауконит и диккит. Текстуры руд вкрапленные и про-жилково-вкрапленные, иногда массивные и полосчатые.
Вмещающие породы вблизи рудных тел подверглись доломитизации и баритизации.
Содержание свинца в рудах колеблется от 1 до 7%, цинка – от нуля до 6%. Ценные попутные компоненты – серебро, кадмий, германий, барит, флюорит.
Месторождения описываемого типа известны в США, СССР, Канаде, ФРГ, Польше, Алжире, Тунисе и других странах. К разряду крупнейших относятся стратиформные свинцово-цинковые месторождения США (шт. Миссури, Висконсин, Айова, Теннесси). США – одна из крупнейших стран в мире по запасам и добыче свинца и цинка. На долю стратиформ-ных месторождений в этой стране приходится не менее половины всех запасов и столько же добычи свинца и цинка.
В СССР стратиформные месторождения известны в Казахстане, Средней Азии и других районах. Наиболее типичным является Миргалимсайское месторождение, которое находится в Южном Казахстане (хр. Каратау). Пластообразные рудные тела приурочены к верхнедевонским известнякам (рис. 55). Руды состоят в основном из галенита и барита с подчиненным количеством пирита, сфалерита, аргентита, халькопирита, гематита и доломита.
Рис. 55. Схематический разрез Миргалимсайского месторождения:
1 – известняки; 2 – доломиты; 3 – брекчированные известняки; 4 – рудные тела; 5 – разрывные нарушения
Во многих районах стратиформное свинцово-цинковое оруденение связано с рифовыми постройками карбонатных толщ. Месторождения этого типа детально изучены в США. Одно из них – Флетчер, имеет довольно простое строение. Карбонатные породы, глинистые сланцы и песчаники горизонтально залегают над докембрийским выступом метаморфических пород (рис. 56). Зона свинцово-цинкового оруденения прослежена на 8 км при ширине около 300 м, средняя мощность ее 6,1 м. Рудное тело залегает согласно с изменяющимся простиранием слоев по мере того как они огибают поднятие. Руды полосчатые, вкрапленные и прожилково-вкрапленные. Основными минералами являются галенит, сфалерит и халькопирит. Отношение Pb:Zn:Cu составляет приблизительно 40:4:1. В рудах присутствуют пирит, марказит, кальцит, доломит.
|
|
|
Рис. 56. Схематический разрез одного из месторождений США:
1 – докембрийские образования; 2–3 – формация Ламотт (2 – конгломераты, 3 – песчаники); 4 – карбонатные породы формации Бонн-Терр; 5 – рудные тела
Таким образом, стратиформные свинцово-цинковые месторождения обладают следующими характерными особенностями: 1) на месторождениях отсутствуют магматические образования; 2) оруденение приурочено к рифам и горизонтам благоприятных карбонатных пород; 3) пластовые или пластообразные рудные тела сочетаются с рудными телами более сложной морфологии; 4) руды имеют простой минеральный состав; 5) сфалерит имеет высокие содержания кадмия. Вопросы генезиса стратиформных месторождений являются дискуссионными. Одни геологи рассматривают их как первичноосадочные сингенетичные, претерпевшие диагенетическое, катагенетическое и метаморфическое преобразование. Другая группа геологов считает описываемые месторождения эпигенетическими гидротермальными, связанными с залегающими на глубине и не вскрытыми эрозией интрузивными породами. Некоторые геологи полагают, что стратиформные месторождения образовались под воздействием химически активных атмосферных вод глубокой циркуляции. И, наконец, развивается гипотеза о полихронном и полигенном происхождении описываемых месторождений. Она основана на том, что эти месторождения имели длительную историю развития, несут черты как сингенетического осадочного происхождения, так и эпигенетического образования. Следовательно, рудообразование начиналось с формирования сингенетичных и синхронных с вмещающими породами вулканогенно-осадочных и осадочных руд, претерпевших диагенетическое и катагенетическое преобразование. На более позднем этапе в связи с деятельностью подземных горячих минерализованных вод привносилась дополнительная порция руд, происходило переотложение минеральной массы и формировались эпигенетические секущие рудные тела.
|
|
|
КОЛЧЕДАННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Колчеданные месторождения обладают широким спектром состава руд – от маломедистых (с кобальтом) пиритовых через медные и цинково-медные до медно-цинково-свинцовых (колчеданно-полиметаллических). Они известны во многих районах мира, а в Советском Союзе – на Урале, Кавказе, в Закавказье, Восточном Казахстане, Салаире и других районах. Возникали они на всем протяжении истории Земли, от архея до современного этапа, и связаны с раннегеосинклинальным базальтоидным вулканизмом как в фанерозойских подвижных поясах, так и в вулканогенных («зеленокаменных») трогах на древних щитах. Месторождения тесно связаны с контрастной риолит-базальтовой или базальт-риолитовой и непрерывной базальт-андезит-дацит-риолитовой формациями и приурочены главным образом к кислым составляющим этих формаций. В терригенных поясах, в пределах которых вулканиты имеют резко подчиненное значение, колчеданные месторождения залегают среди песчано-глинистых и углисто-глинистых отложений.
На Урале проявления базальтоидного вулканизма и рудоносные формации установлены в трех эвгеосинклинальных зонах автономного развития (Тагило-Медногорской, Западно-Магнитогорской и Восточно-Магнитогорской), соответствующих среднеордовикско-венлокскому, верхнесилурийско-среднедевонскому и верхнесилурийско-франскому вулканическим циклам. Рудовмещающие разрезы указанных зон имеют как общие черты, так и существенные различия. Однако оруденение во всех зонах многоярусное.
Рудоконтролирующими и рудовмещающими структурами являются депрессионные структуры, длительно развивавшиеся вулканокупольные постройки с сопутствовавшими им просадками и депрессии между куполами, а также вулканические кальдеры. Важными элементами структуры являются крупные разломы, определявшие пути поступления продуктов кислого вулканизма, а также разрывные нарушения, являвшиеся каналами при поступлении рудоносных гидротермальных растворов (рис. 57). Рудные залежи локализованы преимущественно в верхней части толщ кислых вулканитов и приурочены к частям разрезов, содержащих прослои вулканомиктов. В результате более позднего метаморфизма появляются брахиантиклинали, происходит рассланцевание вулканических пород, изменяются элементы залегания рудных тел.
|
|
|
Рис. 57. Схематический геологический разрез вулкано-биклинальной структуры медноколчеданного месторождения Юбилейного:
1–6 – вулканиты контрастной формации (1 – базальты верхней толщи, 2 – дациты верхней толщи, 3 – базальты средней толщи, 4 – дациты нижней толщи, 5 – андезитодациты, 6 – базальты нижней толщи); 7 – субвулканические риолитодацитовые порфиры; 8–10 – рудные тела (8 – гидротермально-осадочные, 9 – гидротермально-метасоматические, 10 – комбинированные); 11 – серицитовые метасоматиты с прожилково-вкрапленной рудной минерализацией; 12 – зоны рассланцевания; 13 – пачки вулканогенно-осадочных пород (вне масштаба), 14 – разрывные нарушения
Наиболее широко распространены пластовые или линзовидные тела, протяженность которых колеблется от десятков до нескольких сотен метров при мощности от 1 до 250 м. Выклинивание их обычно постепенное. Лежачий бок большинства залежей осложнен языковидными утолщениями с прожилково-вкрапленной минерализацией, отходящими от основного пластового тела по тектоническим трещинам. Протяженность таких «языков» измеряется обычно несколькими метрами, в редких случаях достигает десятков, в единичных – сотен метров. Частным случаем залежей рассматриваемого типа являются «бескорневые» рудные тела, сформированные на некотором удалении от каналов, выводивших гидротермальные растворы на морское дно. При этом пластовые рудные тела (вулканогенно-осадочные) и прожилково-вкрапленные (гидротермально-метасоматические) могут быть пространственно разобщенными.
Второй морфологический тип представляют комбинированные залежи, имеющие форму уплощенных, раскрытых вверх воронок, узкая часть которых может достигать нескольких сотен метров. Субсогласные части таких тел, контролируемые депрессионными структурами, являются гидротермально-осадочными, а крутопадающие анофизы со стороны лежачего бока обладают признаками гидротермально-метасоматического рудоотложения в подводящих каналах. Известны случаи локализации руд только в подводящих каналах. Однако в этом случае они не имеют существенного практического значения.
Над согласными рудными залежами широко развиты процессы окварцевания, эпидотизации и гематитизации пород. Серицит и пирит распространены лишь непосредственно у контактов висячего бока рудных тел.
Метасоматиты, фиксирующие рудоподводящие каналы, вверх по разрезу постепенно расширяются и ветвятся, разворачиваясь до субгоризонтальной ориентировки на флангах залежей. Эти метасоматиты в поперечном сечении имеют форму усеченных конусов, обращенных вершиной книзу. Сложены они серицит-кварцевыми и кварц-серицитовыми породами, к периферии сменяющимися кварц-серицит-хлоритовыми и кварц-карбонат-серицит-хлоритовыми (с альбитом и эпидотом) метасоматитами. Во всех ассоциациях участвуют пирит и лейкоксен.
Главными минералами медноколчеданных руд являются пирит, халькопирит и сфалерит. В незначительных количествах присутствуют галенит, блеклые руды, борнит. Жильные минералы представлены кварцем, серицитом, хлоритом, карбонатами.
Внутреннее строение колчеданных залежей характеризуется грубой слоистостью, связанной с наличием прослоев серицитовых сланцев и подчеркиваемой ритмично-слоистым размещением текстурно-минералогических типов руд. Каждый ритм обычно состоит из пирита в нижней своей части, пирита и халькопирита в средней и пирита, халькопирита и сфалерита – в верхней (прикровельной) части. В целом для залежей характерно повышенное содержание халькопирита и сфалерита в ритмах по направлению к висячему боку.
Колчеданные залежи различных уровней разреза рудовмещающих толщ во многом сходны между собой. Однако при изучении многоярусных месторождений нельзя составлять единую схему последовательности минералообразования. Каждый горизонт должен изучаться в отдельности.
Основными промышленными типами руд являются медный, цинково-медный и медно-цинковый золото-серебросодержащий колчеданный. Содержание меди в руде 1–2%, цинка – 1–4%.
Попутными компонентами являются кадмий, селен, теллур, индий, таллий, германий, галлий. |
Колчеданно-полиметаллические месторождения детально изучены на Рудном Алтае. Так же, как и уральские месторождения, они приурочены к вулканическим сооружениям, имеют пластообразную форму согласных с вмещающими породами медноколчеданных залежей. Однако среди них широко развиты секущие рудные тела с полиметаллическими рудами, кварц-серицитовыми и кварц-серицит-пиритовыми (тип березитов) метасоматитами. Кроме того, на ряде месторождений встречаются кварцевые жилы с сульфидами, являющиеся наиболее поздними образованиями.
Формирование полиметаллических месторождений происходило не менее чем в два этапа. В первый этап образовались вулканогенно-осадочные медноколчеданные залежи, которые впоследствии были метаморфизованы. Полиметаллические (свинцово-цинковые) рудные тела связаны главным образом с разрывными нарушениями, наложены на колчеданные залежи и являются рудами второго гидротермального этапа.
Основными менералами руд второго этапа являются галенит, сфалерит, халькопирит, блеклые руды, кварц, карбонаты, барит, серицит и др. Текстуры руд в основном вкрапленные, реже массивные, строение тонкозернистое. Формирование их происходило не менее чем в три стадии. Первая стадия пиритовая с доломитом, халькопиритом, сфалеритом, галенитом. В небольших количествах присутствуют кварц, серицит, хлорит, барит, арсенопирит. Вторая стадия полиметаллическая (ранняя), представлена сфалеритом, галенитом, халькопиритом, серицитом, хлоритом, доломитом; в небольших количествах присутствуют кварц, пирит, золото самородное, теллуриды. Третья стадия также полиметаллическая (поздняя), представлена халькопиритом, галенитом, кварцем, кальцитом, баритом, сфалеритом, пиритом и небольшим количеством золота самородного, тетраэдрита, доломита. Руды комплексные; из них извлекаются свинец, цинк, медь, золото, серебро, висмут, редкие элементы-спутники.
Многими исследователями месторождения Рудного Алтая рассматриваются как полигенные (вулканогенно-осадочные + гидротермальные).
|
|
|
