 |
Современные представления о глобальных закономерностях формирования рудоносных магм.
|
|
|
|
Полезные минералы магматического происхождения образуются в процессе дифференциации (т.е. разделения), магмы ультраосновного, основного или щелочного состава при высокой температуре (1500-700°С), высоком давлении и на значительных глубинах (3-5 км и более). Основным источником рудообразующих элементов является вещество верхней мантии. Об этом свидетельствует постоянная пространственная приуроченность как месторождений, так и вмещающих их пород к глубинным разломам.
В ходе становления интрузивных массивов происходила дифференциация вещества двух типов: ликвационная и кристаллизационная.
Дифференциация за счет ликвации магмы. Рудносиликатная магма при охлаждении разделяется на две несмешивающиеся жидкости – силикатную и рудную, кристаллизация которых происходит раздельно и приводит к образованию ликвационных месторождений.
Кристаллизационная дифференциация. В первичной магме не происходит ликвации. Магма остывает, и из неѐ последовательно кристаллизуются минералы: сначала наиболее высокотемпературные, а затем имеющие более низкие температуры кристаллизации. Если полезные элементы при затвердевании магмы входят в состав минералов ранних стадий кристаллизации, формируются раннемагматические месторождения. Если минералы, содержащие полезные элементы, кристаллизуются после затвердевания породообразующих силикатов, образуются позднемагматические месторождения. Такой путь обычно характерен для магм, обогащенных летучими компонентами.
Это упрощенное представление о способе образования магматических месторождений. В природе обычно одновременно реализуются все три пути магматической дифференциации вещества. Сложность связана еще и с тем, что поступление магмы может осуществлять несколькими порциями, различающимися по составу. То есть дифференциация магмы может происходить как непосредственно на месте становления интрузии, так и на более глубинных уровнях – ещѐ в магматических очагах. Однако, по преобладающему типу сформировавшихся руд, можно условно магматические месторождения разделить на ликвационные, ранне- и позднемагматические.
|
|
|
Ликвационные м-р наиболее х-ны для сульфидных медно-никелевых месторождений, (Кольском полуострове (Печенга), в Канаде (Садбери)). Связаны с дифференцированными базит-гипербазитовыми массивами, обогащенными магнием. На ранней стадии магматического этапа происходит ликвация - отделение сульфидной жидкости, которая принимает форму мелких капель, рассеянных в силикатном расплаве. Капли сливаются в полосы, гнезда, часть которых за счет высокой плотности под действием гравитации погружается в придонные части магматической камеры. Так возникают висячие, донные и пластообразные залежи. Основная часть сульфидного расплава кристаллизуется позже силикатного. Ликвационные месторождения редки. Они формировались лишь в пределах тектонически активизированных древних платформ. Более основные разности (пироксениты, перидотиты) слагают нижние части массивов, менее основные (габбро, долериты) – верхние.
Раннемагматические месторождения формируются в результате более ранней или одновременной с силикатами кристаллизации рудных минералов. Первичная кристаллизация типична для хромита, металлов платиновой группы, алмаза, редкометальных (циркон) и редкоземельные (монацит) минералы. Выкристаллизовавшиеся рудные минералы благодаря высокой плотности опускаются в жидком силикатном расплаве на дно магматической камеры. Здесь они перемещаются под действием гравитации и конвекционных токов, образуя обогащенные участки (кумуляты). Особенности: постепенные контакты между рудой и вмещающими породами; неправильная форма рудных тел – гнезда, линзы, сложные плитообразные залежи, трубообразные тела; вкрапленные т-ры и кристаллическизернистые структуры руд. Главным представителем - коренные месторождения алмазов.
|
|
|
Позднемагматические месторождения. формируются из остаточного рудного расплава, в котором концентрируется основная масса ценных компонентов. Первыми кристаллизуются породообразующие силикатные минералы. Остаточный расплав заполняет в почти затвердевшей интрузии ослабленные зоны (трещины), различные пустоты и промежутки между зернами силикатных минералов. При этом развивается сидеронитовая структура, когда рудный минерал как бы цементирует зерна силикатов. Черты: преимущественно эпигенетический характер рудных тел, имеющих форму секущих жил, линз, труб; сидеронитовые структуры, преобладание массивных руд над вкрапленными; крупные размеры рудных тел, значительные масштабы м-р достаточно богатых руд.
Типы месторождений: 1) хромитовые в серпентинизированных дунитах и перидотитах; 2) титаномагнетитовые в массивах габбро-перидотит-дунитового состава; 3) платиновые в дунитах, перидотитах и пироксенитах; 4) апатит-нефелиновые в щелочных породах – на Кольском полуострове (Хибины).
Билет 3
Типы рудных полей в зависимости от структурных условий.
Рудное поле – группа МПИ, которая объединена общностью месторождения и единством геологиче-ской структуры. Это участок земной коры, кот.включает близкие по времени образования и генезису МПИ.
Типы рудных полей:
a) Рудные поля в изгибах антиклинальных структур по простиранию
b) Рудные поля в осевых зонах антиклиналей высшего порядка
c) Рудные поля в пересечении крупных разрывных нарушений
d) Рудные поля в участках периклинальных окончаний антиклинорий
e) Рудные поля в зонах пересечений антиклиналей и синклиналей
f) Рудные поля, которые тяготеют к отдельным интрузивным массивам
g) Рудные поля на участках, которые совпадают с прогибами кровли пород под древними интру-зивными массивами.
Условия образования осадочных месторождений из коллоидных растворов.
|
|
|
В рассматриваемый класс отнесены осадочные месторождения железа, марганца и алюминия. Среди месторождений железа и марганца выделяется три разновидности: оолитовых руд; железо-марганцевых конкреций; железистых и марганцевых кварцитов. Происхождение последних многие исследователи связывают с вулканогенно-осадочными и метаморфическими процессами.
Общие черты месторождений
Месторождения располагаются в отложениях, которые накапливались в:
§ мелководных озерах,
§ заливах,
§ бухтах
§ на океаническом дне с неактивным гидродинамическим режимом.
Наиболее крупные месторождения бурых железняков и окисных марганцевых руд занимают обширные мульды в платформенном чехле.
Наличие скоплений углеродистого органического вещества в черных сланцах или углях отражает относительную опреснённость бассейнов, что обусловлено значительным поступлением растворов из рек, сучьев и грунтовых вод. Органика отражает тропические условия рудонакопления.
В каждом конкретном рудоносном бассейне концентрации аллюминия, железа и марганца подчиняются определённым геохимическим условиям.
Рудообразование
В качестве источников полезных компонентов рассматриваются:
· латеритные коры выветривания.
· гидротермальные вулканические эксгаляции.
Возможность выноса больших объемов алюминия, марганцаи железа из кор глубокого химического выветривания доказывается:
· присутствием остаточных месторождений бокситов, бурых железняков и скоплений гидроокислов марганца;
· общей геохимической зональностью распределения этих металлов; временной связью оруденения с эпохами проявления жаркого гумидного климата.
Следует иметь в виду различное количество металлов, содержащихся в определенных типах горных пород, среди которых алюминием, например, наиболее богаты щелочные породы, базальты и глинисто-сланцевые толщи.
Наличие вулклнического источника подтверждается
· Существованием в зонах океаническою спрединга глубоководных «чёрных» и «белых курильщиков», в результате деятельности которыхв океан выносятся сульфиды железа;
|
|
|
· Повышенными содержаниями марганца до 0,5 мг/л в глубинных водах.
· Связью железо-марганцевых руд с глубоководными вулк. и кремнистыми отложениям;
· Наличием вулканического пепла. (Бокситы Ямайки и Гаити)
На примере формирования океанических железо-марганцевых конкреций оба источника рассматриваются в качестве одинаково значимых.
Основными путями миграции металлов рассматриваемой триады являются:
§ подводные вулканические гидротермы и сопровождающие их океанические и глубинные морские течения;
§ стоки малых и большихрек;
§ грунтовые и артезианские подземные воды.
В большинстве случаев наиболее важными формами переноса металлов были коллоидные растворы. Гидроокислы железа и алюминия заряжены положительно. Окислы марганца, кремнезем, гумусовые и глинистые частицы и сульфиды заряжены отрицательно. Поэтому коллоидные растворы алюминия и железа менее устойчивы в присутствии отрицательно заряженных частиц гумусовых веществ и кремнезема. Коллоиды окислов марганца при наличии органических веществ не могут коагулировать и находятся в растворе. Этим объясняется отсутствие в марганцевых рудах скоплений органического вещества. (Коль органика явилась, маргунца не осадилось).
Причинами концентрации являлись разнообразные геохимические барьеры. В их числе наиболее распространенным, по-видимому, был электролитный. В результате его действия происходила коагуляция коллоидов, устойчивых в пресных непроводящих растворах, при их поступлении в морскую соленую воду.
Вторым по значимости следует считать окислительный барьер, на котором осаждалась основная масса оксидных руд железа и марганца. При образовании родохрозитовых и сидеритовых руд существовал щелочной карбонатный барьер. Для железа важное значение имели силикатный и сероводородный барьеры.
Существенными для осаждения железа и марганца, вероятно, были микробиологические барьеры. Катионы этих металлов способны легко изменять свое валентное состояние и поэтому активно участвуют в окислительно-восстановительных реакциях. Это обусловливает широкое использование этих элементов бактериями — хемотрофами и участие железа и марганца в биологических реакциях (кроветворная деятельность, рост растений и пр.). В этой связи существуют точки зрения об осаждении этих металлов в результате интенсивного роста биомассы использующих их микроорганизмов, формирование уникальных месторождений этого металла на юге Русской платформы объясняется интенсивным развитием в олигоцене марганцевой микрофлоры.
Билет 4
|
|
|
