Геология месторождений полезных ископаемых: Учебное пособие

М И Н И СТ Е РСТ В О О БРА ЗО В А Н И Я РО ССИ Й СК О Й Ф Е Д Е РА Ц И И В О РО Н Е Ж СК И Й ГО СУ Д А РСТ В Е Н Н Ы Й У Н И В Е РСИ Т Е Т ГЕ О ЛО ГИ ЧЕ СК И Й Ф А К У ЛЬТ Е Т

К оваль И .К .

ГЕ О ЛО ГИ Я М Е СТ О РО Ж Д Е Н И Й П О ЛЕ ЗН Ы Х И СК О П А Е М Ы Х учебноепособие по специаль ности геология 011100

В ор онеж 2003

2

У твер ж д ено научно-м етод ическим советом геологического ф акуль тета пр отокол № 7 от 29 м ая 2003г.

А втор К оваль И .К .

У чебноепособиепод готовлено на каф ед р еполезны х ископаем ы х и нед р ополь зования геологического ф акуль тета В ор онеж ского госуд ар ственного универ ситета. Реком енд уется д ля студ ентов 4 - 5 кур сов геологического ф акуль тета д невного и заочного отд елений .

3

В В Е Д Е НИ Е О снов ны е за д а ч и на уки У чение о полезны х ископаем ы х – это д р евней шая наука, основной зад ачей котор ой я вля ется изучение законом ер ностей обр азования и р аспр ед еления в зем ной кор е скоплений м инер аль ны х вещ еств с пр ом ы шленны м сод ер ж анием ценны х ком понентов в количествах, эконом ически опр авд ы ваю щ их их д обы чу и пер ер аботку с цель ю исполь зования в нар од ном хозя й стве. Знаниеэтих законом ер ностей позволя ет: • р ациональ но вести поиски м естор ож д ений , • эф ф ективно пр овод ить р азвед очны ер аботы , • осущ ествля ть вы бор наиболееэконом ичны х систем р азр аботки м естор ож д ений и наилучшего способа пер ер аботки сы р ь я . О снов ны е понят ия уч е ния ополе зны х ископа е м ы х П олезны е ископаем ы е бы ваю т газообр азны м и, ж ид ким и и твер д ы м и. К газообр азны м полезны м ископаем ы м относя тся гор ю чие и благор од ны е газы , к ж ид ким пр инад леж ат неф ть , под зем ны е и повер хностны е вод ы . О сновная м асса полезны х ископаем ы х относится к твер д ы м , котор ы е исполь зую тся в «сы р ом » вид е (гр анит, м р ам ор , глина), д ля извлечения из них ценны х ком понентов (м еталлы ), в таком случаеони назы ваю тся р уд ой , м огут исполь зовать ся целиком , но д ля д аль ней шей пер ер аботки (соли), м огут пр им еня ть ся кр исталлы (пь езоквар ц, исланд ский шпат). М естор ож д ением назы вается участок зем ной кор ы , в котор ом в р езуль татегеологических пр оцессов пр оизошло накоплением инер аль ного вещ ества по количеству, качеству и условия м залегания пр игод ного д ля пр ом ы шленного исполь зования . П о пр ом ы шленном у исполь зованию м естор ож д ения под р азд еля ю т на р уд ны е или м еталлические, нер уд ны е или нем еталлические, гор ю чие (каустобиолиты ) и гид р ом инер аль ны е. К аж д ая из этих гр упп д елится на под гр уппы . Т ак, р уд ны е м естор ож д ения под р азд еля ю тся на м естор ож д ения чер ны х, цветны х, легких, благор од ны х, р ад иоактивны х, р ед ких и р ассея нны х м еталлов. Ср ед и нер уд ны х полезны х ископаем ы х вы д еля ю т м естор ож д ения хим ического, агр оном ического, м еталлур гического, технического и стр оитель ного м инер аль ного сы р ь я . К гор ю чим полезны м ископаем ы м относя тся м естор ож д ения неф тя ны е, гор ю чих газов, углей , гор ю чих сланцев и тор ф а. Гид р ом инер аль ны е

4

м естор ож д ения р азд еля ю т на м естор ож д ения технических, баль неологических и м инер аль ны х.

пить евы х

вод ,

К оличество м инер аль ного сы р ь я в нед р ах назы вается его запасам и или р есур сам и. К ачество м инер аль ного сы р ь я опр ед еля ется сод ер ж анием в нем ценны х и вр ед ны х ком понентов. К ачество м ногих нем еталлических соед инений свя зано с их ф изическим и и хим ическим и свой ствам и. К ачество гор ю чих полезны х ископаем ы х опр ед еля ется теплотвор ной способность ю . М иним аль ны е запасы и сод ер ж ание ценны х ком понентов, а такж е м аксим аль но д опустим ое сод ер ж ание вр ед ны х пр им есей , пр и котор ы х возм ож на эксплуатация м естор ож д ения , назы ваю т пр ом ы шленны м и конд иция м и. П оня тия о м естор ож д ении, о конд иция х не я вля ю тся стр ого опр ед еленны м и, р аз и навсегд а зад анны м и. О ни изм еня ю тся по след ую щ им пр ичинам : 1) истор ически, по м ер еизм енения потр ебностей человечества в м инер аль ном сы р ь е: р азвитиецивилизации сопр овож д ается неуклонны м р остом потр ебления полезны х ископаем ы х, что пр ивод ит к том у, что со вр ем енем р азр абаты ваю тся м естор ож д ения с болеебед ны м и р уд ам и; 2) совер шенствованиетехники д обы чи и технологии пер ер аботки м инер аль ного сы р ь я ; 3) пр ом ы шленны еконд иции неод инаковы д ля р азны х пр ир од ны х условий и каж д ы й р аз опр ед еля ю тся пр и пом ощ и эконом ических р асчетов. Кра т кийист орич е скийоч е рк Развитие человечества нем ы слим о без освоения полезны х ископаем ы х. И стор ия р азвития пр ед ставлений об условия х обр азования м естор ож д ений д остаточно д еталь но описана в учебниках (В .И .См ир нов, 1989; В .И .Стар остин, П .А .И гнатов, 1997 и д р .). В настоя щ ем пособии пр ивод ится лишь кр аткий обзор м атер иала. П ер иод зар ож д ения совр ем енной гор ной пр ом ы шленности и теор ии ф ор м ир ования м естор ож д ений полезны х ископаем ы х в нашей стр ане свя зан с активной д ея тель ность ю П етр а I и М .В .Лом оносова. И м енно с поя влением тр уд ов М .В .Лом оносова зар од илась наука о м инер аль ны х м естор ож д ения х. В тор ой пер иод р азвития гор ной пр ом ы шленности и науки о полезны х ископаем ы х свя зан с откр ы тием в г. Санкт-П етер бур г гор ного училищ а, с 1834 г. – это институт гор ны х инж енер ов, а позж еЛенингр ад ский гор ны й институт. В ы пускники института м ногое сд елали д ля своей стр аны . П оя вля ю тся новы е р ай оны гор ной д обы чи (нар я д у с У р алом , это А лтай ,

5

Запад ная Сибир ь , Забай каль е). Расшир я ется пер ечень полезны х ископаем ы х, по объ ем у д обы чи м ногих из котор ы х Россия вы шла на 1 м есто в м ир е. П ер иод р азвития капитализм а в России свя зан сд аль ней шим пр огр ессом геологических исслед ований . К д обы че тр ад иционны х полезны х ископаем ы х пр ибавились новы е отр асли, ср ед и котор ы х исклю читель ное м есто заня ла р азр аботка м естор ож д ений неф ти и угля . Расшир илась тер р итор ия Россий ской И м пер ии, вклю чаю щ ая всю Сибир ь , Д аль ний В осток, К авказ, К азахстан и Ср ед ню ю А зию с их неповтор им ы м набор ом р азнообр азны х м естор ож д ений полезны х ископаем ы х. В озр осла необход им ость научного осм ы сления все увеличиваю щ егося объ ем а ф актических м атер иалов. В 1882 год у в П етер бур ге созд ан Геологический ком итет. В его состав вошли вы д аю щ иеся учены е того вр ем ени – В .О бр учев, М .У сов, А .К ар пинский , А .Гер асим ов, И .Губкин, И .М ушкетов ид р . Советский пер иод вы д еля ется р асцветом всех наук, в том числе геологии с ее важ ней шей ветвь ю – учением о полезны х ископаем ы х. Совер шенствуется теор ия ф ор м ир ования м естор ож д ений м инер аль ного сы р ь я . В этой свя зи д олж ен бы ть особо отм ечен значитель ны й вклад в науку о полезны х ископаем ы х боль шой гр уппы учены х: А .Бетехтин, Ю .Билибин, И .Гинзбур г, А .Завар ицкий , Д .К ор ж инский , И .М агакь я н, С.См ир нов, В .См ир нов, Н .Стр ахов, П .Т атар инов, А .Ф ер см ан и д р угие м ногочисленны еучены е. К концу Х IХ - началу Х Х в. в области теор ии ф ор м ир ования м естор ож д ений слож илось несколь ко м ир овы х научны х школ: ам ер иканская , нем ецкая , ф р анцузская , я понская и р усская . В р аботах ам ер иканских геологов пр еоблад ает анализ геологических стр уктур , контр олир ую щ их пр оцесс р уд ообр азования , нем ецкая школа хар актер изуется вы д аю щ им ися исслед ования м и вещ ественного состава р уд , ф р анцузская отличается сод ер ж атель ны м и р аботам и в области р егиональ ной м еталлогении, я понская – вулканогенного р уд ообр азования , р усская хар актер изуется анализом всестор онних свя зей условий обр азования м естор ож д ения стектоникой , м агм атизм ом , м етам ор ф изм ом . Развитие учения о геологии полезны х ископаем ы х пом им о пр ед ставителей р усской школы свя зано с им енам и зар убеж ны х учены х: А .Бэтм ана, В .Линд р ена, П .Н иггли, П .Рам д ор а, Г.Ш ней д ер хена, д е Лоне, Э ли д е Бом она, П .Руть е, Т .К ато, Т .В атанабе и д р угих учены х р азны х стр ан. В новое вр ем я господ ствую щ ую позицию в совр ем енны х теор ия х заним ает поня тие о м ногообр азии м еханизм ов р уд ообр азования , о м ногоэтапности и д литель ности ф ор м ир ования . У чение о полезны х ископаем ы х окончатель но стало на р ель сы ф унд ам енталь ной науки естествознания . В настоя щ ее вр ем я геолог влад еет всем ар сеналом

6

научны х м етод ов: м атем атическим и ф изическим м од елир ованием , ком пь ю тер ны м и технология м и, оценки м инер аль ны х р есур сов р азличны х тер р итор ий , аэр окосм ическим и поисковы м и систем ам и, м ощ ной бур овой и геоф изической аппар атур ой , р азнообр азны м и тонким и пр ием ам и изучения м инер аль ного состава и стр оения м естор ож д ений . Т оль ко синтез этих знаний позволя ет вы д винуть новы е ид еи, способны е р ешить м инер аль носы р ь евы епр облем ы человечества в Х Х I в.

Г Л А В А I. О Б Щ И Е С В Е Д Е НИ Я О М Е С ТО РО Ж Д Е НИ Я Х П О Л Е ЗНЫ Х И С КО П А Е М Ы Х Площ а д и ра спрост ра не ния поле зны х ископа е м ы х В зависим ости от м асштабов пр оя вления вы д еля ю тся след ую щ ие категор ии р уд оносны х площ ад ей : пр овинция , область (поя с, бассей н), р ай он (узел), поле, м естор ож д ение, р уд ноетело. К п рови н ци ям относя т кр упны е стр уктур ны е элем енты зем ной кор ы , относя щ иеся к платф ор м ам , склад чатом у поя су, д ну м ор ей и океанов с р азм ещ енны м и в их пр ед елах свой ственны м и им м естор ож д ения м и. О б ласт ь п олезн ы х и скоп аем ы х вход ит составны м элем ентом в пр овинцию , она хар актер изуется набор ом опр ед еленны х по составу и пр оисхож д ению м естор ож д ений полезны х ископаем ы х, пр иур оченны х к тектоническим элем ентам пер вого пор я д ка (м уль д ам , под ня тия м , гр абенам и д р .). В ы тя нуты е линей ны е области, пр иур оченны е к пр огибам , глубинны м р азлом ам , р иф товы м систем ам , назы ваю т р уд ны м и поя сам и. Бассей ны полезны х ископаем ы х пр ед ставля ю т собой области непр ер ы вного или почти непр ер ы вного р аспр остр анения пластовы х полезны х ископаем ы х. Р удн ы м район ом назы ваю т м естное скопление м естор ож д ений в пр ед елах более кр упны х таксонов (пр овинций , областей , поя сов и бассей нов), пр иур оченное к опр ед еленны м тектоном агм атическим и литолого-ф ациаль ны м обстановкам . В случае концентр ации сер ии м естор ож д ений опр ед еленны х вид ов полезны х ископаем ы х к м естам пер есечения р азлом ов, такой р ай он назы ваю т р уд ны м узлом . Р удн ое п оле пр ед ставля ет собой неболь шой участок зем ной кор ы , в пр ед елах котор ого р асполагаю тся од новр ем енно обр азовавшиеся , генетически р од ственны е м естор ож д ения и объ ед иня ем ы е ед инством геологической стр уктур ы . Р удн ы м т елом назы вается локаль ное скопление пр ир од ного м инер аль ного сы р ь я , пр иур оченное к опр ед еленном у стр уктур ногеологическом уэлем ентуили их ком бинации.

7

М орф ология т е л поле зны х ископа е м ы х Руд ны е тела чр езвы чай но р азнообр азны по ф ор м е. М ож но вы д елить лишь главны е типы р уд ны х тел: пласты , линзы , ж илы , тр убы или столбы , штоквер ки, штоки, тела непр авиль ной ф ор м ы , гнезд а, ком бинир ованны е залеж и. П ласт ам и назы ваю т плоские тела полезны х ископаем ы х, обр азую щ иеся в вод ны х бассей нах синхр онно с вм ещ аю щ им и осад очны м и пор од ам и. М етасом атические тела, р азвиваю щ иеся по отд ель ны м пластам осад очны х пор од , пр иобр етаю т хар актер п ласт ооб разн ы х залеж ей . Различаю т пласты пр осты е (без пр ослоев пор од ы ) и слож ны е (с пр ослоя м и пор од ы ), крут оп адающи е, с углам и пад ения более45о, и п ологоп адающи е, суглам и пад ения м енее45о. Л и н зы пр ед ставля ю т собой лентообр азной ф ор м ы .

плоские тела

д искообр азной

или

Ж и лы – это тр ещ ины в гор ны х пор од ах, вы полненны е м инер аль ны м вещ еством , но им ею тся и м етасом атические ж и лооб разн ы е тела. В ы д еля ю т след ую щ ие элем енты ж ил: заль банд ы – контакты ж илы с вм ещ аю щ им и пор од ам и; апоф изы – ответвления , отход я щ ие от ж ил в боковы е пор од ы . В пр ед елах ж ил обособля ю тся участки с повы шенны м сод ер ж анием полезны х ком понентов, их назы ваю т рудн ы м и ст олб ам и . П о особенностя м м ор ф ологии ср ед и ж илвы д еля ю тся четковид ны е, кам ер ны е, сед ловид ны е, лестничны еи опер енны е(р ис. 1). Труб ы , т руб ки и т руб ооб разн ы е и ст олб ооб разн ы е залеж и пр ед ставля ю т собой уд линенны е по од ной оси р уд ны е тела. О ни часто им ею т ф ор м ууд линенны х, опр окинуты х вер шиной на глубинуконусов. Ш т окверк – это некотор ы й объ ем гор ны х пор од , интенсивно р ассеченны х р азноор иентир ованны м и систем ам и кор отких тр ещ ин, по котор ы м р азвивается р уд ная м инер ализация . Часто м еж д у тр ещ инам и р асполагается вкр апленное ор уд енение. Ш токвер ковую ф ор м у им ею т некотор ы е м естор ож д ения м ед и, м олибд ена, олова, воль ф р ам а, асбеста и д р угих полезны х ископаем ы х (р ис.2). Ш т оком назы вается более или м енее изом етр ичная залеж ь сплошного или почти сплошного м инер аль ного сы р ь я . П р им ер ом м огут служ ить штоки кам енной соли, гид р отер м аль но-м етасом атические м ед нопор ф ир овы е, скар новы еи гр ей зеновы ем естор ож д ения (р ис.3). Гн ездом назы вается некр упное локаль ное скопление полезны х ископаем ы х. К ним пр инад леж ат тела некотор ы х м естор ож д ений золота, свинца и цинка, хр ом итовы х, р тутны х и д р угих р уд .

8

П ом им о пер ечисленны х пр осты х ф ор м р уд ны х тел полезны х ископаем ы х в пр ир од е встр ечаю тся слож ны е залеж и, пр ед ставля ю щ ие собой их ком бинацию .

Рис.1.Различны етипы ж ил: 1- пр остая ж ила; 2- лестничны еж илы ; 3 – четковид ная ж ила; 4 – кам ер ная ж ила.

Рис.2. Ш токвер к.

Рис.3. Ш ток:1 - сланцы ; 2 – известня ки;3 - зона тр ещ иноватости; 4 – р уд ноетело.

9

10

М ине ра льны йи х им ич е скийсост а в поле зны х ископа е м ы х М естор ож д ения неод нор од ны по составу: пом им о р уд ны х (ценны х) обы чно есть сопутствую щ ием инер алы (их часто назы ваю т ж иль ны м и). П о хим ическом усоставувы д еля ю тся след ую щ иетипы р уд : 1) оксид ны е – в ф ор м е оксид ов и гид р оксид ов, хар актер ны е д ля м естор ож д ений ж елеза, м ар ганца, олова, ур ана, хр ом а, алю м иния ; 2) силикатны е – наиболее типичны д ля нем еталлических полезны х ископаем ы х (слю д ы , асбест и д р .); 3) сер нисты е – в вид е суль ф ид ов, ар сенид ов, антим онид ов м ед и, цинка, свинца, никеля , сур ь м ы и д р угих элем ентов; 4) кар бонатны е – свой ственны е некотор ы м м естор ож д ения м ж елеза, м ар ганца, м агния , свинца, цинка, м ед и; 5) суль ф атны е, к котор ы м относя тся м естор ож д ения бар ия , стр онция и д р угих элем ентов; 6) ф осф атны е, обр азую щ ием естор ож д ения ф осф ор а; 7) галоид ны е– типичны ед ля м естор ож д ений солей и ф лю ор ита; 8) сам ор од ны е– слож енны есам ор од ны м и м еталлам и и сплавам и. Ср ед и нер уд ны х пр еоблад аю т квар ц, кар бонаты , хлор ит, тур м алин, тр ем олит, сер ицит, каолинит. П о соотношению р уд ны х и нер уд ны х м инер алов вы д еля ю т р уд ы м ассивны еили сплошны е(р уд ны х м инер алов боль ше80%) и вкр апленны е (р уд ны х м инер алов м ень ше 80%). М ассивны е р уд ы хар актер ны д ля р уд ж елеза, м ар ганца, хр ом а, м ед и, свинца, цинка, гр аф ита, сер ы . В кр апленны е р уд ы наблю д аю тся в золотор уд ны х м естор ож д ения х, м олибд енволь ф р ам овы х, оловор уд ны х, никелевы х, асбеста, слю д . П о составу р уд ы бы ваю т пр осты е (м оном еталь ны е) – ж елеза, хр ом а, алю м иния , м ар ганца, асбеста, гр аф ита и слож ны е(ком плексны е) – м ед ном олибд еновы е, полим еталлические, сод ер ж ащ ие, кр ом е свинца и цинка, м ед ь , золото, сер ебр о, никель , гер м аний , инд ий , кад м ий и т.д . М инер аль ное вещ ество, составля ю щ ее полезное ископаем ое, облад ает соответствую щ ей текстур ой и стр уктур ой . Стр уктур а р уд ы опр ед еля ется ф ор м ой , р азм ер ам и и взаим оотношения м и зер ен слагаю щ их еем инер алов. Т екстур а р уд ы опр ед еля ется ф ор м ой , р азм ер ам и и взаим оотношения м и агр егатов зер ен.

11

Э т а пы и ст а д ии м ине ра лона копле ния П р оцессы м инер алонакопления пр и ф ор м ир овании м естор ож д ений по д литель ности сопоставим ы с геологической шкалой вр ем ени. О ни пр отекаю т в течениеэтапов и стад ий . Эт ап ом назы вается д литель ны й пер иод , когд а пр оисход ило накопление р уд од ного генетического типа, напр им ер , м агм атического, пегм атитового и д р . О бы чно м естор ож д ения ф ор м ир ую тся в од ин этап, р еж е в д ва и более. С т ади и ф иксир ую т части этапов, в течение котор ы х пр оисход ило накопление м инер алов опр ед еленного состава. Стад ия отд еля ется од на от д р угой пер ер ы вом в м инер ализации. К р итер ия м и д ля вы д еления стад ий служ ат пер есечение р азновозр астны х ж ил, бр екчир ование и цем ентация м инер аль ны х агр егатов р анних стад ий более позд ним и , контр астны м изм енением ф изико-хим ических пар ам етр ов пр оцессов м инер алообр азования . М инер аль ны е ассоциации послед ователь ны х стад ий назы ваю т м инер аль ны м и генер ация м и. В ы д еля ю т п араген ет и чески е м и н еральн ы е ассоци аци и (или пар агенезисы ), в котор ы е объ ед иня ю т совм естно залегаю щ ие агр егаты м инер алов, им ею щ ие общ ее пр оисхож д ение и отлагавшиеся в опр ед еленной послед ователь ности. Руд ы , обр азовавшиеся синхр онно с вм ещ аю щ им и пор од ам и, назы ваю т сингенетическим и, а возникшие в уж е сущ ествовавших пор од ах – эпигенетическим и. Ге не т ич е ска я кла ссиф ика ция м е ст орож д е нийполе зны х ископа е м ы х М естор ож д ения полезны х ископаем ы х ф ор м ир ую тся в пр оцессе д иф ф ер енциации пр и кр уговор оте м инер аль ны х м асс в эволю ционном р азвитии зем ли. В соответствии с этим все м естор ож д ения полезны х ископаем ы х р азд еля ю тся на тр и сер ии: м агм ат оген н ую, экзоген н ую и м ет ам орфоген н ую. К аж д ая сер ия в свою очер ед ь под р азд еля ется на гр уппы , а послед ниена классы . М агмато ген н ы е (глубинны е, гипогенны е, энд огенны е) м естор ож д ения полезны х ископаем ы х свя заны с внутр енней энер гией зем ли. М естом их локализации служ ат глубинны е геологические стр уктур ы , опр ед еля ю щ ие условия накопления м инер аль ны х вещ еств, м ор ф ологию , состав и стр оениетел полезны х ископаем ы х. М агм ат и ческая гр уппа объ ед иня ет м естор ож д ения , обр азовавшиеся пр и засты вании ф р акций м агм атических р асплавов, в котор ы х сконцентр ир овались ценны ем инер аль ны есоед инения .

12

К арб он ат и т овая гр уппа ф ор м ир овалась из р асплавов, свя занны х суль тр аосновны м и щ елочны м и интр узия м и центр аль ного типа. П егм ат и т оваягр уппа вклю чает м естор ож д ения , пр ед ставля ю щ иесобой пор ции засты вших р асплавов кислой и щ елочной м агм , под вер гшиеся м етасом атическом у возд ей ствию гор я чих м инер ализованны х газововод ны х р аствор ов. А льб и т и т -грейзен овая гр уппа созд ана постм агм атическим и щ елочны м и р аствор ам и в апикаль ны х частя х м ассивов кислы х и щ елочны х пор од . С карн овая и ли кон т акт ово-м ет асом ат и ческая гр уппа охваты вает м естор ож д ения , возникшие в р езуль тате м етасом атоза в области р азогр еты х контактов осты ваю щ их м ассивов м агм атических пор од и пр им ы каю щ их к ним кар бонатсод ер ж ащ их осад очны х и эф ф узивноосад очны х толщ . Ги дрот ерм альн ая гр уппа обр азуется в глубинах зем ной кор ы вслед ствие отлож ения м инер аль ны х вещ еств из гор я чих м инер ализованны х газововод ны х р аствор ов. К олчедан н ая гр уппа заклю чает м естор ож д ения , возникшие в свя зи с поствулканической газогид р отер м аль ной д ея тель ность ю базаль товой м агм ы . Э к зо ген н ы е (повер хностны е, гипер генны е, сед им ентогенны е) м естор ож д ения свя заны с геохим ическим и пр оцессам и, пр отекавшим и в пр ошлом и р азвиваю щ им ися в настоя щ ее вр ем я на повер хности и в пр иповер хностном слоеЗем ли. М естом накопления м инер аль ны х вещ еств служ ат: 1) повер хность планеты ; 2) пр иповер хностная зона д о ур овня гр унтовы х вод ; 3) д но болот, р ек, озер , м ор ей и океанов. Ф ор м ир ование экзогенны х м естор ож д ений свя зано с м еханической , хим ической и биохим ической д иф ф ер енциацией вещ ества зем ной кор ы под влия нием солнечной энер гии. В этой сер ии вы д еля ю тся тр и гр уппы м естор ож д ений : гр уппа вы ветр ивания , р оссы пны еи осад очны е. М ест орож ден и я вы вет ри ван и я свя заны с кор ой вы ветр ивания , в котор ой полезны е ископаем ы е накапливаю тся ввид у вы носа повер хностны м и вод ам и бесполезны х соед инений и в р езуль тате пер еотлож ения части ценны х вещ еств в ниж ней зонекор ы вы ветр ивания и ниж еее. Р оссы п н ая гр уппа ф ор м ир уется пр и ф изическом вы ветр ивании и свя занны м сним м еханическим р азр ушением тел полезны х ископаем ы х, в состав котор ы х вход я т м еханически пр очны е и хим ически устой чивы е м инер алы , созд аю щ иер оссы пи. О садочн ая гр уппа объ ед иня ет м естор ож д ения , возникаю щ ие пр и м еханической , хим ической , биохим ической и вулканической

13

д иф ф ер енциации м инер аль ны х вещ еств в пр оцессе накопления толщ осад очны х пор од . М етамо рф о ген н ы е м естор ож д ения ф ор м ир овались пр и интенсивном пр еобр азовании гор ны х пор од на значитель ной глубине от повер хности зем ли в обстановкевы соких тем пер атур и д авлений . Э та сер ия объ ед иня ет д ве гр уппы м естор ож д ений . М ет ам орфи зован н ы е м естор ож д ения вклю чаю т пр еобр азованны ев новой тер м од инам ической обстановкер анее возникшие м естор ож д ения лю бого генезиса. М ет ам орфи чески е обр азовались впер вы е в р езуль тате м етам ор ф ического пр еобр азования м инер аль ного вещ ества. Гр уппы , классы и под классы генетической гр уппир овки по м ер е необход им ости под р азд еля ю тся на ф ор м ации полезны х ископаем ы х. Р удн ой форм аци ей назы ваю т м естор ож д ения од инакового м инер аль ного состава, сф ор м ир ованны е в сход ны х ф изико-хим ических и геологических условия х. М еталлогенической ф ор м ацией назы ваю т ком плекс пар агенетически свя занны х гор ны х пор од м агм атического, осад очного или м етам ор ф ического пр оисхож д ения и ассоциир ованны х с ним м естор ож д ений полезны х ископаем ы х, обусловленны й ед инством пр оисхож д ения в опр ед еленны х стр уктур но-ф ор м ационны х условия х. Ге ологич е ские услов ия обра зов а ния м е ст орож д е нийс позиции ге осинклина льнойконце пции М еталлогения геосинклиналей с наиболь шей полнотой исслед ована Ю .Билибины м , она получила я р кое воплощ ение в тр уд ах В .См ир нова. Главней шим и ф актор ам и р азвития зем ной кор ы я вля ю тся геосинклиналь ны есистем ы – генер атор ы под авля ю щ ей м ассы энд огенны х м естор ож д ений . Согласно этим исслед ования м в истор ии р азвития геосинклиналей вы д еля ется тр и главны х стад ии: р ання я , ср ед ня я и позд ня я . I. Р анняя ст ад ия (д оор огенная , р иф тогенная ) охваты вает интер вал вр ем ени от залож ения геосинклинали д о главны х ф аз склад чатости. В это вр ем я возникаю т глубинны е р асколы , по котор ы м поступает базаль товая м агм а. В д оль р асколов в пр огибаю щ ем ся д не геосинклиналей накапливаю тся м ощ ны е толщ и вулканогенно-осад очны х пор од , пр онизанны е интр узия м и уль тр аосновного и основного составов. В р анню ю стад ию ф ор м ир ую тся четы р ем агм атическиеф ор м ации: 1) б азальт -ли п ари т овая суб м ари н н ая, с ней ассоциир ую т колчед анны е м ед но-цинково-свинцовы е и оксид ны е ж елезом ар ганцевы е м естор ож д ения ; 2) пер ид отитовая с м агм атическим и м естор ож д ения м и хр ом итов и платиноид ов; 3) габ б ровая с м агм атическим и м естор ож д ения м и титаном агнетитов и платиноид ов (платина и паллад ий );

14

4) п лаги огран и т -си ен и т овая со скар новы м и ж елеза и м ед и.

м естор ож д ения м и

П ом им о м агм атических вы д еля ю тся пя ть осад очны х ф ор м аций : 1) об лом очн ая (конглом ер аты , алевр олиты , глины ) – исполь зую тся в качествестр оитель ны х м атер иалов; 2) карб он ат н ая, с котор ой ассоциир ую т м естор ож д ения лим онитов, кар бонатно-оксид ны х р уд м ар ганца, залеж и бокситов и ф осф ор итов; 3) шам озитовая ссиликатны м и р уд ам и ж елеза и м ар ганца; 4) крем н и ст ая м инер ализацией ;

или

я шм овая

с

убогой

ж елезом ар ганцевой

5) б и т ум и н озн ая или аспид ная , слож енная сланцам и с повы шенны м количеством ор ганического вещ ества и р ассея нной р уд ной м инер ализацией (U, V, Fe, Cu, Zn, Mo, Au и д р .). II. С редн яя (со ск л адч атая, предо ро ген н ая) стадия пр иход ится на пер иод главны х ф аз склад чатости. П р оисход ит см ена р еж им ов пр огибания возд ы м анием в ф ор м е центр аль ного под ня тия . Ф ор м ир ую тся кр упны е батолиты гр анитоид ов д вух ф ор м аций : 1) ум ерен н о-ки слы х гран и т ои дов, д ля них типичны скар новы е м естор ож д ения шеелита и гид р отер м аль ны е м естор ож д ения золота, м ед и, м олибд ена; 2) н орм альн ы х и крайн е ки слы х гран и т ов, с ним и ассоциир ую т пегм атитовы е и аль битит-гр ей зеновы е м естор ож д ения олова, воль ф р ам а, тантала, ниобия , лития , бер иллия . В этустад ию обр азую тся д веосад очны еф ор м ации: 1) фли ш евая, исполь зуем ая в качествестр оитель ны х м атер иалов; 2) кауст об и оли т овая, сод ер ж ащ ая гор ю чиесланцы , угли, битум инозны е и неф теносны еф ации пор од . III. П о з д няя(по стск л адч атая) стадия ф иксир ует пер еход м обиль ного ком плекса в м олод ую платф ор м у, р ассеченную р азлом ам и. В это вр ем я ф ор м ир ую тся д вем агм атическиеф ор м ации: 1) ги п аб и ссальн ы х и н т рузи й п о сост аву от ди ори т -п орфи ров до гран и т -п орфи ров, с котор ы м и свя заны плутоногенны е гид р отер м аль ны е м естор ож д ения р уд цветны х, р ед ких, р ад иоактивны х и благор од ны х м еталлов, а такж е скар новы е м естор ож д ения свинцово-цинковы е, воль ф р ам -м олибд еновы е, олово-воль ф р ам овы е; 2) н азем н ы х вулкан оген н ы х п ород ан дези т -даци т ового сост ава, с котор ы м и ассоциир ую т вулканогенны ем естор ож д ения слож ного состава. С позд ней стад ией свя заны четы р еф ор м ации осад очны х пор од :

15

1) м олассовая форм аци я, с котор ой м естор ож д ения стр оитель ны х м атер иалов;

ассоциир ую т

2) п ест роцвет н ая форм аци я со свой ственны м и ей осад очноинф иль тр ационны м и м естор ож д ения м и ж елеза, м ед и, ванад ия , ур ана; 3) эвап ори т овая форм аци я с м естор ож д ения м и солей , сопр овож д аю щ им ися газонеф тя ны м и обр азования м и;

иногд а

4) углеводородсодерж ащая п есчан о-гли н и ст ая форм аци я (угленосная и неф тегазоносная субф ор м ации). И злож енная послед ователь ность пр оцессов м агм атизм а, осад конакопления и р уд ообр азования я вля ется обобщ аю щ ей и в полном объ ем е пр актически нигд е не наблю д ается . Н аиболее известны д ва типа базаль тоф иль ны й (хар актер изуется интенсивны м м агм атизм ом и м еталлогенией р анней стад ии) и гр анитоф иль ны й - пр ед ставлен пр од уктам и интенсивного м агм атизм а и м еталлогенией позд ней стад ии. Те кт оно-м е т а ллоге нич е ские зоны ге осинклина ле й В пр ед елах геосинклиналей обы чно вы д еля ю т сем ь стр уктур ном еталлогенических элем ентов: ср ед инны е м ассивы , внутр енние зоны , геосинклиналь ны е р вы , пер иф ер ические зоны , пер ед овы е пр огибы , платф ор м енны ер ам ы и погр аничны еглубинны ер азлом ы (р ис.4).

Рис.4. Схем а соотношения основны х тектоно-м еталлогенических зон в попер ечном сечении геосинклинали: 1 – ср ед инны й м ассив; 2 - внутр ення я зона; 3 – геосинклиналь ны е р вы ; 4 – пер иф ер ическая зона; 5 - пер ед овой пр огиб; 6 – геосинклиналь ная платф ор м енная р ам а; 7 - погр аничны е глубинны ер азлом ы . С реди н н ы е м асси вы пр ед ставля ю т собой блоки д р евних пор од . В их пр ед елах локализую тся интр узии лей кокр атовы х гр анитов с пегм атитовы м и, аль битит-гр ей зеновы м и и гид р отер м аль ны м и м естор ож д ения м и. В н ут рен н и е зон ы ф иксир ую т наиболее пр огнуты е участки, гд е накапливаю тся м ощ ны е толщ и тер р игенно-вулканогенны х пор од . В ср ед ню ю стад ию зд есь возникает осевое под ня тие и внед р я ю тся

16

гр анитоид ны е ком плексы с хар актер ны м и пегм атитовы м и, аль битит-гр ей зеновы м и и м естор ож д ения м и р ед ких м еталлов.

д ля них гид р отер м аль ны м и

Геоси н кли н альн ы е рвы пр ед ставля ю т собой узкие пр од оль ны е р иф тогенны е стр уктур ы , в пр ед елах котор ы х р азвиваю тся вулканогенны е базаль т-липар итовы е ф ор м ации (оф иолитовы е поя са) с колчед анны м и м естор ож д ения м и м ед и, цинка и свинца. К р ом е того, зд есь обр азую тся плагиогр анит-сиенитовы е ф ор м ации со скар новы м и ж елезор уд ны м и, м ед ны м и и кобаль товы м и р уд ам и. П ери фери чески е зон ы охваты ваю т кр аевы ечасти геосинклиналей . В эти зоны внед р я ю тся батолитические м ассы гр анитоид ов с плутоногенны м и гид р отер м аль ны м и м естор ож д ения м и золота, м ед и, м олибд ена, свинца и цинка, а такж е гипабиссаль ны е интр узии ум ер енно-кислого состава со скар новы м и шеелитовы м и м естор ож д ения м и. П ередовы е п роги б ы возникаю т на заклю читель ной позд ней стад ии, они вы полнены тер р игенны м и, пестр оцветны м и и эвапор итовы м и толщ ам и, с ним и ассоциир ую т м естор ож д ения кам енны х и калий ны х солей , осад очноинф иль тр ационны е р уд ы ур ана, ванад ия и м ед и, а такж е кр упны е м естор ож д ения неф ти и газа. И ногд а на м есте таких пр огибов возникаю т назем ны е кр аевы е вулканические поя са анд езит-д ацитового состава с гид р отер м аль ны м и м естор ож д ения м и цветны х, р ед ких и благор од ны х м еталлов. П лат форм ен н ая рам а опр ед еля ет шир инугеосинклинали и колеблется в пр ед елах 35 – 65 км . П огран и чн ы е глуб и н н ы е разлом ы р азгр аничиваю т тектоном еталлогенические зоны геосинклинали и контр олир ую т поя са м агм атических пор од и энд огенны х м естор ож д ений . Н а р анней стад ии зд есь локализую тся пор од ы пер ид отитовой и габбр овой ф ор м аций с м естор ож д ения м и хр ом итов, титаном агнетитов и платиноид ов. Н а позд ней стад ии с ним и ассоциир ую т м алы е интр узии и вулканические анд езитд ацитовы епор од ы сшир оким спектр ом гид р отер м аль ны х м естор ож д ений . М е ст орож д е ния пла т ф орм В стр оении д р евних платф ор м р азличаю т тр и ком плекса пор од с соответствую щ им и им гр уппам и м естор ож д ений : 1- основание или ниж ний я р ус, д опалеозой ский ф унд ам ент; 2 – чехол или вер хний я р ус платф ор м енны х осад очны х пор од ; 3 – области тектоно-м агм атической активизации. Н иж ний м ет ам о рф ическ ий яру сслож ен м етам ор ф ическим и пор од ам и ар хея , пр отер озоя и р иф ея . Д ля него хар актер ны : 1) б азальт ои дн ы е форм аци и с м агм атическим и м естор ож д ения м и хр ом итов, титаном агнетитов, суль ф ид ны х м ед но-никелевы х р уд , гид р отер м аль ны м и р уд ам и золота и колчед анны м и залеж ам и;

17

2) гран и т н ы е форм аци и р ед ком еталь ны х пегм атитов;

с м естор ож д ения м и

слю д я ны х

и

3) м ет ам орфи зован н ы е м ест орож ден и я осад очной сер ии – ж елезисты е квар циты , р уд оносны е конглом ер аты и чер ны е сланцы , д р евние стр атиф ор м ны еобр азования м ед и, свинца и цинка. В ерхний яру с плат ф о рм енных чехло в хар актер изуется сер ией континенталь ны х ф ор м аций и свя занны х с ним и экзогенны х м естор ож д ений : 1) п есчан о-гли н и ст ая форм аци я с м естор ож д ения м и углей , бокситов, ж елезны х и м ар ганцевы х р уд , огнеупор ны х глин; 2) б и т ум и н озн ая форм аци я чер ны х сланцев, пер еход я щ их в гор ю чие сланцы и неф тем атер инскиепор од ы ; 3) кварц-п есчан ая форм аци я квар цевы х и квар ц-глауконитовы х песков, сод ер ж ащ ая м естор ож д ения ф осф ор итов и песков; 4) карб он ат н ы е форм аци и см естор ож д ения м и известня ков, д олом итов, м ер гелей и гипсов. В пр оцессеф ор м ир ования платф ор м енного чехла обр азовались пом им о осад очны х тр и м агм атическиеф ор м ации: 1) т рап п овая с м естор ож д ения м и м ед но-никелевы х р уд , сам ор од ной м ед и, исланд ского шпата, гр аф ита и хр изотил-асбеста; 2) щелочн ая ульт раосн овн ая и т рахи б азальт овая, с котор ы м и ассоциир ую т м естор ож д ения кар бонатитовы е р ед ких зем ель , ф осф ор а, ур ана, ф лю ор ита; 3) н ефели н овы е си ен и т ы с м естор ож д ения м и апатита и р ед ких зем ель ; алм азоносны еким бер литы и лам пр оиты . О бла ст и т е кт оно-м а гм а т ич е скойа кт ив иза ции Э ти области свя заны с пр оя вления м и налож енны х тектонических д виж ений , котор ы е сопр овож д ались вулканизм ом , внед р ением интр узий уль тр аосновного, щ елочного и кислого состава. С этим и пр оцессам и свя зано обр азование м агм атических залеж ей м ед но-никелевы х, хр ом итовы х, платиноид ны х и титановы х р уд в ассоциации с базитгипер базитам и, м етам ор ф огенны х р ед ком еталь ны х и слю д я ны х пегм атитов, шир окий набор гид р отер м аль ны х м естор ож д ений Sn, W, Mo, Au, U, ф лю ор ита, стр атиф ор м ны е свинцово-цинковы е м естор ож д ения , алм азоносны еким бер литы . М е ст орож д е ния оке а нов В м ор ских бассей нах м естор ож д ения обр азую тся в пр ибр еж но-м ор ских условия х (р оссы пи) и ф ор м ир ую тся на д неокеанов.

18

П ри б реж н о-м орски е россы п и . В настоя щ ее вр ем я пр ом ы шленны й интер ес пр ед ставля ю т иль м енит-р утил-цир кон-м онацитовы е р оссы пи И нд ий ского и А тлантического океанов, золотосод ер ж ащ ие и платиноносны е р оссы пи А ля ски и Ф илиппин, алм азы Ю ж ной А ф р ики. В аж ное значение им ею т затопленны е пля ж и м ор ских побер еж ий (квар цевы е стеколь ны е пески, цем ентны е пески, чер ны е пески с ж елезны м и и титановы м и р уд ам и). М ест орож ден и я, об разован н ы е н а дн е м орей и океан ов. К ним относя тся залеж и ф осф ор итов, ж елезо-м ар ганцевы е конкр еции и суль ф ид ны ер уд ы . Ге ологич е ские услов ия обра зов а ния м е ст орож д е нийс позиции м обилист скойконце пции О снову м обилистской концепции составля ет ор огенический цикл У илсона, котор ы й обы чно охваты вает пр ом еж уток вр ем ени 200-250 м лн. лет. Ц икл р азд еля ется на пя ть стад ий : внутр иконтиненталь ного р иф тообр азования , р асшир ения океанического д на, поглощ ения океанической кор ы , столкновения литосф ер ны х плит и заклю читель ная (стабилизационная ). 1. Ст ад ия вну т рик о нт инент ально го риф т о о б раз о вания. С возникшим и в эту стад ию геологическим и стр уктур ам и ассоциир ую т след ую щ иетипы м естор ож д ений . 1. В м еж м ат ери ковы х ри фт ах р ассолы и м еталлоносны е осад ки с м ед ь ю , цинком , сер ебр ом и д р . (впад ины К р асного м ор я ). 2. В ри фт овы хзон ахкон т и н ен т овф ор м ир ую тся базит-уль тр абазитовы е р асслоенны е интр узии с м ед но-никелевы м и, платиноид ны м и, хр ом итовы м и и титаном агнетитовы м и м естор ож д ения м и (Бушвель д , Ю А Р; В еликая Д ай ка, Зим бабве). 3. В зон ах т ект он ом агм ат и ческой акт и ви заци и пр ед р иф товой стад ии обр азую тся алм азоносны е ким бер литы и лам пр оитовы е тр убки (Ю ж ная А ф р ика, Я кутия , А встр алия ); уль тр абазито-щ елочны е интр узии с кар бонатитам и (К овд ор ское в России, м естор ож д ения Ю ж ной А ф р ики); интр узии неф елиновы х сиенитов с апатит-неф елиновой и р ед козем ель ной м инер ализацией (Х ибинское, Россия ); интр узии щ елочны х гр анитов с олово-воль ф р ам овы м и гр ей зенам и и тантало-ниобиевы м и ж иль ны м и м естор ож д ения м и (Д ж ос, Н игер ия ). 4. В о вн ут ри кон т и н ен т альн ы х ри фт ах ф ор м ир ую тся в тер р игенны х толщ ах стр атиф ор м ны е полим еталлические р уд ы (Салливан, К анад а; М аунт-А й за, А встр алия ); ур ановы е м естор ож д ения р оллового типа; в эвапор итовы х ком плексах залеж и солей , м агнезита, ф осф ор ита. II. Р асш ирение (спред инг) о к еаническ о го д на. В эту стад ию возникаю т ср ед инно-океанические хр ебты , пр ед ставля ю щ ие собой

19

глубинны е р асколы литосф ер ы , м естор ож д ения полезны х ископаем ы х ф ор м ир ую тся в след ую щ их геологических ситуация х. 1. В об ласт и среди н н о-океан и чески х хреб т овна их склонах и в осевы х р иф тах обр азую тся вулканогенно-осад очны е колчед аннополим еталлическием естор ож д ения . 2. В глуб и н н ы х зон ах океан и чески х хреб т овф ор м ир ую тся в д унитовы х ком плексах хр ом иты , в м ассивах пер ид отитов никелевы е, титаном агнетитовы е, золотор уд ны еи платиноид ны ер уд ы . 3. В зон ах т ран сформ н ы х разлом ов обр азую тся стр атиф ор м ны е бар итовы е и вулканогенно-осад очны е колчед анно-полим еталлические залеж и. 4. Н а п асси вн ы х окраи н ах кон т и н ен т ов, р ассеченны х р иф там и, накапливается осад очная сер ия , вклю чаю щ ая стр атиф ор м ны е м ед ны е р уд ы , ф осф ор итовы епачки; в кар бонатны х отлож ения х шель ф а пластовы е свинцово-цинковы еи бар ит-ф лю ор итовы ем естор ож д ения . III. П о гло щение (су б д у к ция) о к еаническ о й плит ы 1. В о вн еш н ей дуге и глуб оководн ы х ж елоб ах вы вод я тся на повер хность возникшие р анее м естор ож д ения оф иолитовой ассоциации - колчед анны е м естор ож д ения , хр ом итовы е, таль ковы е, асбестовы е и м агнезитовы е в уль тр абазитах, ф ор м ир ую тся низкотем пер атур ны е золото-квар цевы е ж илы . 2. В вулкан оп лут он и ческой дуге р асполагаю тся гр анод иор итовы е и гр анитны е плутоны , с ним и ассоциир ую т м ед но-м олибд енпор ф ир овы е и олово-воль ф р ам овы е м естор ож д ения , стр атиф ицир ованны е пр оя вления сур ь м ы и р тути. 3. В геоди н ам и ческойоб ст ан овке т ы ловодуж н ого м агм ат и ческого поля ф ор м ир ую тся интр узии анатектических гр анитов с оловор уд ны м и м естор ож д ения м и. 4. К раевой б ассейн сж ат и я завер шает систем у м ер ид иональ ны х геологических стр уктур . О н вы полнен тер р игенны м и осад кам и и сод ер ж ит инф иль тр ационное ур ановое ор уд енение в песчаниках, залеж и солей в эвапор итовы х толщ ах и уголь ны епласты . IV. С толкновени е в си ст ем е «конт и нент- конти нент» и «конт и нент- дуга» С б лижен ие к о н т ин ен т о в п р ив о дит к зак р ы т ию о к еан а, в о зн ик н о в ен ию над вигового поя са ф ор ланд а, в нем ф ор м ир ую тся гр аниты с олово-воль ф р ам овы м и м естор ож д ения м и, лей кокр атовы е гр аниты , содерж ащи е ур ановое ор уд енение. В бассей нах ф ор ланд ов обр азую тся м ед ны е и ур ановы е инф иль тр ационны е м естор ож д ения в тер р игенны х толщ ах.

20

Столкновение континент – вулканическая д уга сопр овож д ается над виганием оф иолитов на континенталь ны й ф ор ланд , пр и этом оказы ваю тся под ня ты м и на повер хность колчед анно-полим еталлические м естор ож д ения . В бассей нах хинтер ланд а и ф ор ланд а накапливаю тся осад ки со стр атиф ор м ны м и м естор ож д ения м и м ед ны х, ванад ий -ур ановы х р уд , толщ и эвапор итов и уголь ны е ф ор м ации. В над виговом поя се ф ор ланд а возникаю т анатектические гр аниты с м естор ож д ения м и олова, воль ф р ам а, ур ана, иногд а сер ебр а, никеля и кобаль та. V. Зак лючит ельная ст ад ия. Э та стад ия завер шает цикл. Д ля нее хар актер но возвр ащ ение ед иного континента в его пер воначаль ное состоя ние, затухание тектонических и м агм атических пр оцессов, ф ор м ир ование систем ам агм атических р иф тов, вы полненны х тер р игеннокар бонатны м и осад кам и с сед им ентогенны м и м естор ож д ения м и и эпитер м аль ны м и полим еталлическим и м естор ож д ения м и, а такж е инф иль тр ационны м и ур ановы м и р уд ам и. В эту стад ию поя вля ю тся вулканические поя са с золото-сер ебр я ны м и и полим еталлическим и м естор ож д ения м и. Стад ии цикла У илсона и стад ии геосинклиналь ного цикла В .И .См ир нова тесно взаим освя заны . Рання я геосинклиналь ная стад ия соответствует тр ем стад ия м У илсона – внутр иконтиненталь ного р иф тообр азования , р асшир ения океанического д на, поглощ ения океанической кор ы . Ср ед ня я стад ия ид ентична стад ии столкновения литосф ер ны х плит, и позд ня я аналогична заклю читель ной стад ии м обилистского цикла. Геосинклиналь ная концепция пр ед ставля ет ф унд ам енталь ное эм пир ическое обобщ ение. О на д ает р еаль ную кар тину зем ной кор ы , упр ощ ая некотор ы е геологические я вления . Главны й ее нед остаток заклю чается в отсутствии уд овлетвор итель ного объ я снения м еталлогении д вух типов р езко контр астны х стр уктур зем ной кор ы – океанических и континенталь ны х плит. В ней нет уд овлетвор итель ного объ я снения м агм атизм а и м еталлогении таких стр уктур , как ср ед инно-океанические хр ебты , активны е и пассивны е окр аины континентов, пр ичин гор изонталь ны х тектонических д виж ений . М обилистская концепция более объ ективно пр оисхож д ение и м еталлогению основны х стр уктур и эта концепция ещ е д алека от совер шенства. полож итель ны е м ом енты этих концепций р ассм атр иваю тся в кур се«Геотектоника».

и полно описы вает зем ной кор ы . О д нако Более основатель но и их нед остатки

Длит е льност ь ф орм иров а ния м е ст орож д е ний В р ем я ф ор м ир ования м естор ож д ений вполне соизм ер им о с пр од олж итель ность ю геологических пр оцессов и, пр еж д е всего, вр ем енем обр азования гор ны х пор од . Н епоср ед ственны е опр ед еления абсолю тного возр аста указы ваю т на то, что р уд ообр азование м ож ет пр отекать в

21

зависим ости от генетической пр ир од ы и стабиль ности р уд ном еталлогенических пр оцессов от ты ся ч д о д еся тков м иллионов лет. В кор откие отр езки вр ем ени д о д еся тков ты ся ч лет возникаю т ж иль ны е и штоквер ковы е м естор ож д ения , ассоциир ую щ ие с гр анитоид ны м м агм атизм ом . Более д литель ны е эпохи (5 – 10 м лн. лет) необход им ы д ля ф ор м ир ования осад очны х ж елезор уд ны х пластов или р уд ны х ком плексов р асслоенны х уль тр аосновны х м ассивов. Уров ни глубины обра зов а ния м е ст орож д е ний В ы д еля ю тся четы р е ур овня глубины ф ор м ир ования м естор ож д ений полезны х ископаем ы х: пр иповер хностны й (0 – 1,5 км ), гипабиссаль ны й (1,5 – 3,5 км ), абиссаль ны й (3,5 – 10 км ) и уль тр аабиссаль ны й (боль ше 10 км ). П ри п оверхн ост н ы е м естор ож д ения пр ед ставлены всем и типам и экзогенны х накоплений , вулканогенны м и и эксгаля ционно-осад очны м и р уд ам и. И х ф ор м ир ование пр отекало в обстановке обилия кислор од а, низких д авлений и тем пер атур . Д ля р уд хар актер ны коллом ор ф ны е и м елкозер нисты еагр егаты . Ги п аб и ссальн ы й уровен ь наиболее богат р азнообр азием р уд ны х обр азований . Зд есь локализую тся пр актически все пр ом ы шленногенетические типы энд огенны х м естор ож д ений . Э та область пр еим ущ ественного р азвития гид р отер м аль ны х, скар новы х и м агм атических в р асслоенны х интр узия х скоплений полезны х ископаем ы х. А б и ссальн ая зон а бед на р уд ны м и обр азования м и. Зд есь ф ор м ир ую тся главны м обр азом аль битит-гр ей зеновы е, кар бонатитовы е, пегм атитовы е и часть м агм атических м естор ож д ений , ассоциир ую щ их с кр упны м и гр анитоид ны м и, основны м и и уль тр аосновны м и плутонам и. В ульт рааб и ссальн ой зон е обр азуется неболь шая гр уппа м етам ор ф ических м естор ож д ений (д истеновы е, силлим анитовы е и анд алузитовы е сланцы , р утил, кор унд и д р .). К р ом е того, зд есь испы ты ваю т значитель ны е пр еобр азования р уд ы , сф ор м ир овавшиеся на вы ше р асполож енны х ур овня х, пр еж д е всего м етам ор ф изованны е м естор ож д ения ж елеза и м ар ганца. Т аким обр азом , в вер хней оболочкезем ной кор ы м ощ ность ю около 15км (р уд осф ер е) концентр ация полезны х ископаем ы х наиболеезначитель на на пр иповер хностном и гипабиссаль ном ур овня х. Н иж е интенсивность р уд ообр азования ум ень шается и в уль тр аабиссаль ной зоне пр актически пр екр ащ ается .

22

Г Л А В А II. ЭНД О Г Е ННЫ Е

М Е С ТО РО Ж Д Е НИ Я

М а гм а т ич е ские м е ст орож д е ния М агм атические м естор ож д ения обр азую тся в пр оцессе д иф ф ер енциации м агм ы уль тр аосновного, основного или щ елочного состава. Э тот пр оцессм ож ет пр оисход ить тр ем я путя м и. 1.Руд носиликатная м агм а пр и охлаж д ении р азд еля ется на д ве несм ешиваю щ иеся ж ид кости – силикатную и р уд ную , р азд ель ная кр исталлизация котор ы х пр ивод ит к обр азованию ликвационны х м естор ож д ений . 2.М еталлы пр и затвер д евании м агм ы вход я т в состав м инер алов р анних стад ий кр исталлизации , ф ор м ир уя р аннем агм атическием естор ож д ения . 3.Д ля м агм , обогащ енны х летучим и соед инения м и, хар актер ен тр етий путь . М инер алы , сод ер ж ащ ие полезны е элем енты , кр исталлизую тся после затвер д евания пор од ообр азую ших силикатов, обр азуя , таким обр азом , позд нем агм атическием естор ож д ения . Лик вацио нные м ест о ро ж д ения Ликвационны е м естор ож д ения свя заны с м агм атическим и пор од ам и габбр овой и щ елочной ф ор м аций , обр азую щ им и в активизир ованны х платф ор м ах пологиеплоскиер асслоенны ем ассивы . Т акием ассивы им ею т зональ ное стр оение, обусловленное пер еход ом от наиболее основны х р азностей в их основании к наим енееосновны м . Т ипичны м и пр ед ставителя м и ликвационны х м естор ож д ений я вля ю тся сульфи дн ы е м едн о-н и келевы е и хром и т -т и т ан ом агн ет и т овы е, свя занны е с габбр овой ф ор м ацией , а такж е редкозем ельн ы е , ассоциир ованны е с ф ор м ацией щ елочны х пор од . Схем а ликвационного р асслоения пр ед ставля ется след ую щ им обр азом . П р и сниж ении тем пер атур ы в м агм атическом р асплаве обособля ю тся капли суль ф ид ов, кр исталлизация котор ы х пр ивод ит к обр азованию ви сячи х залеж ей вкр апленны х р уд . П р и погр уж ении таких суль ф ид ны х капель вниз ко д ну м ассива м ож ет накопить ся суль ф ид ная м асса, пр и осты вании котор ой ф ор м ир ую тся д онны е залеж и. В том случае, когд а эта суль ф ид ная м асса засты вает после кр исталлизации интр узивного тела, часть еем ож ет бы ть вы ж ата по тр ещ инам и обр азовать богаты есогласны е и секущ иеж илы (р ис.5). Рис. 5. П р инципиаль ная схем а р азм ещ ения р уд ны х тел суль ф ид ны х м ед но - никелевы х м естор ож д ений :

23

а — вися чие вкр апленны е р уд ы ; б — д онны е залеж и; в— пр иконтактовы е бр екчиевы ер уд ы ; г — ж илы ; пор од ы : 1 — под стилаю щ ие, 2 — пер екр ы ваю щ ие, 3 — вм ещ аю щ ие. О бр азование суль ф ид ны х м ед но-никелевы х р уд пр оисход ит в обстановкеср авнитель но невы соких д авлений пр и началь ной тем пер атур е 700 – 6000 С , постепенно сниж аю щ ей ся к концу пр оцесса иногд а д о 3000 С. М инер аль ны й состав пр ост и вы д ер ж ан д ля м естор ож д ений всего м ир а. Главны е м инер алы – пир р отин, пентланд ит и халь копир ит, к котор ы м нер ед ко пр исоед иня ется м агнетит. И з нер уд ны х м инер алов, кр ом е оливина, р ом бических пир оксенов и д р угих м агнезиаль но-ж елезисты х силикатов, вход я щ их в состав пор од ообр азую щ их м инер алов, м огут пр исутствовать пр од укты их пр еобр азования – гр анат, м оноклинны е пир оксены , эпид от, сер пентин, актинолит, таль к, хлор ит и кар бонаты . Состав втор остепенны х р уд ны х м инер алов чр езвы чай но р азнообр азен: это м инер алы м ед и (бор нит, кубанит, валлер иит), благор од ны х м еталлов (золото, платина, паллад ий , спер р илит, купер ит и д р .), никеля (м иллер ит, виолар ит), кобаль та (ар сенид ы и суль ф оар сенид ы ) и д р . А нализ р уд ной м инер ализации показал, что ор уд енение в основны х пор од ах болееобогащ ено м ед ь ю , а в уль тр аосновны х никелем . Ср ед и суль ф ид ны х м ед но-никелевы х м естор ож д ений известны очень кр упны е объ екты с запасам и р уд ы в сотни м иллионов тонн (П еченга на К оль ском полуостр ове, Н ор иль ск и Т алнах в Сибир и, Сад бер и в К анад е, К ам балд а в А встр алии, м естор ож д ения Ю ж ной А ф р ики). Сод ер ж ание никеля обы чно леж ит в пр ед елах 0,4 – 3 %, м ед и 0,5 – 2%, платиноид ов – от след ов д о 20 г/т и более. М естор ож д ения р ед ких зем ель свя заны с платф ор м енны м и м ассивам и щ елочны х пор од . О д но из типичны х м естор ож д ений такого типа пр иур очено к м ассиву, им ею щ ем уф ор м уд иф ф ер енцир ованного лополита. О р уд енение отм ечается в той части д иф ф ер енцир ованного ком плекса, гд е наблю д ается м ногокр атноечер ед ованиетр ехчленны х пачек ф ой я ит-ур титлуя вр итов. Э ти пр ослои сод ер ж ат м инер алы р ед ких зем ель , титана, ниобия , цир кония , пр ичем каж д ой р азновид ности пор од свой ственна опр ед еленная м инер аль ная ассоциация . Д ля ф ой я итов типичны м ур м анит, эвд иалит, лам пр оф иллит; д ля ур титов – лопар ит и апатит, в луя вр итах – см ешанная м инер ализация . Р аннем агм ат ическ ие м ест о ро ж д ения Раннем агм атические м естор ож д ения ф ор м ир ую тся в р езуль тате обособления м инер алов р анних стад ий кр исталлизации. И х концентр ации пр оисход я т под возд ей ствием силы тя ж ести и конвективны х течений м агм ы . Д ля р аннем агм атических м естор ож д ений хар актер ен постепенны й пер еход от р уд ны х тел к м агм атическим пор од ам , отсутствие р езких

24

контактов, отчетливы й ид иом ор ф изм р уд ны х м инер алов, р ассоср ед оточенны й хар актер ор уд енения и общ ее убогое сод ер ж ание ценны х ком понентов. К р аннем агм атическим относя тся м ест орож ден и я хром и т ов, п лат и н ои дов, алм азов, свя занны е с уль тр аосновны м и пор од ам и, т и т ан ом агн ет и т овы е в р аннегеосинклиналь ны х габбр оид ах. Е д инственны м и объ ектам и, им ею щ им и боль шое пр актическое значение, я вля ю тся кор енны ем естор ож д ения алм азов. М естор ож д ения алм азов свя заны стелам и ким бер литов и лам пр оитов. А лм азон осн ы е ки м б ерли т овы е м агм атические тела пр ед ставля ю т собой уль тр аосновную пор од у пор ф ир овой стр уктур ы . К им бер лит обы чно цем ентир ует эр уптивны е бр екчии тр убок, сод ер ж ащ ие облом ки как чуж ер од ны х (осад очны х, м етам ор ф ических и м агм атических ком плексов), так и р од ственны х пор од (оливиновы х гипер базитов, пер ид отитов и д р .) – р ис. 6. В м инер аль ном составе ким бер литов вы д еля ю тся м инер алы сам их ким бер литов, м инер алы ксенолитов и втор ичны ем инер алообр азования . В пр отом агм атической гр уппе важ ней шим и я вля ю тся алм аз, оливин, пир оп, д иопсид , хр ом ит, иль м енит, шпинель , м агнетит, ф логопит, апатит, гр аф ит. А лм азы ким бер литовы х тр убок р азнообр азны по сор там , кр исталлогр аф ическом у облику, окр аске и р азм ер ам . В клю чения алм азов наход я тся в оливине, д иопсид е, гр анате, с д р угой стор оны , в сам их алм азах отм ечаю тся вклю чения этих м инер алов. В се это свид етель ствует об од новр ем енном вы д елении как ким бер литообр азую щ их м инер алов, так и алм азов, под твер ж д аю щ ем р аннем агм атическое пр оисхож д ение алм азны х м естор ож д ений .

25

.

Рис. 6. О бобщ енная м од ель ким бер литовой тр убки (по Д ж . Д оусону): 1 — отлож ения туф ового коль ца; 2 — кр упно- и м елкозер нисты еосад ки; 3 — ксенолиты ; 4 — м ассивная бр екчия ; 5 — д ай ка. В настоя щ ее вр ем я на зем ле вы я влено более 4000 ким бер литовы х тр убок, но алм азоносны м и я вля ю тся не более 1-2% (м естор ож д ения Я кутии, А р хангель ской пр овинции в России, м естор ож д ения А ф р ики, И нд ии и д р .). Ср ед неесод ер ж аниеалм азов в них обы чно непр евы шает 0,5 кар ат на 1м 3 пор од ы . К наиболее алм азоносны м относя тся ким бер литы с низким и сод ер ж ания м и окислов титана и калия , пониж енны м сод ер ж анием глинозем а, но с повы шенной хр ом истость ю пир опа и д иопсид а. Л ам п рои т ы – новы й источник пр ом ы шленны х алм азов. В конце 70-х год ов в А встр алии бы ли откр ы ты алм азоносны е тела лам пр оитов. Э то богатая калием и м агнием основная или уль тр аосновная лам пр оф ир овая

26

пор од а вулканического или интр узивного пр оисхож д ения . Главны е м инер алы : оливин, клинопир оксен, ф логопит, лей цит, ам ф ибол. А кцессор ны е м инер алы пр ед ставлены апатитом , неф елином , шпинель ю , пер овскитом , иль м енитом . Ф ор м ы лам пр оитов – тр убки, штоки, ж илы и д ай ки. О ни им ею т боль шие р азм ер ы по ср авнению с ким бер литовы м и тр убкам и. О тноситель но генезиса алм азов в ким бер литах и лам пр оитах сущ ествует несколь ко точек зр ения . Н аиболее вер оя тно пр ед ставление о возникновении алм азов как естественны х пор од ообр азую щ их м инер алах ким бер литов, в свя зи с чем они относя тся к р аннем агм атическим обр азования м . К им бер литовая уль тр аосновная м агм а м огла зар ож д ать ся толь ко в области очень вы сокого д авления на значитель ной глубине. Затем такая м агм а под ним алась вд оль р азлом ов. П о д остиж ении кр итического ур овня д авления газовой составля ю щ ей м агм ы пр оисход ил пр ор ы в слоистой оболочки платф ор м . П о з д нем агм ат ическ ие м ест о ро ж д ения Ф ор м ир ование позд нем агм атических м естор ож д ений обусловлено остаточны м и р асплавам и, обогащ енны м и газово-ж ид ким и м инер ализатор ам и, котор ы е зад ер ж иваю т р аскр исталлизацию таких р асплавов д о конца отвер д евания м ассивов м атер инских пор од . Д ля позд нем агм атических м естор ож д ений хар актер ны след ую щ ие пр изнаки: часто эпигенетический хар актер р уд ны х тел, пр ед ставленны х секущ им и ж илам и и линзам и; ксеном ор ф ны й облик р уд ны х м инер алов, цем ентир ую щ их р анниепор од ообр азую щ иесиликаты ; кр упны ем асштабы м естор ож д ений ; д остаточно богаты ер уд ы . К позд нем агм атическим относя тся м естор ож д ения хр ом итов, свя занны е с пер ид отитовой ф ор м ацией ; титаном агнетитовы е, ассоциир ованны е с габбр овой ф ор м ацией ; апатитовы е, м естам и с м агнетитом , с щ елочны м и м ассивам и. Х ром и т овы е м естор ож д ения ассоциир ую т с гипабиссаль ны м и д иф ф ер енцир ованны м и м ассивам и уль тр аосновны х пор од , им ею щ их ф ор м ы лакколитов, лополитов и силлов. Руд ная м инер ализация пр иур очена к сер пентинизир ованны м д унитам и гар цбур гитам и пр ед ставлена хр ом шпинелид ам и (хр ом ит, м агнохр ом ит и д р .). И з нер уд ны х м инер алов наиболеер аспр остр анены оливин, сер пентин, хлор ит и кар бонаты . Руд ны е тела им ею т ф ор м у ж ил, линз, тр уб, гнезд . Д ля р уд хар актер ны нод уля р ная , полосчатая , пя тнистая , бр екчиевая и вкр апленная текстур ы . Ти т ан ом агн ет и т овы е м естор ож д ения генетически свя заны с д иф ф ер енцир ованны м и м ассивам и габбр о-пир оксенит-д унитовой ф ор м ации. В анор тозитах и габбр о-анор тозитах обр азую тся иль м енитовы е с м агнетитом р уд ы , а в габбр о-нор итах – пр еим ущ ественно иль м енитм агнетитовы е. Ф ор м а р уд ны х тел – ж илы , линзы , гнезд а. В р уд ах шир око

27

р азвиты сид ер онитовая стр уктур а и вкр апленная , пя тнистая , м ассивная текстур ы . А п ат и т овы е м естор ож д ения свя заны с щ елочны м и пор од ам и. О ни им ею т ф ор м у кр упны х линз (Х ибинский м ассив). К р ом е апатита, слагаю щ его 25-75% объ ем а р уд ной м ассы , в ее составе пр исутствую т неф елин, эгир ин, сф ен, титаном агнетит. Т екстур ы полосчаты е и пя тнисты е. К этом утипуотнося тся такж еапатит-м агнетитовы ем естор ож д ения , свя занны ессиенитовы м м агм атизм ом (К ир унавар а, Ш веция ). Ка рбона т ит ов ы е м е ст орож д е ния К ар бонатитам и назы ваю тся энд огенны е скопления кар бонатов, пр остр анственно и генетически свя занны е с ф ор м ация м и уль тр аосновны х щ елочны х пор од и неф елиновы х сиенитов, ф ор м ир ую щ иеся в обстановке активизации платф ор м . В настоя щ ее вр ем я известно более 400 м ассивов интр узивны х пор од , с котор ы м и ассоциир ую т кар бонатитовы е м естор ож д ения . Ср ед и них кр упней шим и я вля ю тся А р аша (Бр азилия ), Гулинское (Сибир ь ), К овд ор ское (К оль ский полуостр ов), П алабор а (Ю ж ная А ф р ика). Геологическиеособенности кар бонатитовы х м естор ож д ений В се вы я вленны е кар бонатитовы е м естор ож д ения свя заны исклю читель но с платф ор м енны м этапом геологического р азвития и ассоциир ую т толь ко ском плексам и уль тр аосновны х щ елочны х пор од . О ни известны на площ ад я х активизир ованны х платф ор м , р азбиты х кр упны м и тектоническим и р асколам и. К ар бонатиты им ею т р азличны й возр аст; ср ед и них известны д окем бр ий ского, калед онского, гер цинского, ким м ер ий ского и аль пий ского циклов р азвития . И нтр узии, с котор ы м и свя заны кар бонатиты , им ею т тр убообр азную ф ор м у, д иф ф ер енцир ованны й состав и концентр ически- зональ ное стр оение (р ис. 7). В них вы д еля ю тся след ую щ ие р азновид ности: р анние уль тр аосновны е пор од ы (д униты , пер ид отиты , пир оксениты ); послед ую щ иещ елочны епор од ы (м ель тей гиты – ий олиты , щ елочны е и неф елиновы е сиениты ); кар бонатиты . О ни сопр овож д аю тся д ай кам и р азного состава. В м ещ аю щ ие пор од ы под вер гаю тся щ елочном ум етасом атозу(ф енитизация ). Залеж и кар бонатитов обр азую т штоки, коническиеж илы , коль цевы еж илы , р ад иаль ны ед ай ки. Ср ед и них известны штоки спопер ечником от несколь ких сотен м етр ов д о 7-8 км и ж илы м ощ ность ю д о 10 м пр и д лине несколь ко сотен м етр ов. К ар бонатитовы еж илы пр иур очены к кр уговы м стр уктур ам : р ад иаль ны м , коль цевы м , коническим . М инер аль ны й состав опр ед еля ется кар бонатам и, сод ер ж ание котор ы х 80-99%. Н аиболее р аспр остр анены каль цитовы е кар бонатиты или севиты . Реж е встр ечаю тся д олом итовы е, ещ е р еж е анкер итовы е и совсем р ед ко – сид ер итовы е кар бонатиты . О сталь ны е м инер алы я вля ю тся акцессор ны м и.

28

Ср ед и акцессор ны х к типом ор ф ны м м инер алам пр инад леж ат ф логопит, апатит, ф лю ор ит, а такж е более р ед кие: бад д елеит, пир охлор , пер овскит, ф тор кар бонаты р ед ких зем ель .

Рис. 7. О бщ ая схем а стр оения кар бонатитового м естор ож д ения : 1— щ елочны епор од ы ; 2 — уль тр аосновны епор од ы ; 3 — гней сы ; 4 — ф ениты ; 5 — шток кар бонатитов; 6 — ж илы кар бонатитов. Д ля боль шинства кар бонатитов установлен стад ий ны й хар актер м инер алообр азования . В пер вую стад ию ф ор м ир ую тся р анние кр упнозер нисты е каль циты с м инер алам и титана и цир кония , во втор ую – ср ед незер нисты е каль циты с м инер алам и титана, иногд а ур ана, тор ия , в тр еть ю – каль цит-д олом итовы й агр егат с хар актер ной ниобиевой м инер ализацией , в четвер тую – м елкозер нистая м асса д олом итанкер итового состава с р ед козем ель ны м и кар бонатам и. Т екстур а кар бонатитов м ассивная , иногд а полосчатая , узловатая и плой чатая . Ф изико-хим ическиеусловия обр азования Ф ор м ир ование м ассивов уль тр аосновны х щ елочны х пор од , завер шаю щ ееся обр азованием кар бонатитов, охваты вает д литель ны й пер иод вр ем ени несколь ких д еся тков и д аж епер вы х сотен м иллионов лет.

29

П ослед ователь ное внед р ение м агм р азного состава сопр овож д ается м етасом атическим пр еобр азованием пор од . Э нд оконтактовы й м етасом атоз пр ивод ит к возникновению неф елинпир оксеновы х, пир оксен-ф логопитовы х, пир оксен-ам ф иболовы х скоплений в р анее сф ор м ир ованны х гипер базитах. Э кзоконтактовы й м етасом атоз пр оя вля ется в обр азовании ор еолов ф енитизации во вм ещ аю щ их пор од ах. Ср ед и кар бонатитов р азличаю т «откр ы ты е», когд а м агм а д остигла повер хности, и «закр ы ты е», не д оход ившие д о д невной повер хности. Буд учи пр иповер хностны м и в вер хних точках, они р аспр остр аня ю тся на значитель ную глубину: вер тикаль ны й интер вал р азвития бы л не м енее 10 км . Я вля я сь в значитель ной м ер е пр иповер хностны м и по условия м локализации, кар бонатиты р ассм атр иваю тся как пр оизвод ны е базаль тоид ны х м агм , котор ы е пр инад леж ат глубинны м м агм атическим очагам . Д литель ное р азвитие кар бонатитов пр оисход ило на ф оне постепенного сниж ения тем пер атур ы от 520-6300 д о 200-3000С, д авлениепр и этом такж е м еня лось от вер хнего ур овня д о глубинны х гор изонтов в шир оком д иапазоне. Генезис Н а условия обр азования кар бонатитов сущ ествую т д ве гипотезы : м агм атическая и гид р отер м аль ная . В д оказатель ство каж д ой из них пр ивод я тся объ ективны е геологические и экспер им енталь ны е д анны е. Н а этом основании В .И .См ир нов в гр уппе кар бонатитовы х м естор ож д ений вы д еля ет тр и класса: м агм атические, м етасом атические и ком бинир ованны е. В настоя щ еевр ем я болееубед итель ной пр ед ставля ется точка зр ения о том , что ф ор м ир ование этих р уд ны х обр азований тесно свя зано сэволю цией щ елочного уль тр аосновного м агм атизм а, пр отекало в закр ы ты х систем ах и начиналось с несом ненно м агм атических пр оцессов, а завер шалось гид р отер м аль ны м и м етасом атическим и пр еобр азования м и. В свя зи с этим вы д еля ется од ин класс м естор ож д ений – ф лю ид ном агм атический (В .И .Стар остин, П .А .И гнатов, 1997). У становлены все стад ии кар бонатизации исход ны х щ елочны х пер ид отитовы х м агм вплоть д о обр азования пер еход ны х к кар бонатитам слю д исто-кар бонатны х пор од . Руд ны еф ор м ации С кар бонатитам и свя заны кр упны е р есур сы ниобия , тантала и р ед ких зем ель ; значитель ны езапасы ж елезны х р уд , титана, ф лю ор ита, ф логопита, апатита. О сновны ер уд ны еф ор м ации: редком ет альн ая (гатчеттолит-пир охлор овая ); редкозем ельн ая (бастнезит-пар изит-м онацитовая ); ап ат и т -м агн ет и т овая;

30

флогоп и т овая; флюори т овая. Пе гм а т ит ов ы е м е ст орож д е ния В ы д еля ю тся д ве р азновид ности пегм атитов – м етам ор ф огенны е.

м агм атогенны е и

М агм ат оген н ы е пегм атиты пр инад леж ат к гр уппепозд нем агм атических обр азований . О ни относя тся к пр од уктам позд них стад ий р аскр исталлизации р асплавов, насы щ енны х ф лю ид ны м и ком понентам и, и р асполагаю тся близ кр овли интр узий . П егм атиты свя заны с р од оначаль ны м и интр узивам и тож д ественность ю состава, но отличаю тся от них м ень шим и р азм ер ам и, ж ило- и гнезд ообр азной ф ор м ой , зональ ны м внутр енним стр оением , нер авном ер ность ю в р азм ер ах зер ен, кр упны м и кр исталлам и слагаю щ их их м инер алов и наличием пр од уктов м етасом атической пер ер аботки пер вичны х м инер аль ны х ассоциаций . П о свя зи с м агм атическим и пор од ам и вы д еля ю тся гран и т н ы е пегм атиты , щелочн ы е пегм атиты , известны , но не типичны пегм атиты , свя занны е с габбр овой и пер ид отитовой ф ор м ация м и. Гран и т н ы е пегм атиты , по А .Ф ер см ану, м ож но р азд елить на пегм атиты чистой линии и пегм атиты линии скр ещ ения . П егм атиты чистой линии залегаю т в гр анитах или тож д ественны х им пор од ах, они не испы ты ваю т услож нения состава в пр оцессе ф ор м ир ования . П егм атиты линии скр ещ ения обр азую тся ср ед и ины х ф ор м аций . В этих условия х возникаю т гибр ид ны е пегм атиты , ассим илир овавшие вещ ество боковы х пор од , и д есилицир ованны е пегм атиты , отд авшиечасть своего кр ем незем а вм ещ аю щ им пор од ам . М ет ам орфоген н ы е пегм атиты ф ор м ир ую тся на р азны х стад ия х м етам ор ф огенного пр еобр азования пр еим ущ ественно д р евних д окем бр ий ских пор од , по особенностя м состава они соответствую т ф ация м м етам ор ф изм а вм ещ аю щ их пор од . Геологическиеособенности пегм атитов П р еоблад аю щ ей ф ор м ой пегм атитов я вля ю тся пр осты еплитообр азны еи слож ны е ж илы , р еж е встр ечаю тся линзы , гнезд а и тр убы . Разм ер ы весь м а р азнообр азны , иногд а д остигаю т значитель ной величины . Д лина пегм атитовы х ж ил составля ет сотни м етр ов д о пер вы х килом етр ов, а м ощ ность - д еся тки м етр ов д о пер вы х сотен м етр ов. В м инер аль ном составе пегм атитов пр еоблад аю т силикаты и оксид ы . Гран и т н ы е пегм атиты чи ст ой ли н и и свя заны синтр узия м и гр анитоид ов и слож ены , главны м обр азом , ор токлазом , м икр оклином , квар цем , аль битом , олигоклазом и биотитом ; втор остепенны м и я вля ю тся м усковит, тур м алин, топаз, гр анат, ф лю ор ит, м инер алы р ед ких и р ад иоактивны х элем ентов и р ед ких зем ель . Ги б ри дн ы е пегм атиты обр азую тся пр и ассим иля ции р азны х пор од . В случаезалегания в глинисты х сланцах или вулканитах основного состава, возникаю т пегм атиты с анд алузитом , кианитом , силлим анитом .

31

Д еси ли ци рован н ы е пегм атиты в уль тр аосновны х и кар бонатны х пор од ах пр ед ставлены обы чно плагиоклазитам и (от аль бититов д о анор тозитов). П р и пер есы щ ении р асплава глинозем ом возникаю т кор унд овы еплагиоклазиты . Щ елочн ы е пегм атиты состоя т из м икр оклина или ор токлаза, неф елина, эгир ина, натр олита. В качестве пр им есей отм ечаю тся апатит, аналь цим , м инер алы цир кония , ниобия , тантала и р ед ких зем ель . П егм ат и т ы ульт раосн овн ы х и осн овн ы х пор од слож ены основны м плагиоклазом (анор тит-битовнит), ср ед ним плагиоклазом (лабр ад ор анд езин), р ом бическим пир оксеном , оливином , ам ф иболом , биотитом . В м ень ших количествах отм ечаю тся апатит, гр анат, сф ен, цир кон, титаном агнетит, иногд а суль ф ид ы . М ет ам орфоген н ы е пегм атиты ф ор м ир овались в р егр ессивны е стад ии вы соких ф аций м етам ор ф изм а, р азвиваю тся в пр ед елах гр анитогней совы х блоков. В их составе пр исутствую т типом ор ф ны е м етам ор ф ические м инер алы – д истен, силлим анит, анд алузит и д р угие. Д ля пегм атитов, особенно гр анитны х чистой линии, хар актер на эвтектоид ная стр уктур а ср астания полевого шпата и квар ца и р азвитие кр упны х кр исталлов. И звестны кр исталлы квар ца д линой более2-х и д аж е 7,5 м , спод ум ена д о 14 м , бер илла д о 5,5 м , пластины м усковита д остигаю т площ ад и д о 5 м 2. М асса кр исталла топаза из копи У р ала составля ла 60 кг, а кр исталла м икр оклина из пегм атитовой ж илы Н ор вегии 100 т. П о особенностя м внутр еннего стр оения и состава пегм атиты р азд еля ю т на пр осты е, или нед иф ф ер енцир ованны е, и слож ны е, или д иф ф ер енцир ованны е. П р осты егр анитны епегм атиты состоя т, в основном , из калиевого полевого шпата и квар ца. Слож ны е им ею т более р азнообр азны й состав и, как пр авило, зональ ное стр оение. В ы д еля ю т след ую щ ие зоны : 1) внешня я тонкозер нистая м усковит-квар цполевошпатовая отор очка м ощ ность ю несколь ко сантим етр ов; 2) квар цполевошпатовая м асса пись м енной и гр анитной стр уктур ы ; 3) блоки кр упнокр исталлического м икр оклина; 4) квар цевое я д р о; 5) на гр анице я д р а и м икр оклиновы х блоков р азвиваю тся непр авиль ны е скопления квар ца, аль бита, спод ум ена, м инер алов р ед ких м еталлов. К .В ласов объ я сня ет такие особенности стр оения след ствием эволю ционного р азвития пегм атитов в пр оцессеих обр азования (р ис.8). Э то р азвитием ож ет д ой ти д о р азны х стад ий . В свя зи сэтим по степени д иф ф ер енцир ованности он вы д еля ет пя ть гр упп пегм атитов: р авном ер нозер нисты еили пись м енны е, блоковы е, полнод иф ф ер енцир ованны е, р ед ком еталь нозам ещ енны еи аль битспод ум еновы е. Чем совер шеннеестепень д иф ф ер енциации, тем обр азуется боль шоечисло зон, возр астает количество скоплений ср уд ны м и элем ентам и, укр упня ю тся м инер алы и увеличивается их число, сокр ащ аю тся р азм ер ы зоны гр анитной и пись м енной стр уктур ы .

32

П егм атиты пер вы х д вух типов часты , тр еть его – ср авнитель но р ед ки, а послед них д вух типов – ещ еболеер ед ки. П егм атиты иногд а окай м ля ю тся ор еолам и изм ененны х пор од : во внутр енней зонепр еоблад аю т оквар цеваниеи м икр оклинизация , во внешней - я вления гид р атации.

33

Рис. 8. Сечение м етасом агически зам ещ енного пегм атита (по Н .Солод ову): 1 — наносы ; зоны : 2 — блокового квар ца, 3 кр упноблокового м икр оклина, 4 — м елкопластинчатого аль бита, 5 — квар цспод ум еновая , 6 — клевеланд итспод ум еновая , 7 — квар ц-м усковитовы х гнезд , 8 — кр упноблокового м икр оклина, 9 — гнезд м елкозер нистого аль бита, 10 — гр аф ическая квар цм икр оклиновая (м естам и силь но аль битизир ована), 11 — вм ещ аю щ иепор од ы .

Геологическиеусловия обр азования П егм атиты обр азовы вались во все пер иод ы геологической истор ии, начиная с ар хей ской . М асштабы этого пр оцесса возр астаю т по м ер е эволю ции зем ной кор ы . О д нако, р уд ная пр од уктивность , наобор от, угасает в м олод ы х обр азования х. П егм атиты обы чно ф ор м ир ую т р егиональ ны епоя са пр отя ж енность ю от сотен д о несколь ких ты ся ч килом етр ов. П оя са ор иентир ованы согласно общ ем у пр остир анию геологических стр уктур р ай она, часто вд оль осевы х под ня тий , а такж евд оль кр упны х р азлом ов. В пр ед елах поя сов пегм атиты гр уппир ую тся в поля , пр иур оченны е к цепочкам интр узивов. Разм ещ ение пегм атитовы х тел на площ ад и полей под чиня ется ком бинации стр уктур кр овли интр узивов и р азвиты х в пр икр овель ной части тектонических д еф ор м аций . П егм атитовы е тела, буд учи тесно свя занны м и с

34

м атер инским и интр узивам и, залегаю т в зоне внутр еннего и внешнего контактов (2-3 км ). Ф изико-хим ическиеусловия обр азования П о геологическим д анны м , пегм атиты ф ор м ир ую тся в шир оком интер вале глубин от 1,5 д о 20км , что соответствует величинам литостатического д авления 120-800 М П а. Т акж е необы чай но шир ок тем пер атур ны й д иапазон – 800- 500С. В д литель ном пер иод е обр азования пегм атитов тем пер атур а постепенно сниж алась . Решаю щ ие пр оцессы , сф ор м ир овавшие облик пегм атитов, пр оисход или пр и тем пер атур е 6002000С. Генезис П р оисхож д ениепегм атитов относится к од ной из наиболее д искуссионны х пр облем в геологии. В настоя щ еевр ем я сущ ествует пя ть основны х гипотез пегм атитообр азования . 1.М агм ат оген н о-ги дрот ерм альн ая гипотеза, р азр аботанная А .Ф ер см аном , В .Н икитины м и д р угим и, считает пегм атиты пр од уктом р аскр исталлизации остаточной м агм ы . П р оцесс пр отекал непр ер ы вно в закр ы той систем е пр и неогр аниченной р аствор им ости вод ы и р азд еля лся на пя ть условны х этапов: м агм атический (900-8000С), эпим агм атический (800-7000С), пневм атолитовы й (700-4000С), гид р отер м аль ны й (400-500С) и гипер генны й (500С). Э тапы в свою очер ед ь р асчленя ю тся на 11 ф аз и стад ий . Н ед остатки гипотезы : нед оучет огр аниченной р аствор им ости в р асплаве вод ы ; пр облем а пр остр анства и зональ ного стр оения пегм атитов (нуж ны боль шие откр ы ты е полости); не объ я снена см ена калиевы х полевы х шпатов (м икр оклина) натр иевы м и (аль бит) за счет автом етасом атоза. 2.М агм ат оген н о-п н евм ат оли т о-ги дрот ерм альн аяд вухэтапная гипотеза ам ер иканских геологов (Р.Д ж онс, Е .К ам ер он и д р .). В р анний м агм атический этап систем а закр ы та. В откр ы ты х полостя х пр оисход ило заполнениепегм атитам и пр остого состава. В о втор ой пневм атолитогид р отер м аль ны й этап систем а становилась откр ы той . П оступавшиеиз глубин р аствор ы м етасом атически пер ер абаты вали болеер анниепр осты е пегм атиты и ф ор м ир овали слож ны епо составутела. К нед остаткам след ует отнести незначитель ны епо м асштабам след ы вы носа и пр ивноса вещ ества за пр ед елы пегм атитовы х тел, несоответствую щ иеих м ощ ной гид р отер м аль ной пер ер аботке. 3.М ет асом ат и ческаяд вухэтапная гипотеза А .Завар ицкого пр ед полагает пр еобр азованиелю бой исход ной пор од ы , близкой по составу к гр аниту. В пер вы й этап остаточны е гор я чие газо-вод ны е р аствор ы наход ились в хим ическом р авновесии с вм ещ аю щ им и пор од ам и и пер екр исталлизовы вали их без изм енения состава. В закр ы той систем е возникали пр осты екр упнокр исталлическиепегм атиты . В о втор ой этап уж е в обстановке откр ы той систем ы пр оисход ило зам ещ ение пр осты х

35

пегм атитов новы м и м инер аль ны м и ассоциация м и. Э та гипотеза не объ я сня ет ф ор м ир ование пегм атитов в негр анитны х пор од ах и отсутствие геохим ических и м етасом атических ор еолов. 4.Л и кваци он н ая гипотеза, р азвиваем ая А .М ар акушевы м и Е .Гр ам еницким , касается генезиса толь ко гр анитны х пегм атитов. Д оказы вается тесная генетическая свя зь пегм атитов с м атер инским и гр анитоид ам и. П егм атитоносность м ассивов свя зы вается с их р асслоенность ю . П егм атитообр азование – это сам остоя тель ны й петр огенетический пр оцесс, котор ы й заклю чается в отщ еплении от остаточной м агм ы особого ф лю ид ного р асплава по м еханизм уж ид костной несм есим ости. 5.М ет ам орфоген н ая гипотеза р азр аботана В .М ор аховским . О на тр актует условия ф ор м ир ования пегм атитов в д р евних д окем бр ий ских м етам ор ф ических ком плексах. П р ед ставля ется , что пегм атиты ф ор м ир ую тся как пр од укты м етам ор ф изм а на его р егр ессивном этапе. В зависим ости от условий д авления и тем пер атур ы они р азд еля ю тся на обы чны е пер екр исталлизованны е м усковитовы е пегм атиты , ф ор м ир ую щ иеся в обстановке д истен-силлим анитовой ф ации, и слож ны е р ед ком еталь ны е пегм атиты анд алузит-силлим анитовой ф ации. Н ед остатком этой гипотезы я вля ется ее огр аниченны й хар актер , пр им еним ы й толь ко к пегм атитам в д р евних м етам ор ф ических ком плексах. В р ассм отр енны х гипотезах спор ны м и полож ения м и я вля ю тся пр ед ставления о р оли особого остаточного р асплава, о м асштабах м етасом атоза, об источниках ф лю ид ов, о степени закр ы тости систем ы , о р аствор им ости вод ы . Н есущ ествует од ной универ саль ной гипотезы , объ я сня ю щ ей всер азнообр азиепегм атитов, в конкр етны х геологических ситуация х спр авед ливы отд ель ны еполож ения всех пя ти гипотез. Руд ны еф ор м ации 1.Ф орм аци я п рост ы хкерам и чески хп егм ат и т ов(м ест орож ден и я К арели и , У краи н ы , С и б и ри ). 2. Ф орм аци я м ускови т овы хп егм ат и т ов(м ест орож ден и я К арели и и Заб айкалья). 3. Ф орм аци я редком ет альн ы хп егм ат и т ов. П ом и м о н аи б олее важ н ы х редки хм ет аллов: т ан т ала, ли т и я, б ери лли я, н и об и я, и з н и хдоб ы вают олово, вольфрам , уран , т ори й. 4. Ф орм аци я кри ст аллов и драгоцен н ы х кам н ей: (горн ы й хруст аль, оп т и чески й флюори т , т оп аз, аквам ари н , гран ат ы , ам ет и ст ы и др. (У краи н а, Брази ли я, Ю ж н ая А фри ка, А вст рали я, И н ди я и др.).

36

Альбит ит -гре йзе нов ы е м е ст орож д е ния А ль бититы и гр ей зены – это щ елочны е м етасом атиты , обр азованны е постм агм атическим и или м етам ор ф ическим и пневм атолитогид р отер м аль ны м и ф лю ид ам и. А ль бититы и гр ей зены объ ед иня ю т общ ность пр оисхож д ения , локализации и источника вещ ества. О бы чно зоны аль битизации и гр ей зенизации р азвиваю тся в апикаль ны х частя х м ассивов кислы х и щ елочны х гипабиссаль ны х извер ж енны х пор од , под вер гшихся постм агм атическом у щ елочном у м етасом атозу. П р и этом вслед ствие натр ового м етасом атоза апикаль ны е части гр анитны х куполов и их апоф из аль битизир ую тся , а избы ток калия вы носится и свя зы вается в гр ей зенах, обр азую щ ихся на гр анице аль битизир ованны х гр анитов и вм ещ аю щ их их пор од , а такж е ср ед и послед них, близ кр овли интр узивов. В свя зи свозникновением аль бититов увеличивается концентр ация натр ия , а пр и ф ор м ир овании гр ей зенов накапливается калий . У становлено, что по м ер е увеличения общ ей щ елочности пр оцесса объ ем аль битизир ованны х пор од возр астает, а гр ей зенизир ованны х пад ает. В свя зи сэтим в пр ир од е чащ е встр ечаю тся гр ей зены без аль бититов и наобор от - аль бититы без гр ей зенов. П р и этом пр оисход ит р аф инир ование пор од от м еталлических элем ентов-пр им есей и пер еотлож ение части их в аль бититах, а д р угой части в гр ей зенах. Т ипом ор ф ны ем еталлы аль бититов – цир коний , ниобий , тор ий , а гр ей зенов – бер иллий , литий , олово и воль ф р ам . Гео ло гическ ие у сло вияо б раз о вания А ль битит-гр ей зеновы ем естор ож д ения тесно свя заны сф ор м ацией нор м аль ны х и кр ай некислы х гр анитов ср ед ней стад ии геосинклиналь ного р азвития , на позд ней стад ии они тя готею т к гр анитам повы шенной щ елочности, на активизир ованны х платф ор м ах свя заны сф ор м ацией щ елочны х пор од . И нтр узивны еком плексы , скотор ы м и свя заны аль бититы и гр ей зены , я вля ю тся обр азования м и опр ед еленны х геод инам ических обстановок: зон столкновения континенталь ны х литосф ер ны х плит; заклю читель ны естад ии р азвития ор огенны х поя сов; м агм атическиед уги активны х окр аин континенталь ны х плит; зоны глубинны х р азлом ов; области активизации платф ор м . Ф ор м ир ованиеэтих м етасом атитов пр оисход ило ср авном ер ны м пр ир остом их объ ем ов. Ф из ик о -хим ическ ие у сло вияо б раз о вания Ф ор м ир ованиеаль битит-гр ей зеновы х м естор ож д ений пр оисход ило в обстановкевозд ей ствия гор я чих хим ически агр ессивны х постм агм атических вод ны х р аствор ов на м ассуинтр узивной пор од ы . Согласно А .Беусу, нам ечается след ую щ ая схем а пр оцесса их обр азования . В озд ей ствиегор я чих постм агм атических р аствор ов на интр узивны е пор од ы пр ивод ило к р азвитию пр оцессов калиевого м етасом атоза (р ання я м икр оклинизация ) в я д ер ны х частя х м ассивов в обстановкеповы шенного д авления . Н а ф онепад ения тем пер атур ы и возр астаю щ ей кислотности р аствор а пр оисход ила см ена калиевого м етасом атоза натр иевы м ,

37

пр ивед шим к аль битизации пр еим ущ ественно в пер иф ер ической зонем ассивов в условия х пониж енного д авления . В условия х м аксим аль ной кислотности, наступавшей в м ом ент пер еход а ф лю ид а из над кр итического (пневм атолитового) в гид р отер м аль ноесостоя ние, пр отекала стад ия гр ей зенизации. В ы сокая кислотность обусловлена поя влением свобод ны х кислы х анионны х ком понентов в р езуль тате д иссоциации неустой чивы х соед инений пр и поя влении ж ид кой ф азы вод ы . Т ем пер атур ны й р еж им обр азования аль бититовы х и гр ей зеновы х м естор ож д ений опр ед еля ется след ую щ им и пр им ер ны м и гр аницам и (в 0С): м икр оклинизация 650 – 580, аль битизация 550 – 400, гр ей зенизация 450 – 300. М естор ож д ения ф ор м ир ую тся на глубине5 – 1 км , что соответствует литостатическом уд авлению 130 – 6 М П а. Гр уппа аль битит-гр ей зеновы х м естор ож д ений р аспад ается на д ва класса – аль бититовы еи гр ей зеновы е. А льб ит ит о вые м ест о ро ж д ения А ль бититовы ем естор ож д ения пр ед ставля ю т собой штокообр азны етела и зоны , слож енны еаль бититам и – лей кокр атовы м и пор од ам и, в котор ы х на ф онем елкозер нистой основной аль битовой м ассы отм ечаю тся вы д еления квар ца и м икр оклина, а такж епластины слю д , щ елочного ам ф ибола, р еж епир оксена. М инер аль ны й состав аль бититов в сущ ественной степени зависит от состава исход ны х пор од и зам етно изм еня ется в соответствии сих щ елочность ю . В аль бититах вы д еля ю тся участки спр ом ы шленны м и концентр ация м и р ед ких, р ед козем ель ны х и ур ановы х элем ентов. П р ом ы шленны й интер еспр и р азр аботкеаль бититов м огут пр ед ставля ть ниобий , цир коний , тор ий , литий , бер иллий и р ед кие зем ли. В ы д еля ю т д ва типа м естор ож д ений :1) в свя зи синтр узивны м и м ассивам и; 2) без свя зи см агм атическим и ком плексам и. П ер вы й тип пр иур очен к м етасом атически пер ер аботанны м куполам и апоф изам м ассивов нор м аль ны х и субщ елочны х гр анитов. И х площ ад ь д остигает несколь ких квад р атны х килом етр ов, а глубина р аспр остр анения – 600 м . Д ля этих м естор ож д ений обы чна вер тикаль ная м етасом атическая зональ ность (снизуввер х): неизм ененны епор од ы – поя влением усковита – аль битизир ованная пор од а – аль битит – гр ей зен. В тор ой тип не им еет установленны х свя зей с м агм атическим и ком плексам и. О н р азвит вд оль зон р егиональ ны х глубинны х р азлом ов, р ассекаю щ их кр исталлический ф унд ам ент д р евних платф ор м , и им еет линей ны есекущ иеф ор м ы р уд оносны х ф ор м (р ис.9). В озникновение линей ны х аль бититов обусловлено возд ей ствием хим ически активны х гор я чих р аствор ов, восход я щ их по р азлом ам . О д ни геологи считаю т источником этих р аствор ов скр ы ты е на глубине гр анитны е интр узии, д р угие пр иписы ваю т им м етам ор ф огенное

38

пр оисхож д ение. В ы д еля ю т тр и главны е р уд ны е м етасом атические ф ор м ации: калиевая (м икр оклиновая ) с бер иллиевы м и р уд ам и; калинатр овая (аль бит-м икр оклиновая ) с тантал-ниобиевы м и р уд ам и; натр овая (эгир ин-р ибекитовая и эпид от-хлор итовая ) с ур ановой м инер ализацией . В линей ны х аль бититах сконцентр ир ованы сущ ественны езапасы ур ана, тор ия и бер иллия , в м ень шей степени тантала, ниобия , р ед ких зем ель .

39

Рис. 9. Геологический р азр ез м естор ож д ения ур аноносны х аль бититов (по Я .Н .Белевцевуи д р .):1 — отлож ения осад очного чехла, 2 — аль бититы , 3 — сиенитопод обны епор од ы , 4 — гр аниты и м игм атиты , 5 — гней сы , 6 — Главны й р азлом , 7 — опер я ю щ иер азр ы вны енар ушения , 8 — ур аноносны еаль бититы , 9 — степень катаклаза пор од в баллах, 10 — контур ы зоны повы шенны х значений пор истости и пр оницаем ости пор од , 11 — напр авлениед виж ения гид р отер м аль ны х р аствор ов.

40

Грейз ено вые м ест о ро ж д ения Гр ей зеновы е м естор ож д ения ф ор м ир ую тся в апикаль ны х вы ступах гр анитны х м ассивов и в алю м осиликатны х пор од ах, р еж е в основны х и кар бонатны х пор од ах их кр овли. Гр ей зен пр ед ставля ет собой агр егат слю д ы и квар ца с пр им есь ю тур м алина, топаза, ф лю ор ита и сопр овож д аю щ их их р уд ны х м инер алов (касситер ита, воль ф р ам ита, м олибд енита, бер илла, литиевы х слю д ). В ы д еля ю т энд о- и экзогр ей зены . Н а д олю энд огр ей зенов пр иход ится более80% объ ем а этих м етасом атитов. О ни слагаю т штоки и ж илы и р азвиваю тся на 300 – 500 м вглубь от кр овли м ассива. Э кзогр ей зены обр азую т штоквер ки, р аспр остр аня ю щ иеся по вер тикали д о 1500 м от контакта интр узии. В общ ей схем е гр ей зенообр азования пер вы м и отлагаю тся м инер алы м олибд ена, воль ф р ам а и олова, затем тантала, ниобия , бер иллия , лития , д алее р азличны е суль ф ид ы , ф лю ор ит, кар бонаты . С гр ей зенам и свя заны м естор ож д ения олова, воль ф р ам а, лития , бер иллия . О бы чно гр ей зеновы е м естор ож д ения ком плексны е. К ак пр авило, р уд ы богаты е, но запасы р ед ко бы ваю т значитель ны м и. С ка рнов ы е м е ст орож д е ния Скар нам и назы ваю тся пор од ы известково-силикатного состава, обр азовавшиеся м етасом атическим путем в пр иконтактовой области интр узивов ср ед и кар бонатны х, р еж е силикатны х пор од . В ы д еля ю т экзоскар ны , р асполагаю щ иеся за пр ед елам и интр узии, и энд оскар ны , наход я щ иеся внутр и послед них. Боль шая часть скар нов относится к экзоскар новы м обр азования м . Н екотор ая часть экзоскар нов м ож ет наход ить ся от контакта на д еся тки и д аж есотни м етр ов. Гео ло гическ ие о со б енно ст и ск арно вых м ест о ро ж д ений О тм ечается боль шое р азнообр азие скар новы х тел. Э то пластообр азны е залеж и, линзы , штоки, тр убы , ж илы и ж илообр азны етела, гнезд а, слож ны е ком бинир ованны езалеж и. П о составу исход ны х пор од скар ны р азд еля ю тся на тр и типа: и звест ковы е, м агн ези альн ы е и си ли кат н ы е. И звест ковы е скар ны наиболее р аспр остр анены и обр азую тся по известня кам . И х состав: гр анаты р я д а гр оссуля р -анд р ад ит и пир оксены р я д а д иопсид -гед енбер гит. И ногд а шир око р азвиты везувиан, волластонит, скаполит, ам ф ибол, эпид от. М агн ези альн ы е скар ны более р ед ки. О ни возникаю т пр и зам ещ ении д олом итов и состоя т из д иопсид а, ф ор стер ита, шпинели, ф логопита, сер пентина и р еж е д р угих м инер алов. С и ли кат н ы е скар ны относя тся к р ед ким обр азования м , они ф ор м ир ую тся по гр анитоид ам , пор ф ир ам и их туф ам , тр аппам , ар козовы м песчаникам и алевр олитам . Т ипом ор ф ны м м инер алом д ля них я вля ется скаполит. П р еоблад аю щ им и текстур ам и я вля ю тся м ассивная , гр анобластовая , волокнистая .

полосчатая ,

пя тнистая ,

41

Скар нам свой ственно зональ ное стр оение. О бобщ енная м од ель зональ ности им еет след ую щ ий вид : гр анитоид ы неизм ененны е и осветленны е м усковитизир ованны е, энд оскар ны гр анатового состава с эпид отом и плагиоклазом , экзоскар ны пир оксен-гр анатовы е, скар ны гр анатовы е, скар ны пир оксеновы е, известня ки м р ам ор изованны е, см еня ю щ иеся неизм ененны м и известня кам и (р ис.10).

Рис. 10. Станд ар тная зональ ность скар нов и кр ивы еизм енения их хим ического состава:1 — гр анит; 2 — осветленны й гр анит; 3 — околоскар новая пор од а — энд оскар н; 4 — контакт гр анитов и известня ков; 5— 7 — экзоскар н; 5 — пир оксен-гр анатовы й , 6 — пр еим ущ ественно гр анатовы й , 7 — пр еим ущ ественно пир оксеновы й ; 8 — м р ам ор изованны й известня к; 9 — известня к.

42

Гео ло гическ ие у сло вия о б раз о вания Скар новы ем естор ож д ения тесно свя заны сизвер ж енны м и пор од ам и: 1) ф ор м ацией плагиогр анитов р анней стад ии геосинклиналь ного р азвития , скотор ой ассоциир ую т м естор ож д ения Fe, Cu и Co; 2) ф ор м ацией гр анод иор итов ср ед ней стад ии свя заны шеелитовы е залеж и; 3) ф ор м ацией м алы х интр узий гр анитоид ного состава позд ней стад ии геосинклиналь ного р азвития , по составу полезны х ископаем ы х это обы чно ком плексны е воль ф р ам -м олибд еновы е или свинцово-цинковы е м естор ож д ения ; 4) тр апповой ф ор м ацией платф ор м енного этапа р азвития , с ней свя заны ж елезор уд ны ем естор ож д ения . Скар новы е м естор ож д ения ф ор м ир овались на всем пр отя ж ении р азвития зем ной кор ы . О тм ечается тя готение некотор ы х кр упны х м естор ож д ений к гер цинском увр ем ени. Скар новы е м естор ож д ения не обр азую т непр ер ы вного коль ца вокр уг интр узивов. О ни обр азую тся там , гд е м агм атический контакт пер есекает пор од ы , благопр ия тны е д ля скар нообр азования пр и наличии геологических стр уктур , обеспечиваю щ их этот пр оцесс. Н аиболее благопр ия тны м и д ля р азвития скар нов я вля ю тся кар бонатны е пор од ы , а затем известковисты е эф ф узивы и их туф ы , пр ичем более всего способствую т пр оцессу не од нор од ны е толщ и, а их пер еслаивание с пор од ам и иного состава. Благопр ия тны м и геологическим и стр уктур ам и д ля скар новы х м естор ож д ений я вля ю тся : повер хность контакта интр узий , слоистость вм ещ аю щ их пор од , склад чаты еи р азр ы вны енар ушения . П о соотношению пр оцессов обр азования р уд и скар нов вы д еля ю т тр и типа. О ни обр азую тся одн оврем ен н о в течение ед иного генетического пр оцесса. К ним пр инад леж ит боль шая часть м агнетитовы х, бор атовы х и гр аф итовы х м естор ож д ений . В этом случаеконтур ы р уд ны х тел совпад аю т или я вля ю тся близким и к контур ам скар нов. Ти п соп ровож дающего оруден ен и я – ор уд енение непоср ед ственно см еня ет скар нообр азование. Руд ы заним аю т часть объ ем а скар нов. П р им ер ом м огут служ ить некотор ы е залеж и м агнетита, бор атов, воль ф р ам овы е и оловор уд ны е м естор ож д ения . Ти п н алож ен н ого оруден ен и я – ор уд енение свя зано с пр оцессам и позд ней ф лю ид но-вод ной стад ии скар нообр азования . К нем у пр инад леж ит боль шинство м естор ож д ений кобаль та, м ед и, свинца, цинка, золота, олова, тор ия и ур ана. Скар ны в этом случае я вля ю тся вм ещ аю щ им и пор од ам и. К онтур ы р уд ны х тел несовпад аю т сочер тания м и скар новы х залеж ей . Т аким обр азом , скар нообр азование не свя зано генетически с р уд ообр азованием . Э то д ва независим ы х пар аллель ны х пр оцесса, пер есекаю щ ихся в некотор ы х геологических ситуация х. О бр азование скар нов, как пр авило, пр ед шествует ф ор м ир ованию р уд и в р я д еслучаев созд ает благопр ия тную обстановку.

43

Ф из ик о -хим ическ ие у сло вияо б раз о вания Скар ны обр азую тся в р езуль тате ком бинир ованного возд ей ствия тепла интр узий и гор я чих м инер ализованны х газово-ж ид ких р аствор ов. 1. П од возд ей ствием тепла вм ещ аю щ ие пор од ы испы ты ваю т тер м аль ны й изохим ический м етам ор ф изм . П о сланцам обр азую тся контактовы е р оговики, по песчаникам – квар циты , по известня кам – м р ам ор ы . Зоны этих пор од сплошны м ор еолом р азвиваю тся вокр уг интр узий на лю бой глубинеи пр и лю бом д авлении. 2. П од влия нием ф лю ид ов, вы д еля вшихся из затвер д евавшей интр узии, в ее энд о- и экзоконтактах пр отекали м етасом атические пр оцессы , обр азовавшиескар ны . Э ти я вления пр оисход или на неболь ших глубинах, гд е внутр еннее ф лю ид ное д авление бы ло в состоя нии пр еод олеть внешню ю литостатическую нагр узку. О птим аль ны й д иапазон глубин скар нообр азования 0,5 – 2,5 км . Боль шинство скар новы х м естор ож д ений ф ор м ир овалось в шир оком интер вале тем пер атур пр и их сниж ении к концу пр оцесса. Н ачаль ная тем пер атур а около 9000С, а завер шался этот пр оцесс пр и ср ед нетем пер атур ном гид р отер м аль ном р еж им е(около 3000С). Генез ис П р оисхож д ение скар нов и скар новы х м естор ож д ений наиболее д еталь но р ассм атр ивается в д вух гипотезах – и н фи льт раци он н оди ффузи он н ой, р азр аботанной Д .С.К ор ж инским , и ст ади йн ой, пр ед лож енной П .П .П илипенко. И н фи льт раци он н о-ди ффузи он н ая ги п от еза базир уется на концепции бим етасом атоза, объ я сня ю щ ей пр ир од у пр оцессов, пр оисход я щ их на р азогр етом контакте интр узивны х пор од и известня ков. Зд есь возникает нер авновесная хим ическая систем а. Н ачинается встр ечно-д иф ф узны й отток элем ентов из областей их повы шенны х концентр аций . Н а ф р онтах под обны х м игр аций пр оисход я т обм енны е р еакции. П р и р азной под виж ности элем ентов в напр авлении к ф р онту д иф ф узии буд ет пр оисход ить пониж ение их концентр аций с р азличной скор ость ю , обуславливая зональ ность м инер аль ны х пар агенезисов. К онцепция бим етасом атоза облад ает след ую щ им и нед остаткам и: 1) баланскр ем незем а и СаО д ля скар нов, ф ор м ир овавшихся в известня ках и в гр анитоид ах, не м ож ет бы ть обеспечен д иф ф узны м пер еносом вещ ества, нуж ен д ополнитель ны й пр ивнос этих ком понентов; 2) нель зя объ я снить обр азование скар нов, залегаю щ их исклю читель но ср ед и силикатны х или кар бонатны х или вообщ е уд аленны х от интр узии; 3) в пр ед лож енной схем енет м еста д ля р уд ны х м естор ож д ений . В д аль ней шем концепция бим етасом атоза бы ла пр еобр азована Д .С.К ор ж инским в инф иль тр ационно-д иф ф узионную гипотезу. В новой м од ели скар нового пр оцесса пр ед полагалось , что м естор ож д ения ф ор м ир ую тся в свя зи сцир куля цией гор я чих р аствор ов, вы носим ы х как из глубинны х м агм атических очагов, так и заим ствованны х из пор од на путя х

44

д виж ения этих р аствор ов. К ак считает Д .К ор ж инский , основная м асса скар нов обр азована бим етасом атическим способом , а р уд ны е м естор ож д ения свя заны с м ощ ны м возд ей ствием постм агм атических р аствор ов, цир кулир овавших в тр ещ инны х зонах. Т ем не м енее и этот вар иант гипотезы не объ я сня ет пр ичин р азнообр азия р уд ны х м инер алов в скар нах и не увя зы вает стад ий ность скар нового пр оцесса и р уд ообр азования . Согласно ст ади йн ой ги п от езы П .П .П илипенко, считается , что главная м асса вещ ества скар нов и р уд пр ивносится извне р аствор ам и. П о м ер е сниж ения тем пер атур ы состав пр ивносим ы х вещ еств м еня лся , обуславливая м инер аль ную зональ ность . П р ед полагается , что м етасом атическиепр оцессы пр отекали в шесть стад ий : 1) кр ем невая стад ия – пр ивнос кр ем ния пр и вы сокой тем пер атур е пр ивод ил к обр азованию д иопсид овы х пор од ; 2) алю м осиликатная осущ ествля лась в обстановке пр ивноса кр ем ния и алю м иния и завер шалась ф ор м ир ованием гр анатов и пир оксенов; 3) галоид ная пр отекала в условия х поступления хлор а и поя вления скаполита; 4) ж елезная отличалась пр ивносом ж елеза и вы д елением его в ф ор м е закисны х и окисны х соед инений . В течение этих стад ий ф ор м ир овались безвод ны е скар ны . Д алее ф лю ид ны й р еж им р езко м еня лся . В пя тую ф лю ид но-вод ную стад ию поступали вод а и углекислота и возникали пор од ы , состоя щ ие из р оговой обм анки, эпид ота, иногд а с пр им есь ю шеелита и каль цита. П р оцесс завер шала суль ф ид ная стад ия , в течениекотор ой пр и низких тем пер атур ах и постоя нном пр ивносе Н 2О , Н 2 и м еталлов обр азовы вались суль ф ид ы и суль ф осоли. Н а основании геологических д анны х и экспер им енталь ны х р азр аботок в настоя щ ее вр ем я м од ель скар нового пр оцесса пр ед ставля ется в след ую щ ем тр ехстад ий ном вид е: 1. К онтактовы й изохим ический м етам ор ф изм пр отекает пр и тем пер атур е 900-6500С. О бр азую тся сплошны м ор еолом безр уд ны е д иопсид овы ер оговики и м р ам ор ы . 2. Рання я скар новая стад ия пр оя вля ется спор ад ически, заним ая пр им ер но 1/10 пер им етр а интр узии. П р и тем пер атур ах 650-4000С возникали «сухие» безвод ны е тем ны е энд о- и экзоскар ны , состоя щ ие из пир оксенов, гр анатов, скаполита, гед енбер гита, м агнетита, гем атита. 3. П озд ня я ф лю ид но-вод ная стад ия пр отекает с участием Н 2О , Н 2, СО 2, хлор ид ов и ком плексны х соед инений м еталлов пр и тем пер атур ах 450-3000С. О бр азую тся р оговая обм анка, эпид от, каль цит, суль ф ид ы и суль ф осоли. Р у д ные ф о рм ации 1.Ж елезорудн ая форм аци я. 2. Ф орм аци я ш еели т он осн ы хскарн овс м оли б ден и т ом . 3. М едн орудн ая форм аци я.

45

4. П оли м ет алли ческая форм аци я. 5. Ф орм аци я оловорудн ы хскарн ов.

46

6. М ест орож ден и я б ора. В ы ше пер ечислены толь ко наиболее значитель ны е пр ом ы шленны е типы м естор ож д ений , залегаю щ ие в скар нах. П ом им о отм еченны х, в скар нах встр ечаю тся р уд ы золота, платины , бер иллия , ниобия , ур ана и тор ия , гр аф ита, хр изотил-асбеста, таль ка и м ногих д р угих вид ов м инер аль ного сы р ь я . Гид рот е рм а льны е м е ст орож д е ния Гид р отер м аль ны е м естор ож д ения созд аю тся цир кулир ую щ им и под повер хность ю зем ли гор я чим и м инер ализованны м и газово-ж ид ким и р аствор ам и. О ни возникали на пр отя ж ении всей истор ии р азвития зем ной кор ы от р аннего ар хея д о наших д ней вклю читель но. К совр ем енны м аналогам гид р отер м аль ны х систем относя тся эксгаля ционны е пр оцессы ср ед инно-океанических хр ебтов, ф ум ар оль ны е вод ы К ам чатки, А ля ски, Чили и д р угих р егионов, м инер ализованны е источники К р асного м ор я , полуостр ова Челекен, Ю ж ной К алиф ор нии и д р угих тер р итор ий . Гид р отер м аль ны е м естор ож д ения им ею т кр упное значение в д обы че цветны х, р ед ких, благор од ны х и р ад иоактивны х м еталлов. И з нем еталлических м естор ож д ений к ним пр инад леж ат м естор ож д ения хр изотил-асбеста, м агнезита, ф лю ор ита, бар ита, гор ного хр усталя , исланд ского шпата, а такж е некотор ы е м естор ож д ения ф логопита, гр аф ита, апатита, гипса. Гео ло гическ ие о со б енно ст и м ест о ро ж д ений Ф орм ы рудн ы хт ел. Гид р отер м аль ны ер уд ы возникаю т как вслед ствие отлож ения м инер аль ны х м асс в пустотах гор ны х пор од , так и в свя зи с зам ещ ением послед них. П оэтом у ф ор м ы р уд ны х тел завися т, с од ной стор оны , от м ор ф ологии р уд овм ещ аю щ их полостей , а сд р угой стор оны , от очер таний зам ещ аем ы х пор од . Н аиболее типичны д ля гид р отер м аль ны х м естор ож д ений р азличны е ж илы , часто встр ечаю тся штоки, гнезд а, штоквер ки, линзы , пластообр азны е залеж и и слож ны е ком бинир ованны е тела. Геологи чески й возраст . Гид р отер м аль ны е м естор ож д ения ф ор м ир овались на всем пр отя ж ении д литель ного р азвития зем ной кор ы . Расцвет гид р отер м аль ной д ея тель ности начинается с гер цинской эпохи. И нтенсивны е гид р отер м аль ны е пр оцессы пр од олж ались в ким м ер ий скую и аль пий скую эпохи. Геологи чески е ст рукт уры . Ср ед и геологических стр уктур , контр олир ую щ их обр азование гид р отер м аль ны х м естор ож д ений , вы д еля ю тся рудоп одводящи е, рудорасп ределяющи е и рудовм ещающи е. Р удоп одводящи м и я вля ю тся стр уктур ы , котор ы е р ассм атр иваю тся в качествеканалов, опр ед еливших м еста поступления р уд оносны х р аствор ов из глубинны х частей в пр ед елы р уд ного поля . Чащ е всего это кр упны е р азлом ы или хор ошо пр оницаем ы е пласты , или свиты пластов. Р удорасп ределяющи м и и назы ваю тся стр уктур ы , по котор ы м р уд оносны е р аствор ы отвод я тся от р уд опод вод я щ их каналов на участки

47

р уд оотлож ения . Э то р азр ы вы или вод опр оницаем ы е пер есекаем ы еили пер есекаю щ иер уд опод вод я щ ий канал.

пласты ,

48

Р удовм ещающи м и я вля ю тся стр уктур ы , локализую щ ие р уд ны е тела и опр ед еля ю щ ие их ф ор м у, р азм ер ы и особенности внутр еннего стр оения . С вязь с м агм ат и чески м и форм аци ям и . О сновная м асса гид р отер м аль ны х м естор ож д ений возникает на позд ней стад ии геосинклиналь ного цикла. П р и этом сф ор м ацией м алы х гипабиссаль ны х интр узий свя заны плутоногенны е, с ф ор м ацией вулканических анд езитод ацитов – вулканогенны е гид р отер м аль ны е м естор ож д ения . Н а активизир ованны х платф ор м ах в ассоциации с ф ор м ация м и тр апповы х, щ елочны х и гр анитны х пор од такж е известны р азнообр азны е гид р отер м аль ны ем естор ож д ения . П р изнакам и свя зи м еж д у гид р отер м аль ны м и м естор ож д ения м и и м агм атическим и ком плексам и я вля ю тся след ую щ ие: 1) од новр ем енность обр азования ; 2) пр иур оченность к од ним и тем ж е геологическим стр уктур ам ; 3) од инаковы е ф ациаль но-глубинны е условия обр азования ; 4) од инаковая степень м етам ор ф изм а; 5) зональ ное р азм ещ ение м естор ож д ений по отношению к м ассивам м агм атических пор од ; 6) геохим ическоер од ство м еж д уинтр узия м и и м естор ож д ения м и. В общ ем случае устанавливаю тся четы р е ф ор м ы свя зи м еж д у гид р отер м аль ны м и м естор ож д ения м и и м агм атическим и пор од ам и: 1) ген ет и ческая, или м атер инская , пр и котор ой постм агм атические м естор ож д ения я вля ю тся пр од уктам и м агм атических пор од ; 2) п араген ет и ческая, косвенная , пр и котор ой постм агм атические м естор ож д ения и интр узивны е пор од ы я вля ю тся пр оизвод ны м и пор од ившего их м агм атического очага; 3) аген ет и ческой, случай ной , объ ед иня ю щ ей на од ной площ ад и генетически несвя занны еинтр узивы и гид р отер м аль ны ем естор ож д ения ; 4) от сут ст ви е ви ди м ы х связей д ля гид р отер м аль ны х м естор ож д ений , р азвиты х на площ ад я х без м агм атических пор од . Д айки и ги дрот ерм альн ы е м ест орож ден и я. Д ай ки часто сопутствую т гид р отер м аль ны м м естор ож д ения м . Совм естное нахож д ение д аек и р уд ны х тел чащ е всего обусловлено тектоническим и р азлом ам и. Д ай ки бы ваю т д ор уд ны е, пр ед р уд ны е, внутр ир уд ны е, постр уд ны е и послер уд ны е. П р остр анственная свя зь р уд ны х тел и д аек м ож ет бы ть шести типов: 1) д ай ки и р уд ны е тела встр ечаю тся совм естно, но залегаю т в сам остоя тель ны х геологических стр уктур ах; 2) д ай ки пер есекаю тся р уд ны м и ж илам и; 3) д ай ки пер есекаю т р уд ны еж илы ; 4) р уд ны еж илы вы полня ю т тр ещ ины опер ения ; 5) д ай ки и р уд ны еж илы вы полня ю т од ни и теж етр ещ ины ; 6) д ай ки сод ер ж ат пр ож илково-вкр апленноеор уд енение. Зон альн ост ь ги дрот ерм альн ы хм ест орож ден и й. Зональ ность гид р отер м аль ны х м естор ож д ений с м ом ента поя вления учения о р уд ны х м естор ож д ения х пр ивлекла вним ание вед ущ их учены х в

49

свя зи с важ ность ю этой пр облем ы д ля поисков пр ом ы шленного ор уд енения . А нгличанин В .Э м м онс (1924) р азр аботал концепцию о послед ова-

50

тель ном отлож ении в пор я д ке, обр атном р аствор им ости м инер алов по м ер епониж ения тем пер атур ы р аствор ов, уд аля вшихся от м атер инского плутона. И м бы ло вы д елено 16 зон. В вы сокотем пер атур ны х зонах отлагались м инер алы олова, воль ф р ам а, м ы шь я ка, висм ута, а во внешних низкотем пер атур ны х – сер ебр а, золота, сур ь м ы , р тути. С.С.См ир нов пр ед лож ил пуль сационную гипотезу зональ ности. О н, в отличие от Э м м онса, считает, что гид р отер м аль ны й пр оцесс носит пр ер ы висты й стад ий ны й хар актер . В настоя щ еевр ем я стало очевид ны м , что нет од ного или д аж е несколь ко опр ед еля ю щ их ф актор ов. Н а зональ ность р уд оотлож ения влия ю т м ногочисленны е ф актор ы , и она р азлична д ля р азны х классов и гр упп м естор ож д ений , ф ор м ир овавшихся в отличаю щ ихся тектоном агм атических обстановках. П о В .И .См ир нову, след ует р азличать зональ ность пер вого р од а, обусловленную стад ий ность ю пр оцесса, и втор ого р од а, свя занную с ф ациаль ной послед ователь ность ю вы д еления из р аствор а м инер алов. Ги дрот ерм альн ы е и зм ен ен и я п ород, вм ещающи х рудн ы е т ела. В пр оцессе взаим од ей ствия гид р отер м аль ны х р аствор ов с пор од ам и, вм ещ аю щ им и р уд ны е тела, пр оисход ит их м етасом атическое пр еобр азование. П о главном у хим ическом у элем енту, вы тесня ю щ ем у д р угие пор од ообр азую щ ие элем енты , р азличаю т несколь ко вид ов околор уд ного м етасом атоза. К али евы й м етасом атоз по м ер е сниж ения тем пер атур ы пр оцесса пр оя вля ется в вид е калиевой полевошпатизации, м усковитизации, сер ицитизации и каолинизации. М усковитизация свя зана с пр еобр азованием тем ноцветны х м инер алов и отчасти полевы х шпатов в м усковит. Сер ицитизация наиболее обы чна в пор од ах кислого и ср ед него состава. К аолинизация или ар гиллизация вы д еля ю тся по р азвитию таких м инер алов каолиновой гр уппы , как каолин, д иккит, накр ит. Н ат ровы й м етасом атоз пр ивод ит к аль битизации, котор ая наиболее охотно р азвивается по кислы м м агм атическим пор од ам . К рем н евы й м етасом атоз м ож ет р азвивать ся пр актически по лю бы м пор од ам . П р и этом в пр оцессеоквар цевания по сланцам и тонкозер нисты м песчаникам возникаю т р оговики, по кислы м и ср ед ним извер ж енны м пор од ам ф ор м ир ую тся втор ичны е квар циты , по кар бонатны м пор од ам обр азую тся д ж аспер оид ы . М агн и евы й м етасом атоз пр ивод ит к пр еобр азованию известня ков и м р ам ор ов в д олом иты . Ж елезо-м агн и евы й м етасом атоз осущ ествля ется в вид е хлор итизации по пор од ам р азличного состава, в том числе по кислы м , ср ед ним и основны м туф ам , гней сам , сланцам и песчаникам . К альци евы й м етасом атоз пр оя вля ется в вид е пр опилитизации и лиственитизации. П р опилиты р азвиваю тся ср ед и кислы х и основны х пор од , особенно эф ф узивны х. В их состав вход я т кар бонаты , аль бит, хлор ит, эпид от, сер ицит, соссю р ит. Листвениты наиболее отчетливо пр оя вля ю тся ср ед и зм еевиков, уль тр аосновны х и основны х пор од . В

51

составе лиственитов м агнезиаль но- ж елезисты е хлор ит, ф уксит, сер ицит, пир ит.

кар бонаты ,

таль к,

52

П р очие изм енения боковы х пор од вклю чаю т сер пентинизацию и оталь кование уль тр аосновны х пор од ; тур м алинизацию , биотитизацию , ад уля р изацию , эпид отизацию , алунитизацию , ф лю ор итизацию , бар итизацию , гем атитизацию р азличны х по составуф ор м аций . Ф из ик о -хим ическ ие у сло вияо б раз о вания Д виж ение р уд оносны х р аствор ов, наход я щ ихся в ф ор м е взвесей , коллоид ов и м олекуля р ны х соед инений , контр олир уется пор истость ю , пр оницаем ость ю , тем пер атур ой и д авлением ср ед ы р уд ообр азования . Т ем пер атур ы гид р отер м аль ного пр оцесса изм еня ю тся в интер вале 7002500С. К наиболее пр од уктивны м относится д иапазон 400-1000С. Т ем пер атур уопр ед еля ю т, исслед уя : 1) ф лю ид ны евклю чения в м инер алах; 2) элем енты -пр им еси; 3) изотопны е соотношения ; 4) д иагр ам м ы р авновесий м инер аль ны х ассоциаций . Д авление оцениваю т д вум я способам и – гид р остатическим и литостатическим . М естор ож д ения ф ор м ир ую тся пр и литостатическом д авлении от д еся тков д о 500 М П а, а наиболеепр од уктивны естад ии – 150-200 М П а. В од а в гид р отер м ы поступает из пя ти источников: м агм атического, атм осф ер ного, пор ового, м ор ского и м етам ор ф ического. В ы я вление пр ир од ы вод ы осущ ествля ется по отношению изотопов кислор од а и вод ор од а во вклю чения х и по их хим ическом усоставу. М агм атическая вод а отд еля ется от м агм атических р асплавов в пр оцессе их засты вания . М етам ор ф ическая вод а обр азуется вслед ствие м етам ор ф изм а гор ны х пор од на глубине под возд ей ствием возр астаю щ их д авления и тем пер атур ы . П ор овая вод а наход ится в пор истом пр остр анстве д р евних осад ков, слагаю щ их р азличны е ф ор м ации осад очны х гор ны х пор од . А тм осф ер ная вод а м ож ет пр оникать в глубинны е части зем ной кор ы , нагр евать ся , м инер ализовать ся и пр иобр етать свой ства гор я чих м инер ализованны х гид р отер м аль ны х р аствор ов. М ор ская вод а м ож ет бы ть вовлечена в гид р отер м аль ны й пр оцесс в тех случая х, когд а в пр ид онны е части м ор я или океана внед р я ю тся м агм атические м ассы , созд аю щ ие м естны еочаги р азогр ева. М инер аль ное вещ ество пр ед ставлено тр ем я источникам и: 1) ю вениль ны м (базаль тоид ны м , под кор овы м ) – Fe, Mn, Ti, V, Cr, Ni, Cu, Pt и д р .; 2) ассим иля ционны м (гр анитоид ны м , кор овы м ) – Sn, W, Be, Li, Nb, Ta и д р .; 3) ф иль тр ационны м (внем агм атическим ) – Si, Ca, Mg, K, Cl, Fe, Mn, Zn, Pb, Au, Ni и д р . Ф ор м ы пер еноса м инер аль ны х соед инений пр ед ставлены истинны м и р аствор ам и, коллоид ам и, пр осты м и ионны м и и ком плексны м и ионном олекуля р ны м и соед инения м и. В пр ир од е на р азличны х стад ия х р уд ного пр оцесса и в р азличны х геологических условия х пр исутствую т все отм еченны е ф ор м ы . О д нако вед ущ им и я вля ю тся ком плексны е ионном олекуля р ны е соед инения : они хор ошо р аствор им ы , чувствитель ны к ф изико-хим ическим условия м и р еагир ую т на их изм енения , легко р аспад аю тся на пр осты еионы .

53

П ер ем ещ ение вещ ества гид р отер м аль ны м и р аствор ам и осущ ествля ется д вум я способам и – инф иль тр ацией и д иф ф узией . И нф иль тр ация обусловлена д авлением пар ообр азной ф азы , литостатическим и гид р остатическим напор ом , тектоническим стр ессом и тер м ическим гр ад иентом . Э то основной способ пер ем ещ ения вещ ества. Д иф ф узия – исклю читель но м ед ленны й пр оцесс. О на опр ед еля ет ход м етасом атических пр еобр азований , способствуя пр оникновению р аствор ов в пор овы есистем ы пор од . О тлож ение вещ ества из гид р отер м аль ны х р аствор ов вы звано след ую щ им и пр ичинам и: обм енны м и окислитель но-восстановитель ны м и р еакция м и, изм енением р Н , коагуля цией коллоид ов, р аспад ом ком плексны х ионов, ф иль тр ационны м эф ф ектом , сор бцией , естественны м и электр ическим и поля м и, изм енением тем пер атур ы и д авления . О собую р оль в гид р отер м аль ном пр оцессеигр ает р еж им сер ы и кислор од а. П р и вы соком потенциале сер ы возникаю т суль ф ид ы , а кислор од а – легко р аствор им ы е суль ф аты . Ср од ство м еталлов к сер е обр азует законом ер ны й р я д : Zn, Mo, Sn, Fe, Pb, Cu, Sb, Hg. П од обны й р я д установлен и ср од ству м еталлов к кислор од у: Be, Mg, Li, Nb, Mn, Cr, Sb, Pb, Hg, Ag. Реж им кислор од а м еня ется в р азр езе вер хней части зем ной кор ы . В напр авлении к повер хности пар циаль ное д авление кислор од а увеличивается , в р езуль татесуль ф ид ы см еня ю тся суль ф атам и. Классиф ик ациягид ро т ерм альных м ест о ро ж д ений Н аиболее р аспр остр аненной из зар убеж ны х классиф икаций , исполь зуем ой м ногим и геологам и, я вля ется систем атика В .Линд гр ена, р азд еля ю щ ая м естор ож д ения по тем пер атур ам и глубине обр азования на тр и класса: 1) гипотер м аль ны й – боль шие глубины , вы сокие д авления и тем пер атур ы (500-3000С); 2) м езотер м аль ны й – ср ед ниеглубины , тем пер атур ы 300-2000С; 3) эпитер м аль ны й – неболь шие глубины и низкие тем пер атур ы 0 (200-50 С). А м ер иканские геологи в 50-е год ы Х Х в. д ополнили ее ещ е тр ем я классам и: лептотер м аль ны м – ср ед ние глубины , низкие тем пер атур ы ; телетер м аль ны м – м алая глубина, низкие тем пер атур ы ; ксенотер м аль ны м – м алая глубина и вы сокиетем пер атур ы . В нашей стр ане популя р ность ю поль зовалась классиф икация П .М .Т атар инова и И .Г.М агакь я на. Э ти автор ы вы д елили д ва класса м естор ож д ений : 1) ум ер енны х и боль ших глубин (более 1км ); 2) м алы х глубин и пр иповер хностны х (м енее 1км ). В свою очер ед ь каж д ы й класс р азд елен на тр и под класса: вы сокотем пер атур ны й (более 3000С), ср ед нетем пер атур ны й (300-2000С) и низкотем пер атур ны й (м ень ше2000С). В о втор ой половине Х Х в. стала р азр абаты вать ся новая пр иня тая в настоя щ ее вр ем я боль шинством геологов совр ем енная классиф икация . В

54

наиболее законченном вид е эта систем атика бы ла излож ена в тр уд ах В .И .См ир нова, котор ы й р азд елил гид р отер м аль ны ем естор ож д ения на тр и

55

класса: п лут он оген н ы й, вулкан оген н ы й и ам агм ат оген н ы й. П лут он оген н ы е м естор ож д ения свя заны с кислы м и, ум ер енно кислы м и и ум ер енно щ елочны м и гипабиссаль ны м и извер ж енны м и пор од ам и. П о пр еоблад аю щ ем у р азвитию вед ущ ей м инер аль ной ассоциации вы д еля ю тся тр и под класса: кварцевы й, сульфи дн ы й и карб он ат н ы й. Распр остр анены пер еход ны е м естор ож д ения : квар цкар бонатны е, квар ц-суль ф ид ны е и кар бонатно-суль ф ид ны е. Ф ор м ир ование м естор ож д ений , как пр авило, осущ ествля ется в несколь ко стад ий . О тм ечается общ ая тенд енция к вы д елению на р анних стад ия х оксид ны х соед инений (квар ц, м агнетит, гем атит, воль ф р ам ит, касситер ит и д р .), на ср ед них пр оисход ит м ассовоевы д елениесуль ф ид ов, их аналогов и суль ф осолей , а на позд них отлагаю тся кар бонаты . О бр азование м естор ож д ений сопр овож д ается изм енением боковы х пор од . О собенно хар актер ны сер ицитизация , хлор итизация , оквар цевание, д олом итизация , лиственитизация , ф лю ор итизация , пир итизация , гем атитизация . Ср ед и р уд ны х тел известны изом етр ичны е, плоские и тр убообр азны е залеж и. Разм ер ы колеблю тся в шир оких пр ед елах от несколь ких м етр ов д о д еся тков килом етр ов по пр остир анию . М естор ож д ения ф ор м ир овались главны м обр азом на глубинеот 1 д о 5 км . Н ачаль ная тем пер атур а пр оцесса м инер алонакопления д остигала 5000С и более, но в боль шинстве м естор ож д ений бы ла близка 400-3000С, затем она постепенно пад ала. Ср ед и м естор ож д ений кварцевого пар агенезиса вы д еля ю тся след ую щ ие главны е р уд ны е ф ор м ации: кварц-золот орудн ая, кварцкасси т ери т овая, кварц-м оли б ден и т овая, кварц-ш еели т овая, кварцви см ут и н овая, кварц-уран и н и т овая. О бр азования сульфи дн ого пар агенезиса вклю чаю т в качестве хар актер ны х след ую щ ие ф ор м ации: п оли м ет алли ческая (гален и т сфалери т - халькоп и ри т овая), сульфи дн о-н аст уран овая, п ят и м ет альн ая (Co, Ni, Bi, Ag, U), сульфи дн о-касси т ери т овая, сурьм ян о-м ы ш ьяковая. В обр азования х карб он ат н ого пар агенезиса р азличаю т ф ор м ации си дери т овую, родохрози т овую, м агн ези т овую, кальци т -т рем оли т т альковую. В улкан оген н ы е м ест орож ден и я. М естор ож д ения этого класса свя заны главны м обр азом с назем ны м пр еим ущ ественно анд езит-д ацитовы м вулканизм ом , а такж е с щ елочны м и тр апповы м м агм атизм ом . Н аиболее хар актер ны м естор ож д ения , пр иур оченны е к ж ер лам палеовулканов и их пер иф ер ии (р ис.11). И м свой ственны конические, коль цевы е, тр убчаты е, внутр иж ер ловы е и р ад иаль но-тр ещ инны естр уктур ы . Руд ны етела им ею т ф ор м уж ил, тр уб и штоквер ков. Чащ е всего они невелики по р азм ер ам , бы стр о вы клиниваю тся с глубиной , хотя нер ед ко слож ены очень богатой р уд ой , обр азую щ ей спор ад ическиескопления или так назы ваем ы е«бонанцы ».

56

Д ля вулканогенны х м естор ож д ений хар актер ны специф ические изм енения вм ещ аю щ их эф ф узивны х пор од , пр оя вля ю щ иеся в их оквар цевании,

57

Рис. 11. Схем а геологического стр оения м естор ож д ения К р ипл К р ик (по В .Линд гр ену): 1д р евниегр аниты ; 2 - лавовы й покр ов; 3 ж ер ла вулканов; 4 д ай ки; 5 -р уд ны е ж илы .

пр опилитизации, алунитизации и каолинизации. Э ти м естор ож д ения ф ор м ир овались в пр иповер хностной зоне на глубине от несколь ких д еся тков д о сотен м етр ов. О ни возникали в условия х р езкого спад а тем пер атур ы и д авления . Т акая обстановка пр ивод ила к боль шой скор ости м инер алонакопления , способствую щ ей скучиванию (телескопир ованию ) наклад ы ваю щ ихся д р уг на д р уга слож ны х и р азнообр азны х м инер аль ны х ассоциаций . Д ля р уд хар актер но шир окое р аспр остр анение м етаколлоид ны х текстур . С этим типом свя заны м ногочисленны е и важ ны е в эконом ическом отношении р уд ны е ф ор м ации: п оли м ет алли ческая золот о-сереб рян ая, золот о-сереб рян ая с т еллури дам и и селен и дам и , олово-сереб рян ая, флюори т -б ерт ран ди т овая, м оли б ден и т флюори т -н аст уран овая, ки н оварн ая, сам ородн ой м еди с цеоли т ам и , алун и т овая, и слан дского ш п ат а, сам ородн ой серы . А м агм ат оген н ы е м ест орож ден и я. М естор ож д ения наход я тся на площ ад я х р азвития осад очны х пор од , гд е отсутствую т активны е извер ж енны е пор од ы . Ранее пр ед полагалось , что они свя заны с наход я щ им ися на глубине и не вскр ы ты м и эр озией м агм атическим и пор од ам и и их назы вали телетер м аль ны м и. П озд нееих стали назы вать ней тр аль ны м тер м ином «стр атиф ор м ны е». Генезис ам агм атогенны х м естор ож д ений пр ед ставля ет

58

собой од ну из остр о д искуссионны х пр облем Сущ ествую т четы р еглавны египотезы .

р уд ообр азования .

59

Часть геологов р ассм атр ивает их как пер вично-осад очны е м естор ож д ения , пр етер певшие д иагенетическое, катагенетическое и м етам ор ф ическое пр еобр азование. В качестве обоснования пр ивод ились хар актер ны ечер ты этих м естор ож д ений : 1) нахож д ение исклю читель но в осад очны х пор од ах и отсутствие извер ж енны х пор од ; 2) обы чно пластовая ф ор м а р уд ны х тел; 3) отсутствиепр изнаков контр оля р азлом ам и; 4) пр иур оченность к опр ед еленны м частя м стр атигр аф ического р азр еза; 5) р азм ещ ение ср ед и м елковод ны х осад ков пр ибр еж ны х м ор ских ф аций ; 6) р итм ичноестр оениер уд оносны х толщ ; 7) пр еим ущ ественная свя зь ор уд енения с началь ны м и тр ансгр ессивны м и или конечны м и р егр ессивны м и частя м и р азр еза; 8) пер еход пластовы х р уд ны х тел по пр остир анию в зоны р уд ны х конкр еций ; 9) пр изнаки д иагенетического пр еобр азования вещ ества; 10) нахож д ение ср ед и свит пластов с повы шенны м сод ер ж анием р уд ны х элем ентов; 11) соответствие изотопного состава этих элем ентов изотопны м соотношения м р уд ; 12) изотопны й состав сер ы , свид етель ствую щ ий о ее биогенноосад очном хар актер е; 13) ср авнитель но пр остой м инер аль ны й состав р уд . Д р угая гр уппа геологов считает р ассм атр иваем ы е м естор ож д ения эпигенетическим и гид р отер м аль ны м и, свя занны м и с залегаю щ им и на глубине извер ж енны м и пор од ам и. Э тот взгля д ар гум ентир уется след ую щ им и полож ения м и: 1) наличиенар я д уссогласны м и секущ их р уд ны х тел; 2) пр оя вление в р я д е случаев гид р отер м аль ного изм енения боковы х пор од – оквар цевание, д олом итизация , сер ицитизация , каолинизация ; 3) агр ессивны й хар актер р уд ообр азования , пр ивод я щ ий м естам и к отчетливом ум етасом атозу; 4) ф ор м ир ованиер уд в несколь ко стад ий , р азд еленны х пер ер ы вом ; 5) иногд а ср авнитель но вы сокая тем пер атур а м инер аловы д еления (200-700С). Н екотор ы е геологи вы сказы вались в поль зу эпигенетического обр азования под возд ей ствием хим ически активны х атм осф ер ны х вод глубокой цир куля ции. В защ иту такого взгля д а пр ивод я тся д анны е исслед ований вар иаций изотопов Pb и S.

60

Часть геологов р азвиваю т гипотезу о полигенном пр оисхож д ении этих м естор ож д ений . В основу гипотезы полож ены д анны ео д литель ном р азвитии м ногих м естор ож д ений , несущ их чер ты как сингенетического

61

осад очного пр оисхож д ения , так и эпигенетического обр азования . В этом случаер уд ообр азованиеначинается сф ор м ир ования сингенетических осад очны х р уд , пр етер певаю щ их законом ер ны е д иагенетические и катагенетические пр еобр азования . В послед ствии пр оисход ит пер егр уппир овка м инер аль ной м ассы , свя занной с д ея тель ность ю под зем ны х гор я чих м инер ализованны х вод , пр ивнося щ их д ополнитель ную пор цию р уд , в р езуль татеобр азую тся эпигенетическиесекущ иетела.

Рис. 12. Схем атический р азр ез М ир галим сай ского свинцовоцинкового м естор ож д ения в К ар атау, К азахстан: 1 — известня ки; 2 — д олом иты ; 3 — бр екчир ованны е известня ки; 4 — р уд ны е тела; 5 — тектонические послер уд ны е нар ушения . К ам агм атогенны м относя тся ф ор м ации: м ед исты х песчаников, свинцово-цинковы х р уд в кар бонатны х пор од ах (р ис.12), антим ониткиновар ны е м естор ож д ения сур ь м ы и р тути, ф лю ор итовы е м естор ож д ения . Колч е д а нны е м е ст орож д е ния К колчед анны м относя тся м естор ож д ения , р уд ы котор ы х слож ены пр еим ущ ественно суль ф ид ам и ж елеза. М инер аль ны й состав отличается р езким пр еоблад анием пир ита, пир р отина, иногд а м ар казита спр им есь ю халь копир ита, бор нита, сф алер ита, галенита, блеклы х р уд , р еж ед р угих р уд ны х м инер алов. Н ер уд ны ем инер алы р азвиты слабо и пр ед ставлены обы чно бар итом , квар цем , кар бонатам и, сер ицитом , хлор итом , гипсом . К олчед анны ем естор ож д ения повсем естно свя заны ссубм ар инны м и базаль т-р иолитовы м и вулканогенны м и ф ор м ация м и р анней стад ии геологического р азвития эвгеосинклиналей . В свя зи сэтим они в главной своей м ассевход я т в состав оф иолитовы х или зеленокам енны х поя сов, возникаю щ их на м естегеосинклиналь ны х тр огов, вы полненны х пр оизвод ны м и базаль товой м агм ы , а такж еих пир окластам и, пер ем еж аю щ им ися спр ослоя м и осад очны х пор од . Значитель но р еж еони встр ечаю тся в сланцевы х ком плексах согр аниченны м и пр од уктам и р аннего базаль тового вулканизм а. В пр ед елах этих поя сов колчед анны е м естор ож д ения вы тя гиваю тся пр ер ы висты м и цепя м и, д лина котор ы х иногд а д остигает несколь ких ты ся ч км .

62

Руд оносная базаль т-р иолитовая ф ор м ация р асчленя ется на тр и субф ор м ации. К пер вой относя тся м онотонны енед иф ф ер енцир ованны е ба-

63

заль ты , скотор ы м и свя заны сер но- колчед анны еи очень р ед ко м ед ноколчед анны ем естор ож д ения кипр ского типа. К о втор ой относя тся контр астно д иф ф ер енцир ованны ебазаль т-р иолитовы етолщ и, к котор ы м пр инад леж ит боль шинство м ед но-колчед анны х м естор ож д ений ур аль ского типа. К тр еть ей относя тся послед ователь но д иф ф ер енцир ованны ебазаль танд езит-д ацит-р иолитовы еф ор м ации, несущ иеполим еталлические м естор ож д ения р уд ноалтай ского типа или типа К ур око (Я пония ). И з колчед анны х м естор ож д ений получаю т Cu, Pb, Zn, значитель ное количество Ag, Au, Cd, Se, Sn, Bi, Ba и д р . Гео ло гическ ие о со б енно ст и к о лчед анных м ест о ро ж д ений Руд ны е тела типичны х колчед анны х м естор ож д ений им ею т слож ную конф игур ацию . В них р азличаю т согласную с вм ещ аю щ им и пор од ам и пластообр азную часть и систем у секущ их пр ож илково-вкр апленны х р уд , под пир аю щ их согласноетело. М естор ож д ения сопр овож д аю тся ор еолом гид р отер м аль но изм ененны х пор од сер ицит-хлор итового состава. Н аблю д ается зональ ность изм енений : к р уд ном утелупр илегает квар ц-сер ицитовая зона, а д алее – хлор итовая . О тм ечены случаи, когд а м еж д у квар ц-сер ицитовой зоной и р уд ны м телом наход я тся квар циты . П олож ение р егиональ ны х поя сов вулканогенны х пор од с колчед анны м и м естор ож д ения м и контр олир уется глубинны м и р азлом ам и, а полей колчед анны х м естор ож д ений в пр ед елах поя сов центр ам и вулканической активности. П олож ениеи геологическая стр уктур а отд ель ны х м естор ож д ений опр ед еля ю тся пр иур оченность ю их к центр у и склонам полож итель ны х вулканических постр оек, пр ор езанны х секущ им и сбр осам и и зонам и д р обления . К олчед анны е м естор ож д ения ф ор м ир овались на р анних стад ия х всех циклов геологического р азвития . О т д р евних к ю ны м м еталлогеническим эпохам не отм ечается пр инципиаль ной см ены условий р уд ообр азования и изм енения хар актер ны х чер т м естор ож д ений . Гео ло гическ ие у сло вияо б раз о вания К олчед анное р уд ообр азование м ож ет пр оя вля ть ся неод нокр атно на всех стад ия х вулканического цикла, но под авля ю щ ая м асса колчед анов накапливается в конце вулканического цикла. К онцентр ир ованное р уд ообр азование пр иур очено к пер иод у пр екр ащ ения излия ния лав, котор ое см еня ется д литель ной поствулканической газовогид р отер м аль ной д ея тель ность ю . П р и возр ож д ении новы х вулканических циклов м огут ф ор м ир овать ся несколь ко послед ователь ны х ком плексов колчед анны х м естор ож д ений . В се колчед анны е м естор ож д ения р ассм атр иваю тся как пр од укты восход я щ их м инер ализованны х газовогид р отер м аль ны х потоков, генер ир ованны х глубинны м и вулканическим и очагам и. Часть р уд ного вещ ества этих потоков отлагалась на путя х их

64

под ъ ем а, ф ор м ир уя вулканогенны е гид р отер м аль ны е м етасом атические залеж и пр ож илково-вкр апленны х р уд . Д р угая

65

часть д остигала д на бассей на и вы пад ала, обр азуя вулканогенны е гид р отер м аль но-осад очны епластовы езалеж и м ассивны х р уд (р ис.13). Рис. 13. О бщ ая схем а стр оения колчед анного м естор ож д ения . Т уф ы и конглом ер аты :1— кислого состава, 2 — ср ед него и основного состава; эф ф узивы : 3 — кислого состава, 4 — ср ед него и основного состава; 5 — м ассивная колчед анная р уд а; 6 — гор изонты р уд окластов; 7 — пр ож илково-вкр апленная р уд а ср ед и гид р отер м аль но изм ененны х пор од ; 8 — зоны см я тия и д р обления . А налогичны м обр азом ф ор м ир ую тся совр ем енны е скопления колчед анны х р уд на д не совр ем енны х океанов. В м естах активной гид р отер м аль ной д ея тель ности на д не океана обр азую тся р уд ны е постр ой ки, д остигаю щ ие70 м в вы соту и им ею щ иед иам етр основания д о несколь ких сотен м етр ов. К аж д ая такая постр ой ка состоит из несколь ких м иллионов тонн р уд ного вещ ества. В пр ед елах отд ель ны х площ ад ей р асполагается несколь ко д еся тков таких конусовид ны х холм ов, увенчанны х свер ху тр убообр азны м и телам и «чер ны х кур иль щ иков». В настоя щ ее вр ем я эти пр оя вления нигд е не р азр абаты ваю тся и пр ед ставля ю т потенциаль ны е м ед но-цинковы е колчед анны е р уд ы буд ущ его. П остр уд ны е тектонические д еф ор м ации вы вод или колчед анны е р уд ны е тела из их пер воначаль ного субгор изонталь ного залегания , а м етам ор ф изм пр еобр азовы вал вм ещ аю щ ие пор од ы и р уд ы . М етам ор ф ическое пр еобр азование нер ед ко сопр овож д алось интенсивны м р ассланцеванием пор од с р азвитием квар ц-хлор ит-сер ицитовы х сланцев и аль битовы х пор ф ир итоид ов. В след ствие м етам ор ф изм а пр оисход ило р азваль цовы вание и р азлинзовы вание р уд ны х тел, пр еобр азование р уд коллом ор ф ной текстур ы в р уд ы кр исталлической , полосчатой и сланцеватой текстур , д р обление хр упких м инер алов (пир ит) и см я тие пластических м инер алов (халь копир ит, галенит). Ф из ик о -хим ическ ие у сло вияо б раз о вания

66

Генер аль ная линия р азвития теор ии колчед анного р уд ообр азования пр оклад ы вается под знаком р азвития концепции о вулканогенном гид р о-

67

тер м аль но-осад очном генезисе колчед анны х р уд . По этой концепции гид р отер м аль ны е р аствор ы поствулканического пр оисхож д ения пр оникали сквозь колонну пр ед р уд ны х вулканогенноосад очны х пор од , гид р отер м аль но изм еня ли их и ф ор м ир овали зоны пр ож илково-вкр апленны х р уд . К огд а р аствор ы д остигали д на, пр и р езкой см ене ф изико-хим ической обстановки пр оисход ило м ассовое отлож ение р уд ного м атер иала с возникновением пластовы х залеж ей м ассивны х р уд . Соотношениеизотопов кислор од а и вод ор од а в газово-ж ид ких вклю чения х м инер алов колчед анны х м естор ож д ений свид етель ствует об участии м ор ской вод ы в р уд ном пр оцессе, а изотопов сер ы к пр изнанию пр я м ого м агм атического источника р уд ообр азую щ их вещ еств. К олчед анны е м естор ож д ения ф ор м ир овались в пр ид онны х частя х палеом ор ей . П р и этом пластовы е залеж и отлагались пр и ср авнитель но низком д авлении, а колонна под стилаю щ их их пр ож илково-вкр апленны х р уд , уход я щ ая м естам и д о глубины свы ше 1000 м , ф ор м ир овалась в обстановке более вы сокого д авления . В пер вом случае д авление пр и глубине 500 м составля ет 5М П а, а пр и м аксим аль ной глубине м огло д остигать 100М П а. К олчед анны е м естор ож д ения , если пр иним ать во вним ание весь пр оцесс обр азования – от пер ер аботки боковы х пор од д о вы пад ения послед них пор ций р уд ообр азую щ их м инер алов - созд авались в шир оком тем пер атур ном интер валеот 500 д о 400С. Классиф ик ацияк о лчед анных м ест о ро ж д ений В гр уппе колчед анны х м естор ож д ений вы д еля ется тр и класса: вулкан оген н о-ги дрот ерм альн о-м ет асом ат и чески й, вулкан оген н оги дрот ерм альн о-осадочн ы й и ком б и н и рован н ы й ги дрот ерм альн ом ет асом ат и чески -осадочн ы й. В улкан оген н ы е ги дрот ерм альн о-м ет асом ат и чески е в чистом вид е встр ечаю тся р ед ко. Э то пр еим ущ ественно пр ож илково-вкр апленны е, р еж е м ассивны е р уд ы , иногд а в сочетании с ж илам и ср ед и туф овы х, лавовы х и субвулканических пор од . И х пр им ер ом м огут служ ить некотор ы е м естор ож д ения М алого К авказа, К ур иль ских остр овов и Я понии. В улкан оген н о-ги дрот ерм альн о-осадочн ы е встр ечаю тся чащ е. О ни им ею т ф ор м у согласны х пластовы х залеж ей м ассивны х р уд . К ним пр инад леж ат м ногие колчед анны е м естор ож д ения У р ала, Руд ного А лтая , Боль шого К авказа, Сибир и, Ср ед ней А зии, а такж екр упней шиепр овинции К анад ы , Н ор вегии, И спании, П ор тугалии, Т ур ции и д р угих стр ан. К ом б и н и рован н ы е вулкан оген н ы е ги дрот ерм альн о-м ет асом ат и чески осадочн ы е р аспр остр анены такж е д остаточно шир око. П р им ер ом этого класса я вля ю тся Гай скоем естор ож д ениеУ р ала, Рио-Т инто в И спании. Р у д ные ф о рм ации 1. С ерн о-колчедан н ая (п реоб ладан и е всост аве руд п и ри т а). 2. М едн о-колчедан н ая (главн ы й м и н ерал – халькоп и ри т ). 3. К олчедан н о-п оли м ет алли ческая (главн ы е м и н ералы – гален и т и сфалери т ).

68

Г Л А В А III. ЭКЗО Г Е ННЫ Е М Е С ТО РО Ж Д Е НИ Я М е ст орож д е ния в ы в е т рив а ния. В д анную гр уппу относя тся м естор ож д ения , обр азование котор ы х свя зано с пр оцессам и вы ветр ивания . О ни вклю чаю т м естор ож д ения бокситов (около 95% м ир овы х запасов), ж елеза, м ар ганца, никеля , кобаль та, р ед ких м еталлов, золота, каолина, апатита, м агнезита, таль ка, бар ита. Часто эти м естор ож д ения сод ер ж ат как м еталлические, так и нем еталлические полезны е ископаем ы е. П од авля ю щ ая часть этих м естор ож д ений свя зана с пр оцессам и вы ветр ивания , пр оход я щ им и в континенталь ны х условия х.

Рис. 14. М естор ож д ения богаты х ж елезны х р уд в площ ад ны х и линей ны х кор ах вы ветр ивания (Белгор од ский р ай он К М А ) (Ж елезистокр ем нисты еф ор м ации, 1989). Разр езы м естор ож д ения : а — М ихай ловского, б — Я ковлевского: 1 — осад очны епор од ы ф анер озоя ; 2 — ф иллиты , алевр олиты д окем бр ия ; 3 — кум м ингтонит-м агнетитовы е квар циты ; 4 — м агнетит-гем атитовы е (ж елезнослю д ковы е) квар циты ; 5 — богаты ем ар тит-ж елезнослю д ковы е

69

р уд ы ; 6 — богаты е д испер сно- гем атитовы е р уд ы ; 7 — пер еотлож енны ер уд ы .

и

гид р огетитовы е

Н акопление полезны х ископаем ы х в кор е вы ветр ивания м ож ет пр оисход ить д вум я путя м и. В о-пер вы х, вслед ствие р аствор ения и вы носа пр иповер хностны м и вод ам и не им ею щ их ценности м инер аль ны х вещ еств и концентр ации в остатке полезны х ископаем ы х. Т акие м естор ож д ения назы ваю тся остаточны м и. В о-втор ы х, в свя зи с р аствор ением вод ам и ценны х вещ еств, их вы носом и пер еотлож ением в ниж ней части кор ы . Т акие м естор ож д ения назы ваю тся инф иль тр ационны м и. Т аким обр азом , гр уппа м естор ож д ений кор ы вы ветр ивания р азд еля ется на д ва класса: остаточны й и инф иль тр ационны й . П о ф ор м е и условия м нахож д ения тел полезны х ископаем ы х ср ед и м естор ож д ений вы ветр ивания р азличаю т площ ад ны е, линей ны е и кар стовы е(р ис.14). Усло вияо б раз о ваниям ест о ро ж д ений в к о рах вывет ривания А ген т ы вы вет ри ван и я. Главны м и пр оцессам и, обуславливаю щ им и р азлож ение м инер алов в кор е вы ветр ивания я вля ю тся : окислитель новосстановитель ны е р еакции за счет таких ком понентов, как вод а, кислор од , углекислота, р азличны е кислоты и м икр оор ганизм ы . В од а я вля ется наиболее д ей ственны м агентом вы ветр ивания . О на осущ ествля ет р аствор ение, пер енос и отлож ение хим ических соед инений , р азлож ение пор од ообр азую щ их м инер алов м атер инской пор од ы пр и гид р атации и гид р олизе, р егулир ует ф изико-хим ическую обстановку в кор е вы ветр ивания . П р и под зем ной цир куля ции вод а пр оход ит чер ез тр и зоны : аэр ации или пр осачивания , полного насы щ ения сактивны м вод ообм еном , зам ед ленны м вод ообм еном (р ис.15). Н аиболее активны е р еакции р азлож ения пр оисход я т в зоне аэр ации, гр аницей котор ой я вля ется

ур овень гр унтовы х вод . Рис. 15. Схем а цир куля ции гр унтовы х вод в благопр ия тны х условия х инф иль тр ации атм осф ер ны х осад ков (по В .И .См ир нову). М ГВ — м еж енны й гор изонт р ечной вод ы , П ГВ — павод ковы й гор изонт р ечной вод ы .

70

К ислор од игр ает главную р оль в р еакция х окисления . У глекислота такж е активно участвует в р еакция х окисления и пр еобр азует некотор ы е силикаты в кар бонаты . Боль шое значение пр и пер ер аспр ед елении вещ ества в кор ах вы ветр ивания им еет ор ганическое вещ ество. М икр обактер иаль ная д ея тель ность обусловливает боль шую скор ость биохим ических р еакций . О р ганом инер аль ны е соед инения вклю чаю т слож ны е м еталл-ор ганические ком плексы , котор ы е отличаю тся вы сокой устой чивость ю в шир оком д иапазоне Е h – pH. Благод ар я вы соким сор бционны м свой ствам ор ганического вещ ества м огут накапливать ся U, Ra, Th, Mo, Be, Ge и д р угие. К р ом е этого вы сокие концентр ации ор ганического вещ ества обуславливаю т восстановитель ны еусловия . Т ем пер атур а в кор е вы ветр ивания хотя и колеблется в узких р ам ках (от +20 д о -200С), тем не м енее игр ает зам етную р оль пр и р азлож ении гор ны х пор од . Н аиболее интенсивно это р азлож ение пр оисход ит пр и вы сокой тем пер атур е. П р и р азлож ении кор енны х пор од в кор е вы ветр ивания боль шое значение им ею т р еакции окисления , гид р атации, гид р олиза и отчасти д иализа. К онечны м и пр од уктам и глубокого хим ического пр еобр азования м инер алов в кор ах вы ветр ивания я вля ю тся глинисты е м инер алы , пр осты е окислы и гид р оокислы . К р ом е них м огут ф ор м ир овать ся кар бонаты , суль ф аты , ф осф аты . В се они составля ю т гр уппу новообр азованны х м инер алов. П рофи ли вы вет ри ван и я. В зависим ости от интенсивности хим ического вы ветр ивания в р азличны х клим атических условия х возникаю т р азны е кор ы вы ветр ивания со свой ственны м и им м естор ож д ения м и полезны х ископаем ы х. Различаю т тр и основны х пр оф иля вы ветр ивания : гид р ослю д исты й , глинисты й , латер итны й . Ги дрослюди ст ы й, и ли н асы щен н ы й си алли т н ы й хар актер изуется изм енением пер вичны х силикатов без сущ ественной м игр ации кр ем незем а. Т ипом ор ф ны м и м инер алам и в этом типе я вля ю тся гид р ослю д ы и гид р охлор иты , а такж ебей д елит и м онтм ор иллонит. Гли н и ст ы й, и ли н ен асы щен н ы й си алли т н ы й отличается некотор ы м д еф ицитом кр ем незем а. Т ипом ор ф ны ем инер алы пр ед ставлены каолином , галлуазитом , нонтр онитом . Л ат ери т н ы й, и ли алли т н ы й п рофи ль возникает пр и полном или почти полном вы носе кр ем незем а и концентр ации пр осты х гид р оокислов алю м иния (гиббсит, гид р ар гиллит, бем ит, д иаспор ), ж елеза (лим онит, гид р огетит). П ер вы й тип несущ ественен д ля ф ор м ир ования полезны х ископаем ы х, со втор ы м типом свя заны м естор ож д ения глин и каолина, с тр еть им ассоциир ую т все важ ней шие остаточны е м естор ож д ения кор ы вы ветр ивания .

71

П о повод у условий обр азования кор вы ветр ивания и свя занны х с ним и м естор ож д ений сущ ествую т д ве гипотезы : синтетическая и стад ий ная . Синтетическая гипотеза р ассм атр ивает пр оисхож д ение кор р азного пр оф иля как р езуль тат синтеза свобод ны х золей гид р оксид ов алю м иния , кр ем ния , ж елеза и д р угих элем ентов, на котор ы е р аспад аю тся силикаты кор енны х пор од пр и вы ветр ивании. В р азны х условия х такие гид р оксид ы под влия нием р азны х знаков их зар я д ов взаим но коагулир ую т и вы пад аю т в осад ок, д р угиевы нося тся из кор ы вы ветр ивания . Стад ий ная гипотеза р ассм атр ивает ф ор м ир ование кор вы ветр ивания р азного пр оф иля как р езуль тат послед ователь ны х этапов пр еобр азования кор енны х пор од пр и вы ветр ивании. Согласно этой гипотезе, вначале возникает гид р ослю д исты й тип, котор ы й пр и р азвитии пр оцесса пер еход ит в глинисты й , а в д аль ней шем пр и глубоко зашед шем изм енении тр ансф ор м ир уется в латер итны й (зр елая кор а). С этой гипотезой увя зы вается зональ ны й облик кор вы ветр ивания . В еесечении вы д еля ю тся четы р езоны (снизуввер х): 1) началь ной д езинтегр ации и гид р атации, она сод ер ж ит значитель ное количество пер вичны х р еликтовы х м инер алов и возникаю щ их их гид р атир ованны х зам енителей (гид р ослю д ы , гид р охлор иты ); 2) гид р атации и началь ного гид р олиза по всей м ассе пор од , хар актер изуется накоплением гид р ослю д и гид р охлор итов, а такж е обиль ны х инф иль тр атов из вер хних зон, слож енны х кар бонатам и и гид р осиликатам и; 3) гид р олиза и конечного вы щ елачивания , типично накопление нонтр онита и каолинита; 4) конечного гид р олиза, р азвитие гид р ооксид ов алю м иния , ж елеза, м ар ганца. Гео ло гическ ие у сло вияо б раз о вания К ли м ат им еет сущ ественное значение в ф ор м ир овании кор вы ветр ивания и их полезны х ископаем ы х. Степень р азлож ения кор енны х пор од и зр елость кор возр астает от поля р ны х областей к экватор у. Н аиболее совер шенны е клим атические условия д ля ф ор м ир ования кор вы ветр ивания склад ы ваю тся в тр опиках и субтр опиках, областя х сж ар ким и влаж ны м клим атом . С ост ав кор ы вы ветр ивания в сущ ественной степени зависит от состава р азлагаем ы х пор од . У ль тр аосновны еи основны епор од ы , в составе котор ы х пр еоблад аю т ф ем ические м инер алы , р азлагаю тся бы стр ее и наиболеелегко обр азую т кор увы ветр ивания . Тект он и чески й реж и м . Ф ор м ир ованию м естор ож д ений способствую т р еж им ы д литель ны х устой чивы х под ня тий в геотектонически стабиль ны х блоках зем ной кор ы .

72

Н а обр азование кор вы ветр ивания и их м естор ож д ений сказы вается рельеф м естности. О птим аль ны е условия д ля ф ор м ир ования м естор ож д ений созд аю тся в р ай онах ср ед негор ного холм истого р ель еф а. К ор ы вы ветр ивания ф ор м ир овались в течение д литель ного вр ем ени, д остигаю щ его 15 – 20 м лн. лет. В ы я влены кор ы вы ветр ивания с их м естор ож д ения м и, пр инад леж ащ ие р азны м эпохам – от д р евней ших д о сам ы х ю ны х. Типы ру д ных ф о рм аций: - лат ери т н ы хи карст овы хб окси т ов; - ж елезо-коб альт -н и келевая всерп ен т и н и зи рован н ы хги п ерб ази т ах; - редком ет альн ая и редкозем ельн ая в вы вет релы х карб он ат и т ах и щелочн ы хгран и т ах; - золот он осн ы хкон т акт н ы хи карст овы хкор вы вет ри ван и я; - каоли н овая ввы вет релы хгран и т ах; - м арт и т овая ввы вет релы хж елези ст ы хкварци т ах; - оки сн ы х м арган цевы х руд в вы вет релы х м арган цен осн ы х м ет ам орфи чески хп ородах. К втор остепенны м р уд ны м ф ор м ация м след ует отнести м естор ож д ения иль м енита, кам нецветного сы р ь я (м алахит, бир ю за и д р .), м агнезита, таль ка, бар ита, ф осф ор ита. Ост ат о чные м ест о ро ж д ения Н иж ехар актер изую тся некотор ы еиз пер ечисленны х ф ор м аций . О ст ат очн ы е м ест орож ден и я ж елезо-коб альт -н и келевы х руд свя заны с кор ам и вы ветр ивания апод унитовы х и апопер ид отитовы х сер пентинитов, ф ор м ир ую тся в обстановке тр опического и субтр опического клим ата м езозой ского, тр етичного и четвер тичного вр ем ени. М естор ож д ения известны на Ю ж ном У р але, Бр азилии, Н овой К алед онии, И нд онезии и д р угих стр анах. Н а р анней стад ии ф ор м ир ования кор ы освобож д ается м агний и вы носится в ниж ню ю часть кор ы . В вер хней части зр елой кор ы накапливаю тся остаточны е пр од укты р азлож ения сер пентинитов, состоя щ ие в основном из гид р оокислов ж елеза. Н икель в м атер инских пор од ах наход ится пр еим ущ ественно в оливине, отчасти в р ом бическом пир оксене. И з оливина и пир оксена никель пер еход ит в сер пентин, а пр и его вы ветр ивании в вод ны й р аствор , вы носится из вер хней части в глубь кор ы и отлагается в вид евтор ичны х силикатов никеля . М ест орож ден и я б уры х ж елезн яков. П ри вы ветр ивании сер пентинитов пр оисход ит концентр ация не толь ко никеля , но и ж елеза. В озникаю т пр и этом остаточны е м естор ож д ения ж елеза, облагор ож енны е пр им еся м и Ni, Mn, Cr и нося т названиепр ир од но-легир ованны х р уд . О ст ат очн ы е м ест орож ден и я м агн ези т а обр азую тся пр и р азлож ении сер пентинитов вод ой , богатой углекислотой . В ы свобож д аю щ ий ся пр и

73

этом м агний пер еход ит в р аствор , вы носится из вер хней части кор ы и пер еотлагается в вид екар боната на глубине. М ест орож ден и я м арган ца возникаю т пр и вы ветр ивании р азны х пор од , обогащ енны х м ар ганцем в вид екар бонатов, силикатов и безвод ны х оксид ов. О ни пр еобр азую тся в м инер алы четы р ехвалентного Mn (вер над ит, псилом елан, а затем пир олю зит, устой чивы й в кор е вы ветр ивания ). О бр азую тся кр упны е остаточны е м естор ож д ения с сод ер ж анием Mn в д еся тки пр оцентов (м естор ож д ения К убы , И нд ии, Габона, Бр азилии и д р угих стр ан). М ест орож ден и я б окси т ов. Ср ед и остаточны х м естор ож д ений бокситов р азличаю т д ве р азновид ности – площ ад ны е и кар стовы е. П лощ ад ны е или латер итны е ф ор м ир овались в обстановке щ елочного р азлож ения р азличны х глинозем сод ер ж ащ их (щ елочны х, кислы х, основны х) пор од в условия х ж ар кого и влаж ного клим ата. И звестны м езозой ские, тр етичны еи четвер тичны ем естор ож д ения Бр азилии, Гвинеи, И нд ии, А встр алии, СШ А и д р . К ар стовы е бокситы вы полня ю т полости р аскар стованны х кар бонатны х пор од . О ни известны в Ср ед изем ном ор ской пр овинции (И спании, Ф р анции, Гр еции, Т ур ции), в А ф р ике, в нашей стр ане на Т им ане,У р але. М инер аль ны й состав как латер итны х, так и кар стовы х опр ед еля ется наличием м оногид р атны х (бем ит, д иаспор ) и тр ехгид р атны х (гиббсит) соед инений глинозем а. М ест орож ден и я каоли н ов ф ор м ир ую тся в кор е вы ветр ивания полевошпатовы х кислы х и щ елочны х пор од . И нф ильт рацио нные м ест о ро ж д ения К инф иль тр ационны м м естор ож д ения м пр инад леж ат м естор ож д ения U, Cu, Fe, S. Н аиболее важ ны ур ан-р ед ком еталь ны е м естор ож д ения . И х объ ед иня ю т в гр уппы с р азны м и названия м и - эпигенетические, гид р огенны е, песчаникового типа, р олловы е и т.п. Д ля них хар актер но: р асполож ениев областя х ар ид ного клим ата, наличиезон внутр ипластового окисления , пр иур оченность к пр оницаем ы м вод оносны м гор изонтам песчаников,

Рис.16. Схем а зональ ного стр оения инф иль тр ационного ур анового м естор ож д ения : 1 — вод оупор ны е пор од ы (глины );

74

2 — вы щ елоченны й песчаник; 3 — свеж ий песчаник; 4 — пер еотлож енная ур ановая р уд а; 5 — напр авление д виж ения гр унтовы х вод . р асполож енны м внутр и вод оупор ов, локализация в м естах скоплений ор ганического вещ ества, пр остр анственная свя зь с валам и, ф лексур ам и, ослож ня ю щ им и кр ы ль я пологих синклиналей , р олловая ф ор м а р уд ны х тел, вы р аж енная в сер повид ны х в попер ечны х сечения х и лентовид ны х в плане р уд ны х залеж ах (р ис. 16). П ер еотлож ение пр оисход ит на геохим ических бар ь ер ах м еханического (тор м ож ениев д виж ении вод , вод онепр оницаем ы еэкр аны ) и ф изико-хим ического (р езкое изм енение щ елочно-кислотны х и окислитель но-восстановитель ны х условий ) хар актер а. В пусты нны х областя х пр оисход ит интенсивное вы пар ивание, с котор ы м свя заны концентр ации р я д а элем ентов. К р ом е того, в кислор од сод ер ж ащ их вод ах м огут накапливать ся м еталлы , котор ы е в окислитель ны х ф ор м ах д аю т хор ошо р аствор им ы е соед инения . К таким ком понентам относя тся U, V, Se, Mo. Н исход я щ иепотоки кислор од ны х под зем ны х вод ф ор м ир ую т зоны пластового окисления (ЗП О ), котор ы е р аспр остр аня ю тся от области питания по пад ению вод оносны х гор изонтов на д еся тки и д аж е сотни килом етр ов, пр оникая на глубину д о 700 м . П о м ер е пр оникновения кислор од р асход уется на окисление восстановленны х ком понентов. У р анр ед ком еталь ное ор уд енение локализуется на окончании ЗП О . К онцентр ации элем ентов м огут бы ть как в оксид ны х, так и в восстановленны х ф ор м ах. Согласно вар иация м Eh изм еня ется м инер аль ны й состав р уд . В зонеор уд енения осаж д аю тся новообр азования в вид есам ор од ного селена, ур ановы х окислов (ур ановы ечер ни, настур ан), коф ф инит. В неболь ших концентр ация х м огут осаж д ать ся оксид ны е соед инения V, U и селенид ы . Н еобход им ы м условием р уд ообр азования я вля ется пр исутствие восстановителей (сер овод ор од , вод ор од , углевод ор од ы ). Д ля боль шинства м естор ож д ений хар актер ной ф ор м ой я вля ю тся р оллы , котор ы ечасто обр азую т м ногоя р усны езоны . В целом , м ор ф ология опр ед еля ется р аспр ед елением пр оницаем ости и скор ость ю ф иль тр ации, р азм ещ ением восстановителей . Рассм отр енны е инф иль тр ационны е м естор ож д ения объ ед иня ю тся в од ну р уд ную ф ор м ацию р ед ком еталь но-ур ановы х р уд . О на вклю чает р я д субф ор м аций : ур ановы е и ур ан-р ед ком еталь ны е (селен-ванад ий -р ений р ед кие зем ли-ур ановы е) в песчаниках чехла активизир ованны х м олод ы х платф ор м ; ур ан-уголь ны е в лим нических бассей нах м еж гор ны х впад ин; ур ановы ев палеод олинах. М ест орож ден и я м еди . Н екотор ы е геологи полагаю т, что м ед ны е р уд ы в пластах песчаников пр ед ставля ю т собой пр од укты

75

инф иль тр ационного пер еотлож ения из пор од , сод ер ж ащ их р ассея нную м ед ь , или из р азр ушаю щ ихся кор енны х м естор ож д ений . М ест орож ден и я ж елеза. Э ти м естор ож д ения в основном сид ер итового состава р ассм атр иваю т как пр од укты взаим од ей ствия гр унтовы х ж елезосод ер ж ащ их вод с пластам и кар бонатны х пор од , по котор ы м они пр отекали. М ест орож ден и я серы . Ф ор м ир ование залеж ей сам ор од ной сер ы пр оисход ит под возд ей ствием углевод ор од ов, ф иль тр ую щ ихся сквозь м ассы гипса и ангид р ита. 2CaSO4 + CH4 _ 2CaCO3 + 2H2O + S2 Ко ра вывет риваниям ест о ро ж д ений по лез ных иск о паем ых Т ела полезны х ископаем ы х вблизи зем ной повер хности под вер гаю тся хим ическом уи ф изическом увы ветр иванию , изм еня ю щ ем уих м инер аль ны й , хим ический состав и концентр ацию в них ценны х ком понентов. О сновноенапр авлениеизм енения опр ед еля ется как окисление, а интер вал по вер тикали, в пр ед елах котор ого это изм енение пр оисход ит, назы вается зоной окисления . Н аиболеер ад икаль ное изм енениепр етер певает боль шая часть суль ф ид ны х р уд ны х тел, а такж е некотор ы х пластов углей , залеж ей соли и сер ы . В зонеокисления суль ф ид ны х р уд ны х тел вы д еля ю тся четы р е под зоны (С.См ир нов): 1) повер хностны й слой ; 2) под зона окисленны х р уд ; 3) под зона окисленны х вы щ елоченны х р уд ; 4) под зона богаты х окисленны х р уд . Н иж ер асполагается зона втор ичного обогащ ения , пер еход я щ ая в зонупер вичны х р уд (р ис.17). Гр аница зоны окисления и зоны втор ичного обогащ ения пр им ер но совпад ает сур овнем гр унтовы х вод .

Рис.17. Схем а соотношения изм ененной части р уд ного тела и зон цир куля ции пр иповер хностны х вод ср ед и пор од р авной пр оницаем ости в попер ечном р азр езер ечной д олины споказом хим ической эволю ции ср ед ы втор ичного р уд ообр азоваиия .

76

О сновы хим изм а этого пр оцесса свод я тся к след ую щ ем у. Суль ф ид ы в зонеокисления под возд ей ствием вод ы ср аствор енны м и в ней кислор од ом и углекислотой , а такж есер ной кислотой , пер еход я т в суль ф аты . Суль ф атны есоед инения , я вля я сь неустой чивы м и, окисля ю тся д алееи конечны м и пр од уктам и изм ененны х р уд окаж утся оксид ы , гид р оксид ы , кар бонаты , в м ень шей степени ф осф аты , ар сенаты , ванад аты , м олибд аты , силикаты . Х им изм пр оцесса изм енения пр иповер хностны х частей суль ф ид ны х м естор ож д ений м ож ет бы ть пр ед ставлен на пр им ер е окисления пир ита. О н р азвивается поэтапно. Ц епь хим ических пр еобр азований суль ф ид ов ж елеза в зонеокисления им еет след ую щ ий вид : FeS2 _ FeSO4 _ Fe2(SO4)3 _ Fe(OH)3 – 2Fe2O3. 3H2O В р езуль татеэтих пр еобр азований в вер хних частя х суль ф ид ны х р уд ны х тел накапливаю тся м ассы гид р оксид ов ж елеза (бур ы еж елезня ки), обр азую щ иетак назы ваем ую «ж елезную шля пу». П о степени устой чивости и хар актер уизм енения главны х р уд ообр азую щ их м инер алов м еталлическием естор ож д ения м ож но р азбить на четы р егр уппы . П ер вая гр уппа вклю чает м естор ож д ения таких м еталлов, главны е р уд ообр азую щ ием инер алы котор ы х пр актически устой чивы в зоне окисления – это м естор ож д ения оксид ны х и гид р оксид ны х р уд ж елеза и м ар ганца, бокситов, хр ом ита, олова, воль ф р ам а, р тути, золота, платины . В тор ая гр уппа охваты вает м естор ож д ения таких м еталлов, главны е м инер алы котор ы х, я вля я сь неустой чивы м и в зонеокисления , зам еня ю тся втор ичны м и устой чивы м и м инер алам и. К этой гр уппеотнося тся м естор ож д ения кар бонатны х р уд ж елеза и м ар ганца, свинца, м ы шь я ка, висм ута, сур ь м ы . В этом случаепр оисход ит изм енением инер аль ного состава, но сохр аня ется сод ер ж анием еталла. Э тот пр оцесспр еобр азования р ассм атр ивается на пр им ер есвинцовой р уд ы , конечны м пр од уктом вы ветр ивания котор ой я вля ется цер уссит – соед инениенер аствор им оеи устой чивоев зонеокисления . галенит _____________англезит_______________цер уссит PbS PbSO 4 PbCO 3 Н а м естекар бонатны х р уд ж елеза и м ар ганца возникаю т их оксид ны е и гид р оксид ны есоед инения . Т ипом ор ф ны м и м инер алам и м ы шь я ка (ар сенопир ита) служ ит скор од ит, висм ута – бисм ит, сур ь м ы – валентинит и сер вантит. Т р еть я гр уппа состоит из м естор ож д ений таких м еталлов, в котор ы х в зонеокисления пр оисход ит изм енением инер аль ного состава и возм ож ен вы носм еталлов. К этой гр уппепр инад леж ат м естор ож д ения Zn, Cu, U, Ni, Co, Mo, Au в суль ф ид ной р уд е, бор а. Д ля тр еть ей гр уппы типичны цинковы ем естор ож д ения . О бщ ая схем а изм енения суль ф ид а цинка такова: сф алер ит (ZnS) _____цинкозит (ZnSO4)___см итсонит (ZnCO3) -(в кар бонатной ср ед е), вы носится (в силикатной ср ед е).

77

Главны м и типом ор ф ны м и м инер алам и цинка в зонеокисления я вля ю тся : см итсонит ZnCO3 и калам ин Zn4(OH)2(Si2O7). H2O. О бщ ая схем а изм енения суль ф ид ов м ед и на пр им ер ехаль копир ита м ож ет бы ть пр ед ставлена след ую щ им и обр азом : халь копир ит (CuFeS2) ___ халь кантит (CuSO4 . 5H2O)__вы носится , сам ор од ная м ед ь , оксид ы м ед и, кар бонаты м ед и, силикаты м ед и. Главны м и типом ор ф ны м и м инер алам и м ед и в зонеокисления я вля ю тся : м алахит, азур ит, купр ит, тенор ит, хр изоколла. Н иж еур овня гр унтовы х вод след ует зона втор ичны х суль ф ид ны х р уд , обогащ енная халь козином и ковеллином . Н а глубинеони постепенно пер еход я т в пер вичны есуль ф ид ны ер уд ы . П ер вичны ем инер алы ур ана, такиекак ур анинит и настур ан, неустой чивы в зонеокисления . Часть ур ана вы носится из зоны окисления . О д нако часть ур ана способна зад ер ж ать ся , вы пад ая в вид евтор ичны х м инер алов: ур аноф ана, ур ановы х слю д ок, циппеита и д р . Н иж еур овня гр унтовы х вод м огут вы д еля ть ся ур ановы ечер ни. Т ипом ор ф ны м и м инер алам и в зонеокисления никеля служ ит аннабер гит, кобаль та – эр итр ин, м олибд ена – м олибд ит. Четвер тая гр уппа отличается тем , что в зонеокисления накапливаю тся м еталлы , отсутствую щ иев пер вичной р уд е. Э то пр оисход ит см олибд еном в ф ор м евуль ф енита PbMoO4 и сванад ием в вид еванад инита Pb5Cl [VO4]3, концентр ир ую щ ихся в зонеокисления свинцовы х р уд . Т акая концентр ация обусловлена вы саж иванием м олибд ена и ванад ия из гр унтовы х вод пр и соед инении их со свинцом . Зон а вт ори чн ого об огащен и я рудн ы хм ест орож ден и й ф ор м ир уется ниж еур овня гр унтовы х вод пр и пер еотлож ении части м еталла, вы щ елоченного из зоны окисления . Зд есь пр оисход ит отлож ение втор ичны х м инер алов, как бы цем ентир ую щ их д р угием инер алы , в свя зи с чем этузонутакж еназы ваю т зоной цем ентации. Д ля возникновения зоны втор ичного обогащ ения необход им о чтобы в зонеокисления обр азовались легкор аствор им ы есоед инения , чтобы в ней небы ло осад ителей , чтобы пр и пер еход еиз окислитель ной в восстановитель ную ср ед уони вы пад али в осад ок. Э тим тр ебования м отвечаю т м естор ож д ения Cu, U, Ag и Au, иногд а Ni. М ед ьвы д еля ется в ф ор м евтор ичны х суль ф ид ов – халь козина и ковеллина. Часто зона втор ичного обогащ ения м ед ны х м естор ож д ений пр ед ставля ет собой их основную ценность , сод ер ж анием ед и в ней пр евы шает сод ер ж аниев пер вичной р уд ев 2 – 3 р аза. Уран пер еотлагается в зоневтор ичного обогащ ения в ф ор м е пор ошковатой , часто богатой , ур ановой чер ни. Зо ло т о и сереб ро м игр ир ую т из вер хних частей р уд ны х тел и, пер еотлагая сь ниж еур овня гр унтовы х вод , обр азую т участки втор ичного обогащ ения этих м еталлов, иногд а очень вы сокого сод ер ж ания .

78

П о степени устой чивости в зоневы ветр ивания нер уд ны е м естор ож д ения м огут бы ть р азд елены на тр и гр уппы . П ервая груп п а – пр актически неизм еня ю щ иеся в кор евы ветр ивания , вклю чает м естор ож д ения алм азов, гор ного хр усталя , д р агоценны х кам ней , гр аната, кор унд а, алунита, д иатом ита, тр епела, песков, гр авия , квар цитов и др. В т орая груп п а – слабо изм еня ю щ иеся в кор евы ветр ивания нер уд ны е м естор ож д ения , охваты вает пегм атиты , асбест, р азличны екар бонатны еи силикатны епор од ы , глины . Трет ья груп п а – зам етно изм еня ю щ иеся в кор евы ветр ивания – угли, сер а и соли. В у глях возр астает влаж ность , увеличивается сод ер ж аниелетучих, сниж ается сод ер ж аниекокса, возр астает золь ность , пад ает теплотвор ная способность . Сера неустой чива на повер хности и окисля ется собр азованием квасцов, я р озита, гипса. Со ли, р азлагая сь , ф ор м ир ую т «соля ную шля пу» известня ковоангид р ит-гипсового состава. Россы пны е м е ст орож д е ния М естор ож д ения р оссы пей ф ор м ир ую тся вслед ствие концентр ации ценны х м инер алов ср ед и облом очны х отлож ений , возникаю щ их в пр оцессер азр ушения и пер еотлож ения вещ ества гор ны х пор од и кор енны х м естор ож д ений полезны х ископаем ы х. И х обр азование свя зано с ф изическим и хим ическим вы ветр иванием . В гр уппе р оссы пны х м естор ож д ений вы д еля ю тся след ую щ ие классы : 1) элю виаль ны й ; 2) д елю виаль ны й ; 3) пр олю виаль ны й ; 4) аллю виаль ны й , р азд еля ю щ ий ся на под классы – косовы й , р условой , д олинны й , д ель товы й и тер р асовы й ; 5) литор аль ны й ; 6) гля циаль ны й ; 7) эоловы й (р ис.18).

Рис.18. Схем а р азм ещ ения р оссы пны х м естор ож д ений р азличны х классов и под классов в попер ечном сечении р ечной д олины .

79

П о вр ем ени обр азования р оссы пи м огут бы ть как ю ночетвер тичны м и, или совр ем енны м и, так и д р евним и, или ископаем ы м и. П о условия м залегания они м огут бы ть откр ы ты м и или погр ебенны м и под толщ ей пор од . И сточникам и р оссы пей м огут бы ть м агм атические пор од ы , обогащ енны е акцессор ны м и м инер алам и (напр им ер , р ед ком еталь ны е гр аниты ); энд огенны е р уд опр оя вления и м естор ож д ения ; д р евние осад очны е пор од ы , обогащ енны е полезны м и ком понентам и, д р евние р оссы пи. П ер вы е д ва источника назы ваю тся кор енны м и, послед ние пр ом еж уточны м и коллектор ам и. П о отношению к кор енны м источникам вы д еля ю т р оссы пи ближ него и д аль него сноса. П ер вы е обы чно р асполагаю тся не д алее 15 км от источников питания . И нтенсивное р азр ушение кор енны х источников р оссы пей , как пр авило, свя зано с пр ед ы д ущ им и эпохам и интенсивного вы ветр ивания и пер ер ы ва в осад конакоплении. Россы пны ер ай оны р асполагаю тся в областя х блоковой тектоники. Блоковы е д виж ения опр ед еля ю т полож ение базисов эр озии, интенсивность вы ветр ивания , р асчлененность р ель еф а, д инам ику вод ны х потоков. П о ф ор м е залеж ей ср ед и р оссы пны х м естор ож д ений вы д еля ю тся плащ евы е, пластовы е, линзовид ны е, ленточны е. И звестны неболь шие косовы е р оссы пи д линой в д еся тки м етр ов; вм есте с тем встр ечаю тся пр отя ж енны е аллю виаль ны е р оссы пи золота, пр ослеж иваем ы е на 3 -5 и д аж е 15 км . Боль шую пр отя ж енность им ею т пр ибр еж ны е р оссы пи (пр отя ж енность р оссы пей Бр азилии 200 -300 км ). В р оссы пя х концентр ир ую тся м инер алы , д ля котор ы х хар актер ны вы сокая плотность , хим ическая устой чивость , ф изическая пр очность . Ср ед и ценны х м инер алов р оссы пей наход я тся золото, платина, киновар ь , колум бит, танталит, воль ф р ам ит, касситер ит, шеелит, м онацит, м агнетит, иль м енит, цир кон, кор унд , р утил, гр анат, топаз, алм аз. П о составу ценны х м инер алов р оссы пи бы ваю т од нообр азны е(сод ним ценны м м инер алом ) и ком плексны е. В аж ное эконом ическое значение р оссы пны х м естор ож д ений опр ед еля ется : м алы м и затр атам и пр и их отр аботке, пр исутствием ценны х полезны х ком понентов, часто ком плексность ю , наличием м естор ож д ений с возобновля ем ы м и запасам и сы р ь я . И з р оссы пей получаю т половину м ир овой д обы чи алм азов, титана, воль ф р ам а и олова, в пр ошлом извлекали сущ ественное количество золота и платины , д обы ча котор ы х из р оссы пей в настоя щ еевр ем я снизилась . К р ом етого из р оссы пей д обы ваю т танталит, колум бит, м онацит, м агнетит, гор ны й хр усталь , гр анат, кор унд , киновар ь , я нтар ь . Элюви альн ы е россы п и – это пр од укт р азр ушения кор енны х источников, непоср ед ственно пер екр ы ваю щ их их вы ход ы на зем ную повер хность . П р актическоезначениеэлю виаль ны х р оссы пей невелико.

80

Д елюви альн ы е россы п и ф ор м ир ую тся пр и сор тир овке облом очного м атер иала в пр оцессеоползания его по склонупод влия нием силы тя ж ести и завися т от угла склона, м ощ ности осы пи, р азм ер ов облом ков и д р угих ф актор ов: колебания тем пер атур ы , я вление солиф лю кции. Ср ед и д елю виаль ны х р оссы пей известны сущ ественны ем естор ож д ения золота и алм азов, касситер ита и воль ф р ам ита, кор унд а. П ролюви альн ы е россы п и наход я тся ср ед и р ы хлы х отлож ений , накапливаю щ ихся у под нож ь я гор . Д ля них хар актер ны конусы вы носа, котор ы е, сливая сь , обр азую т непр ер ы вную полосу – пр олю виаль ны й шлей ф . М атер иал этих р оссы пей слабо окатан и плохо сор тир ован. О ни встр ечаю тся р ед ко. Н а аллюви альн ы е россы п и пр иход я тся значитель ны еобъ ем ы д обы чи золота, платины , олова, воль ф р ам а, алм азов и кам несам оцветного сы р ь я . А ллю виаль ны е р оссы пи свя заны с р екам и, д р енир ую щ им и ср ед не- и низкогор ны й р ель еф . В р азр езе аллю виаль ны х р оссы пей вы д еля ю т снизу ввер х: а) плотик, пр ед ставля ю щ ий собой кор енны епор од ы , под стилаю щ ие пр ом ы шленны е пески; б) пласт или пески, я вля ю щ иеся собственно м еталлоносны м и; в) тор ф а, пр ед ставленны е пусты м и песчаны м и отлож ения м и; г) почвенны й слой (р ис.19).

Рис. 19. Схем а стр оения аллю виаль ной р оссы пи в попер ечном р азр езе. П лот и к бы вает кор енной и лож ны й . К ор енной плотик слож ен кор енны м и пор од ам и. Лож ны й плотик под стилает вер хние залеж и слож ны х р оссы пей . О бы чно он пр ед ставлен пластом плотной глины . П ески состоя т из валунно-галечны х отлож ений , сод ер ж ащ их пр им есь песчаного и глинистого м атер иала, в них концентр ир уется основная м асса тя ж елы х частиц. Распр ед еление полезного ком понента внутр и р оссы пи, как пр авило, нер авном ер ноеи стр уй чатое. Торфа пр ед ставля ю т собой песчано-глинисты е осад ки, обед ненны е тя ж елы м и м инер алам и.

81

Л и т оральн ы е россы п и , и ли п ри б реж н о-м орски е и океан и чески е, отличаю тся след ую щ им и особенностя м и: 1) они р асполагаю тся узкой полосой в зонепр ибоя ; 2) наиболее типичны р оссы пи р утила, иль м енита, цир кона, р еж е встр ечаю тся касситер ит и алм азы , совсем р ед ко – золото и платина; сод ер ж ание м инер алов в этих р оссы пя х значитель но вы ше, чем в аллю виаль ны х; 3) им свой ственны хор ошо отсор тир ованны е, обы чно тонкозер нисты е, хор ошо окатанны ем инер алы ; 4) пр отя ж енность р оссы пей обы чно боль шая : д еся тки и сотни килом етр ов, но м ощ ность р ед ко пр евы шает 1м ; 5) р оссы пи р ед ко бы ваю т пер екр ы ты м алом ощ ны м слоем песка. Н аиболее благопр ия тны е условия д ля обр азования литор аль ны х р оссы пей возникаю т, когд а бер ега слож ены д р евним и гр анитогней сам и с р азвитой кор ой вы ветр ивания . Ср ед и литор аль ны х р оссы пей р азличаю т совр ем енны е и д р евние, или ископаем ы е. Совр ем енны е р оссы пи р асполож ены вд оль бер егов А встр алии, И нд онезии, И нд ии, Ш р и-Ланка, А ф р ики, Ю ж ной и Север ной А м ер ики. Ср ед и ископаем ы х известны тр етичны е, м езозой ские и палеозой ские р оссы пны е м естор ож д ения иль м енита, р утила, цир кона на У кр аине, У р але, в Сибир и, на Т им ане. В ы д еля ю тся д евя ть типов р уд ны х ф ор м аций р оссы пны х м естор ож д ений . 1. Золот а, пр ед ставленны е совр ем енны м и аллю виаль ны м и р оссы пя м и бассей нов р ек Лена, К олы м а, А м ур , А м азонка, К онго и д р .; д р евним и аллю виаль ны м и и кар стовы м и р оссы пя м и, пр ибр еж ном ор ским и. 2. П лат и н ы , вклю чаю щ ие совр ем енны е аллю виаль ны е р оссы пи Сибир и, д олинны е и тер р асовы е р оссы пи У р ала, пр ибр еж но-м ор ские на А ля ске. 3. А лм азов, котор ы е пр ед ставлены совр ем енны м и аллю виаль ны м и р оссы пя м и Бр азилии, Я кутии, У р ала, пр ибр еж но-м ор ским и р оссы пя м и Ю го-Запад ной А ф р ики, д р евним и аллю виаль ны м и и кар стовы м и р оссы пя м и Я кутии. 4. И льм ен и т -рут и л-ци ркон -м он аци т овая, вклю чаю щ ая совр ем енны е пр ибр еж но-м ор скиер оссы пи И нд ии, В осточной А встр алии, Бр азилии и д р . 5. О лова совр ем енны х аллю виаль ны х и пр ибр еж но-м ор ских р оссы пей стр ан Ю го-В осточной А зии, Север о-В остока России и К итая . 6. М агн ет и т а и т и т ан ом агн ет и т а пр ибр еж но-м ор ских р оссы пей Н овой Зеланд ии, Я понских остр овов, Сахалина и К ур ил. 7. Я н т аряпр ибр еж но-м ор ских р оссы пей побер еж ь я Балтий ского м ор я России, Гер м ании, П оль ши, Литвы и Латвии.

82

8. К ам н ецвет н ая, пр ед ставленная аллю виаль ны м и р оссы пя м и агатов, сер д олика, гор ного хр усталя , изум р уд ов и д р угих д р агоценны х и под елочны х кам ней . 9. Техн оген н ы е россы п и золот а и м и н ералов п лат и н овой груп п ы в шлам ах и хвостохр анилищ ах обогащ ения м ед но-никелевы х суль ф ид ны х р уд и в центр аль ны х отстой никах обогащ ения стр оитель ны х песков и гр авия . О са д оч ны е м е ст орож д е ния О сад очны м и назы ваю тся м естор ож д ения полезны х ископаем ы х, возникшие в пр оцессе осад конакопления на д не вод оем ов. Т ипичны м и пр изнакам и осад очны х м естор ож д ений я вля ю тся : - локализация в опр ед еленны х ф ациаль но-палеогеогр аф ических зонах; - стр огая пр иур оченность к стр атигр аф ическим гор изонтам ; - обр азованиев стад ии сед им ентогенеза и д иагенеза; - пластовая , пластово-линзовид ная и лентовид ная ф ор м а р уд ны х тел. П о м естуобр азования они р азд еля ю тся на р ечны е, болотны е, озер ны е и м ор ские. Ср ед и осад очны х известны и совр ем енны е, но наиболее р аспр остр анены д р евниеископаем ы еобр азования . О сад очны е м естор ож д ения полезны х ископаем ы х им ею т важ ное эконом ическое значение. Э то м естор ож д ения энер гетического и хим ического сы р ь я (угли, тор ф , гор ю чие сланцы , битум ы , кам енны е соли); м еталлических полезны х ископаем ы х (Fe, Mn, Au, Pt, Cu, U, Th, р ед кие и р ассея нны е м еталлы ); сы р ь я д ля пр оизвод ства уд обр ений (ф осф ор иты , калий ны е соли, селитр а, бор аты ); гор но-инд устр иаль ного сы р ь я (квар цевы й песок, д иатом иты , тр епела, цеолиты ); стр ой м атер иалов (кар бонатны е пор од ы , гипс, бутовы й кам ень , глина, песок, гр авий ) и кам нецветов (алм аз, агат, халцед он и д р .). В .И .См ир нов пр ед лож ил вы д елить тр и класса м естор ож д ений по вед ущ ем у пр изнаку р уд онакопления : м еханические, хем огенны е и биогенны е. М еханическ ие м ест о ро ж д ения Т ипичны м и пр ед ставителя м и служ ат м естор ож д ения гр авия , песка и глины . О ни р азличаю тся по кр упности слагаю щ их их зер ен. Э то континенталь ны еи пр ибр еж но-м ор скиетер р игенны епор од ы или я вля ю тся их составля ю щ им и. П о пр ом ы шленной ценности они составля ю т р я д : квар цевы е пески и стр оитель ны е м атер иалы . П ослед ние наиболее шир око р аспр остр анены и обы чно слож ены р ы хлы м и континенталь ны м и отлож ения м и четвер тичного возр аста: элю виаль ны е д р есвя ники, аллю виаль ны е, ф лю виогля циаль ны е галечники, гр авелиты и пески. Ш ир око р аспр остр анены полигенны е алевр иты и глины (супеси и суглинки), исполь зуем ы е в пр оизвод стве стр оитель ны х м атер иалов. Ц енны м сы р ь ем я вля ю тся озер ны еглины , отличаю щ иеся особой чистотой .

83

М оном инер аль ны е олигом иктовы е квар цевы е пески считаю тся ценны м сы р ь ем д ля пр оизвод ства стекла и световод ов и встр ечаю тся р ед ко. П олим инер аль ны е (полим иктовы е) р азности встр ечаю тся чащ е. Х ем о генно -о сад о чные м ест о ро ж д ения Ср ед и хем огенно-осад очны х м естор ож д ений р азличаю т: обр азованны е из истинны х р аствор ов и из коллоид ов. К пер вом у под классу относя т м естор ож д ения солей и р ассолов, ко втор ом у – м еталлов. М естор ож д ения , обр азованны еиз истинны х р аствор ов М ест орож ден и ясолей. Галогенны еили звапор итовы ем естор ож д ения м инер аль ны х солей состоя т из хлор ид ов и суль ф атов Na, K, Mg, Ca с пр им есь ю бр ом ид ов, й од ид ов, бор атов. П о условия м обр азования вы д еля ю тся : 1) пр ир од ны е р ассолы совр ем енны х соля ны х бассей нов; 2) залеж и солей ; 3) соля ны е под зем ны е вод ы ; 4) ископаем ы еили д р евниезалеж и солей . П ри родн ы е рассолы и залеж и соврем ен н ы х б ассейн ов пр иур очены к д епр ессия м м ор ских побер еж ий и континенталь ны х впад ин. В пер вом случае они ф ор м ир ую тся в отшнур ованны х лагунах м ор ей пр и вы пар ивании вод ы в условия х сухого и ж ар кого клим ата с обр азованием лим анов, сивашей и пр ибр еж ны х соля ны х озер . В о втор ом случае они возникаю т в плоских бессточны х котловинах сухих и ж ар ких областей пр и систем атическом вы пар ивании поступаю щ их в них повер хностны х и под зем ны х вод . С олян ы е п одзем н ы е воды обр азую тся пр и ф иль тр ации под зем ны х вод по пор од ам , сод ер ж ащ им в своем составер азличны есоли. И скоп аем ы е залеж и м и н еральн ы х солей, как полагает боль шинство геологов, относя тся к классическим осад очны м обр азования м . Считается , что они ф ор м ир овались в обстановке ар ид ного клим ата в пр оцессе испар ения относитель но изолир ованны х лагун и палеом ор ей . Сод ер ж ание солей в вод е совр ем енного М ир ового океана составля ет в ср ед нем 3,5 %, повы шая сь в м ор я х с затр уд ненны м вод ообм еном д о 3, 9%. В объ ем е океанических и м ор ских вод , согласно В .В ер над ском у, р аствор ено около 22 м лн. км 3 солей . П ор я д ок кр исталлизации солей из р аствор ов м ор ской вод ы зависит от очень м ногих ф актор ов: от исход ного состава и количества, пр ед елов совм естной р аствор им ости, тем пер атур ы и вр ем ени испар ения . О н изучался м ногим и исслед ователя м и. П о их д анны м , вначале отлагается гипс, затем галит и в конце пр оцесса пр и наиболь шем вы пар ивании осаж д аю тся слож ны е и пр осты е суль ф аты Na, K и Mg. В соответствии сэтим обы чно в основании соля ны х пластов наход ится гипс,

84

затем леж ит галит, а вер хню ю часть в полность ю д иф ф ер енцир ованны х м естор ож д ения х венчаю т слои калиевы х и м агниевы х солей .

85

В се известны е кр упны е соля ны е м естор ож д ения ф ор м ир овались в обстановке ж ар кого и сухого клим ата в пр ед гор ны х пр огибах или синклиналь ны х пр огибах платф ор м (р ис.20). Т акие соля ны е м естор ож д ения известны в П р ед ур аль ском , П р ед кар патском , Д онецком , П р ед пир еней ском , П р ед кор д иль ер ском и д р угих пер ед овы х пр огибах, а такж е П р икаспий ской , Д непр ово-Д онецкой , М осковской , А нгар о-Ленской и д р угих синеклизах.

Рис.20. Схем атизир ованны й р азр ез соля ного м естор ож д ения П р ед ур аль ского пр огиба. П о А . И ванову: 1-6 — кунгур ский я р ус: 1 покр овны епор од ы (гипсоносны еглины , м ер гели, известня ки, песчаники), 2 — покр овная кам енная соль , 3 — толщ а калий но-м агниевы х солей , 4 — под стилаю щ ая кам енная соль , 5 - глинисто-ангид р итовая толщ а, 6 соленосны еглины и м ер гели сгипсом и ангид р итом ; 7-9 - ар тинский я р ус: 7 - глины , известня ки и д олом иты , 8 - песчаники, м ер гели, глины и конглом ер аты , 9 – известня ки. Ф ор м ир ованиесоля ны х м естор ож д ений пр оисход ило нер авном ер но в истор ии осад конакопления с м аксим аль ны м р асцветом галогенеза в конце этапов геологического р азвития . М ногие соля ны е м естор ож д ения отличаю тся специф ической «тектоникой », обусловленной низкой плотность ю и вы сокой пластичность ю солей . В ы ж им ание соля ны х м асс пр ивод ит к возникновению соля ны х куполов (р ис.21). Н екотор ы е соля ны е м естор ож д ения сод ер ж ат бор в вид е р ассея нного калибар ита. В р ассолах некотор ы х соля ны х озер накапливается литий , в соля ны х вод ах иногд а ф иксир ую тся бор и й од . М естор ож д ения , обр азованны еиз коллоид ны х р аствор ов О сад очны е м естор ож д ения Fe, Mn и Al ф ор м ир ую тся из суспензий и коллоид ны х р аствор ов на д нер ек, озер и м ор ских вод оем ов.

86

Рис.21. Склад чатость нагнетания в я д р ед иапир ового соля ного купола. Я д р о слож ено пор од ам и пер м ского возр аста. П о А .Бенцу(Белоусов, 1985): 1 — соль , 2 — глина, 3 — известня ки, 4 — ангид р ит, 5 — битум . Д ля р ассм атр иваем ы х м естор ож д ений хар актер ны след ую щ ие особенности: 1) ассоциация ссер оцветны м и тер р игенны м и, туф огенно-осад очны м и ф ор м ация м и гум ид ны х зон; 2) ф ациаль но-геохим ическая и м инер аль ная зональ ность ор уд енения относитель но бер еговой линии; 3) стр атигр аф ический контр оль ор уд енения , наличие м еталлогенических эпох, в котор ы х соср ед оточены наиболь шие м ир овы е запасы Fe, Mn и Al; 4) пластовая ф ор м а р уд ны х тел, оолитовы е, конкр еционны е и м икр ослоисты етекстур ы р уд . И сточником м атер иала д ля обр азования этих м естор ож д ений я вля ется континенталь ная кор а вы ветр ивания . М аксим аль ное количество ж елеза м обилизуется пр и вы ветр ивании основны х пор од , д ля накопления бокситов наиболееблагопр ия тны кор ы вы ветр ивания кислы х пор од , а д ля м ар ганца - зоны вы ветр ивания пор од с повы шенны м количеством этого м еталла. В ы нос соед инений всех тр ех м еталлов осущ ествля ется р екам и и гр унтовы м и вод ам и. П ер енос пр оисход ит в ф ор м е тонких взвесей , коллоид ны х р аствор ов. О тлож ение соед инений осущ ествля ется в пр ибр еж ной зоне озер и м ор ей под возд ей ствием электр олитов, р аствор енны х в вод ах этих вод оем ов, коагулир ую щ их коллоид ы м еталлических соед инений и пер евод я щ их их в осад ок. В свя зи с р азличной геохим ической под виж ность ю соед инений Fe, Mn и Al пр оисход ит их д иф ф ер енциация в пр ибр еж ной зоне: ближ е к бер егу накапливаю тся бокситы , затем в вер хней части

87

шель ф а отлагаю тся ж елезны е р уд ы , а в ниж ней – сад ка м ар ганцевы х р уд (р ис.22). Д иф ф ер енциация пр оя вля ется такж е в изм енении м инер аль ного состава р уд от бер ега в глубь бассей на. В залеж ах м ар ганцевы х р уд пр оисход ит см ена четы р ехвалентны х соед инений тр ехвалентны м и, а затем д вухвалентны м и, зам ена оксид ны х соед инений кар бонатны м и; д ля залеж ей ж елезны х р уд в том ж е напр авлении нам ечается пер еход от оксид ов к кар бонатам и затем к силикатам .

Рис. 22. Д иф ф ер енциация р уд алю м иния , ж елеза и м ар ганца в пр ибр еж ной части вод оем а. М ест орож ден и я ж елеза им ею т ф ор м у пластов и пластообр азны х залеж ей . Разм ер ы их д остигаю т кр упны х величин: в д линуд еся тки и сотни килом етр ов, шир ина их несколь ко килом етр ов, м ощ ность д о д еся тков м етр ов. П о м инер аль ном у составу р уд ы р азд еля ю тся на тр и гр уппы : оксид ны е, кар бонатны е и силикатны е. О ксид ны е состоя т из лим онита, гид р огетита, гетита, кар бонатны е из сид ер ита, в состав силикатны х р уд вход я т ж елезисты ехлор иты типа шам озита и тю р ингита (р ис. 23).

Рис.23. М инер алого-геохим ическая м ар ганцевы х м естор ож д ений .

зональ ность

осад очны х

88

М ест орож ден и я м арган ца такж е им ею т ф ор м у пластообр азны х залеж ей . Гид р ооксид ны е р уд ы состоя т из псилом елана, пир олю зита, в состав оксид ны х р уд вход ит кр ом е того м анганит. К ар бонатны е р уд ы состоя т из р од охр озита, м анганокаль цита. Гр анд иозны е запасы р уд соср ед оточены в ж елезо-м ар ганцевы х конкр еция х, вы стилаю щ их кр упны еплощ ад и д на Т ихого, А тлантического и И нд ий ского океанов. К онкр еции, плиты и кор ки им ею т попер ечник от д еся ты х д олей сантим етр а д о несколь ких м етр ов. Главны м и р уд ны м и м инер алам и конкр еций я вля ю тся вер над ит, псилом елан, гид р огетит и м онтм ор иллонит, пр исутствую т пир олю зит, гетит и д р угие м инер алы . Ср ед ний состав конкр еций в (%): Mn - 20, Fe - 16, Co - 0,33, Ni - 0,6, Cu 0,35, Pb - 0,35, Zn - 0,08- 0,4, Ag - 0,0003. Запасы ж елезо-м ар ганцевы х конкр еций в пр ид онной части М ир ового океана д остигаю т огр ом ной циф р ы 2,5.1012 т. М ест орож ден и я алюм и н и я (б окси т ы ) им ею т ф ор м у пластов, линз, лентовид ную и гнезд ообр азную . О ни д остигаю т д лин и шир ин несколь ких килом етр ов пр и м ощ ности д о пер вы х д еся тков м етр ов. Т екстур ы бобовы е, бобово-оолитовы е, бр екчиевы е. Бокситы бы ваю т кам енисты е, кавер нозны е и р ы хлы е. М инер аль ны й состав: бем ит, д иаспор , гиббсит. К р ом е того, осад очны м путем м огут обр азовать ся некотор ы е м естор ож д ения цветны х и р ед ких м еталлов: U, Cu, V, Mo, Sr, Ge. Чащ е всего они пр иур очены к так назы ваем ы м чер ны м сланцам , пестр оцветны м отлож ения м , ф осф ор сод ер ж ащ им пор од ам . Чер ны е сланцы сод ер ж ат р ассея нную вкр апленность суль ф ид ов Fe, Cu, Mo, оксид ов U и V, иногд а д остигаю щ ую пр ом ы шленны х концентр аций . К р ом е того, в их состав вход я т Ni, Cr, Ti, Co, Zn, Pb, Ag, Au и д р угие элем енты . Ф осф ор сод ер ж ащ ие пор од ы часто сод ер ж ат повы шенное количество ур ана, м естам и сопр овож д аем ого V, Ag, Mo и д р угим и элем ентам и. В ы д еля ю тся след ую щ ие р уд ны е ф ор м ации хем огенны х м естор ож д ений : 1) ги п с-ан ги дри т -гали т овая; 2) гали т -карн алли т овая; 3) содовая; 4) соврем ен н ы х и древн и х рассолов с кон цен т раци ям и B, J, Br, щелочн ы хи щелочн о-зем ельн ы хм ет аллов; 5) б уры х ж елезн яков с ш ам ози т -гет и т -ги дрогет и т овы м и и си дери т овы м и рудам и ; 6) п си лом елан -п и ролюзи т овая с родохрози т ом ; 7) ж елезо-м арган цевы хкон креци й дн а М и рового океан а; 8) ди асп ор-б ем и т овая. Б ио хим ическ ие о сад о чные м ест о ро ж д ения Ф ор м ир ование биохим ических осад очны х м естор ож д ений м ож ет бы ть р ассм отр ено на пр им ер е ф осф ор итов, кар бонатны х и кр ем нисты х пор од , а такж екаустобиолитов. О ни им ею т боль шоеэконом ическоезначе-

89

ние, так как я вля ю тся важ ней шим и энер гетическим и источникам и, обеспечиваю т хим ическую пр ом ы шленность и пр оизвод ство ф осф ор ны х уд обр ений . Ф осфори т ы . Ср ед и ф осф ор итов вы д еля ю тся платф ор м енны е и геосинклиналь ны е м естор ож д ения . Ф осф ор итовы е залеж и обы чно им ею т пластовую или пластообр азную ф ор м у и облад аю т значитель ны м и р азм ер ам и. Н апр им ер , зона р аспр остр анения ф осф ор итовы х пластов м ож ет бы ть вы тя нута на 100 км пр и шир ине 40 – 50 м . П латф ор м енны е м естор ож д ения м енее значитель ны по р азм ер ам . М инер аль ны й состав ф осф ор итовы х м естор ож д ений опр ед еля ется ф осф атны м вещ еством , слож ны м соед инением , сод ер ж ащ им ф тор апатит, кар бонатапатит, гид р оксилапатит. П ом им о этих главны х м инер алов отм ечаю тся каль цит, иногд а хлор ит, сид ер ит, гетит, а д ля платф ор м енны х м естор ож д ений такж е ор ганическое вещ ество. Ф осф ор иты хар актер изую тся биогенны м и текстур ам и р уд – ж елваковисты м и, конкр еционны м и, зер нисты м и, слоисты м и. Ф осф атное вещ ество встр ечается в вид е ж елваков, галек, м елких зер ен, оолитов, слой ков, конкр еционны х, цем ентны х и ор ганогенны х обр азований , р аспр остр аненны х внутр и песчано-глинисты х и кар бонатны х пор од . И сточником ф осф ор а д ля ф осф ор итовы х м естор ож д ений служ ит ср авнитель но легко р аствор им ы й апатит м агм атических пор од . Ф осф ор , сносим ы й в м ор ские вод оем ы , усваивается ор ганизм ам и. К онцентр ация ф осф ор а в костя х, панцир я х, тканя х и кр ови м ор ских ор ганизм ов д остигает значитель ны х р азм ер ов. О тлож ение ф осф атны х соед инений на д не м ор я м ож ет осущ ествля ть ся д вум я способам и - биологическим и биохим ическим . В пер вом случае в р езуль тате отм ир ания м ор ских ор ганизм ов и скопления их на д не м ор я пр оисход ит р азлож ение ор ганического вещ ества и д аль ней шее обр азование ф осф ор ита. Э та схем а пр илож им а в основном к обр азованию конкр еционны х (ж елваковисты х) платф ор м енны х ф осф ор итов. Более слож ны м биохим ическим путем накапливается ф осф ор в геосинклиналь ны х бассей нах. Схем а ф ор м ир ования ф осф ор итов д ля этих условий р азр аботана А .К азакевичем (р ис.24). О на основана на р езуль татах изм ер ения концентр ации ф осф ор а в колонневод совр ем енны х океанов. В тр еть ем гор изонтена глубинеот 300 – 400 д о 1000 – 1500 м пр оисход ит м ассовое р азлож ение отм ер ших ор ганизм ов, вы д еление из них ф осф ор а и обогащ ение им вод ы . Ф осф ор итовое м естор ож д ение м ож ет обр азовать ся пр и наличии глубинного течения , напр авленного из глубокой части к бер егу вод оем а. К огд а насы щ енны е CO2 и P2O5 глубинны е холод ны е вод ы под вод я тся в область м атер икового шель ф а, возникаю т условия д ля хим ической сад ки каль цита и ф осф ор ита. Э том у способствую т ум ень шение гид р остатического д авления , нагр ев вод ы , ум ень шение пар циаль ного д авления углекислоты . Систем а р авновесия

90

Рис.24. Схем а ф осф ор итообр азования — осаж д ения ф осф атов из м ор ской вод ы в зонешель ф а в условия х восход я щ их холод ны х глубинны х течений . П о А . К азакову: 1— 3 — ф ации: 1 — бер еговы х галечников и песков, 2 — ф осф ор итная , 3 — известковы х осад ков; 4 — пад ениеостатков планктона; 5 — напр авлениетечений . нар ушается , в р езуль тате обр азую тся пластовы е ф осф ор иты геосинклиналь ного типа. Т аковы м естор ож д ения К ар атау в К азахстане, м ногочисленны е м естор ож д ения ф ор м ации Ф осф ор ия в СШ А , м естор ож д ения Север ной А ф р ики и д р . В м ир е известно более 20 кр упны х ф осф ор итоносны х бассей нов, котор ы е р асполагаю тся в пр ед елах шести пр овинций . Х ар актер но полож ение этих пр овинций вблизи совр ем енны х или д р евних кр аевы х частей континентов. Э то свя зано с м елковод но-м ор ским осад конакоплением , отличаю щ им ся вы сокой биологической пр од уктивность ю и пр ивносом р аствор енны х соед инений ф осф ор а с континентов. Д ля ф осф ор итовы х м естор ож д ений хар актер на свя зь с опр ед еленны м и геологическим и эпохам и. Более 80% ф осф ор итовы х р уд соср ед оточено в отлож ения х тр ех эпох: венд -кем бр ий ской , пер м ской и позд ней м ел-палеогеновой . В се ф осф ор иты хар актер изую тся повы шенны м и концентр ация м и р ад иоактивны х, р ед ких и р ассея нны х элем ентов: U, Th, Y, TR, Sc, V, Mo, Sr, Ba, Cr, F. Н аблю д ается полож итель ная кор р еля ция сод ер ж аний U и P. П овы шенны е концентр ации элем ентов-пр им есей в ф осф ор итах обусловлены боль шой сор бционной ем кость ю м елкозер нистого апатита и благопр ия тны м и кр исталлохим ическим и особенностя м и. М ест орож ден и я карб он ат н ы х и крем н и ст ы х п ород. М естор ож д ения биогенны х известня ков и д олом итов я вля ю тся ценны м цем ентны м сы р ь ем , кр ом е того, исполь зую тся в качестве стр оитель ного и облицовочного кам ня , м инер аль ны х д обавок и уд обр ений в сель ском хозя й стве.

91

Ср ед и биогенны х кар бонатны х пор од вы д еля ю тся : стр ом атолитовы еи онколитовы е известня ки и д олом иты ; ор ганогенно-д етр итовы е, ор ганогенны е (р акушечники) и ор ганогенно-облом очны еизвестня ки; м ел; пер еход ны епор од ы (глинисты еили д олом итисты еизвестня ки). Биогенны е кар бонатны е пор од ы накапливались в условия х хор ошо пр огр еваем ы х м елковод ны х м ор ей , кор алловы х аттолов, бр ахиопод овы х и устр ичны х банок. Соленость м ор ских вод д олж на бы ла бы ть нор м аль ной , а гид р оф изические условия благопр ия тны м и д ля м ассового р азвития скелетны х ор ганизм ов. М естор ож д ения биогенны х кр ем нисты х пор од пр ед ставля ю т собой силикатны е осад очны е обр азования . К ним относя тся : д иатом иты , слож енны е остаткам и панцир ей д иатом овы х вод ор ослей ; тр епела, состоя щ ие из м ель чай ших глобулей опала и халцед она с остаткам и р ад иоля р ий , спикул губок; опоки, вклю чаю щ ие ам ор ф ны е м ассы кр ем незем а в см еси со скелетам и д иатом ей , р ад иоля р ий и губок. П ер ечисленны е кр ем нисты е пор од ы облад аю т вы соким и сор бционны м и, ф иль тр ационны м и, звуко- и теплоизоля ционны м и, каталитическим и свой ствам и, хим ической стой кость ю и я вля ю тся ценны м гор ноинд устр иаль ны м сы р ь ем . К р ем незем д ля биопр од укции, по м нению р я д а геологов, поступал из вулканического пепла, кр ем несод ер ж ащ их гид р отер м и вы щ елачивался из вулканических пор од . О бстановки совр ем енного биогенного кр ем ненакопления часто совпад аю т с накоплением ор ганического вещ ества и р асполагаю тся : в м елковод ном ор ских заливах с пр оя влением активного вулканизм а; в кр аевы х частя х океанов, окр аинны х м ор я х, пр есновод ны х озер ах. О садочн ы е м ест орож ден и я горючи х п олезн ы х и скоп аем ы х. В аж ней шим и типам и биогенны х осад очны х м естор ож д ений я вля ю тся м естор ож д ения твер д ы х гор ю чих полезны х ископаем ы х – тор ф а, лигнитов, бур ы х и кам енны х углей и гор ю чих сланцев. В се они пр ед ставля ю т в той или иной степени литоф ицир ованны е концентр ации собственно углер од истого ор ганического вещ ества. М естор ож д ения углей пр инад леж ат к обр азования м ф итогенны м , свя занны м с ж изнед ея тель ность ю д р евних р астений . П ер вичная ор ганическая м асса ископаем ы х углей р азд еля ется на сапр опелевую и гум усовую . Сапр опелевы е осад ки ф ор м ир овались пр и накоплении на д не вод оем ов отлож ений пр остей ших, главны м обр азом , планктонны х вод ор ослей . Гум усовы еосад ки возникали пр и накоплении и послед ую щ ем пр еобр азовании на д не вод оем ов отм ер ших вы сших р астений . В озер ноболотны х вод оем ах возникали лим нические, в пр ибр еж ной части м ор ей пар алические угли. В пр ибр еж ны х зонах вод оем ов и в болотах пр оисход ило р азлож ение р аститель ной м ассы , или ее гум иф икация , из см еси котор ой возникал тор ф , исход ны й м атер иал д ля гум усовы х углей . В соответствии с этим и д вум я пр оцессам и накопления исход ной

92

ор ганической м ассы , необход им ой д ля угленакопления , д вегр уппы углей : гум улиты и сапр опелиты .

вы д еля ю тся

93

Захор онениеор ганической м ассы , д иагенез и послед ую щ ий м етам ор ф изм пр ивод или к ее углеф икации и обр азованию ископаем ы х углей . П р и этом пр оисход ит уплотнение, обезвож ивание, цем ентация и полим ер изация . В след ствие этого исход ная р аститель ная м асса сапр опеля и тор ф а пр етер певала след ую щ ий р я д постепенного и необр атим ого изм енения : бур ы й уголь , кам енны й уголь , антр ацит, шунгит и гр аф ит. В составе углей р азличаю тся ор ганическая и м инер аль ная м ассы . О р ганическая м асса состоит из углер од а, вод ор од а, кислор од а, азота. В состав м инер аль ной м ассы вход я т Si, Al, Fe, Ca, Mg, K, Na и д р угие элем енты . В угля х в пр ом ы шленно значим ы х концентр ация х м огут накапливать ся U, Mo, Be, Ge, Ga, Re, Sc, вы сокиесод ер ж ания отм ечаю тся д ля Zn, Cd, As, Cu, Ni, Co, Zr, Y, TR, Th и д р . В целом отм ечается пр я м ая кор р еля ция сод ер ж аний м икр опр им есей с золь ность ю и обр атная – со степень ю м етам ор ф изм а углей . Руд ны е концентр ации в угля х я вля ю тся р езуль татом их взаим од ей ствия с повер хностны м и и под зем ны м и вод ам и, пр и этом пр оисход я т сор бционны е пр оцессы , соосаж д ение с суль ф ид ам и ж елеза, оказы ваю т влия ние окислитель но-восстановитель ны е и кислотнощ елочны ебар ь ер ы . Стр уктур а углей опр ед еля ется вхож д ением в их состав четы р ех ингр ад иентов – д вух м атовы х (ф ю зен и д ю р ен) и д вух блестя щ их (витр ен и клар ен). Д ля технических углей в составе вы д еля ю т балластную (негор ю чую ) и гор ю чую м ассы . В негор ю чую м ассу вход я т влага и зола. Гор ю чая м асса состоит из летучих ком понентов, кокса и сер ы . Д ля этих ж е целей пр оизвод ится хар актер истика спекаем ости и теплотвор ной способности. У гленосны е отлож ения обы чно состоя т из пер ем еж аю щ ихся тер р игенны х песчано-глинисты х осад ков. В почве и кр овле пласта чащ е наход я тся тонкозер нисты е глинисты е или алевр олитовы е пор од ы . Чер ед ование гр анулом етр ических р азностей обусловливает р итм ическое стр оениеугленосны х толщ . П о условия м обр азования они р азд еля ю тся на ф ор м ации геосинклиналь ны е и платф ор м енны е. Геосинклиналь ны е пр еоблад аю т в палеозое, а платф ор м енны е д ом инир ую т в кай нозое. В истор ии осад конакопления вы д еля ю тся тр и эпохи углеобр азования . П ер вы й м аксим ум пр иход ится на позд ний кар бон – р анню ю пер м ь , втор ой на позд ню ю ю р у– р анний м ел, тр етий на позд ний м ел – тр етичны й пер иод . М ест орож ден и я горючи х слан цев. Гор ю чим и сланцам и считаю т кар бонатны е, кр ем нисты е или глинисты е пор од ы , сод ер ж ащ ие 15 - 40% ор ганического вещ ества (кер огена). О ни отличаю тся от углей более значитель ной золь ность ю и м ень шей теплотой сгор ания , поэтом уя вля ю тся низкокалор ий ны м топливом и ценны м хим ическим сы р ь ем . Гор ю чие сланцы м огут бы ть гум усовы м и, сапр опелевы м и и см ешанны м и. П р ом ы шленное значение им ею т лишь сапр опелевы е сланцы . Гор ю чие сланцы м ногим и исслед ователя м и р ассм атр иваю тся в качестве неф тем атер инских толщ .

94

Ср ед и м естор ож д ений гор ю чих сланцев известны обр азования всех пер иод ов - от кем бр ий ского д о тр етичного. О ни слагаю т пласты м ощ но-

95

сть ю в несколь ко м етр ов. Х ар актер но субгор изонталь ное залегание р уд овм ещ аю щ их толщ . В сланцах отм ечается накопление р я д а элем ентов: Re, Mo, U, Se, Te, V, Ni, Ag, TR и д р . К он цен т раци и м ет аллов в черн ы х слан цах. Чер ны е сланцы пр ед ставля ю т собой тем ны е пелитом ор ф ны е, сланцеваты е осад очны е пор од ы , обогащ енны е сед им ентогенны м ор ганическим вещ еством . О ни м огут бы ть глинисты м и, кар бонатно-глинисты м и и глинистокр ем нисты м и. П о своим особенностя м они близки гор ю чим сланцам , но сод ер ж ат м ень шеор ганического вещ ества (от 1 д о 10 - 15%). И х отличает шир окое, часто р егиональ ное р аспр остр анение в пр ед елах склад чаты х и платф ор м енны х областей , более шир окий вр ем енной д иапазон р аспр остр анения , вклю чаю щ ий пр отер озой скую эпоху, боль шая степень м етам ор ф изм а пор од и ор ганического вещ ества. Н екотор ы е элем енты в чер ны х сланцах накапливаю тся в пр ом ы шленны х м асштабах (м ед исты е сланцы Ц ентр аль ной Е вр опы , ур аноносны е сланцы Чаттануга в СШ А ). П олезны м и ком понентам и в чер ны х сланцах я вля ю тся Cu, U, V, Pb, Zn, Au, Ag, Mo, Ni, Co, платиноид ы . Руд ны етела пластовы еи в основном залегаю т внутр и пласта углер од исты х сланцев. К онцентр ации элем ентов низкие, но, учиты вая огр ом ны е м ассы чер ны х сланцев, они нер ед ко соср ед отачиваю т гр анд иозны е запасы р уд . Т ак, напр им ер , запасы ур ана в чер ны х сланцах Чаттануга в СШ А оцениваю тся в 5 м лн.т пр и сод ер ж ании м еталла 0,066%. У р ан наход ится в ф ор м е ур ан-ор ганических ком плексов, сор бир ованны х ионов и изом ор ф ного зам ещ ения Ca в коллоф ане.

Г Л А В А IV.

М Е ТА М О РФ О Г Е ННЫ Е М Е С ТО РО Ж Д Е НИ Я

К м етам ор ф огенны м м естор ож д ения м относя тся такие м естор ож д ения , котор ы е непоср ед ственно сф ор м ир ованы в р езуль тате м етам ор ф ических пр оцессов (м ет ам орфи чески е) или изм енены под влия нием м етам ор ф изм а (м ет ам орфи зован н ы е). О ни вклю чаю т м естор ож д ения ж елеза, м ар ганца, золота, ур ана, титана, м ед и и полим еталлов, алм азов, гор ного хр усталя , гр аф ита, квар цитов, я шм ы , гр аната, ф логопита, кер ам ического сы р ь я , кор унд а, вы сокоглинозем истого сы р ь я , наж д ака, м р ам ор а, неф р ита, лазур ита и д р . М етам ор ф ические пр оцессы им ею т локаль ны й и р егиональ ны й хар актер . К локаль ны м р азновид ностя м относя тся автом етам ор ф изм и контактовы й м етам ор ф изм , а такж е д инам ом етам ор ф изм вд оль тектонических зон. Региональ ны й м етам ор ф изм р азвивается вслед ствие совокупного д ей ствия д авления , тем пер атур ы и р азличны х м инер ализатор ов, особенно вод ы . В кр ай них ф ор м ах он пер еход ит в уль тр ам етам ор ф изм , обуславливаю щ ий пер еплавление пор од . Региональ ны й м етам ор ф изм , вы званны й повы шением тем пер атур ы и д авления , назы вается пр огр ессивны м , способствую щ им р еакция м с вы д елением вод ы и углекислоты из м инер алов. М етам ор ф изм ,

96

свя занны й со см еной вы сокотем пер атур ны х м инер аль ны х ассоциаций низкотем пер атур ны м и, способствую щ ий обр атном у поглощ ению вод ы и углекислоты , назы вается р егр ессивны м . В след ствие м етам ор ф изм а изм еня ется ф ор м а, стр оение и состав тел полезны х ископаем ы х. Ф орм а рудн ы х т ел. Ср ед и м етам ор ф изованны х м естор ож д ений пр еоблад аю т пластообр азны е, линзовид ны е, ленто- и ж илообр азны е залеж и. И х р азм ер ы иногд а д остигаю т значитель ны х величин. Х ар актер ны полосчаты е, сланцеваты е, плой чаты етекстур ы . М етаколлоид ны етекстур ы в пр оцессем етам ор ф изм а пр еобр азую тся в кр исталлические. М и н еральн ы й сост авотличается пер еход ом гид р оксид ов в оксид ны е соед инения . Гид р оксид ы ж елеза пр еобр азую тся в гем атит и м агнетит. П силом елан и м анганит зам ещ аю тся бр аунитом и гаусм анитом . О пал пер еход ит в квар ц, ф осф ор ит пр еобр азуется в апатит, ор ганическое вещ ество гр аф итизир уется . Геологи чески й возраст . М етам ор ф огенны е м естор ож д ения локаль ного контактового пр оисхож д ения м огут им еть сам ы й р азличны й возр аст. Ср ед и р егиональ но м етам ор ф изованны х м естор ож д ений р езко пр еоблад аю т д р евние обр азования . Боль шинство из них пр инад леж ит д окем бр ий ским ф ор м ация м . Геологи ческая ст рукт ура. Склад чаты е стр уктур ы м етам ор ф огенны х м естор ож д ений хар актер изую тся наличием уплотненны х, р азбиты х густой сеть ю тр ещ ин изоклиналь ны х склад ок, с очень хар актер ны м кр уты м погр уж ением шар нир ов. Зоны см я тия , пр ед ставля ю щ ие собой плоские, интенсивно р азваль цованны е нар ушения , обы чно согласны е с общ им планом р ассланцевания , относя тся к наиболее типичны м геологическим стр уктур ам , свой ственны м р егиональ ны м м етам ор ф огенны м м естор ож д ения м . Ф из ик о -хим ическ ие у сло вияо б раз о вания Т еор етически и экспер им енталь но установлено, что ниж ня я тем пер атур ная гр аница р егиональ ного м етам ор ф изм а колеблется в пр ед елах 450 – 5000С, а вер хня я гр аница, установленная по пар агенезису пир оксена и гипер стена, опр ед еля ется в 900 – 9500С. П о им ею щ им ся д анны м , д авлением ож ет д остигать 1500 -1700 М П а. Классиф ик ациям ет ам о рф о генных м ест о ро ж д ений Сер ия м етам ор ф огенны х м естор ож д ений под р азд еля ется на д ве гр уппы м етам ор ф изованны е и м етам ор ф ические. Гр уппа м етам ор ф изованны х м естор ож д ений р асчленя ется на д ва класса: р егиональ но м етам ор ф изованны еи контактово- м етам ор ф изованны е. Региональ но м етам ор ф изованны ем естор ож д ения В классе р егиональ но м етам ор ф изованны х м естор ож д ений известны м естор ож д ения Fe, Mn, Pb, Zn, Cu, Au и U, ф осф ор а. В се они залегаю т

97

ср ед и д окем бр ий ских, м етам ор ф ических пор од .

отчасти

ниж непалеозой ских

98

Э то м естор ож д ения ж елеза: К М А , К р ивого Рога, К оль ского полуостр ова и д р .; м ар ганца: Бр азилии, И нд ии; золота и ур ана: В итватер ср анд в Ю А Р и д р . Р еги он альн о м ет ам орфи зован н ы е м ест орож ден и я ж елезн ы х руд составля ю т под авля ю щ ую часть м ир овы х запасов ж елеза. Н аход я тся они ср ед и д окем бр ий ских, отчасти ниж непалеозой ских пор од . Руд ны е тела р азд еля ю тся на бед ны е и богаты е. К бед ны м пр инад леж ат сер ии пластообр азны х залеж ей ж елезисты х квар цитов, вы тя нуты е на д еся тки килом етр ов пр и м ощ ности в сотни м етр ов. Ж елезисты е квар циты состоя т из тонко чер ед ую щ ихся пр ослоек квар ца, м инер алов ж елеза (м агнетит, гем атит, м ар тит) и силикатов (биотит, хлор ит и д р .) Сод ер ж аниеж елеза в них составля ет 25 - 43%. Богаты ер уд ы ссод ер ж анием ж елеза 50% и более обр азую тся пр и вы ветр ивании ж елезисты х квар цитов. П о ф ор м еср ед и них пр еоблад аю т плащ еобр азны е тела. В м инер аль ном составе богаты х р уд отм ечаю тся м ар тит, гид р огем атит и д р угие гид р оксид ы ж елеза. П р облем а генезиса ж елезисты х квар цитов м ногие год ы бы ла пр ед м етом д искуссий м еж д у стор онникам и пер вично осад очного м ор ского и вулканогенного пр оисхож д ения . В послед ниегод ы геологи пр изнаю т сущ ествованиеи тех и д р угих м естор ож д ений , вы д еля я в составед р евних д окем бр ий ских пор од четы р е ж елезисто-кр ем нисты е ф ор м ации. Значитель но более спор ны м и остаю тся вопр осы генезиса богаты х р уд . Сущ ествует по кр ай ней м ер етр и точки зр ения : од ни считаю т, что ф ор м ир ование богаты х р уд обусловлено гид р отер м аль ны м пр оцессом ; д р угие свя зы ваю т его с глубинной цир куля цией повер хностны х вод ; согласно тр еть ей , они им ею т м етам ор ф огенное пр оисхож д ение. В ер оя тно, богаты е р уд ы им ею т слож ны й полигенны й генезис. С реди м ет ам орфи зован н ы х п ерви чн о осадочн ы х м ест орож ден и й м арган цевы х р уд вы д еля ю т д ве р азновид ности. К од ной пр инад леж ат м естор ож д ения , обр азовавшиеся пр и слабом м етам ор ф изм е пер вично осад очны х р уд . П р им ер ом я вля ю тся м естор ож д ения Ц ентр аль ного К азахстана, р уд ы котор ы х слож ены бр аунитом и гаусм анитом . И нтенсивно м етам ор ф изованны е залеж и м ар ганцевы х р уд (втор ая р азновид ность ) р аспр остр анены в И нд ии, Бр азилии, А встр алии и д р угих стр анах. Руд ны е тела этих м естор ож д ений , в составе котор ы х отм ечаю тся м ар ганцевы й гр анат, м ар ганцевы е пир оксены и ам ф иболы , залегаю т ср ед и гней сов, кр исталлических сланцев, квар цитов. Я рки м п ри м ером м ет ам орфи зован н ы х м ест орож ден и й я вля ется уникаль ное по запасам золот а, уран а, п лат и н ои дов, р ед ких зем ель , алм азов м естор ож д ение В итватер ср анд в Ю А Р. Зд есь линзовид ны е в планеи пластово-линзовид ны ев р азр езер уд ны етела (р иф ы ) пр иур очены к пластам квар цевы х конглом ер атов, р итм ично чер ед ую щ ихся сквар цитам и и сланцам и р аннепр отер озой ской толщ и.

99

К онтактово-м етам ор ф изованны ем естор ож д ения В этом классе м огут наход ить ся р азнообр азны е м естор ож д ения , не всегд а легко вы д еля ем ы е ср ед и энд огенны х скар новы х м естор ож д ений , р азвиты х в интр узивны х ор еолах. В качестве пр им ер а пр ивод я тся некотор ы ем естор ож д ения гр аф ита, кор унд а и наж д ака. М ест орож ден и я графи т а возникаю т в ор еоле интр узий , р вущ их пласты кам енного угля . И х пр им ер ом м ож ет служ ить К ур ей ское м естор ож д ение, генетически свя занное с пластам и кам енного угля Т унгусского бассей на, под вер гшим ися силь ном у контактовом у м етам ор ф изм упод возд ей ствием сибир ских тр аппов. М ест орож ден и я корун да и н аж дака возникаю т вслед ствие контактового влия ния интр узий на залеж и бокситов. М етам ор ф ическием естор ож д ения М етам ор ф ические м естор ож д ения обр азую тся в р езуль тате м етам ор ф изм а гор ны х пор од . Т ипичны м и м етам ор ф ическим и обр азования м и я вля ю тся м ногочисленны е м естор ож д ения м р ам ор ов, возникшие пр и изм енении известня ков, м естор ож д ения квар цитов, обр азовавшиеся пр и м етам ор ф изм е песчаников, м естор ож д ения кр овель ны х сланцев, сф ор м ир овавшиеся пр и низкой ступени м етам ор ф изм а глинисты х сланцев. К ф ации зелены х сланцев пр инад леж ат м етам ор ф ические м естор ож д ения асбеста, к ам ф иболовой ф ации – ф логопита, а такж екианита, наж д ака и гр аф ита, к гр анулитовой – гр аната, к эклогитовой – р утила (титана). М етам ор ф огенно-гид р отер м аль ны ем естор ож д ения К м етам ор ф огенно-гид р отер м аль ны м м естор ож д ения м относя т м естор ож д ения золота, ур ана, гор ного хр усталя , р асполож енны е в м етам ор ф ических ком плексах. П р ед полагаю т, что р уд оф ор м ир ую щ ие гид р отер м аль ны е систем ы обр азую тся на этапах р егр ессивного м етам ор ф изм а и пер ер аспр ед еля ю т полезны е ком поненты , заим ствованны е из вм ещ аю щ их м етам ор ф ических пор од . Д ля таких м естор ож д ений устанавливается вед ущ ая р оль углекисло-вод ны х гид р отер м в обр азовании р уд и отсутствие пр остр анственной свя зи с опр ед еленны м и м агм атическим и ком плексам и.

100

ЛИ Т Е РА Т У РА О сновная 1. См ир нов В .И . Геология полезны х ископаем ы х. – М .: Н ед р а, 1989. 326 с. 2. Стар остин В .В . Геология полезны х ископаем ы х / В .В .Стар остин, П .А .И гнатов. – М .: И зд . М ГУ , 1997. – 304 c. Д ополнитель ная 1. В ахр ом еев С.А . М естор ож д ения полезны х ископаем ы х, их классиф икация и условия обр азования . – М .: Н ед р а, 1979. – 288 с. 2.См ир нов В .И . Геология полезны х ископаем ы х. – М .: Н ед р а, 1982. – 669 c.

101

О главление В вед ение. О сновны езад ачи науки. О сновны епоня тия учения о полезны х ископаем ы х. К р аткий истор ический очер к. Глава I. О бщ иесвед ения о м естор ож д ения х полезны х ископаем ы х. П лощ ад и р аспр остр анения полезны х ископаем ы х. М ор ф ология тел полезны х ископаем ы х. М инер аль ны й и хим ический состав полезны х ископаем ы х. Э тапы и стад ии м инер алонакопления . Генетическая классиф икация м естор ож д ений полезны х ископаем ы х. Геологическиеусловия обр азования м естор ож д ений с позиции геосинклиналь ной концепции. Геологическиеусловия обр азования м естор ож д ений с позиции м обилистской концепции. Д литель ность ф ор м ир ования м естор ож д ений . У р овни глубины обр азования м естор ож д ений . Глава II. Э нд огенны ем естор ож д ения . М агм атическием естор ож д ения . К ар бонатитовы ем естор ож д ения . П егм атитовы ем естор ож д ения . А ль битит-гр ей зеновы ем естор ож д ения . Скар новы ем естор ож д ения . Гид р отер м аль ны ем естор ож д ения . К олчед анны ем естор ож д ения . Глава III. Э кзогенны ем естор ож д ения . М естор ож д ения вы ветр ивания . К ор а вы ветр ивания м естор ож д ений . Россы пны ем естор ож д ения . О сад очны ем естор ож д ения .

3 3 3 4

6 6 6 9 10

10 12 16 19 19 20 20 25 27 32 36 41 49 51 51 60 63 67

102

Глава IV М етам ор ф огенны ем естор ож д ения .

77

Литер атур а.

81

103

А втор К оваль И р ина К онстантиновна Ред актор Т ихом ир ова О .А .