- Классификация гидротермальных месторождений
Классификация гидротермальных месторождений и виды полезных ископаемых
Современная классификация разделяет месторождения по глубинам их образования:
Малоглубинные (вулканогенные) месторождения и месторождения, образованные на умеренных (более 1,5 км) и значительных глубинах (плутоногенные), существенно различаются по многим параметрам; в том числе по тем параметрам, которые влияют на методику разведки и его эксплуатацию. Существенные различия определяются следующими причинами.
Геологическое положение в земной коре
Гидротермальные месторождения, образованные в результате функционирования горячих растворов, образуются в любых породах, куда способна проникнуть вода, а она способна на многое, т.е. нет запрещенных обстановок. Тем не менее, малоглубинные месторождения в подавляющем большинстве случаев (кроме Балейского золоторудного месторождения) залегают в вулканических субмаринных и субаэральных вулканических поясах. Глубинные месторождения залегают в различных породах, самых разнообразных, т.е. четкой привязанности не обнаруживается. Однако, все гидротермальные месторождения контролируются зонами разломов (в том числе, глубинных) и образуют обычно зоны или пояса (рудоносные площади, вытянутые в одном направлении вдоль разломов). Этот факт доказывает то, что растворы в земной коре предпочитают двигаться по наиболее проницаемым структурам (а это разломы), но отнюдь не по поровому пространству пород, в которых растворам приходится преодолевать значительное сопротивление. Существует мнение, что металлы выносятся из вмещающих пород, сквозь которые фильтруются растворы, перемещаются и аккумулируются в зонах разломов. Для того чтобы создать гидротермальное месторождение с запасами в сотни тысяч тонн металла, необходимо профильтровать растворы сквозь огромный объем земной коры (для золота – 1 мг/т). Факты говорят об обратном, в частности, существование цепочки месторождений вдоль гидротермальных растворов.
Связь гидротермальных месторождений с магматизмом
Если породы служат источником рудных металлов, также следует признать, что насыщение в магматических растворов не обязательно. Существует множество фактов, доказывающих генерацию металлоносных растворов в магматических расплавах либо в земной коре, либо в мантии. Главным доказательством является то, что гидротермальное месторождения пространственно совмещены с магматическими телами разных размеров и форм и образованы в близкое геологическое время вскоре (с интервалом в несколько млн. лет) после образования магматических пород. Существуют пространственно-временные связи гидротермальных месторождений с магматическими породами или процессов рудообразования с магматизмом. Примеров, которые доказывают это множество. Если детально покопаться в хорошо вскрытых гидротермальных месторождений при эксплуатации, когда доступны на глубоких уровнях, удается обнаружить чередование в образовании магматитов и минеральных комплексов руд разных генераций, например, даек. Внедрение ранних порций расплава соответствующего состава сменяется инъекцией ранней порцией металлоносных растворов и отложением раннего комплекса минеральных руд, потом все повторяется. Эта процедура повторяется несколько раз, вплоть до завершения процесса. Получает, растворы и расплавы поступают из одного очага, что доказывает магматогенное образование месторождений, перемещение растворов и расплавов по одним и тем же каналам, т.к. и продукты кристаллизации даек, и продукты гидротермальной деятельности, пространственно совмещены.
В вулканических поясах такого рода связи руд и малоглубинных магматитов доказывают образование гидротермальных месторождений с связи с вулканизмом – малоглубинных магматизмом, почему их и называют вулканогенными.
Минеральный состав руд
Рекомендуемые материалы
Существует принципиальное различие в наборах полезных ископаемых вулканогенных и плутоногенных месторождений. В составе вулканогенных руд значительно место занимают минералы, имеющие аморфное или скрытокристаллическое строение (опал, халцедон, марказит, флюорит), т.е. присутствуют минералы, выделившиеся из коллоидных растворов. На значительных глубинах аморфные минералы почти отсутствуют.
Минеральная зональность
Для месторождений свойственна зональность в объеме месторождений и отдельных рудных тел. В вулканогенных месторождениях минеральная зональность выражена слабо, т.е. минеральные комплексы разновременные (от раннего до позднего) пространственно совмещены (телескопированы). Вертикальный диапазон глубин образования вулканогенных месторождений незначителен и, как правило, не выходит за пределы нескольких сотен метров, поэтому минеральные продукты разных стадий скучиваются в одном интервале (одном месте), они пространственно не разобщены, а наоборот совмещены. Почему вертикальный диапазон небольшой? Да потому что на большей глубине они приобретают черты плутоногенных.
Структуры месторождений
Плогеннные месторождения отличаются сложной структурой (штокверки, малоразмерные ветвящиеся жилы).
Виды полезных ископаемых плутоногенных месторождений
1. Редкие металлы: W, Sn, Mo, Nb, Ta, Be, Li, Cs, Rb. Жильные месторождения, метасоматические залежи с прожилково-вкрапленными рудами (грейзеновые, скарновые, кварцево-жильные) обнаруживают яркую пространственно-временную связь с кислыми гранитами. Генетическая связь их призрачна, т.е. чтобы разобраться, необхоимо детально изучать морфологию.
2. Медно-молибденовые порфиры с золотом, серебром и примесями других металлов. Сорское месторождение. Гигантские штокверки прожилково-вкрапленного строения и метасоматиты (калишпатовые, березиты, аргиллизиты). В мире это 60% добываемого молибдена, из них попутно добывается 50 тонн из 3000 тонн).
3. Свинцово-цинковые руды в скарнах в обрамлении интрузий с золотом и серебром.
4. Урановые, золотые глубинные месторождения – мезотермальные месторождения. Северный Казахстан.
Вулканогенных месторождений
Золото-серебряные, олово-серебряные, сурьмяно-ртутные, ртутные – восточные районы в обрамлении Тихоокенаского пояса (например, западные территории южно-американских стран).
Линдгрен предложил классифицировать гидротермальные месторождения на три группы: эпи-, мезо- и гипотермальные. В последствии выяснилось, что мезо- и гипотермальные ничем не различаются и теперь осталось только две группы: эпи- и мезо-.
О контактово-диффузионном и контактово-инфильтрационном
Диффузионный метасоматизм осуществляется посредством диффузии, участвующих в процессе перемещения компонентов (химических элементов) из области повышенных в область пониженных концентраций в направлении общего выравнивания системы. При этом концентрационная диффузия, обусловленная разным градиентом концентрации, – главный вид перемещения вещества в гидротермальном процессе.
Контактовый – означает, что метасоматический процесс осуществляется в области контакта пород, различных по химическому составу.
Контактово-диффузионный метасоматизм
Например, на контакте силикатных и известковых пород происходит следующее. Поровое пространство на контакте пород заполнено поровыми растворами, в которых содержатся компоненты, свойственные каждой из двух видов пород, т.е. ионами кремниевой кислоты, натрия, калия и кальцием. Эти породы способны сосуществовать миллиарды лет, не взаимодействуя между собой. Доказательством этого является взаимодействие кристаллических мраморов с гнейсами и другими породами в фундаменте древних платформ. Однако, если в контактовую область поступают горячие растворы (если контакт тектонический), возникает система гидравлически связанных поровых и трещинных растворов. Трещинные растворы могут двигаться, т.е. фильтроваться, а могут остановиться, если трещина, скажем, выклинивается. Таким образом, возникает застойная среда, включающая поровые и трещинные растворы. В таких случаях начинается процесс диффузии компонентов поровых растворов (из трещинных или в них), стимулированный разогреванием этой области. Компоненты в поровых растворах силикатных пород движутся в поровые растворы карбонатных пород, где их концентрация нулевая, вследствие градиента концентраций, а углекислота карбонатов перемещается в силикатные породы. Вследствие дифференциальной подвижности (разной скорости перемещения) компонентов на их фронтах происходят химические реакции, и формируется метасоматическая зональность, которая распределяется равномерно в тех и других породах и служит доказательством диффузионного механизма массопереноса.
Контактово-инфильтрационный метасоматизм
Контактово-инфильтрационный метасоматизм осуществляется в условиях движущегося в каком-то одном направлении потока раствора, который перемещается по оперяющим разлом протяженным трещинам. В этом случае диффузия не проявляется. Поэтому метасоматический ореол образуется в местах выклинивания оперяющих структур, происходит взаимодействие с вмещающими породами, т.е. ореол смещен, что является доказательство контактово-инфильтрационного механизма массопереноса.
Также существует околотрещинный метасоматизм, когда компоненты раствора в обе стороны от разлома (трещины) проникают во вмещающие породы, где происходит насыщение недостающими компонентами. Например, скарны.
Полезные ископаемые
Месторождения флогопита в архейских ультраметаморфитах центрального Алдана.
Считалось, что растворы выделяются от расплава в газообразном состоянии, потому что вода не могла переносить ничего в газообразном состоянии, доказываемое процессом дистилляции. Однако, один умный человек додумался изучить вулканические газы. Оказалось, что в них содержится все, что содержится в гидротермальных растворов прошлых геологических эпох.
Предполагает поступление гидротермальных растворов в область рудообразования порциями
К месторождениям кор выветривания относятся месторождения зон пластового окисления в песках (уран, рений и др.).
Виды полезных ископаемых, образующихся в корах выветривания:
Новообразованные
За счет непромышленных горных пород образуются промышленные месторождения бокситов, бурых железняков и оксидов марганца. В результате химического разложения цветных минералов в разных породах (изверженных основных и ультраосновных) в корах выветривания накапливаются в бокситной форме металлы, высвобождаемые из цветных минералов (Fe, Mg, Ni, Co, Cr), которые входят в них как примеси. В корах латеритного выветривания образуются оксиды железа (лимонит, гетит, гидрогетит) – бурые железняки, - содержащие Ni, Co, Cr. Сюда относятся месторождение Моа (Куба), Медведевское (Южный Урал).
Вам также может быть полезна лекция "Иммунная система".
Магний высвобождается из оливина, пироксенов и образуют в нижних частях коры выветривания образует залежи магнезитов, когда грунтовые воды обогащены углекислотой, а ультраосновные породы залегают в карбонатах.
Бокситы сложены гидроокислами алюминия (бемит, гиббсит, гидраргиллит, диаспор). Источником алюминия служат разнообразные породы, содержащие полевые шпаты, фельдшпатоиды. В некоторых месторождениях в бокситах присутствует примесь хромита, при выветривании ультраосновных пород, который может образовывать скопления до 1,5 млн. тонн (Иксинское месторождение).
Марганец образуется в латеритной коре выветривания, образуются гидроокислы марганца – из браунита – Mg2O3 и гаусманита – Mg3O4 образуются псиломелан, пиролюзит, манганит. Источником служат богатые им породы – гондиты (аналоги железистых кварцитов).
В сиалитной коре выветривания образуются гидросиликатно-никелевые руды типа непуитов, гарниеритов, нонтронитов и др.
Остаточные – полезными компонентами служат минералы, устойчивые к выветриванию.
К ним относятся золото, алмазы, магнетит, вольфрамит и др.
