Виды месторождений. Основные промышленные типы месторождений медных руд. Виды месторождений полезных ископаемых

Месторождение (field) - это, определение

Месторождение - это сосредоточение различных полезных ископаемых на поверхности или в недрах Земли. Месторождения могут выходить на поверхность Земли (открытые месторождения) или быть погребёнными в недрах (закрытые, или «слепые», месторождения). По условиям образования месторождения подразделяются на серии (экзогенные, магматогенные и метаморфогенные месторождения), а серии, в свою очередь, — на группы, классы и подклассы. Бассейн полезного ископаемого — замкнутая область непрерывного или почти непрерывного распространения пластовых осадочных полезных ископаемых, связанных с определённой формацией горных пород. Месторождения разных полезных ископаемых ищут и находят различными способами, систематически и нередко бессистемно. В настоящее время любые рациональные поиски начинаются с подготовки топографической основы, используемой при составлении геологической карты, которая затем трансформируется в структурно-металлогеническую карту и карту полезных ископаемых района.

2. Минеральные полезные ископаемые (черные, цветные, благородные и редкие металлы и др.).

3. Неметаллические полезные ископаемые ( для химической промышленности , строительные материалы и др.).

С экономической точки зрения всякое месторождение ха­рактеризуется прежде всего качеством полезного ископаемого и его количественными запасами.

Виды месторождений полезных ископаемых

Выделяют следующие виды месторождений полезных ископаемых:

1. Месторождения горючих ископаемых .

1.1 Нефтяное месторождение — совокупность залежей черного золота на определённой территории. Обычно занимает несколько сотен километров, для добычи используются нефтедобывающие платформы, которые строятся в процессе бурения. Основные параметры, характеризующие нефтяные месторождения: геологическое строение площади месторождения, расположение локальной структуры относительно структур более высокого порядка, наличие различных структурных планов, характеристика продуктивных горизонтов и флюидоупоров, типы и количество ловушек и залежей , фазовое состояние углеводородов в залежах, запасы, их плотность по площади и др. Нефтяное месторождение может объединять несколько структурных этажей, что очень усложняет его разведку и разработку, и требует изучения соотношений в плане контуров залежей между собой и с контурами структур. По числу залежей нефтяные месторождения могут быть однозалежными или многозалежными, по фазовому содержанию углеводородов — нефтяные, газонефтяные, газоконденсатно-нефтяные.

Примером данного вида месторождений может служить супергигантское нефтегазовое месторождение в Мексике - Чиконтепек (22,1 млрд.тонн), находящихся на восточном побережье Мексики. Открыто в 1926 году. На новом крупнейшем месторождении черного золота планируется пробурить 17 тыс. скважин, что позволит значительно увеличить добычу нефти и ее за рубеж.

1.2 — совокупность газовых залежей, приуроченных к общему участку поверхности и контролируемых единым структурным элементом.

Газовые месторождения разделяются на многопластовые и однопластовые. В разрезе многопластового газового месторождения на одной площади имеется несколько газовых залежей, расположенных одна под другой на разной глубине. Некоторые газовые залежи имеют самостоятельный газоводяной контакт. В отдельных интервалах разреза одного и того же газового месторождения могут быть залежи различных типов, а газоносные пласты представлены коллекторами разнообразного генезиса — кавернозными, межгранулярными или трещинными. Подавляющая часть газового месторождения пространственно обобщена, группируется в зонах газонакопления и распространена в газоносных или газонефтеносных областях платформенного (сводовых поднятий, внутриплатформенных впадин и др.), геосинклинального (межгорных впадин, срединных массивов) и переходного (предгорных прогибов и впадин) типов. Природным газом называют газовую смесь, образующуюся при разложении органических веществ. Он залегает в земных недрах в газовом состоянии в виде отдельных скоплений, в виде нефтяной шапки нефтегазовых месторождений, а также в растворённом состоянии (в черного золота и в воде).

vipstd.ru - геологический портал

welding-l.ru - большая энциклопедия сварочных работ

bibliotekar.ru - электронная библиотека

odrag.ru - все о драгоценных металлах

Энциклопедия инвестора . 2013 .

Месторождения редких земель, как правило, комплексные, вместе с ними залегают и добываются циркон, ильменит, рутил, торит, керамическое сырье, магнетит, барит, флюорит; иногда редкие земли сами являются попутными компонентами и извлекаются уже при технологической переработке руд.

Эндогенные месторождения редких земель представлены магматическими, пегматитовыми, карбонатитовыми и гидротермальными типами, экзогенные - остаточными месторождениями кор выветривания, россыпями и осадочными морскими.

Магматические месторождения. К магматическим отнесены месторождения нефелиновых сиенитов с лопаритом, а также апатитовые и апатит-нефелиновые. Все эти месторождения комплексные: редкие земли, преимущественно цериевой группы, входят в состав минералов, содержащих титан, тантал, ниобий или фосфор, добываются вместе с ними и извлекаются попутно, при химическом или химикометаллургическом переделе лопаритовых и апатитовых концентратов. Характеристика основных месторождений приведена при описании месторождений апатита, тантала и ниобия.

Гранитные пегматиты. Пегматиты с редкими землями, выделенные А. Е. Ферсманом в самостоятельный тип, довольно широко развиты среди пород древнего кристаллического фундамента, преимущественно гнейсов. Они обычно характеризуются неправильной, в первом приближении линзо- или жилообразной формой и зональным строением, часто очень четко выраженным благодаря последовательной смене зон, различающихся минеральным составом и структурой.

Пегматиты этого типа сложены в основном олигоклазом, микроклином, кварцем, в подчиненном количестве входят альбит, мусковит, биотит. Редкометальная минерализация чрезвычайно разнообразна; в них находятся собственные минералы редких земель (монацит, ортит, чевкинит, ксенотим, иттриалит, гадолинит и др.), тантало-ниобаты простые (колумбит) и сложные, содержащие редкие земли (самарскит, фегусонит, обручевит, эвксенит и др.), а также уранинит, торит, циртолит, иногда берилл, сподумен, лепидолит. Содержание и запасы редких земель в пегматитах невелики и не имеют самостоятельного промышленного значения, но редкоземельные минералы в небольшом количестве извлекаются попутно при добыче керамического сырья.

Карбонатиты. В поздних карбонатитах, формирование которых связывают с гидротермальными стадиями минералообразования, редкие земли преимущественно цериевой группы накапливаются до промышленных концентраций. Поздние карбонатитыобычно приурочены к системам трещин (радиальным вокруг крупных карбонатитовых массивов и линейным), штокверковым зонам и зонам брекчий. Форма рудных тел линзо- или жилообразная, нередко они секут ранние карбонатиты, в том числе и карбонатиты с танталом, ниобием и цирконием, и могут выходить за пределы карбонатитового массива во вмещающие породы.

Наиболее широко распространены и представляют наибольший промышленный интерес анкеритовые и анкерит-доломитовые карбонатиты, главные минералы которых: анкерит, доломит, рибекит, крокидолит, хлорит, кальцит. Редкоземельные минералы разнообразны: это фторкарбонаты (паризит, бастнезит, реже синхизит, карбо-цернаит, бербанкит), меньшее значение имеют фосфаты (монацит, флоренсит), кроме того редкие земли входят в состав апатита и пирохлора. Кроме редких земель практическую ценность могут представлять ниобий, медь, цинк, свинец, молибден, стронций, торий, апатит, барит, флюорит.

Россыпные месторождения развиты широко, имеют важное промышленное значение, характеризуются большими запасами редкоземельных минералов. Месторождения обычно комплексные - минералы редких земель (главным образом монацит, реже ксенотим и эвксенит) находятся в них совместно с цирконом, минералами титана (ильменитом, лейкоксеном, рутилом), тантало-ниобатами (колумбитом, танталитом, эвксенитом), касситеритом и др.

Россыпи ближнего сноса (делювиальные и пролювиальные) довольно широко распространены вблизи массивов монацитоносных пород различного возраста: гранитов, гнейсов, мигматитов, граносиенитов и др., но они обычно невелики и промышленное значение их ограниченно.

Более крупными запасами Tr 2 O 3 (в отдельных случаях 500- 600 тыс. т) отличаются аллювиальные россыпи (Бразилия, США).

Наибольшее промышленное значение среди россыпных месторождений имеют прибрежно-морские, протягивающиеся на большие расстояния вдоль побережий Индии, Бразилии, Австралии, США (Флорида). В разрабатываемых россыпях монацита содержится 0,3-12 кг/м 3 , иногда 20 кг/м 3 (Шри-Ланка, Мозамбик), а запасы оцениваются в сотни тысяч и миллионы тонн (Индия, Австралия). Монацит добывается вместе с цирконом и минералами титана (ильменитом, рутилом) и отделяется от них при обогащении.

Метаморфизованные россыпи известны в Канаде (Блайнд-Ривер) и США (Палмер и др.). Рудные минералы в них представлены монацитом, браннеритом, которые ассоциируют с уранинитом, ураноторитом, ильменитом, рутилом. Запасы Tr 2 O 3 в рудах этих месторождений оцениваются в сотни тысяч тонн, а на месторождении Блайнд- Ривер 1,2 млн. т.

Кроме собственных месторождений дополнительным источником редких земель являются апатиты, из которых они могут извлекаться попутно при получении минеральных удобрений .

Заключение

Редкоземельные элементы с каждым годом все в больших количествах применяются в различных о6ластях науки и техники. Столь быстрый рост потребления о6условлен многими уникальными физическимии химическими свойствами этих металлов и их соединений – оптическими,магнитными электрическими и др. Поток научно-технических исследований по изучению физических и химических свойств РЗЭ и материаловна их основе, а также по применению этих материалов все возрастает, чтостимулирует дальнейшее 6ыстрое развитие производства РЗЭ и новых материалов на их основе.

Список литературы

1. Андреева О.С., Киселев В.И., Малинина В.И. Редкоземельные элементы. Радиационно-гигиенические аспекты. М.: Атомиздат. 1975. 152 с.

2. Балашов Ю.Л. Геохимия редкоземельных элементов. М.: Наука.1976. 258 с.

3. Белов К. П. Редкоземельные магнетики и их применение. М.: Наука. 1980. 240 с.

4. Кудреватых Н.В., Волегов А.С. Магнетизм редкоземельных металлов и их интерметаллических соединений. Учебное пособие. – Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та. 2015.198 с.

Интернет-ресурсы:

5. Ископаемые минералы: http://geomineral.ru

В общемировой добыче приоритет названных типов определяется их порядковым номером в таблице. Таким образом, значение убывает от порфирового типа к остальным. В Российской медной добыче общемировые приоритеты нарушены наличием супергиганта – Норильского рудного района с медно-никелевыми рудами, занимающего о первое место, в то время как промышленные объекты порфирового типа пока не выявлены. За рубежом медно-никелевые месторождения имеют резко подчиненное значение.

На втором месте по добыче в РФ стоят медноколчеданные месторождения Уральского региона, хотя все их суммарные запасы уступают запасам медистых песчаников Удоканского месторождения, которое ныне только начинает осваиваться. Ниже приведем краткую характеристику пром. типов медных месторождений в том порядке, который присущ минерально-сырьевой базе РФ.

Сульфидные медно-никелевые месторождения генетически связаны с дифференцированными массивами ультраосновных и основных магматических пород (перидотитов, габбро-норитов, габбро и габбро-диабазов). Медно-никелевые рудные тела располагаются преимущественно в придонной части интрузивов, а иногда во вмещающих интрузивы породах. Руды представлены сплошными, брекчиевыми, прожилковыми и вкрапленными разностями. Рудные тела имеют, как правило, крупные размеры: протяженность по простиранию и падению от сотен метров до нескольких километров, мощность до 100 м; плитообразные, пластообразные, линзообразные, жилообразные и более сложные формы; залегают субгоризонтально, реже полого- или крутонаклонно. Господствующее развитие имеют согласные пластообразные залежи вкрапленных руд. К лежачему боку этих залежей приурочены сплошные руды, образующие отдельные пласты, линзы и жилы, сложенные массивными, брекчиевидными и густовкрапленными разновидностями. Характерной особенностью сульфидных медно-никелевых месторождений является сравнительно выдержанный минеральный состав руд. Руды содержат никель, медь, кобальт, платиноиды, а также золото, серебро, селен, теллур и серу. Содержание меди в руде 1-5 %.

Месторождения медистых песчаников и сланцев приурочены к красноцветным формациям и располагаются в краевых прогибах, наложенных мульдах, рифтовых зонах и дру­гих подобных структурах складчатых областей и древних щитов.

Мощности продуктивных толщ меняются в широких пределах. Рудные тела располагаются обычно в нескольких горизонтах (до 10, иногда более) серых лагунно-дельтовых терригенных, реже карбонатных отложений, залегающих среди красноцветных терригенных толщ. Общее количество рудных залежей в крупных месторождениях весьма велико – до нескольких сотен; размеры их разнообразны; границы с вмещающими породами нечеткие и определяются опробованием.

Характерной является пластовая, а также линзо- и лентообразная форма рудных залежей. Для внутреннего строения характерно относительно равномерное распределение полезных компонентов; среди преобладающего количества вкрапленных руд среднего качества наблюдаются прослои, линзы и гнезда более богатых руд.

Отличительной особенностью этих руд является разнообразие ценных компонентов (медь и попутные: серебро, кобальт, цинк, свинец, теллур, рений, иногда уран и ванадий), их минеральных форм (халькопирит, халькозин, борнит, сфалерит, галенит и др.), степени окисленности при значительных колебаниях содержаний (1-10 %) .

Meдноколчеданные (медные и медно-цинковые) месторождения связаны в основном с формациями базальтоидного магматизма натровой серии: базальт-риолитовой и базальт-андезит-дацит-липаритовой. В комплексе вулканитов колчеданные руды локализованы преимущественно среди пород кислого состава, нередко образующих несколько горизонтов.

Все разнообразие форм рудных тел медноколчеданных месторождений определяется наличием пяти главных структурно-морфологических типов, отдельные из которых обычно являются ведущими для конкретных рудных полей:

Пластообразные тела, залегающие согласно с напластованием рудовмещающих пород;

Тела комбинированной формы, верхние части которых согласны с напластованием, а сопоставимые с ними по размерам апофизы лежачего бока секут напластование под большими углами;

Крутопадающие линзообразные, реже жилообразные тела, занимающие отчетливо секущее положение относительно напластования;

Залежи, которые характеризуются взаимными переходами между крутопадающими линзообразными телами и залежами комбинированной формы;

Залежи сундучной формы, обладающие в поперечном сечении угловатыми очертаниями и характеризующиеся изменчивыми сочетаниями крутых и пологих составляющих.

Наиболее крупные по запасам месторождения характеризуются преобладанием тел сложной сундучной и комбинированной формы.

Внутреннее строение медноколчеданных рудных тел характеризуется сочетанием руд массивной (часто полосчатой) и вкрапленной текстур. Тела массивных руд обычно имеют четкие геологические границы; вкрапленные руды, как правило, связаны постепенными переходами со слабо минерализованными вмещающими породами. Существенная особенность массивных руд – тонкозернистость, переходящая нередко в эмульсионную вкрапленность.

Руды преимущественно пирит-халькопирит-сфалеритового состава с халькозином, борнитом, арсенопиритом, галенитом, баритом и др. Главными полезными компонентами в них кроме меди и цинка являются железо и сера, из попутных – золото, серебро, кадмий, селен, теллур. Руды медноколчеданных месторождений являются комплексными; в зависимости от содержания меди и цинка они разделяются следующим образом:

По количеству слагающих их сульфидов (содержанию серы) в медном и медно-цинковом типах руд выделяются: сплошные (более 35 % серы) и вкрапленные (до 35 % серы).

Масштаб месторождений весьма различен, но преобладают средние по запасам месторождения. Содержание меди в руде 1-2 %.

Вблизи поверхности для медноколчеданных месторождений характерно наличие зоны окисления, которая в классическом виде (сверху–вниз) имеет три этажа:

- «железная шляпа», представляющая собой скопления бурого железняка, где главными минералами являются гидроксиды и оксиды железа с незначительными количествами малахита; как правило, обогащены золотом и серебром;

Окисленные руды, где более 50 % минералов представлены оксидными соединениями – малахитом, азуритом, хризоколлой и др; эти руды плохо поддаются обогащению флотацией, но легко выщелачиваются сернокислыми растворами;

Зона вторичного сульфидного обогащения, представленная халькозином, купритом и др; это, как правило, богатые, легко обогатимые флотацией руды.

К медноколчеданному типу относится также немногочисленная группа колчеданных медных, медно-цинковых месторождений в терригенных комплексах. Рудные тела залегают в целом согласно с вмещающими породами, которые смяты в крупные складки и нарушены зонами дробления и рассланцевания.

Околорудно-измененные породы в колчеданных месторождениях представлены серицит-хлорит-кварцевыми, хлорит-гематит-карбонатными метасоматитами, на участках наложенного метаморфизма - кордиерит-антофиллитовыми породами. Нередко околорудно измененные породы содержат те же рудные минералы, что и промышленные руды и являются таким образом бедными рудами меди, цинка, золота.

Меднопорфировые месторождения пространственно и генетически связаны с малыми интрузиями порфировых пород умеренно кислого состава (диориты, гранодиориты и их субвулканические аналоги) и локализуются в их эндоконтактах и апикальных выступах, трубообразных телах объемных брекчий.

Месторождения этого типа представляют собой крупные, измеряемые сотнями метров и первыми километрами, штокверки с весьма значительными запасами металла; обычно они не имеют резких геологических границ, постепенно переходя в слабо минерализованные породы. Форма их зависит в основном от конфигурации рудоносного интрузива, свойств вмещающих пород, характера дорудной и послерудной трещиноватости. По характеру очертаний рудных тел в плане выделяются месторождения сложной овальной или кольцевой формы и месторождения удлиненной формы.

В вертикальном разрезе промышленные меднопорфировые руды образуют горизонтальные или слабо наклонные линзообразные, плащеобразные тела большой мощности или штокверки; для многих месторождений типична форма чаши или опрокинутого конуса.

Весьма характерной общей чертой меднопорфировых месторождений является вторичная вертикальная зональность; обычно выделяется до пяти зон (сверху – вниз): выщелачивания, окисленных руд, смешанных руд, вторичного сульфидного обогащения и первичных руд; мощность зон колеблется в широких пределах – от первых метров до первых сотен метров.

Руды прожилково-вкрапленные, преимущественно халькопиритового или молибденит-халькопиритового состава с развитием вторичных сульфидов меди и минералов зоны окисления. Характерна неравномерная вкрапленность и тонкое прорастание сульфидов, и прежде всего молибденита. В молибдените в виде изоморфной примеси проявляется рений, существенно влияющий на ценность руд. Среднее содержание меди в рудах 0,4-1,0 %

Все месторождения этого типа сопровождаются хорошо выраженными зонами гидротермально-измененных пород преимущественно биотит-серицит-хлорит-кварцевого состава.

Скарновые медные месторождения генетически связаны с дифференциатами габбро-диорит-гранодиоритовой и гранодиорит-сиенитовой формаций. Месторождения располагаются в зонах скарнирования и ороговикования.

По условиям залегания и морфологическим особенностям среди контактово-метасоматических месторождений выделяются пластообразные и неправильные залежи в слоистых осадочно-вулканогенных толщах, рудные тела в непосредственных контактах интрузивов с известняками, залежи в ксенолитах пород кровли интрузивных массивов, а также рудные тела в тектонических зонах. Размеры рудных тел невелики, их форма разнообразна. Преобладают пластообразные тела с различными осложнениями в виде апофиз, раздувов, жильные зоны, столбообразные залежи.

Главные рудные минералы –халькопирит, пирит, пирротин, магнетит, борнит, халькозин, второстепенные –сфалерит, галенит, минералы кобальта, серебра, самородное золото, реже платина. В зоне окисления образуются малахит и азурит, до образования сплошных мономинеральных глыб ювелирного качества.

Характерные околорудные изменения, наложенные на скарнированные породы, представлены актинолитизацией, хлоритизацией, окварцеванием, сидеритизацией, баритизацией и доломитизацией.

1.5.6. Кварцево-сульфидные (жильные) месторождения , образовавшиеся в результате выполнения трещинных структур или метасоматического замещения вмещающих пород (преимущественно гранитоидных и вулканогенных), обычно отличаются небольшими размерами (первые сотни метров по простиранию и падению при мощности 0,5–2 м, иногда более), сложной морфологией рудных тел, наличием раздувов и пережимов, разветвлений и апофиз. Рудные жилы часто сопровождаются ореолами прожилково-вкрапленной минерализации. Внутреннее строение их характеризуется развитием вкрапленно-полосчатых, гнездовых и массивных текстур.

Месторождения данного типа обычно заключают в себе небольшие запасы меди, и в настоящее время их практическое значение невелико.

Кроме описанных типов известны промышленные месторождения самородной меди в районе оз. Верхнего в измененных базальтах (США), карбонатитовое месторождение Палабора (ЮАР), уран-золото-медное месторождение Олипик-Дэм типа структурного несогласия в Австралии и Волковскоеместорождение ванадиево-железо-медное в расслоенных габброидах на Урале.

Самостоятельный интерес для освоения представляют техногенные месторождения , образовавшиеся в результате складирования забалансовых медных руд, медьсодержащих отходов обогатительного (пиритный концентрат, хвосты) и металлургического (шлаки, кеки) процессов. Состав и строение техногенных месторождений определяются геолого-промышленным типом исходного природного месторождения, способом добычи и технологической схемой переработки минерального сырья, а также условиями складирования и сроками хранения отходов.

Группировка месторождений меди по запасам: мелкие – менее 100 тыс. т меди, средние 100 тыс. т – 1 млн. т меди, крупные – более 1 млн. т. меди.

В этой главе разбираются морфологические особенности месторождений, т. е. их формы и размеры, пространственная ориентировка тел среди вмещающих пород и послерудные нарушения.

Правильное представление о морфологии месторождений полезных ископаемых и условиях залегания рудных тел имеет значение прежде всего при составлении проектов рациональной эксплуатации месторождений. Поэтому изучение формы и условий залегания рудных тел является одной из важных задач при проведении детальной и эксплуатационной разведки месторождений. Правильное решение этого вопроса имеет значение также и при определении генезиса разведываемого месторождения, что, в свою очередь, предопределяет план разведочных работ.

1. Сингенетические и эпигенетические месторождения

По относительному возрасту месторождений полезных ископаемых и вмещающих их горных пород различают две группы месторождений: сингенетические и эпигенетические. Первые образуются одновременно с вмещающими породами в результате одного и того же геологического процесса. Типичными представителями таких месторождений являются пластовые залежи каменного угля, ископаемых солей, бокситов, залегающие среди пластов осадочных пород и образовавшиеся одновременно с ними в одном процессе седиментации или осадконакопления (осадочные месторождения). Месторождения эпигенетические возникают позднее тех пород, среди которых они залегают; образование месторождений и вмещающих пород происходит в этом случае в результате различных геологических процессов. Характерными примерами эпигенетических месторождений могут служить жильные рудные тела постмагматического генезиса, залегающие в трещинах, развившихся в различных горных породах.

2. Формы тел полезных ископаемых

Каждое геологическое тело имеет три измерения в пространстве (в длину, в ширину, в глубину); в зависимости от соотношения величин этих трех измерений различают трн вида форм полезных ископаемых:

1) тела изометричные, имеющие примерно равные три измерения;

2) тела столбообразные, у которых один размер велик по сравнению с двумя другими - вытянутость в глубину большая, а длина и ширина значительно меньше;

3) тела штокобразные, у которых два измерения велики (протяженность в глубину и длину), а третье (мощность) мало.

Между этими тремя видами существуют переходные формы. Кроме того, в природе встречаются такие формы месторождений, которые нельзя уложить ни в одни из указанных видов, например совокупность мелких по размерам скоплений минерального вещества. Эти неправильные формы месторождений выделяются в особый четвертый вид - сложные тела.

Классификация форм тел месторождений полезных ископаемых представлена в табл. 1.

Изометричные формы тел месторождений полезных ископаемых не имеют большого распространения. Шток и гнездо отличаются друг от друга размерами. Размер штока в поперечнике определяется минимум десятками метров. Поперечник гнезда измеряется несколькими метрами. Примерами сингенетичных месторождений изометричной формы могут служить гнезда хромитов и платиноносных хромитов в ультраосновных породах (Нижне-Тагильское месторождение на Урале). Для эпигенетических месторождений характерны как штокообразные, так и гнездообразные формы рудных тел, но все же преобладают гнезда. Например, часто встречаются гнездообразные тела свинцово-цинковых руд в известняках, возникшие метасоматическим путем (Нерчинские месторождения в Забайкалье). Штоком называется крупная более или менее изометричная залежь сплошного или почти сплошного минерального сырья (рис.1).

Рис. 1. Шток медной руды месторождения Цителсонели. 1 - четвертичные рыхлые отложения; 2- четвертичная лава; 3 - верхнемеловые туфы; 4 - огипсованные туфы; 5 - вторичные кварциты; 6- дайки кварцевых альбитофиров; 7 - рудное тело;8 - буровые скважины.

Примером могут служить штоки каменной соли, гидротермальные метасоматические рудные залежи и др.

Когда шток или гнездо сплющены в одном направлении и наблюдается переход от этих тел к плитообразным, возникают линзы и чечевицы. В отличие от изометричных тел линза имеет неодинаковую мощность: в центре мощность ее максимальная, а к краям она сходит на нет. Чечевица отличается от линзы относительно большей мощностью, но меньшими общими размерами.

Гнездом называется относительно некрупное локальное скопление полезного ископаемого. К ним принадлежат тела некоторых месторождений золотых, свинцово-цинковых, хромитовых, ртутных и других руд.

Столбообразные тела всегда эпигенетические. Встречаются они сравнительно редко. Характерными представителями их являются трубы и столбообразные жилы. Трубы имеют эллиптическое или округлое сечение, измеряемое в поперечнике сотнями метров, а на глубину они протягиваются иногда на несколько километров. Классическими примерами трубообразных тел, залегающих почти вертикально, являются магматические месторождения алмазов в Якутии и Южной Африке, приуроченные к соответствующим по форме интрузивам ультраосновных пород - кимберлитов. Столбообразные тела встречаются и среди рудных постмагматических месторождений: Клаймекс (Мо) в штате Колорадо и Месторождения в России - Ангаро-Илимское и Микояновское. Столбчатые жилы имеют в горизонтальном сечении небольшую длину и не значительную мощность, но по вертикали они прослеживаются на сотни метров, а иногда и более километра.

Основным элементом, определяющим размеры и форму изометричных тел, является их поперечное сечение.

Плоские тела полезных ископаемых характеризуются двумя протяженными и одним коротким размером. Наиболее характерными представителями их будут: для эпигенетических месторождений - жила, для месторождений сингенетических - пласт.

Пласт представляет собой плитообразное тело осадочного происхождения, имеющее однородный состав и ограниченное двумя более или менее параллельными (за исключением пережимов) поверхностями напластования. Пласты обычно занимают большую площадь: вытянуты по простиранию и падению на сотни и тысячи метров, имея сравнительно небольшую мощность, измеряющуюся метрами, реже десятками метров. В ненарушенных геологических разрезах подстилающие пласт полезного ископаемого породы являются более древними, а покрывающие - более молодыми, чем располагающийся между ними пласт. Пласты, как и жилы, имеют пережимы и раздувы, могут утоняться и выклиниваться.

Известны пластовые месторождения многих полезных ископаемых: марганцевых руд (Никопольское), фосфоритов (Каратаусское), солей (Соликамское), углей (Донбасс, Иркутский бассейн) и др.

Пласты наиболее типичны для осадочных месторождений руды, угля и нерудных полезных ископаемых. Метасоматические тела, развивающиеся по отдельным пластам осадочных толщ пород, приобретают характер пластообразных залежей. Пласт полезного ископаемого иногда разделяется на пачки, разобщенные прослоями породы; пачки в свою очередь могут распадаться на слои. В соответствии с этим различаются пласты простые (без прослоев породы) и сложные (с прослоями породы).

Рис. 3. Строение пласта полезного ископаемого (в разрезе). 1 - пачки и слои полезного ископаемого; 2 - прослои породы

Основными элементами, определяющими геологическую позицию и размеры пластов, являются направление простирания и длина по простиранию, направление падения, угол падения и длина по падению и, наконец, мощность пласта. Обычно пластовые залежи имеют большую длину, достигающую, например, в Донецком бассейне, нескольких десятков километров. По падению некоторые пласты, например золотоносных конглометров Витватерсранда в Южной Африке, разрабатываются до глубины более 3 км. Пласты разделяются на крутопадающие, с углами падения более 45°, и пологопадающие, с углами падения менее 45°. Мощность пластов полезных ископаемых изменяется от едва заметных пропластков до нескольких сот метров. Так, например, мощность рабочих пластов угля в Донбассе обычно 0,45-2,5 м (средняя 0,7 м), мощность пластов бурых углей третичных бассейнов Южного Урала достигает 150 м, а мощность залежи соли в Соликамске на Урале 500 м.

Тонкие пласты полезных ископаемых не разрабатываются. Поэтому, помимо геологического определения мощности, существуют промышленные понятия мощности пластов полезных ископаемых. Рабочей считается минимальная мощность, при которой пласт целесообразно эксплуатировать. Для углей она колеблется от 0,1 до 1 м. Эксплуатационной называется суммарная мощность полезного ископаемого и прослоев породы для рабочей части пласта. Полезная мощность определяется как сумма мощностей пачек полезного ископаемого, извлекаемых при добыче из пласта.

Месторождения пластовой формы бывают однопластовыми и многопластовыми. В последнем случае выделяется продуктивная толща пород, заключающая серию пластов полезных ископаемых. Число таких пластов в продуктивной толще может быть различно. Так, в Подмосковном бассейне только два рабочих пласта, в Донбассе - около 100, в Верхне-Силезском бассейне - 140. Богатство продуктивной толщи определяется коэффициентом продуктивности - отношением суммарной мощности пластов полезного ископаемого к общей мощности толщи.

Жилой принято называть тело, сформировавшееся в результате заполнения минеральным веществом трещины в каких-либо горных породах.

¤

Рис. 4. Оперенная жила и схема тектонического перемещения по стволу жилы

В том случае, если жила имеет не вертикальное, а наклонное падение, породы, которые залегают над жилой, называются висячим боком, а породы, залегающие под жилой, - лежачим боком жилы. Поверхность, по которой жильное минеральное вещество соприкасается с боковой породой, носит название зальбанда. Размеры жил самые разнообразные. Длина их измеряется десятками метров, первыми сотнями метров, реже километрами, а иногда и десятками километров. Наиболее протяженная золотосодержащая Материнская жила в Калифорнии прослежена с перерывами на 112 км.

Рис. 5. Жилы.

а - простая; 6- сложная. Точками покрыта площадь неизмененных околожильных вмещающих пород

Мощность жил изменяется от десятых долей метра до десятков метров. По падению жилы иногда выклиниваются довольно быстро, но могут протягиваться на значительную глубину, превышающую километр. Так, например, золото-кварцевые жилы месторождения Колар в Индии вскрыты на глубину около 3 км.

Мощность жил редко остается постоянной; обычно же она меняется как по простиранию, так и по падению жилы, то увеличивается в местах раздувов, то уменьшается в местах пережимов. Жила; характеризующаяся раздувами, следующими одни за другим, называется рубцово й или камерной. Если эти раздувы находятся близко друг от друга, жила считается четковидной .

Рис. 6. Четковидная жила х Рис. 7. Камерная жила

Выклинивание жил может быть простым, тупым и сложным. При простом выклинивании мощность жилы постепенно уменьшается вплоть до нуля. При тупом выклинивании мощность жилы резко обрывается. При сложном выклинивании жилы разбиваются на ряд отдельных выступов, или так называемых пальцев. Такое сложное выклинивание очень характерно, например, для пегматитовых жил Мамского слюдоносного района.

Жилы мотут различным образом располагаться среди вмещающих пород, В соответствии с этим выделяются пластовые жилы, залегающие согласно с напластованием горных пород, и жилы секущие, располагающиеся несогласно с напластованием или сланцеватостью вмещающих пород. Как уже отмечалось ранее, жилы, залегающие в полостях отслоения антиклинальных складок, носят название седловидных. Классическим представителем их является система седловидных жил золоторудного месторождения Бендиго в Австралии (см. рис. 8).

Рис. 8. Седловидная жила

Сложные формы рудных тел широко распространены. Встречаются они преимущественно среди эпигенетических месторождений. Иногда наблюдаются сложно построенные пластовые тела и в сингенетических месторождениях.

В этом случае в них наблюдается чередование прослоев полезного ископаемого с прослоями пустой породы. Например, пласт Чиатурского марганцевого месторождения разделяется на 10-15 рудных и нерудных прослоев. Среди сложных по форме эпигенетических месторождений, возникших в большинстве случаев в комбинированных структурах, наиболее распространены штокверки и сложные жилы.

Штокверк состоит из сети пересекающихся между собой мелких рудных жил и прожилков, сопровождаемых вкрапленностью рудных минералов; общая форма распространения такого прожилково-вкрапленного оруденения неправильная, иногда изометричная либо вытянутая и напоминает раздробленную минерализованную зону (см. рис. 9). Штокверки характерны для многих гидротермальных месторождений олова, золота, меди, молибдена, вольфрама, бериллия и др.

Рис. 9 Схематический разрез штокверкового месторождения Альтенберг;

1 - гранит-порфир: 2 - штокверк в грейзенизированном граните; 3 - вмещающие породы по трещинам отрыва (и скола) в дайках гранит-порфиров

Сложные жилы по своему строению довольно разнообразны. Среди них преобладают сближенные параллельные жилы и, кроме того, выделяются ветвящиеся жилы, жилы разлистования и сетчатые жилы.

Ветвящаяся жила характеризуется наличием многочисленных ответвлений, так называемых апофиз, отходящих от основной рудной жилы в сторону лежачего и висячего боков, Подобные формы тел свойственны многим месторождениям слюдоносных и редкометалльных пегматитов.

Жила разлистования представляет собой систему жил, прожилков, линз и чечевиц, образованных вследствие выполнения минерализованными растворами сложной сети тонких более или менее параллельных трещин, приуроченных к зоне рассланцевания (рис.10). Примером месторождения с такими сложными телами является гидротермальное Ключевское медно-кобальтовое месторождение на Урале. В том случае, если мелкие жилки в вытянутой зоне рассланцевания ориентированы в разных направлениях, сложная жила называется сетчатой. Все упомянутые рудные тела могут выходить на дневную поверхность либо располагаться на глубине, не достигая поверхности. В последнем случае они называются «слепыми», или «скрытыми» телами.

Поверхность контакта жилы с вмещающими породами называется зальбандом. Прилегающие к жиле породы нередко бывают изменены и минерализованы; такие зоны метаморфизованных боковых пород создают ореол околожильного изменения, иногда содержащий промышленные концентрации ценных компонентов. Отходящие от жил в боковые породы прожилки, называются апофизами. Основными геологическими элементами, определяющими размеры и условия залегания жил, являются направление простирания и длина по простиранию, направление, угол падения и длина по падению, склонение, а также мощность. Длина жил полезных ископаемых колеблется в очень широких пределах, от коротких прожилков размером 1 м и менее до колоссальной протяженности в 200 км (например, Материнская жила золотых руд в Калифорнии).

Жилы, так же как и пласты, разделяются на крутопадающие (более 45°), и пологопадающие (менее 45°). По падению некоторые жилы выклиниваются неглубоко от земной поверхности, а другие, как, например, Садонская жила свинцово-цинковых руд на Кавказе, прослеживаются на расстоянии более 1,5 км; золотоносные кварцевые жилы Колар в Индии разрабатываются на глубине свыше 3,2 км. Склонением называется погружение линий; выклинивания жилы по ее простиранию; углами склонения - углы, образованные линиями склонения с линией простирания. У жил, так же как и у пластов, различают геологическую и рабочую мощность, т. е. такую наименьшую величину ее, при которой становится возможной эксплуатация жильного месторождения.

Жильные месторождения иногда состоят из одной жилы, а чаще из групп - пучков или семейств жил. Рудные поля, образованные жильными месторождениями, называются жильными полями .

Линзы и линзообразные залежи по морфологии принадлежат к образованиям, переходным между изометричными и плоскими телами.

Вытянутые по одной оси тела полезных ископаемых называются трубами, трубками, или трубообразными залежами. Морфология и условия их залегания определяются углом погружения, или ныряния, длиной по направлению погружения и поперечным сечением. Угол ныряния трубки полезного ископаемого измеряется между ее осью и горизонтальной плоскостью. Он может изменяться в широких пределах: от 90° у вертикальных труб до 0° у горизонтальных трубообразных залежей. Поперечное сечение и длина по оси труб также довольно изменчивы. Так, например, поперечное сечение алмазоносных трубок кимберлитов в Сибири колеблется от 100 до 1000 м.

Среди месторождений жидких и газообразных полезных ископаемых (нефть, вода, горючий газ), в соответствии с классификацией И. Брода и Н. Еременко, по морфологическим признакам могут быть выделены пластовые, массивные и линзовидные залежи.

Пластовые залежи жидких и газообразных полезных ископаемых приурочены к пласту-коллектору проницаемых пород, заключенному среди непроницаемых или слабопроницаемых пластов, в той или иной степени тектонически-дислоцированных. Такие залежи обычно являются наиболее крупными, достигая в длину по простиранию более 80 км при ширине до 70 км.

Массивные залежи представляют собой скопления жидкости или газа в выступах проницаемых пород (структурных, эрозионных, рифовых), перекрытых плохо проницаемыми осадками. Они могут быть, как мелкими, так и значительными по размерам, достигая 50 км 3 (Ачалуки-Карабулак) и даже нескольких сот ку6ических километров (Меджид Сулейман в Иране, Киркук з Ираке, Абкаик в Саудовской Аравии и др.).

Линзовидные залежи связаны с локальными зонами пористых и трещиноватых пород, ограниченных со всех сторон непроницаемыми породами.

Месторождения полезных ископаемых формируются в процессе дифференциации при круговороте минеральных масс в эволюционном развитии Земли. В соответствии с этим все месторождения полезных ископаемых разделяются на три серии: магматогенную, экзогенную и метаморфогенную. Каждая серия в свою очередь подразделяется на группы, а последние на классы.

Магматогенные

(глубинные, гипогенные, эндогенные) месторождения полезных ископаемых связаны с внутренней энергией земли. Местом их локализации служат глубинные геологические структуры, определяющие условия накопления минеральных веществ, морфологию, состав и строение тел полезных ископаемых.

Магматическая группа объединяет месторождения, образовавшиеся при застывании фракций магматических расплавов, в которых сконцентрировались ценные минеральные соединения.

Карбонатитовая группа формировалась из расплавов, связанных с ультраосновными щелочными интрузиями центрального типа.

Пегматитовая группа включает месторождения, представляющие собой порции застывших расплавов кислой и щелочной магм, подвергшиеся метасоматическому воздействию горячих минерализованных газововодных растворов.

Альбитит-грейзеновая группа создана постмагматическими щелочными растворами в апикальных частях массивов кислых и щелочных пород.

Скарновая или контактово-метасоматическая группа охватывает месторождения, возникшие в результате метасоматоза в области разогретых контактов остывающих массивов магматических пород и примыкающих к ним карбонатсодержащих осадочных и эффузивно-осадочных толщ.

Гидротермальная группа образуется в глубинах земной коры вследствие отложения минеральных веществ из горячих минерализованных газововодных растворов.

Колчеданная группа заключает месторождения, возникшие в связи с поствулканической газогидротермальной деятельностью базальтовой магмы.

Экзогенные

(поверхностные, гипергенные, седиментогенные) месторождения связаны с геохимическими процессами, протекавшими в прошлом и развивающимися в настоящее время на поверхности и в приповерхностном слое Земли. Местом накопления минеральных веществ служат:

1) поверхность планеты;

2) приповерхностная зона до уровня грунтовых вод;

3) дно болот, рек, озер, морей и океанов.

Формирование экзогенных месторождений связано с механической, химической и биохимической дифференциацией вещества земной коры под влиянием солнечной энергии. В этой серии выделяются три группы месторождений: группа выветривания, россыпные и осадочные.

Месторождения выветривания связаны с корой выветривания, в которой полезные ископаемые накапливаются ввиду выноса поверхностными водами бесполезных соединений и в результате переотложения части ценных веществ в нижней зоне коры выветривания и ниже ее.

Россыпная группа формируется при физическом выветривании и связанным с ним механическим разрушением тел полезных ископаемых, в состав которых входят механически прочные и химически устойчивые минералы, создающие россыпи.

Осадочная группа объединяет месторождения, возникающие при механической, химической, биохимической и вулканической дифференциации минеральных веществ в процессе накопления толщ осадочных пород.

Метаморфогенные

месторождения формировались при интенсивном преобразовании горных пород на значительной глубине от поверхности земли в обстановке высоких температур и давлений. Эта серия объединяет две группы месторождений. Метаморфизованные месторождения включают преобразованные в новой термодинамической обстановке ранее возникшие месторождения любого генезиса. Метаморфические образовались впервые в результате метаморфического преобразования минерального вещества.

Группы, классы и подклассы генетической группировки по мере необходимости подразделяются на формации полезных ископаемых. Рудной формацией называют месторождения одинакового минерального состава, сформированные в сходных физико-химических и геологических условиях.Металлогенической формацией называют комплекс парагенетически связанных горных пород магматического, осадочного или метаморфического происхождения и ассоциированных с ним месторождений полезных ископаемых, обусловленный единством происхождения в определенных структурно-формационных условиях.

Геологические условия образования месторождений с позиции геосинклинальной концепции

Металлогения геосинклиналей с наибольшей полнотой исследована Ю. Билибиным, она получила яркое воплощение в трудах В.Смирнова. Главнейшими факторами развития земной коры являются геосинклинальные системы – генераторы подавляющей массы эндогенных месторождений. Согласно этим исследованиям в истории развития геосинклиналей выделяется три главных стадии: ранняя, средняя и поздняя.

I. Ранняя стадия
(доорогенная, рифтогенная)

охватывает интервал времени от заложения геосинклинали до главных фаз складчатости. В это время возникают глубинные расколы, по которым поступает базальтовая магма. Вдоль расколов в прогибающемся дне геосинклиналей накапливаются мощные толщи вулканогенно-осадочных пород, пронизанные интрузиями ультраосновного и основного составов.

В раннюю стадию формируются четыре магматические формации:

1) базальт-липаритовая субмаринная , с ней ассоциируют колчеданные медно-цинково-свинцовые и оксидные железомарганцевые месторождения;

2) перидотитовая с магматическими месторождениями хромитов и платиноидов;

3) габбровая с магматическими месторождениями титаномагнетитов и платиноидов (платина и палладий);

4) плагиогранит-сиенитовая со скарновыми месторождениями железа и меди.

Помимо магматических выделяются пять осадочных формаций:

1) обломочная (конгломераты, алевролиты, глины) – используются в качестве строительных материалов;

2) карбонатная , с которой ассоциируют месторождения лимонитов, карбонатно-оксидных руд марганца, залежи бокситов и фосфоритов;

3) шамозитовая с силикатными рудами железа и марганца;

4) кремнистая или яшмовая с убогой железомарганцевой минерализацией;

5) битуминозная или аспидная, сложенная сланцами с повышенным количеством органического вещества и рассеянной рудной минерализацией (U, V, Fe, Cu, Zn, Mo, Au и др.).

II. Средняя стадия
(соскладчатая, предорогенная)

приходится на период главных фаз складчатости. Происходит смена режимов прогибания воздыманием в форме центрального поднятия.

Формируются крупные батолиты гранитоидов двух формаций

1) умеренно-кислых гранитоидов , для них типичны скарновые месторождения шеелита и гидротермальные месторождения золота, меди, молибдена;

2) нормальных и крайне кислых гранитов , с ними ассоциируют пегматитовые и альбитит-грейзеновые месторождения олова, вольфрама, тантала, ниобия, лития, бериллия

Образуются две осадочные формации

1) флишевая , используемая в качестве строительных материалов;

2) каустобиолитовая , содержащая горючие сланцы, угли, битуминозные и нефтеносные фации пород.

III. Поздняя стадия
(постскладчатая)

фиксирует переход мобильного комплекса в молодую платформу, рассеченную разломами.

Формируются две магматические формации

1) гипабиссальных интрузий по составу от диорит-порфиров до гранит-порфиров , с которыми связаны плутоногенные гидротермальные месторождения руд цветных, редких, радиоактивных и благородных металлов, а также скарновые месторождения свинцово-цинковые, вольфрам-молибденовые, олово-вольфрамовые;

2) наземных вулканогенных пород андезит-дацитового состава , с которыми ассоциируют вулканогенные месторождения сложного состава.

С поздней стадией связаны четыре формации осадочных пород

1) молассовая формация , с которой ассоциируют месторождения строительных материалов;

2) пестроцветная формация со свойственными ей осадочно-инфильтрационными месторождениями железа, меди, ванадия, урана;

3) эвапоритовая формация с месторождениями солей, иногда сопровождающимися газонефтяными образованиями;

4) углеводородсодержащая песчано-глинистая формация (угленосная и нефтегазоносная субформации).

Тектоно-металлогенические зоны геосинклиналей

Срединные массивы представляют собой блоки древних пород. В их пределах локализуются интрузии лейкократовых гранитов с пегматитовыми, альбитит-грейзеновыми и гидротермальными месторождениями.

Внутренние зоны фиксируют наиболее прогнутые участки, где накапливаются мощные толщи терригенно-вулканогенных пород. В среднюю стадию здесь возникает осевое поднятие и внедряются гранитоидные комплексы с характерными для них пегматитовыми, альбитит-грейзеновыми и гидротермальными месторождениями редких металлов.

Геосинклинальные рвы представляют собой узкие продольные рифтогенные структуры, в пределах которых развиваются вулканогенные базальт-липаритовые формации (офиолитовые пояса) с колчеданными месторождениями меди, цинка и свинца. Кроме того, здесь образуются плагиогранит-сиенитовые формации со скарновыми железорудными, медными и кобальтовыми рудами.

Периферические зоны охватывают краевые части геосинклиналей. В эти зоны внедряются батолитические массы гранитоидов с плутоногенными гидротермальными месторождениями золота, меди, молибдена, свинца и цинка, а также гипабиссальные интрузии умеренно-кислого состава со скарновыми шеелитовыми месторождениями.

Передовые прогибы возникают на заключительной поздней стадии, они выполнены терригенными, пестроцветными и эвапоритовыми толщами, с ними ассоциируют месторождения каменных и калийных солей, осадочно-инфильтрационные руды урана, ванадия и меди, а также крупные месторождения нефти и газа. Иногда на месте таких прогибов возникают наземные краевые вулканические пояса андезит-дацитового состава с гидротермальными месторождениями цветных, редких и благородных металлов.

Платформенная рама определяет ширину геосинклинали и колеблется в пределах 35 – 65 км.

Пограничные глубинные разломы разграничивают тектоно-металлогенические зоны геосинклинали и контролируют пояса магматических пород и эндогенных месторождений. На ранней стадии здесь локализуются породы перидотитовой и габбровой формаций с месторождениями хромитов, титаномагнетитов и платиноидов. На поздней стадии с ними ассоциируют малые интрузии и вулканические андезит-дацитовые породы с широким спектром гидротермальных месторождений.

Месторождения платформ

В строении древних платформ различают три комплекса пород с соответствующими им группами месторождений:

1- основание или нижний ярус, допалеозойский фундамент;

2 – чехол или верхний ярус платформенных осадочных пород;

3 – области тектоно-магматической активизации.

Нижний метаморфический ярус
сложен метаморфическими породами архея, протерозоя и рифея.

Для него характерны:

1) базальтоидные формации с магматическими месторождениями хромитов, титаномагнетитов, сульфидных медно-никелевых руд, гидротермальными рудами золота и колчеданными залежами;

2) гранитные формации с месторождениями слюдяных и редкометальных пегматитов;

3) метаморфизованные месторождения осадочной серии – железистые кварциты, рудоносные конгломераты и черные сланцы, древние стратиформные образования меди, свинца и цинка.

Верхний ярус платформенных чехлов характеризуется серией континентальных формаций

Для него характерны:

1) песчано-глинистая формация с месторождениями углей, бокситов, железных и марганцевых руд, огнеупорных глин;

2) битуминозная формация черных сланцев, переходящих в горючие сланцы и нефтематеринские породы;

3) кварц-песчаная формация кварцевых и кварц-глауконитовых песков, содержащая месторождения фосфоритов и песков;

4) карбонатные формации с месторождениями известняков, доломитов, мергелей и гипсов.

В процессе формирования платформенного чехла образовались помимо осадочных три магматические формации:

1) трапповая с месторождениями медно-никелевых руд, самородной меди, исландского шпата, графита и хризотил-асбеста;

2) щелочная ультраосновная и трахибазальтовая , с которыми ассоциируют месторождения карбонатитовые редких земель, фосфора, урана, флюорита;

3) нефелиновые сиениты с месторождениями апатита и редких земель; алмазоносные кимберлиты и лампроиты.

Области тектоно-магматической активизации

Эти области связаны с проявлениями наложенных тектонических движений, которые сопровождались вулканизмом, внедрением интрузий ультраосновного, щелочного и кислого состава. С этими процессами связано образование магматических залежей медно-никелевых, хромитовых, платиноидных и титановых руд в ассоциации с базит-гипербазитами, метаморфогенных редкометальных и слюдяных пегматитов, широкий набор гидротермальных месторождений Sn, W, Mo, Au, U, флюорита, стратиформные свинцово-цинковые месторождения, алмазоносные кимберлиты.

Месторождения океанов

Прибрежно-морские россыпи . В настоящее время промышленный интерес представляют ильменит-рутил-циркон-монацитовые россыпи Индийского и Атлантического океанов, золотосодержащие и платиноносные россыпи Аляски и Филиппин, алмазы Южной Африки. Важное значение имеют затопленные пляжи морских побережий (кварцевые стекольные пески, цементные пески, черные пески с железными и титановыми рудами).

Месторождения, образованные на дне морей и океанов . К ним относятся залежи фосфоритов, железо-марганцевые конкреции и сульфидные руды.

Геологические условия образования месторождений с позиции мобилистской концепции

Основу мобилистской концепции составляет орогенический цикл Уилсона, который обычно охватывает промежуток времени 200-250 млн. лет. Цикл разделяется на пять стадий:

1. внутриконтинентального рифтообразования;

2. расширения океанического дна;

3. поглощения океанической коры, столкновения литосферных плит;

4. заключительная (стабилизационная).

I. Стадия внутриконтинентального рифтообразования

С возникшими в эту стадию геологическими структурами ассоциируют следующие типы месторождений.

1. В межматериковых рифтах рассолы и металлоносные осадки с медью, цинком, серебром и др. (впадины Красного моря).

2. В рифтовых зонах континентов формируются базит-ультрабазитовые расслоенные интрузии с медно-никелевыми, платиноидными, хромитовыми и титаномагнетитовыми месторождениями (Бушвельд, ЮАР; Великая Дайка, Зимбабве).

3. В зонах тектономагматической активизации предрифтовой стадии образуются алмазоносные кимберлиты и лампроитовые трубки (Южная Африка, Якутия, Австралия); ультрабазито-щелочные интрузии с карбонатитами (Ковдорское в России, месторождения Южной Африки); интрузии нефелиновых сиенитов с апатит-нефелиновой и редкоземельной минерализацией (Хибинское, Россия); интрузии щелочных гранитов с олово-вольфрамовыми грейзенами и тантало-ниобиевыми жильными месторождениями (Джос, Нигерия).

4. Во внутриконтинентальных рифтах формируются в терригенных толщах стратиформные полиметаллические руды (Салливан, Канада; Маунт-Айза, Австралия); урановые месторождения роллового типа; в эвапоритовых комплексах залежи солей, магнезита, фосфорита.

II. Расширение (спрединг) океанического дна

В эту стадию возникают срединно-океанические хребты, представляющие собой глубинные расколы литосферы, месторождения полезных ископаемых формируются в следующих геологических ситуациях.

1. В области срединно-океанических хребтов на их склонах и в осевых рифтах образуются вулканогенно-осадочные колчеданно-полиметаллические месторождения.

2. В глубинных зонах океанических хребтов формируются в дунитовых комплексах хромиты, в массивах перидотитов никелевые, титаномагнетитовые, золоторудные и платиноидные руды.

3. В зонах трансформных разломов образуются стратиформные баритовые и вулканогенно-осадочные колчеданно-полиметаллические залежи.

4. На пассивных окраинах континентов, рассеченных рифтами, накапливается осадочная серия, включающая стратиформные медные руды, фосфоритовые пачки; в карбонатных отложениях шельфа пластовые свинцово-цинковые и барит-флюоритовые месторождения.

III. Поглощение (субдукция) океанической плиты

1. Во внешней дуге и глубоководных желобах выводятся на поверхность возникшие ранее месторождения офиолитовой ассоциации - колчеданные месторождения, хромитовые, тальковые, асбестовые и магнезитовые в ультрабазитах, формируются низкотемпературные золото-кварцевые жилы.

2. В вулканоплутонической дуге располагаются гранодиоритовые и гранитные плутоны, с ними ассоциируют медно-молибденпорфировые и олово-вольфрамовые месторождения, стратифицированные проявления сурьмы и ртути.

3. В геодинамической обстановке тыловодужного магматического поля формируются интрузии анатектических гранитов с оловорудными месторождениями.

4. Краевой бассейн сжатия завершает систему меридиональных геологических структур. Он выполнен терригенными осадками и содержит инфильтрационное урановое оруденение в песчаниках, залежи солей в эвапоритовых толщах и угольные пласты.

IV. Столкновение в системе «континент - континент» и «континент - дуга»

Сближение континентов приводит к закрытию океана, возникновению надвигового пояса форланда, в нем формируются граниты с олово-вольфрамовыми месторождениями, лейкократовые граниты,содержащие урановое оруденение. В бассейнах форландов образуются медные и урановые инфильтрационные месторождения в терригенных толщах.

Столкновение континент – вулканическая дуга сопровождается надвиганием офиолитов на континентальный форланд, при этом оказываются поднятыми на поверхность колчеданно-полиметаллические месторождения. В бассейнах хинтерланда и форланда накапливаются осадки со стратиформными месторождениями медных, ванадий-урановых руд, толщи эвапоритов и угольные формации. В надвиговом поясе форланда возникают анатектические граниты с месторождениями олова, вольфрама, урана, иногда серебра, никеля и кобальта.

V. Заключительная стадия.

Эта стадия завершает цикл. Для нее характерно возвращение единого континента в его первоначальное состояние, затухание тектонических и магматических процессов, формирование систем амагматических рифтов, выполненных терригенно-карбонатными осадками с седиментогенными месторождениями и эпитермальными полиметаллическими месторождениями, а также инфильтрационными урановыми рудами. В эту стадию появляются вулканические пояса с золото-серебряными и полиметаллическими месторождениями.

Стадии цикла Уилсона и стадии геосинклинального цикла В.И.Смирнова тесно взаимосвязаны. Ранняя геосинклинальная стадия соответствует трем стадиям Уилсона – внутриконтинентального рифтообразования, расширения океанического дна, поглощения океанической коры. Средняя стадия идентична стадии столкновения литосферных плит, и поздняя аналогична заключительной стадии мобилистского цикла.

Геосинклинальная концепция представляет фундаментальное эмпирическое обобщение. Она дает реальную картину земной коры, упрощая некоторые геологические явления. Главный ее недостаток заключается в отсутствии удовлетворительного объяснения металлогении двух типов резко контрастных структур земной коры – океанических и континентальных плит. В ней нет удовлетворительного объяснения магматизма и металлогении таких структур, как срединно-океанические хребты, активные и пассивные окраины континентов, причин горизонтальных тектонических движений.

Мобилистская концепция более объективно и полно описывает происхождение и металлогению основных структур земной коры. Однако и эта концепция еще далека от совершенства. Более основательно положительные моменты этих концепций и их недостатки рассматриваются в курсе «Геотектоника».

Длительность формирования месторождений

Время формирования месторождений вполне соизмеримо с продолжительностью геологических процессов и, прежде всего, временем образования горных пород. Непосредственные определения абсолютного возраста указывают на то, что рудообразование может протекать в зависимости от генетической природы и стабильности рудно-металлогенических процессов от тысяч до десятков миллионов лет. В короткие отрезки времени до десятков тысяч лет возникают жильные и штокверковые месторождения, ассоциирующие с гранитоидным магматизмом. Более длительные эпохи (5 – 10 млн. лет) необходимы для формирования осадочных железорудных пластов или рудных комплексов расслоенных ультраосновных массивов.

Уровни глубины образования месторождений

Приповерхностные месторождения представлены всеми типами экзогенных накоплений, вулканогенными и эксгаляционно-осадочными рудами. Их формирование протекало в обстановке обилия кислорода, низких давлений и температур. Для руд характерны колломорфные и мелкозернистые агрегаты.

Гипабиссальный уровень наиболее богат разнообразием рудных образований. Здесь локализуются практически все промышленно-генетические типы эндогенных месторождений. Эта область преимущественного развития гидротермальных, скарновых и магматических в расслоенных интрузиях скоплений полезных ископаемых.

Абиссальная зона бедна рудными образованиями. Здесь формируются главным образом альбитит-грейзеновые, карбонатитовые, пегматитовые и часть магматических месторождений, ассоциирующих с крупными гранитоидными, основными и ультраосновными плутонами.

В ультраабиссальной зоне образуется небольшая группа метаморфических месторождений (дистеновые, силлиманитовые и андалузитовые сланцы, рутил, корунд и др.). Кроме того, здесь испытывают значительные преобразования руды, сформировавшиеся на выше расположенных уровнях, прежде всего метаморфизованные месторождения железа и марганца.

Таким образом, в верхней оболочке земной коры мощностью около 15км (рудосфере) концентрация полезных ископаемых наиболее значительна на приповерхностном и гипабиссальном уровнях. Ниже интенсивность рудообразования уменьшается и в ультраабиссальной зоне практически прекращается.