Месторождения эндогенной серии

 

Альбитит-грейзеновые месторождения.

Общая характеристика альбититов и грейзенов, геологические и физико-химические  условия формирования.

Альбититы  и  грейзены пространственно и генетически  связаны с кислыми интрузивами  – гранитами, щелочными гранитами, реже со щелочными магматическими породами. Их образование обусловлено постмагматическим  щелочным метасоматозом, который наиболее интенсивно проявляется в апикальных частях гранитных куполов и их апофиз, т.е. в гипабиссальных условиях.

Альбитит –  это лейкократовая метасоматическая порода, основная масса 

которой состоит  из мелкозернистого альбита, а на еѐ фоне – порфировые выделения  кварца, микроклина, иногда слюды, реже амфибола. К ним приурочены

рудные минералы, содержащие редкие металлы, уран, цирконий, ниобий, гафний.

Грейзен состоит  из легко расщепляющегося агрегата слюды (мусковита,

биотита) и кварца с примесью турмалина, флюорита, топаза. Рудные минералы

представлены  бериллом, литиевой слюдой (циннвальдитом), касситеритом, молибденитом, вольфрамитом.

Формирование  альбитит-грейзеновых  месторождений  происходило  за

счет воздействия  восходящих горячих и химически  агрессивных растворов на

раскристаллизовавшуюся  интрузивную  породу.  Постмагматические  растворы

являлись производными тех же кислых или щелочных магм, из которых формировались  интрузивы.  «Пропитывая»  всю  массу  уже  застывших  интрузивов по пути следования вверх к  кровле интрузива, растворы перегруппировывали породообразующие элементы.

Вначале  развивался  калиевый  метасоматоз  –  ранняя  микроклинизация,

которая происходила  обычно в ядерных частях массива  при температурах 650-

580^оС в обстановке повышенных давлений. Затем происходила инверсия процесса  и  активизировался  натриевый  метасоматоз  при  температурах  550-400^оС, что приводило к ранней альбитизации периферических зон массивов в условиях пониженного давления. Процесс происходил на фоне восходящей кислотности раствора. При этом калий выносился и сменялся натрием. Растворы оставались ещѐ надкритическими. 

Максимальная  кислотность  растворов  наступала  в  следующую  стадию

метасоматоза  – стадию грейзенизации. Растворы, поднимаясь к кровле массивов и в  их надапикальные части, переходили из «надкритических» в гидротермальные. Температуры при этом снижались  от 450 до 200^оС. В условиях повышенной  активности  фтора,  бора  из  интрузивных  пород  выносились  щелочи, алюминий, рудные элементы примеси. Так, в верхних частях интрузивов и над ними формировались грейзены. 

При мощных метасоматических процессах перегруппировывались и  рудные  элементы.  Особенностью  гранитоидных  и  щелочных  пород  с  альбитит-

грейзеновыми  месторождениями является то, что  они сами (изначально) содержат повышенные количества некоторых рудных  элементов, концентрация которых при метасоматозе приводила к формированию их промышленных скоплений. За счет рафинирования гранитоидов  при метасоматозе одни металлические  элементы примеси переоткладывались  в альбититах, другие – в грейзенах.

Месторождения альбитового  и грейзенового генезиса известны от докембрия  до  альпийского  возраста.  Примером  молодых  месторождений  являются штоки кислых интрузивов с  альбититами в районе г. Пятигорска. Докембрийские месторождения альбититов – на Украинском кристаллическом  щите. Форма рудных тел. Для альбититовых месторождений характерны штокообразные  массы метасоматически преобразованных  куполов и апофиз материнских  изверженных пород. Их площадь достигает  несколько квадратных километров, распространение на глубину – первые сотни метров (реже до 600 м).

Для грейзеновых  месторождений формы тел различны:

- штокообразные  тела при массовом метасоматозе (эндогрейзен);

- штокверки (система  мелких трещин, жил) для экзогрейзенов. 

 

Модели  образования,  геохимическая  зональность.

Существенный  вынос элементов происходит из нижней подрудной зоны.

Так, по В.Барсукову, на подобных месторождениях при содержании олова в неизмененных гранитах около 26 г/т, в зоне выноса Sn - 4–5 г/т. Если в  биотите 

содержание Sn – 200-300 г/т, то в замещающем его мусковите - 20-30 г/т.

Месторождения альбититов и грейзенов едины по условиям образования,

однако в природе  редко бывают вместе. Это связано с разной степенью проявления того или иного процесса и состава материнских интрузий. В нормальных гранитах чаще отмечаются грейзеновые месторождения, а в щелочных – альбититовые.

 

Полезные  ископаемые альбититовых и грейзеновых месторождений.

Альбититовые  и грейзеновые месторождения, несмотря на генетические  и  пространственные  связи,  существенно  отличаются  друг  от  друга  по

металлогенической специализации. Типоморфными элементами альбититов являются  ниобий,  тантал  и  цирконий,  а  для  грейзенов  наиболее  характерны

вольфрам, олово, молибден и др.

Среди грейзеновых  месторождений по преобладающей  рудной минерализации  можно  выделить  следующие  основные  типы:  вольфрамиттопаз-кварцевый  (Спокойненское  в  Забайкалье,  Акчатау  в  Казахстане),  касситерит-топаз  кварцевый  (Этыка  в  Забайкалье)  и  комплексный  вольфрамит-молибденит-топаз-кварцевый.  Примером  комплексного  грейзенового  месторо-ждения  является  месторождение  Восточный  Коунрад  (Казахстан)  с  ниобием, танталом,  цирконием,  торием,  оловом,  вольфрамом,  молибденом,  бериллием, висмутом.

 

Скарновые месторождения.

 Общая   характеристика,  связь  с   магматическими  формациями, форма  и состав скарновых тел.

Скарн – это метасоматическая порода известково-силикатного состава,  которая образуется  в приконтактовой  зоне карбонатных и силикатных пород. Скарны, которые содержат промышленные скопления полезных  ископаемых,  называются  скарновыми  или  контактово-метасоматическими  месторождениями.  Различают  эндоскарны,  располагающиеся в пределах измененной части интрузивов, и экзоскарны, размещенные во вмещающих  породах.  Преобладают  экзоскарны,  локализующиеся  непосредственно в зоне контакта интрузивов. Некоторые скарновые залежи по плоскостям напластования вмещающих пород удаляются от интрузивов на десятки и сотни

метров, и даже первые километры.

Наиболее интенсивно скарнообразование идет на контактах  с интрузиями

среднего  состава  –  гранодиоритами,  кварцевыми  диоритами,  монцонитами.

Благоприятными  факторами являются пологие контакты интрузий, тектоническая нарушенность их эндо- и экзоконтактовых зон, карбонатный состав вмещающих пород (известняки, доломиты и мергели). 

Форма рудных тел. Для скарнов, как метасоматических тел,  характерны

залежи  с  раздувами,  пережимами,  извилистыми  границами.  По  морфологии

выделяют  скарновые  залежи  следующих  типов:  пластовые  и  пластообразные, линзовидные, штоки, жилы, гнезда, сложные ветвящиеся тела. Гнездообразные тела – в поперечнике  до нескольких метров, трубообразные  могут быть вытянуты  на  1  -1,5  км,  пластообразные  при  мощности  150  -200  м  имеют  протяженность  до 2 -2,5 км.

Состав. В зависимости  от состава пород, вмещающих интрузии, скарны

делятся на известковые  и магнезиальные (иногда выделяют также  силикатные

скарны). Месторождения  полезных ископаемых, связанные с  этими основными 

видами скарнов, отличаются друг от друга вещественным составом, характерными комплексами полезных ископаемых, а также особенностями морфологии и условий залегания.

Известковые  скарны  формируются  при  замещении  известняков.  Они 

наиболее распространены в природе. К главным минералам их относятся гранат

(гроссуляр-андрадитового   ряда)  и  пироксен  (диопсид-геденбергитового  ряда).

Существенное  значение могут иметь везувиан, волластонит, амфиболы, эпидот,

магнетит, кварц, карбонаты. В скарновых залежах  часто наблюдается зональное  строение,  выражающееся  в  закономерной  смене  высокотемпературных  минеральных  ассоциаций  более  низкотемпературными  по  мере  удаления  от  материнской  интрузии. Для скарнов характерны друзовые, крустификационные, полосчатые, массивные и вкрапленные текстуры.  Известковые скарны  вмещают промышленные месторождения всех металлов, кроме  хрома, сурьмы, ртути, а также многих неметаллических полезных ископаемых.

Магнезиальные скарны формируются при замещении доломитов и доломитизированных известняков. Типоморфными минералами являются диопсид, форстерит  (магниевый  оливин),  шпинель,  флогопит,  серпентинит,  магнетит, людвигит (железо-магниевый борат), доломит, кальцит. Рудные тела   - линзы, пластообразные  и  сложные  залежи.  Характерно  их  зональное строение.  Наибольшее  промышленное  значение  имеют  людвигит-машнетитовые  (железо-борные), флогопитовые и хризотил-асбестовые месторождения.

 

Физико-химические  условия  образования.

Температурный диапазон  формирования  скарнов:  известковых от  1000  до  400^оС,  магнезиальных магматической стадии от 1000 до 650^оС, магнезиальных послемагматической стадии от 650 до 450^оС. Процесс образования скарновых месторождений многостадийный. Так, на полиметаллическом скарновом месторождении Верхнее  (Приморский  край)  минералообразование протекало  в  четыре  стадии:1) предрудную скарновую – волластонит-гранатовую (свыше 600^оС), 2) скарново-сульфидную (600-400^оС), 3) сфалерито-галенитовую (350-120^оС), 4) халцедон-кальцитовую (100-20^оС), минералы которых отлагались в виде друз в открытых полостях.

 

Генетические  гипотезы.

Скарны  образуются  в  результате комплексного воздействия  тепла интрузий и горячих минерализованных газово-жидких  водных  растворов.  За  счет  прогрева  и  термального  метаморфизма вмещающие породы перекристаллизовываются  без изменения состава. Известняки превращаются в мраморы, глинистые  сланцы – в роговики. Процесс  изохимический.  Но  всякий  гранитный  интрузив  сопровождается  газово-жидкими  постмагматическими растворами. Летучие  компоненты выделяются из расплава со стороны застывающего интрузива, либо из его глубинных частей, В зонах, куда по порам, мелким трещинам проникают  такие растворы, происходят аллохимические метасоматические процессы – т.е. с  привносом и выносом подвижных  элементов.  Существует  две  главные  гипотезы  формирования  скарновых месторождений:

1)  инфильтрационно-диффузионная,

2)  стадийная 

Инфильтрационно-диффузионная  гипотеза  была  разработана 

Д.С.Коржинским, который  вначале выдвинул идею биметасоматического образования скарнов. Скарны образуются по обе стороны разогретого контакта гранитоидной и карбонатной пород, контакт пропитан горячим раствором, за счет воздействия  которого  происходит  выравнивание  состава  пород.  Алюминий, кремнезем – во вмещающие породы, кальций, магний  – в сторону интрузива. Т.е. происходит встречный диффузионный отток химических элементов из областей высокой концентрации, в области низких концентраций. Между соединениями раствора происходят химически реакции – за счет них образуются минералы скарнов с Ca, Mg, Fe, реже Mn – гранаты (чаще андрадит-гроссуляр) и пироксены  (геденбергиты,  диопсиды).  Температуры  биметасоматоза  –  800-400^оС. Единственный рудный минерал скарнов, который может образоваться в таких условиях – магнетит.

Однако такая  теория (биметасоматическая) не объясняла  привнос в зону

скарнов  SiO₂.  Его не  хватало при подсчете  баланса вещества.  Впоследствии Д.С.Коржинский развил свою теорию  и дополнил еѐ инфильтрационной.  При инфильтрационном процессе постмагматические растворы могут привносить с собой компоненты, особенно рудные – Cu, Pb, Zn, W, Mo. Они могут циркулировать  по  трещинам  в  экзоконтактах  интрузий  там  откладывать  минералы скарнов. Температуры таких растворов могут снижаться от 400 до 200^оС и даже ниже.

Гипотеза  стадийная  (П.Пилипенко).  Главная  масса  минералов  скарнов 

образуется за счет привноса специфическими скарнообразующими  растворами

и метасоматоза на контакте интрузий и вмещающих карбонатных пород. Выделяется 6 главных стадий метасоматоза, при снижении температуры.

 

Полезные  ископаемые скарнов.

К известковым  скарнам приурочены  магнетитовые  и  кобальт-магнетитовые  месторождения (Высокогорское,  Гороблагодатское  на  Урале;  Соколовское и Сарбайское  в Казахстане), вольфрам-молибденовые  месторождения (Тырныауз  на  Северном  Кавказе), медные  – халькопиритовые месторождения (Турьинские  рудники на  Урале), свинцово-цинковые – галенит-сфалеритовые месторождения (Верхнее, Дальне-горское в Приморье).

К  магнезиальным  скарнам  приурочены  железо-борные  месторождения 

(Таѐжное,  Железный  Кряж  в  Восточной  Сибири),  флогопитовые  месторождения (Алдан), хризотил-асбестовые месторождения  (Аспагаш, Бистаг в Красноярском  крае).

 

Гидротермальные месторождения.

Общая  характеристика.

Гидротермальные  месторождения  – это месторождения, созданные горячими минерализованными  растворами, циркулирующими под поверхностью земли. Полезные ископаемые возникают  как вследствие отложения минеральных  масс в пустотах горных пород, так  и при замещении пород, по которым  циркулируют гидротермальные растворы. Наиболее типичной формой рудных тел  являются жилы. Часто встречаются  штокверки, линзы, гнезда, пластообразные залежи и сложные по форме комбинированные  тела. Образование таких месторождений  часто связывается с производными магматических очагов (преимущественно  кислых). Однако существуют и другие источники горячих минерализованных растворов (подземные воды глубокой циркуляции, собственные флюиды осадочно-породных бассейнов и др.).

Гидротермальные  месторождения  обычно  сопровождаются  ореолами  гидротермально  измененных  пород,  а  также  ореолами  рассеяния  рудообразующих металлов, что используется при поисках данных месторождений. Размеры  тел  полезных  ископаемых  гидротермального  происхождений  изменяются в широких пределах. На Березовском месторождении золота – это жилы,  длиной  2-3  м,  встречаются  жильные  тела,  протяженностью  несколько километров и даже сотни  километров (Материнская жила, Калифорния).