Лекция 2 (2 часа). Общие сведения о месторождениях полезных ископаемых

Площади распространения полезных ископаемых. Морфология тел полезных ископаемых. Минералого-геохимические, текстурно-структурные характеристики руд. Этапы и стадии формирования руд, парагенетические минеральные ассоциации и генерации минералов.

Вопрос 1. Площади распространения полезных ископаемых. В зависимости от масштабов проявления выделяют провинции полезных ископаемых, области (пояса, бассейны), районы (узлы), рудные поля, месторождения, рудные тела.

К провинциям относятся крупные структурные элементы земной коры (синеклизы, антиклизы, пассивные и активные окраины континентов, рифтовые системы, складчатые пояса, дно океана и т. п.).

Область полезных ископаемых — составной элемент провинции, имеет изометрические очертания, характеризуется набором определенных по происхождению и составу месторождений.

Рудные пояса — вытянутые линейные области, приуроченные к прогибам, глубинным разломам, зонам субдукции, рифтовым системам. Их размер — от сотен до тысяч км.

Бассейны — площади непрерывного распространения пластовой минерализации. Их площади — сотни квадратных километров.

Рудный район — местное скопление месторождений в пределах провинций, областей, поясов, бассейнов.

Рудное поле — небольшой участок земной коры (единицы, десятки квадратных километров), в пределах которого располагаются сближенные, одновременно образующиеся и генетически родственные месторождения. Рудное поле может состоять и из одного крупного месторождения с серией разобщенных залежей.

Месторождение — одно или несколько тел полезных ископаемых, объединенных общностью происхождения и приуроченных к локальной геологической структуре. Его размеры — единицы — десятки квадратных километров.

Рудное тело — скопление промышленных руд, имеющих общий контур и определенную форму.

Вопрос 2. Морфология тел полезных ископаемых. Главные формы рудных тел — пласты, линзы, жилы, трубы или столбы, штокверки, штоки, тела неправильной формы, гнезда (карманы), комбинированные залежи.

Пласты — плоские, пластинообразные тела полезных ископаемых, образующиеся в водных бассейнах синхронно с вмещающими осадочными породами (уголь, соли, фосфориты, сидериты). Морфологически на них похожи пластообразные метасоматические тела, формирующиеся по осадочным породам (например, медистые песчаники, вкрапленные галенитовые руды в горизонтах доломитов). Кроме того, выделяют пластообразные тела магматического происхождения, например, хромитовых руд в расслоенных ультраосновных плутонах. Они образуются при магматической дифференциации, механизм которой будет рассмотрен в разделе магматические месторождения.

Линзы — плоские тела дискообразной или лентообразной формы. Типичны для вулканогенно-осадочных месторождений, формирующихся в субмаринных условиях (например, линзы пирита, халькопирита в туфах кислого состава), а также могут быть образованы метасоматическим или магматическим способом.

Жилы — в подавляющем большинстве трещины в горных породах, выполненные минеральным веществом. Жильные тела могут иметь и метасоматическое происхождение. Для жил выделяют элементы: зальбанды — контакты жилы с вмещающими породами со стороны висячего и лежачего боков, апофизы — ответвления, ореолы измененных околожильных пород. В пределах жил могут выделяться рудные столбы — обособленные участки с повышенным содержанием полезных компонентов. Рудные столбы бывают морфологическими, связанными с раздувами, и концентрационными, связанными с локальными высокими содержаниями ценных компонентов. Жилы бывают: простыми, четковидными, камерными, седловидными, оперяющими, лестничными. Месторождение может быть представлено одной крупной жилой (Сарылах — сурьмяное месторождение с антимонит — кварцевой жилой, мощностью до 10−17 м, протяженностью сотни м), но чаще всего на месторождении — серия мелких жил, мощностью первые метры, десятки сантиметров (Садонское жильное полиметаллическое месторождение).

Трубы, трубки, трубообразные и столбообразные залежи — рудные тела, удлиненные по одной оси. Типичны для алмазоносных тел, а также руд золота, серебра в вулканических жерлах.

Штокверк — некоторый объем горных пород, с рудной минерализацией в виде вкрапленности, многочисленными мелкими разноориентированными прожилками. Их форма может быть изометричная, трубообразная, повторяющая кровлю интрузии, или представляющая собой линейные системы («конский хвост» на медном месторождении Чукикамата).

Шток — грушевидное, круто ориентированное тело, изометричное в плане. Шток — это залежь почти сплошного полезного ископаемого. Пример — штоки каменной соли. Штоки типичны также для гидротермально-метасоматических, скарновых, грейзеновых месторождений.

Тела неправильной формы — караваеобразные, с выступами и пережимами, амёбообразные, ящичные. Характерны для субмаринных колчеданных, железно-марганцевых месторождений, скарновых руд.

Гнезда — небольшие изометричные скопления рудного вещества. Для золоторудных, ртутных, хромитовых, редкометальных месторождений в ряде случаев гнёзда являются ведущим морфологическим типом. К этой же категории относятся карманы — изометричные накопления рудного материала в зоне выветривания, в карстовых кавернах, в полостях, пустотах или вблизи экранирующей поверхности на гидротермальных месторождениях.

Комбинированные залежи — сложной формы тела, состоящие из нескольких морфологических элементов. Часто верхняя дискообразная часть таких залежей представлена шляпкой, в нижней части которой серия доводящих жилообразных ножек (пример, Гайское медноколчеданное месторождение). Возможны и другие сочетания — пластовых и жильных форм, штоков и жил и т. д. Среди месторождений жидких и газообразных полезных ископаемых выделяют массивные залежи, пластовые, линзовидные залежи.

Вопрос 3. Минералого-геохимические, текстурно-структурные характеристики руд. Руда — агрегат рудных (т.е. ценных) минералов и нерудных (их часто называют жильными минералами). По химическому составу ценные минералы представлены:

оксидами железа, марганца, олова, урана, хрома, алюминия;

силикатами (слюды, асбест и др.);

сернистыми соединениями: сульфидами, арсенидами, антимонидами железа, меди, цинка, свинца, никеля, серебра;

карбонатами железа, марганца, магния, свинца, цирка, меди;

сульфатами бария и стронция;

фосфатами;

галоидами (соли, флюорит);

самородными элементами (золото, платина, медь).

Среди нерудных минералов обычно преобладают кварц, карбонаты, хлорит, турмалин, серицит, каолинит.

Минеральное вещество, составляющее полезное ископаемое, обладает соответствующей структурой и текстурой — т. е. рисунком, строением.

Структура руд — это строение, которое определяется формой, размерами, взаимоотношениями зерен слагающих их минералов.

Текстура — строение руды, которое определяется формой, размерами и взаимоотношениями минеральных агрегатов, слагающих руду.

Различают мега-, макро-, микротекстуры.

Вопрос 4. Этапы и стадии формирования руд. Процессы минералонакопления при формировании месторождений протекают в течение длительного времени, которое можно разбить на этапы и стадии.

Этап — длительный временной интервал, когда происходит накопление руд одного генезиса, например, магматический этап, пегматитовый, гидротермальный.

Стадии — части этапов, в течение которых происходило накопление минералов определенного состава. Стадия отделяется одна от другой перерывом в минерализации. Этот перерыв фиксируется пересечением разновозрастных жил, брекчированием и цементацией, коррозией минеральных агрегатов ранних стадий более поздними. Стадии отличаются друг от друга изменением физико-химических параметров процесса минералообразования. В близко одновременных условиях, при близких физико-химических условиях формируются парагенетические минеральные ассоциации. Генерации минералов — это неоднократные выделения одного и того же минерала, разделенные перерывами. Например, при формировании рудных жил в течение трех стадий может быть три разновозрастные генерации кварца, три генерации пирита, одна или две генерации сфалерита. Месторождения бывают моностадийные и полистадийные. На крупных гидротермальных месторождениях насчитывают до пяти и более разновозрастных стадий, в течение которых выделяются минеральные агрегаты, совмещенные или разобщенные в пространстве. Каждая стадия соответствуют поступлению новой порции гидротермального раствора. Среди этих стадий выделяют дорудные, рудные, послерудные.

Литература

: [1], с. 37−52; [2] с. 16−32; [3], с. 61−75.

Проектные задания студентам по самостоятельной работе по теме 2.

Подобрать примеры различных форм рудных тел, минерального состава тел полезных ископаемых, текстур и структур минерального вещества.

Вопросы для самоконтроля знаний:

• 1. Характеристики штока, штокверка, пласта, жилы, трубообразного тела, залежи.
• 2. Форма жильных тел (простая, сложная, четковидная, камерная, седловидная, оперенная, лестничная) и элементы жил (зальбанды, апофизы, рудные столбы).
• 3. Примеры минеральных типов руд (оксидных, силикатных, сернистых, карбонатных, сульфатных, фосфатных, галоидных, самородных).
• 4. Дать определение массивной, брекчиевой, прожилковой, слоистой текстурам руд.
• 5. Привести примеры структур руд.