Лекция 1 Понятие о полезных ископаемых и их месторождениях Основная терминология
Лекция 10 Гидротермальные месторождения
жүктеу/скачать 0.86 Mb.
|
Лекция 10 Гидротермальные месторождения Гидротермальные месторождения представляют собой обширную и очень ценную в практическом отношении группу, куда относятся многочисленные месторождения руд цветных, редких, благородных, черных и радиоактивных металлов, а также некоторые неметаллические полезные ископаемые, как, например, асбест, тальк, магнезит, флюорит. Гидротермальные месторождения широко развиты не только в подвижных складчатых областях, но также и на щитах, активизированных щитах и активизированных платформах. Физико-химические условия образования Гидротермальные месторождения образуются главным образом за счет горячих минерализованных растворов, являющихся производными остывающих магматических тел. Возможно и немагматическое происхождение гидротерм за счет вадозных или метаморфических вод. Высший температурный предел гидротермальных месторождений ранее определялся критической температурой воды 374°С, Э. Ингерсон, исследуя включения водных растворов в гидротермальных минералах, показал, что растворы с содержанием 10% ЫаС1 имеют критическую температуру 437°С. По экспериментальным данным Н. И. Хитарова, в случае присутствия в водном растворе 0,25 моль/л Н2С03 критическая температура его повышается до 398°С. Определение температуры осаждения минералов некоторых гидротермальных жил по их газово-жидким включениям показывает ее максимальное значение 540—560°С. Поэтому верхний температурный предел для образования гидротермальных месторождений может достигать 600°С. Нижний температурный предел для них устанавливается в 50°С или даже ниже, вплоть дс средней годовой температуры поверхности Земли для данной местности. Наиболее обильное гидротермальное рудообразование происходит при температуре 400—100°С. Глубина образования гидротермальных месторождений различная. Они могут формироваться на больших глубинах — порядка 3 5 км и более, умеренных глубинах—1—3 км и на малых — менее 1 км или вблизи поверхности земли. Примерная глубина формирования гидротермальных месторождений может быть установлена на основе геологических, морфологических, текстурно-структурных и минералогических критериев. Специальную работу по определению глубины формирования месторождений выполнил И. П. Кушнарев (1961). Им предложена методика определения глубин послерудной эрозии с помощью карты эрозионных срезов, что позволяет установить максимальный диапазон глубин, благоприятных для образования различных типов эндогенных месторождений. Знание критериев глубинности месторождений является очень важным, поскольку глубинность — основа для оценки рудных жил по вертикали, а также важный признак классификации постмагматических месторождений. Приведенные выше критерии при тщательном изучении геологических, морфологических и минералогических особенностей месторождений окажут помощь геологу при решении вопроса о их глубинности. Высокотемпературные месторождения Эти месторождения образуются при температурах около 500— 300°С. В их формировании значительную роль играют летучие компоненты, что дало основание некоторым исследователям выделять особо пневматолитовые месторождения, образующиеся только из газовой фазы. По мнению автора, образование рассматриваемых месторождений происходит из жидких гидротермальных растворов и газовой фазы, богатой минерализаторами. Геология, морфология и вещественный состав руд Месторождения эти обычно связаны с кислыми интрузивными породами (гранитами, гранодиоритами и др.) и залегают как в самих интрузивах, так и в породах кровли — осадочных, метаморфических и даже эффузивных, но близко от интрузивных пород. Форма рудных тел — жилы неправильные, четочные, рубцовые, типа конского хвоста; часты штокверки; изредка залежи вкрапленных руд. Размеры рудных тел чаще средние и небольшие, реже весьма крупные. Руды имеют преимущественно массивную текстуру, но встречаются текстуры жилообразные и вкрапленные. Вещественный состав руд определяется, во первых, минералами с минерализаторами: флюорит, топаз, берилл, турмалин, хлорит. Во вторых, характерны высокотемпературные минералы: магнетит, гематит, пирротин, касситерит, вольфрамит, гюбнерит, шеелит, молибденит, висмутовый блеск, арсенопирит, золото, флогопит, графит, апатит, корунд, силлиманит, кианит. Встречаются и среднетемпературные минералы: халькопирит, сфалерит, галенит. Главные жильные минералы: кварц, полевые шпаты, мусковит, литиевые слюды, флюорит, скаполит, амфибол, гранат, родонит. Изменение рудовмещающих пород Околорудные изменения боковых пород представлены грейзенизацией, турмалинизацией и скарнированием. Процессы изменения рудовмещающих пород гидротермальных месторождений, длительные по времени и широко распространенные в пространстве, имеют весьма важное значение в практике поисково-разведочных работ. Это один из наиболее надежных поисковых признаков для обнаружения медноколчеданных, свинцово-цинковых, золото-сульфидных, оловянно-вольфрамовых и других месторождений грейзенизация — высокотемпературный процесс пневматолит-гидротермального изменения интрузивных, осадочных, метаморфических и частично эффузивных пород. Минеральный состав грейзенов (в %): кварц 40—70; мусковит и литиевые слюды до 40; турмалин, топаз, флюорит до 20; рудные минералы (касситерит, вольфрамит, пирит, арсенопирит, висмут, молибденит, пирротин и др.) до 10. В небольшом количестве присутствуют берилл, хлорит, рутил, серицит и др. Грейзены являются не только важным поисковым признаком на редкометальные руды, но и сами используются как месторождения олова, вольфрама, лития и бериллия. Формации глубинных и приповерхностных месторождений Высокотемпературные гидротермальные месторождения возникают как на больших и средних глубинах, так и в условиях, близких к поверхности земли; но преобладают месторождения глубинные. Выделяют несколько типичных формаций глубинных месторождений. Формация кварц-золоторудная — месторождения Кочкарское (Урал), Коммунар (Западная Сибирь), Колар (Индия), Корнуэлле (Англия). Кварцевые жилы содержат сульфиды (пирит, пирротин, арсенопирит и др.), с ними связано тонкорассеянное золото. Формация кварцево-вольфрамитовая — Джидинское (Холтосонское) месторождение Бурятской АССР , месторождения Португалии и Китая. Кварцевые жилы содержат гюбнерит, реже сульфиды. формация кварц-молибденитовая — месторождение Восточный Коунрад, образованное кварцевыми жилами с молибденитом, сопровождающимся пиритом и вольфрамитом. Из неметаллических полезных ископаемых для высокотемпературных гидротермальных месторождений следует отметить: месторождения графита (Шри Ланка), апатита (Кесерес в Испании), корунда, силлиманита и кианита (Семизбугы в Казахстане и Чайнытское в Якутии). Среднетемпературные месторождения Эти месторождения образуются в интервале 300—200°С на умеренных и больших глубинах, а также в приповерхностных условиях. Участие летучих веществ в рудообразовании очень ограниченно, за исключением газов Н2S, СО2. Месторождения этого типа имеют большое практическое значение. Из них добывают основную массу цветных металлов (медь, свинец, цинк), значительную часть молибдена и олова, большую часть золота и серебра, урановые руды и почти целиком продукцию таких нерудных ископаемых, как асбест, магнезит, горный хрусталь, значительную часть плавикового шпата. Геология, морфология и вещественный состав руд Среднетемпературные месторождения связаны с интрузивными породами самого разнообразного состава — от кислых до ультраосновных. Залегают месторождения нередко внутри массивов изверженных пород, но в большинстве случаев в осадочных и метаморфических породах кровли. Образовывались гидротермальные среднетемпературные месторождения как метасоматическим путем, так и путем выполнения пустот, в результате чего встречаются мета-соматические залежи и типичные жилы выполнения. Формы рудных тел — главным образом простые жилы; встречаются и другие типы жил: седловидные, сетчатые, лестничные, жилы разлистовывания. Иногда наблюдаются линзы, пластообраз-ные залежи и штоки. Размеры рудных тел весьма различны — от громадных до малых, но преобладают большие и средние. Вещественный состав руд этих месторождений отличается большим разнообразием. Рудные минералы: золото и серебро, гематит, сидерит, пирит, арсенопирит, халькопирит, энаргит, борнит, тетраэдрит, теннантит, галенит, сфалерит, сульфоарсенаты и суль-фоантимониты свинца и цинка (буланжерит, джемсонит, кобальтин), арсениды и сульфоарсениды никеля и кобальта (шмальтин, раммельсбергит), урановая смолка, касситерит, станнин, реже молибденит и самородный висмут. Из неметаллических минералов характерны: хризотил-асбест, тальк, магнезит, флюорит, горный хрусталь. Главные жильные минералы: кварц, карбонаты (кальцит, доломит, сидерит, анкерит, редко родохрозит), барит, а в приповерхностных месторождениях — адуляр. Текстуры руд гидротермальных месторождений, подобно их минеральному составу, также весьма многообразны. Из однородных текстур обычно встречаются массивная и вкрапленная. Широко развиты текстуры с удлиненными формами — полосчатые, жильные и слоистые. Неправильные по форме текстуры, представленные пятнистой и колломорфной,— редки. В большинстве гидротермальных месторождений наблюдается несколько типов текстур, что вызвано разнообразием условий отложения руд. Руды гидротермальных месторождений образуются обычно в несколько стадий минерализации, которые устанавливаются по текстурным и структурным признакам. Довольно часто наблюдается повторное выделение одного и того же минерала на разных стадиях процесса. Отложение нескольких генераций одного и того же минерала называется рекурренцией. Иногда наблюдается повторение условий рудообразования на последовательных стадиях гидротермального процесса; например, возрождение высокотемпературного уровня в последующую стадию после падения температуры к концу предшествующей стадии. Такое явление называется реювинацией.Метасоматические изменения боковых пород, имеющие очень важное поисковое значение, разнообразны и отчетливо выражены.
Серицитизация наиболее характерна для месторождений цветны; металлов; она наблюдается на уральских и закавказских мед ноколчеданных месторождениях, алтайских, салаирских и Кавказ ских свинцово-цинковых месторождениях; в некоторых прожил ково-вкрапленных медных рудах. Кроме того, серицитизация про является в ряде редкометальных и золоторудные месторождений. Мощность зон серицитизации обычно значительнс превосходит мощность рудных залежей, что имеет важное поисковое значение, например, для колчеданных месторождений Урала Красногвардейского в 1,6 раза, Дегтярского в 6,4 раза, Новоле вихинского в 5,4 раза. Березитизация впервые была подмечена на Березовской золоторудном месторождении близ г. Свердловска и объяснена А. П. Карпинским как результат гидротермального изменения гра нитов. Ранее Г. Розе неправильно рассматривал березиты как самостоятельные изверженные породы. Сущностью процесса березитизации является разложение поле вых шпатов, новообразование за счет их серицита и кварца с одновременной пиритизацией породы. Следовательно, березиты пред ставляют собой кварц-серицитовые породы, образовавшиеся в результате гидротермально-метасоматического изменения гранитов Отличительная особенность березитов — присутствие довольно крупных кристаллов серицита, которые могут быть отнесены к мусковиту. Кроме Березовского месторождения эти породы встречаются и на других золоторудных и редкометальных месторождениях Окварцевание — широко развитый гидротермальный процесс, которому подвергаются осадочные и изверженные породы Различные сланцы и мелкозернистые песчаники переходят при этом в роговики, известняки, а также ─ в кремнистые известняки. Особенно важное значение имеет окварцевание кислых" и средних изверженные пород (порфиров), переходящих в так называемые вторичные кварциты. Вторичные кварциты Н. И. Наковник относит (1954 г.) к гидротермально-метасоматическим образованиям. Минеральный состав их: кварц, серицит, пирит, гематит, рутил, алунит, каолинит пирофиллит, андалузит, диаспор, корунд, топаз и др. Особеннс широко развиты вторичные кварциты в Восточном Казахстане где они связаны с кислыми породами. Вторичные кварциты имеют крупное промышленное значение как месторождения медных и медно-молибденовых руд, а также глиноземистого, огнеупорного сырья. В последние годы с вторичными кварцитами установлена также связь месторождений золота и полиметаллов. Хлоритизация редко проявляется самостоятельно и большей частью тесно связана с серицитизацией, турмалинизацией, окремнением и пропилитизацией. Хлоритизация главным образом проявляется на медноколчеданных, полиметаллических золоторудных и других гидротермальных средне- и низкотемпературных месторождениях. Минеральный состав хлоритизированных пород: хлорит, кварц, серицит, иногда биотит, амфиболы, турмалин, гранат, карбонаты. Л иственитизация — процесс гидротермального изменения ультраосновных и основных пород, происходящий за счет растворов, содержащих значительное количество углекислоты. В результате этого процесса образуется лиственит — зернистая порода серовато-зеленого цвета, состоящая из карбоната (преимущественно магнезиально-железистого), кварца, фуксита (хромовой слюды) и хлорита. Иногда присутствует вкрапленность пирита. Листве-ниты могут образоваться за счет змеевиков, габбро и порфиритов. Эти породы широко развиты, например, на Березовском и Пыш-минско-Ключевском месторождениях Урала. Формации глубинных и приповерхностных месторождений Среди гидротермальных среднетемпературных месторождений могут быть выделены глубинные и приповерхностные. Выделяют несколько формаций глубинных месторождений. Формация касситерит-сульфидная — Хапчерангинское и Ингодинское месторождения (Забайкалье). Сульфидные руды состоят преимущественно из пирита, пирротина, арсенопирита, касситерита, в небольшом количестве содержится станнин. По минеральному составу руд эти месторождения иногда относят к высокотемпературным. Промышленное значение имеют сульфидно-касситеритовые месторождения Северо-Востока РФ (Якутия) — Эге-Хайское, Депутатское, Джагынское и др. Формация порфировых медных и молибденовых руд: Коунрад (Казахстан), Алмалык (Узбекистан), Каджаран, Агарак, Дастакерт (Армения), Юта-Коппер, Клаймакс (США) и др. Руды представляют собой редкую рассеянную вкрапленность сульфидов (халькопирит, блеклая руда, молибденит и др.) в измененных порфирах и порфиритах (вторичных кварцитах). Объектом промышленного использования в медных месторождениях этого типа чаще всего служат халькозиновые руды зоны цементации. Формация колчеданных руд: месторождения Дегтяр-ское (рис. 63), Кировоградское и др. на Среднем Урале. Руды состоят главным образом из пирита (до 80%); прочие сульфиды представлены халькопиритом, пирротином (редко), сфалеритом, блеклой рудой, галенитом, арсенопиритом (редко), борнитом и др. Из окислов иногда присутствуют магнетит и гематит. Главные нерудные минералы —кварц, кальцит, серицит, хлорит, барит. Формация полиметаллическая; месторождения Садонское, алтайские, нерченские. Вещественные состав руд: сфалерит, галенит, блеклая руда, пирит, арсенопирит пирротин, буланжерит, джемсонит и др. Формация золото - кварцецевая — месторождения Урала, Казахстана, Материнская жила (Калифорния), Бендигс (Австралия). Кварцевые жилы содержат сульфиды (пирит, халькопирит, блеклая руда, галенит, айкинит) и золото. 
Рис.1. Схематический геологический разрез Дегтярского колчеданного месторождения. По М. И. Меркулову и С. Н. Иванову. 1 — габбро и диориты; 2 — порфириты; 3 — сланцы с прослоями известняков; 4 — кварцевые альбитофиры; 5 — хлоритизированные альбитофиры; 6 — серицитовые сланцы; 7 —хлорит-серицитовые сланцы; 8 — хлоритовые сланцы; 9 — медистый и серный колчедан; 10 — железная шляпа и колчедан «сыпучка» Среднетемпературные гидротермальные месторождения неметаллических полезных ископаемых многочисленны. Среди них можно отметить ряд важных промышленных объектов: месторождения хризотил-асбеста (Баженовское и Джетыгаринское) на Урале, Ильчирское и Молодежное в Восточной Сибири, месторождения Канады и Южной Африки; месторождения амфибол-асбеста Сысертское на Урале, месторождения ЮАР; месторождения талька и талькового камня Шабровское и Миасское на Урале, Онотское в Восточном Саяне; магнезитовые месторождения Саткинское на Урале и Савинское в Восточном Саяне; месторождения плавикового шпата Абагайтуйское и др. в Забайкалье, Аурахматское в Казахстане, Такобское в Таджикистане. Для месторождений приповерхностных отметим следующие формации:
Рудные тела образуют в основном жилы, причем характерны камерные жилы (с раздувами). Когда месторождение формируется метасоматическим путем, возникают пласто- и линзообразные залежи. Размеры месторождений чаще средние и крупные, иногда мелкие. Вещественный состав руд определяют низкотемпературные минералы: киноварь, антимонит, реальгар, аурипигмент, золото и серебро в самородном виде, теллуриды и селениды золота и серебра, самородная медь, халькопирит, тетраэдрит, халькозин, энарг-ит, галенит, сфалерит, аргентит, сложные сульфоантимониты и сульфоарсениты серебра (пираргирит, прустит, стефанит), марказит, кальцит, халцедон, флюорит, барит, алунит. Главные жильные минералы: кварц, халцедон, опал, карбонаты (кальцит, родохрозит), барит, алунит, каолинит, цеолиты и адуляр. Наиболее типичны для описываемых месторождений текстуры, образующиеся в открытых трещинах и полостях: друзовая, кокардовая, крустификационная, гребенчатая. Широко развиты колло-морфные (натечная и почковидная), тонкополосчатые метаколло-идные, а также брекчиевые текстуры. Изменение рудовмещающих пород Изменения рудовмещающих пород представлены следующими процессами. Пропилитизация — гидротермальное изменение средних и основных эффузивных пород (андезитов, дацитов, базальтов) и реже кислых (риолитов и др.), при котором темноцветные компоненты породы разлагаются и за их счет образуются хлорит и эпидот. Происходит также альбитизация полевых шпатов, кроме того, возникают карбонаты, алунит, серицит, цеолиты, пирит. Химизм процесса пропилитизации заключается в выщелачивании натрия и частично калия и потере некоторого количества кальция и магния. В результате этого процесса образуются измененные породы зеленого или светло-зеленого цвета, весьма характерные для золото-серебряных месторождений, приуроченных к третичным эффузивам (Трансильвания, Комсток в США, Пахука в Мексике). Д. С. Коржинский (1955 г.) допускает развитие пропилитизации и в связи с постмагматической деятельностью, связанной с гипабиссальными интрузиями гранитов, и наблюдающийся после становления вмещающего эффузивного комплекса. Аргиллизация — низкотемпературный метасоматический процесс, обусловленный проявлением поствулканической деятельности, приводящей к замещению исходных минералов вулканической породы глинистым веществом. Алунитизация (или оквасцевание)—сравнительно низкотемпературный процесс, происходящий вблизи поверхности земли и захватывающий иногда большие площади. В результате этого процесса в районе вулканической деятельности кислые и средние полевошпатовые породы изменяются под воздействием сольфатар. Минеральный состав алунитовых пород: алунит, кварц, пирит, серицит, пирофиллит, каолинит, цуниит и др. Скопления алунита представляют собой не только рудоносную породу, но и самостоятельные месторождения квасцового камня, как, например, Загликское месторождение в Закавказье. Каолинизация — изменение полевошпатовых пород под воздействием кислых вод, содержащих углекислоту, а также гумино-вую или серную кислоту и фтористый водород. В результате этого процесса накапливается каолинит или диккит; кроме того, в измененной породе присутствуют кварц, рутил, пирит, гематит и как примеси диаспор, алунит, серицит. Окремнение — процесс образования вторичного кварца и халцедона вблизи рудных залежей; иногда содержание кремне- зема во вмещающих породах достигает 90% (месторождение Потози в Боливии). Вторичные кварциты в ряде областей и стран по мнению Н. И. Наковника (1954 г.), приурочены к близповерхностным внедрениям магмы и представляют собой гидротермальные образования, связанные с вулканической деятельностью. Он рассматривает термин «вторичные кварциты» широко, алунитизацик и каолинизацию относит к отдельным фациям вторичных кварцитов. Формации глубинных и приповерхностных месторождений Низкотемпературные гидротермальные месторождения могут быть подразделены на глубинные и приповерхностные, причем последние преобладают. Выделяют две главные формации глубинных месторождений. Формация сурьмяная — месторождения Кадамжай (Средняя Азия), Тургайское (Казахстан), Си-Гауань-Хань (Китай). Главный рудный минерал — сурьмяный блеск, встречающийся в кварцевой или кремнисто-карбонатной жильной массе. Формация ртутная и ртутно-сурьмяная — месторождения Никитовское (Донбасс), Хайдаркан (Средняя Азия), Альмаден (Испания). Руды представлены киноварью, которая иногда ассоциирует с сурьмяным блеском и пиритом. Жильными минералами обычно являются кварц, кальцит и флюорит. Некоторые иследователи причисляют сюда месторождения медистых песчаников (типа Джезказгана) и пластовые свинцово-цинковые (типа хр. Каратау). Эти месторождения, называемые телетермальными. Среди приповерхностных низкотемпературных месторождений выделяются следующие формации. Формация Аu—Аg—Pt — месторождения Крипль-Крик в Колорадо, Комсток в Неваде, Нагиаг в Венгрии, месторождения Сибири. Характерна связь месторождений с молодыми вулканогенными породами, подвергшимися пропилитизации. Рудные минералы — золото, серебро, калаверит, креннерит, гессит, сильванит, нагиагит, пираргирит, полибазит; иногда встречаются пирит, марказит, аргентит, стибнит и др. Жильные минералы— кварц, халцедон, адуляр, флюорит, карбонаты. Текстуры руд: друзовая, кокардовая, брекчиевидная. Формация Аs; — месторождение Пахука в Мексике, представляющее собой крупную жилу в андезитах и дацитах. Рудные минералы — пирит, галенит, аргентит, стефанит, полибазит; нерудные— кварц, халцедон, опал, сидерит, адуляр. Текстуры руд — брекчиевидная, полосчатая, жеодовая, крустификационная. Вмещающие породы подвергались пропилитизации, окремнению и каолинизации. Формация Нg — месторождение Монте-Амиата в Италии. Ртутное оруденение в виде киновари связано с молодыми трахитами/ жүктеу/скачать 0.86 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|