Месторождения группы регионального метаморфизма

Региональное геологическое положение. Месторождения связаны с формациями протоплатформенных первично осадочных или вулканогенно-осадочных метаморфизованных горных пород фундаментов докембрийских платформ. Они располагаются на щитах платформ или в блоках фундамента древних платформ (террейнах) фанерозойских складчатых областей. Возраст большинства месторождений архейский, а чаще протерозойский.

Тела полезных ископаемых имеют пластовую, линзообразную, столбообразную форму. Причем две последние характерны для случаев перераспределения вещества в процессе метаморфизма. Главной особенностью тел месторождений группы является их интенсивная дислоцированность складчатостью и разрывами. Важно отметить весьма крупные размеры как самих рудных тел, так и месторождений в целом. Месторождения могут иметь в длину десятки километров при мощности продуктивных толщ в сотни метров и соответственно иметь крупные и уникальные запасы полезных ископаемых. Строение руд характеризуется катакластическими текстурами: гнейсовидными, сланцеватыми, плойчатыми.

Состав полезных ископаемых месторождений регионального метаморфизма определяется двумя главными факторами: степенью метаморфического преобразования исходного вещества и составом исходного вещества. Первый фактор - фация метаморфизма, влияет в основном на состав нерудных минералов. Так в фации зеленых сланцев устойчивыми являются антрацит, нефрит, магнетит, при более глубоком метаморфизме амфиболовой фации существуют графит, кианит, корунд, для гранулитовой фации характерны гранат, рутил, для эклогитовой - также рутил. Вторым фактором определяется химический состав продукта регионального метаморфизма. При этом исходным веществом может быть первично экзогенное или экзогенное полезное ископаемое или горная порода. В процессе метаморфизма может произойти минеральное преобразование ранее существовавшего полезного ископаемого или полезное ископаемое может образоваться в результате метаморфизма. Исходя из этого группа месторождений регионального метаморфизма подразделяется на два класса: класс метаморфизованных и класс метаморфических месторождений.

Класс метаморфизованных месторождений

Класс представлен в основном рудными месторождениями, в которых первично осадочные, вулканогенно-осадочные или гидротермальные руды подверглись метаморфизму. При метаморфизме изменяется не только минеральный состав и первичное залегание тел полезных ископаемых, но и под действием метаморфогенных растворов может происходить перегруппировка вещества с образованием наряду с первичными обычно бедными рудами залежей богатых руд внутри продуктивной толщи. Для класса характерны месторождения железных и марганцевых руд, связанные с толщами железистых кварцитов. Примерами могут служить железорудные магнетит-гематитовые месторождения Криворожского бассейна на Украине, марганцеворудные браунитовые месторождения среди спессартин-родонитовых пород Индии и Бразилии. Для них характерна реликтовая полосчатая текстура, отражающая первично осадочное происхождение руд. Причем в Криворожском бассейне богатые промышленные залежи располагаются в виде линз и столбов в крыльях и на сводах складчатых структур среди толщи железистых кварцитов с пониженным содержанием железа. Уникальными являются месторождения золота в конгломератах ЮАР, которые образовались в результате метаморфизма дельтовой россыпи крупной протерозойской реки. Важное значение класс имеет и для полиметаллических руд. Крупнейшее месторождение Австралии Броукен Хилл рассматривается как первично вулканогенно-осадочное колчеданное, подвергшееся метаморфизму. Сближенные субпараллельные пластовые залежи месторождения сложены перекристаллизованным сфалеритом и галенитом. К метаморфизованным первично амагматогенным стратиформным месторождениям относится Горевское в Красноярском крае. Оно представлено сближенными линзообразными телами галенит-сфалеритовых руд с пирротином, залегающими среди мраморизованных известняков.

Класс метаморфических месторождений

Класс включает месторождения, полезные ископаемые которых образовались в результате метаморфизма. Это в основном продукты метаморфизма осадочных горных пород, представляющие собой месторождения метаморфических горных пород, используемых в строительстве или месторождения минералов. Реже полезные ископаемые могут быть представлены продуктами метаморфизма магматических пород (табл.). В зависимости от того, среди пород какой фации метаморфизма залегают месторождения, они могут быть подразделены на генетические ряды: зеленосланцевый, амфиболовый, гранулитовый, эклогитовый.

Среди первично экзогенных полезных ископаемых зеленосланцевого ряда наиболее распространенными являются мраморы, образующиеся при метаморфизме известняков и доломитов, а также кровельные сланцы, образующиеся при метаморфизме глинистых пород. Менее распространены месторождения амфибол-асбестов, приуроченные к толщам глинистых сланцев с мраморизованными доломитами или к толщам ожелезненных кварцитопесчаников. В метаморфических породах встречаются жилы, минеральный состав которых зависит от состава вмещающих пород. Такие жилы получили название альпийских. Они возникают при минералообразовании из метаморфогенных вод. С кварцевыми жилами, залегающими среди кварцитопесчаников, могут быть связаны месторождения горного хрусталя К амфиболовому ряду следует относить месторождения графита, типичным представителем которых является Завальевское на Украинском щите, приуроченное к тоще амфиболовых гнейсов, перекрываемых кварцитами и мраморами. В этой же фации метаморфизма образуются корунд, а также кианит и силлиманит. Кианитовые сланцы рассматриваются как перспективное сырье для получения алюминия. Гранулитовый ряд представлен месторождениями наиболее прочных горных пород - кварцитов, среди которых широко известно Шокшинское малиновых кварцитов в Карелии, а также залежами абразивного сырья - гранатовых сланцев.

В результате метаморфизма магматических пород также могут образоваться полезные ископаемые. Среди них к зеленосланцевому ряду можно отнести месторождения амфибол-асбеста, нефрита и жадеита среди метаморфизованных гипербазитов, к амфиболовому - месторождения яшм среди измененных вулканогенных и вулканогенно-осадочных пород основного и среднего состава, к эклогитовому - рутила среди метаморфизованных габброидов.

Физико-химические условия образования месторождений группы регионального метаморфизма

Процессы регионального метаморфизма протекают в нижних горизонтах земной коры в условиях повышенных температур и давлений. Метаморфизм фации зеленых сланцев начинается при температуре порядка 450 - 500^оС и давлении порядка 1000 атм и продолжается в гранулитовой фации до температур 900 - 950^оС и давлении 10000 атм. Важную роль при преобразовании пород и руд играет вода, которая при высоких температурах и давлениях превращается в гидротермы, находящиеся в жидкой и парообразной фазах. При метаморфизме в основном имеют место изохимические процессы, т.е. привноса и выноса химических элементов из системы не происходит, изменяются лишь минеральные парагенезисы в соответствии с термобарическими условиями. В образовании полезных ископаемых обычно участвуют следующие процессы: во-первых, первичные осадочные или магматические, приводящие к формированию исходных пород или скоплений металлов, во-вторых, собственно метаморфические, приводящие к перекристаллизации пород и изменению их минерального состава, и в третьих, могут проявиться гидротермально-метаморфические процессы, обуславливающие вынос одних компонентов и привнос других. Например, история формирования месторождений богатых руд Криворожского бассейна рассматривается в следующей последовательности. Первоначально в осадочном протерозойском бассейне накапливались железисто-кремнеземистые осадки, представленные переслаиванием отложений гидрооксидов железа и кремния. Диагенез и последующий метаморфизм осадков привел к образованию полосчатых железистых кварцитов, представленных тонким переслаиванием слоев кварца и гематита. При последующих гидротермально-метаморфических процессах под действием щелочных растворов кварц был растворен и вынесен, а рудные минералы железа остались. В результате образовались залежи богатых железных руд с реликтовой полосчатой текстурой.

Железисто- Железистый Богатая

кремнеземистый кварцит руда

осадок

Fe₂O₃nH₂O ---- Fe₂O₃ ---- Fe₂O₃

SiO₂ nH₂O ---- SiO₂ ---- вынос кремнезема

Рис.. Схема изменения химического состава железных руд в процессе метаморфизма.

Дата добавления: 2014-01-05