Среднетемпературные месторождения

К этому классу относятся весьма многочисленные месторождения очень многих металлов – цветных (меди, цинка, свинца), благородных (золота и серебра), редких (олова, вольфрама, никеля, висмута, кобальта, сурьмы и др.), а также урана, мышьяка, плавикового шпата (флюорита). Месторождения присущи и древним щитам, и чехлам активизированных платформ, и подвижным складчатым поясам.

Среднетемпературные месторождения обычно дистанцированы от крупных гранитных массивов (удаление по вертикали и горизонтали – 3-4 км и более, нередки месторождения в амагматичных районах). Их положение контролируется разломами на их пересечениях с зонами поперечных и диагональных нарушений. Структурная позиция определила непременную особенность месторождений – их расположение в динамометаморфизованных породах (рассланцованных, брекчированных, катаклазированных, милонитизированных).

Вмещают среднетемпературные месторождения терригенные, вулканогенные, карбонатные, кремнистые, метаморфические породы, а также массивы ультрабазитов. Часто вмещающими породами являются штоки и дайки различного состава (от габбро-диабазов до гранитов и риолитов).

Типичные околожильные породы среднетемпературных месторождений – березиты, листвениты и их переходные разности.

Березиты – светло-серые, зеленовато-белые с искристым блеском мелко-среднезернистые метасоматиты, развиты в алюмосиликатных породах (кислых и средних по составу интрузивах и субвулканитах, песчаниках, алевролитах, гнейсах). Метасоматические минералы березитов – кварц, серицит, анкерит, доломит, хлорит, графит, пирит и другие сульфиды, иногда с незначительной примесью турмалина, эпидота. Часто сохраняется текстура и структура исходных пород (псаммитовая, слоистая, порфировая, сланцеватая и др.)

Листвениты – серо-зеленые, ярко-зеленые средне- и крупнозернистые породы, нередко полосчатого и пятнисто-брекчиевого сложения, развиты в карбонатах, базальтах, габброидах, ультрабазитах, некоторых глинистых сланцах, обогащенных пирокластикой базальтового состава. Их состав: кварц, хлорит, железо-магнезиальные карбонаты, тальк, хромистая слюда (фуксит), пирит и другие сульфиды.

Мощность зон околорудных изменений – от десятков сантиметров до первых сотен метров. Мощность околорудных изменений определяется интенсивностью дорудного и синрудного дробления пород и самого рудного процесса.

Месторождения сформированы в несколько стадий. Типично наличие рудных столбов и гнезд. Нередко сочетание в пределах одного месторождения оруденения разных минеральных и даже формационных типов, иначе говоря, месторождения (особенно крупные) являются полигенными и полихронными.

Следует остановиться на признаках «полихронности» и «полигенности» месторождений. Прежде всего, это явно проявленная многостадийность образования, с сочетанием в пределах одного месторождения минерализации, резко различной по составу, например, прожилково-вкрапленного сульфидного и кварцево-жильного золотосодержащего. Нередко удается доказать, что стадии разнотипной минерализации разделены во времени интервалом в миллионы, десятки и даже сотни миллионов лет. Характерной особенностью полигенных месторождений является большое разнообразие минерального состава (сложные сочетания сульфидов, карбонатов, оксидов и др. соединений металлов), наличие редких минералов, в частности, самородных металлов – железа, цинка, меди, алюминия, хрома и др. Рудовмещающие породы в таких случаях всегда несут признаки сингенетичного накопления тех или иных ценных компонентов, нередко пиритизированы, графитизированы. На таких месторождениях часто проявляются необычные геохимические ассоциации металлов, обычно дистанцированных друг от друга, например, редких литофильных элементов, присущих гранитоидному магматизму (вольфрам, бериллий, литий и др.), халькофильных (медь, свинец и др.) и сидерофильных (титан, никель, кобальт) обычно ассоциирующих с базальтоидным магматизмом, с благородными металлами (золото, платина и др.). Сочетание разных стадий оруденения в пределах одного месторождения определяет не только сложность его минерального и элементного состава, но и богатство оруденения, крупные масштабы месторождения. Яркий пример такого полихронного и полигенного оруденения – крупнейшее в России месторождение золота Сухой Лог в Вост. Сибири.

Другим весьма показательным примером полигенного оруденения является наложение на железистые кварциты (джеспилиты) протерозоя натриевого метасоматоза, проявленного в новообразовании альбита и эгирина и сопровождаемого богатым урановым оруденением (Желтореченское месторождение в Криворожском железорудном бассейне). При наложении на джеспилиты зон сульфидизации в последних возникают богатые руды золота (Итабира в Бразилии, Гейта в Танзании и др.), иногда – платиноиды (участок «Палладиевая горка» на Михайловском месторождении КМА).

Среднетемпературные месторождения обладают весьма разнообразным составом сульфидной минерализации (пирит, пирротин, арсенопирит, халькопирит, галенит, сфалерит, блеклые руды, антимонит, пентландит, молибденит, станнин, кобальтин, никелин, минералы серебра, висмута и др.). Из оксидов характерны касситерит и гематит, иногда рутил; из самородных металлов – золото, серебро, реже медь, железо, цинк и др. Весьма разнообразна минералогия урана (сульфиды, фосфаты, карбонаты, оксиды, комплексные катионы и анионы). Рудные тела – жилы, трубы, ленты, линзы, прожилково-вкрапленные зоны, штокверки, стратиформные залежи, мегаштокверки.

В дайках гранит-порфиров, секущих ультрабазиты и базиты, расположены золотосульфидно-кварцевые рудные тела Березовского месторождения на Урале. Примером золотого оруденения в кварцевых жилах, локализованных в интрузивных базитах, является месторождение Кэпервеем на Чукотке. В вулканогенных поясах известны золото-сульфидные месторождения, где главным концентратором золота являются пирит и другие сульфиды, пропитывающие хлоритизированную, карбонатизированную породу с незначительным окварцеванием (обычно базальты, либо кремнистые туфы). Пример - Миндяк и Муртыкты в Башкирии.

Крупные месторождения золота в высокометаморфизованных докембрийских породах древних щитов (Колар в Индии, Морроу-Велью в Бразилии, Поркьюпайн в Канаде, Калгурли в Австралии и др.) образовались в зонах диафтореза (регрессивного метаморфизма) в гнейсах и кристаллических сланцах. По составу регрессивно-метаморфические минералы околорудных пород (кварц, хлорит, карбонаты, слюды, графит, актинолит и др.) принципиально не отличаются от таковых в среднетемпературных месторождениях в фанерозойских толщах складчатых поясов, сходны и наборы рудных минералов. Также с зонами постмагматического диафтореза связаны золото-сульфидно-кварцевые месторождения в жилах, наложенных на крупные гранитные массивы (Кочкарское на Юж. Урале).

К среднетемпературным месторождениям, не связанным напрямую с гранитами, относятся крупнейшие гидротермально-метасоматические сульфидно-кварцевые месторождения золота (Мурунтау в Узбекистане, Сухой Лог в Восточной Сибири, и др.). Состав их рудных минералов – золотосодержащие сульфиды - пирит, пирротин, арсенопирит, реже галенит, сфалерит, местами также шеелит, тонкое самородное золото; нерудные – кварц (обычно главный концентратор золота), серицит, хлорит, железо-магнезиальные карбонаты, графит, биотит, иногда альбит и ортоклаз. Они связаны с «термальными куполами» - биотитсодержащими минеральными зонами в терригенных толщах.

Также не обнаруживают прямой связи с гранитами крупнейшие месторождения олова турмалин-хлоритового минерального типа (касситерит-силикатная формация в Восточной Якутии). В жилах и прожилках кварц-турмалин-хлоритового состава, локализованных в биотитизированных юрских песчаниках, касситерит ассоциирует с сульфидами меди, цинка, свинца, серебра.

В роговиках и гранитных штоках Северного Кавказа, Алтая, Якутии известны богатые по содержанию металлов жильные серебро-свинцово-цинковые (иногда с оловом) месторождения (Садонское и др.).

Особый структурно-морфологический тип среднетемпературных гидротермальных месторождений меди, молибдена, реже золота – порфировый. Он развит на древних и современных островных дугах, активных континентальных окраинах в умеренно кислых интрузиях – диоритах, сиенитах, монцонитах и их переходных к гранитам разностях, реже в чистых гранитах и их субвулканических аналогах. В данном случае рудой является сама интрузивная порода, в которой плагиоклазы, калишпаты замещены кварцем, серицитом, биотитом, альбитом, хлоритом. Замещение исходных интрузивов обычно зональное, со сменой к центру рудного тела хлорит-биотитовой минеральной зоны серицит-кварцевой, вплоть до монокварцевой. Сульфиды меди, молибдена, иногда обоих металлов в ассоциации с пиритом, халькопиритом, галенитом и другими сульфидами замещают вкрапленники биотита, прожилки кварца, хлорита и других силикатов. Вмещающие породы рудоносных интрузий – вулканогенные, терригенные, обычно несут заметную примесь сульфидов, в том числе рудных.

Порфировые месторождения нередко имеют крупный и гигантский масштаб, это главный источник в мире меди (Чукикамата в Чили, Бьютт в США, Грассберг в Индонезии, Алмалык в Узбекистане). Вместе с медью, благодаря громадным объемам добычи руды, они дают весьма значительное количество попутного золота, несмотря на низкое содержание 0,2-0,9 г/т (рудник Грассберг ежегодно дает 100 т золота). В молибден-порфировых месторождениях Клаймакс и Гендерсон в США сосредоточена половина мировых запасов этого металла.

Площади выходов рудных тел наиболее крупных меднопорфировых месторождений составляют десятки квадратных километров, разрабатываются они гигантскими карьерами. Запасы меди в них составляют сотни миллионов тонн. При разработке меднопорфировых месторождений Северной и Южной Америки установлена приуроченность наиболее богатых скоплений руды к зонам объемной трещиноватости (цилиндрические просадки внутри интрузии с обрушением и брекчированием пород, подвергшиеся сильному метасоматозу и минерализации). Обрушение, дробление и раздавливание пород связано с перераспределением вещества в интрузии, создающим области разуплотнения в её нижних горизонтах. Гравитационная и физико-химическая неустойчивость интрузии приводит к оседанию и разрушению плотных пород её верхней части. Этот процесс обеспечивает длительную миграцию катионов металлов и силикатно-кварцевых анионов в агрессивных растворах и проработку больших объемов пород.

Золото-порфировые месторождения имеют сходный состав силикатных и рудных минералов. Они недавно выделены в самостоятельный промышленный тип и в целом недостаточно изучены. Примеры крупных месторождений – Джуно и Тредвэлл на Аляске, где рудными телами являются динамометаморфизованные зоне разлома дайки и штоки кварцевых диоритов и монцонитов с прожилками и порфиробластами кварца, альбита, хлорита, карбоната, замещенными сульфидами. Содержание золота в руде низкое 1-3 г/т, но добыча выгодно ведется уже более 100 лет из-за удобства открытой разработки, количество добытого золота – более 200 т.

В последние 5-10 лет в мире (особенно в Андах, Кордильерах и Скалистых горах) открыто и освоено большое количество золото-медных месторождений подобного типа, что позволило значительно увеличить производство этих металлов. Они активно разрабатываются открытым способом при содержании меди до 0,5 % и золота 0,2-0,4 г/т. Возможный аналог в Башкирии – месторождение Мал. Коран в Учалинском районе.

Применительно к генезису порфировых месторождений разработаны многочисленные сложные схемы образования. Все они наталкиваются на уже упомянутую в данной лекции низкую растворимость сульфидов меди и других металлов в воде. Существуют расчеты, показывающие, что для образования среднего по масштабу меднопорфирового месторождения необходим «океан воды». Для объяснения этого парадокса привлекается гипотеза рециклинга – многократного цикличного прохождения ограниченного объема гидротерм через систему интрузия – вмещающая порода, которая сама наталкивается на ряд серьезных возражений. Вместе с тем, если рассматривать систему интрузия-вмещающие породы, как природное электрическое поле (о чем мы уже говорили), то не требуется никаких гипотетических «насосов», многократно «гоняющих» растворы по кругу. Ионы металлов, легко выщелачиваемые из трещиноватых пород и приводимые в движение под воздействием электрического поля, обладают высокой способностью к миграции по силовым линиям в растворе-электролите – эффективном проводнике второго рода. При этом сама проводящая среда (растворы в порах, трещинах, межзерновых пространствах пород) остается неподвижной, подобно рабочим электролитам в гальванической ванне.

В кровле фундаментов и чехлах активизированных древних платформ и чехлов развиты крупные и гигантские месторождения урана, золота, меди, ванадия типа «структурных несогласий». Они приурочены к межформационным зонам дробления, наложенным грабенам, трубкам взрыва. Судя по составу рудных и жильных минералов, они образованы в несколько стадий, нередко с большим отрывом во времени, в среднем диапазоне температур (200-350 градусов). Рудные минералы – пирит, гематит, сульфиды меди и никеля, минералы урана, самородное золото, жильные – кварц, анкерит, доломит, слюды, альбит, хлорит, ортоклаз. Примеры месторождений: уран-золото-медное Олимпик-Дэм в Австралии, урановое Сигар-Лэйк в Канаде, золота - Таборное и Лебединое в Якутии и др. Энергетическим очагом оруденения являются интрузии щелочных пород, субвулканические тела, трубки взрыва, тепловые потоки по разломам.

Экзотическим типом среднетемпературных (возможно, средне-низкотемпературных) месторождений являются объекты пятиметальной рудной формации с необычным набором фемических и литофильных элементов (кобальт, никель, серебро, висмут и уран). Они приурочены к срединным массивам складчатых поясов (Богемский массив на границе Чехии и Германии, район Бол. Медвежьего озера в Канаде). Геологической особенностью районов расположения месторождений (Яхимов в Чехии, Радиум-Хилл в Канаде) является наложение многофазных гранитов на метаморфизованные вулканогенно-терригенные отложения, обогащенные сульфидами. Можно полагать широкое развитие здесь регенерации разновозрастного оруденения разных типов и металлов, контролируемого разнонаправленными разрывами, с наложением в итоге наиболее позднего богатого оруденения на предшествующие этапы минерализации с образованием комплексных руд. Таким образом, месторождения пятиметальной формации – также яркий пример полигенного и полихронного оруденения.

Как правило, в гидротермальных месторождениях главным минеральным компонентом руд является кварц при заметной роли силикатов (хлорит, слюды, полевые шпаты, турмалин и др.), карбонатов, иногда графита. Сульфиды и другие рудные минералы занимают обычно не более 10-15 %. Реже встречаются рудные тела (обычно сравнительно небольшие жилы, линзы, трубы), значительную часть объема которых слагают сульфиды (антимонит, галенит, сфалерит, арсенопирит, пирит и др.) вплоть до образования сплошных руд.

Пример – золото-антимонитовое месторождение Сарылах в Якутии.

На примере этого объекта можно показать сложную историю формирования гидротермального месторождения. На первой стадии образовалась мощная зона березитов по брекчированным песчаникам на их тектоническом контакте с пиритизированными алевролитами. Березиты состоят из кварца с подчиненным количеством серицита, парагонита (натриевая слюда), анкерита, доломита, хлорита, ничтожным – турмалина, эпидота, рассечены сульфидно-кварцевыми прожилками, содержат вкрапленность пирита, игольчатого арсенопирита, антимонита и являются прожилково-вкрапленными рудами золота (4-10 г/т, местами до 30 г/т) с повышенным содержанием мышьяка (до 1-2 %) и низким – сурьмы (до 1 %). По милонитам обновленного тектонического шва на границе березитовой зоны развит жильный золотосодержащий кварц, в свою очередь замещенный антимонитовыми линзами, прожилками, гнездами. В раздувах мощности зоны дробления образовались рудные столбы, почти нацело сложенные тонкозернистым («чугунным») антимонитом с очень высоким содержанием золота, практически без мышьяка. Среднее содержание сурьмы в богатой рудной зоне – 20-25 %, в рудных столбах – до 60-65 %, золота –20 г/т, в рудных столбах – до 1 кг/т. По структурным признакам антимонита можно утверждать, что он сформирован в условиях высокого давления и представляет собой рудный милонит. В качестве источника сурьмы предполагаются местные пиритизированные терригенные породы, в которых кларк концентрации этого металла равен 100.

Дата добавления: 2014-01-07