Вулканогенно-осадочные месторождения

ВУЛКАНИЧЕСКИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Контрольные вопросы

1. Охарактеризуйте медноколчеданные месторождения.

2. Каким образом формируются колчеданно-полиметаллические месторождения.

3. Чем отличаются колчеданно-полиметаллические месторождения от медноколчеданных.

4. Какова роль структурных факторов в локализации рудных тел медноколчеданных и колчеданно-полиметаллических месторождений.

5. Каков генезис медноколчеданных и колчеданно-полиметаллических место­рождений.

Отложения самородной серы и образование ее месторождений происходит при эксгаляциях типа фумарол и сольфатар (гнезда, прожилки, пропластки в вулканических туфах), из гидротермальных растворов (залежи различной формы в каолинизированных, опализированных и алунитизированных породах), а также путем ее извержения из кратеров вулканов (например, вулкана Сиретоко-Иосан в Японии). Размеры рудных тел и масштабы месторождений бывают разнообразными. Содержание серы в рудах колеблется также в широких пределах. Промышленное значение невелико.

Вулканические месторождения магнетита известны в Чили (вулкан Эль-Лако) и Пакистане (месторождение Чилгази). В Эль-Л акр залежи напоминают базальтовые потоки. Месторождение четвертичного возраста состоит из четырех крупных рудных тел в форме полумесяца диаметром 300–900 м, мощностью до 60 м. Руды сложены магнетитом и гематитом с содержанием железа более 65% и фосфора до 1%. Запасы руд небольшие – около 50 млн. т. На месторождении Чилгази на площади 10 км² отмечены два магнетитовых пласта мощностью до 1,5 м, залегающих под углом 8–10° в андезит-базальтах мелового возраста. Между пластами магнетита находится магнетит-эгириновая порода (мощность пласта 12–20 м). Содержание железа в магнетитовой руде – 53% и более, в магнетит-эгириновой породе – 25–30%. Запасы руд небольшие – около 25 млн. т.

Вулканические месторождения бора (отложения горячих минеральных источников в областях современного вулканизма) известны в СССР (Камчатка), Италии (Тоскана), Китае (Тибет), США и других странах.

В Тоскане фумаролы и соффиони с температурой 90–200° С выходят на дневную поверхность под давлением 30–60 МПа, дебит пара составляет несколько тысяч тонн в час. Содержание борной кислоты в соффионях варьирует от сотых долей процента до 0,5%, годовое производство борной кислоты достигает 5 тыс. т.

Вулканогенно-осадочные месторождения по источнику вещества и способу накопления занимают промежуточное положение между эндогенными и экзогенными образованиями. По источнику рудного вещества эти месторождения эндогенные и в большинстве случаев обнаруживают прямую связь с активным или затухающим вулканизмом. Минеральное вещество вулканогенно-осадочных руд поставляется из земных глубин в виде газовых эманации и насыщенных водных растворов и рассолов. Таким способом в бассейны седиментации могут поступать хлоридные, сернистые, кислородные соединения тяжелых металлов, кремнекислота, фосфорные и другие соединения. К вулканогенно-осадочным относятся месторождения яшм, некоторые месторождения железа, марганца, пирита, возможно бокситов и фосфоритов, а также цветных и редких металлов, связанных с формацией черных сланцев.

Генетический тип рудных залежей и вид полезного ископаемого вулканогенно-осадочных месторождений определяется главным образом типом структур земной коры и этапами их развития. Для ранних этапов развития геосинклиналей (морские условия осадконакопления, развитие кератофир-спилитовых формаций) характерны месторождения железа, марганца, фосфора, кремнистого сырья (фтанитов, лидитов), меди, цинка и свинца. Для поздних этапов развития геосинклиналей (орогенная стадия, развитие континентальных фаций и базальт-риолитовых вулканитов) характерны концентрации боратов и стронция, соды и других солей, вулканических стекол, а также флюорита и редких металлов. Экзогенные факторы (континентальные и морские фации, климат и др.) также оказывают существенное влияние на характер и состав рудных залежей вулканогенно-осадочных месторождений.

Подобно собственно осадочным химическим месторождениям вулканогенно-осадочные месторождения могут образовываться с участием истинных или коллоидных растворов. Их образование также может происходить на дне геосинклинальных или платформенных морей. Морфология рудных залежей, их текстурно-структурные особенности близки к таковым для нормально-осадочных месторождений.

Особенность вулканогенно-осадочных месторождений – локализация рудных залежей в толщах, содержащих переменное количество вулканогенных образований.

Для наиболее древних (архейских и протерозойских) вулканогенно-осадочных месторождений характерны довольно значительные метаморфические преобразования, в связи с чем они рассматриваются в группе метаморфизованных. Таковыми являются месторождения бедных железных руд – железистых кварцитов (КМА, Кривой Рог и другие). Серно-колчеданные, медно-колчеданные и колчеданно-полиметаллические ме­сторождения рассмотрены ранее в группе колчеданных месторождений.

Грандиозные запасы современных конкреционных руд марганца и железа выявлены на дне Тихого, Атлантического и Индийского океанов. Источником материала для образования подобного типа осадочных руд может служить подводная вулканическая деятельность. Практическое значение руд этого типа в настоящее время значительно возрастает. Объясняется подобное положение колоссальными объемами запасов железо-марганцевых руд, содержащих ценные примеси меди, никеля, кобальта и малой обеспеченностью этими металлами ряда развитых стран.

Специфическая особенность вулканогенно-осадочных месторождений – наличие в их составе руд, образованных как в экзогенных, так и в эндогенных условиях. Интересным примером в этом отношении является месторождение Жайрем (Центральный Казахстан) так называемого атасуйского типа. Для таких месторождений характерно совмещение в пределах одного рудного поля пластовых железо-марганцевых и цинковых руд с наложенным гидротермальным барит-цинк-свинцовым оруденением. Руды Жайремского месторождения приурочены к верхнедевонской вулканогенно-осадочной толще мощностью около 1000 м. Состоит она из слоистых аргиллито-кремнисто-карбонатных пород с горизонтами туфов, согласных и секущих тел андезит-риолитового состава. Вулканогенно-осадочные отложения выполняют линейно-вытянутую мульду, наложенную на каледонское складчатое основание.

Месторождение содержит согласные пластовые залежи железо-марганцевых руд, состоящие из гематита, магнетита, браунита, псиломелана и пиролюзита. Выше по разрезу располагаются пластовые тела свинцово-цинковых руд, в состав которых входят сфалерит, галенит, пирит. Осадочные руды и вмещающая толща пород прорвана секущими телами свинец-цинк-баритовых руд, образованных на новом этапе рудообразующего процесса.

Типичным вулканогенно-осадочным является железорудное месторождение Западно-Каражальское, расположенное в Атасуйском железорудном районе (Центральный Казахстан). В геологическом строении месторождения принимают участие мощная свита (до 1,5 км) эффузивных и туфогенных пород нижнего и среднего девона и такие же мощные толщи осадочных пород верхнего девона – нижнего карбона Джаильминской мульды. Рудная залежь образует пластообразное тело, согласно залегающее с вмещающими породами (рис. 58). Она прослежена по простиранию на 6,6 км и по падению до 800 м. Мощность залежи меняется от 30–40 м (на восточном фланге) до 20–25 м (в центральной части месторождения).

Рис. 58. Геологический разрез Западно-Каражальского месторождения:

1 – четвертичные суглинки; 2 – диоритовые порфиры; 3 – известняки кремнистые с редкими карбонатными желваками; 4 – известняки кремнистые; 5 – известняки глинистые; 6 – известняки с прослоями роговиков; 7 – магнетитовые руды; 8 – гематитовые руды; 9 – марганцевые руды; 10 – бедные баритизированные железные руды; 11 – бедные железо-марганцевые руды, 12 – кремнисто-карбонатные породы с прослоями роговиков, 13 – углистые аргиллиты, алевролиты и кремнистые известняки; 14 – песчаники полимиктовые, алевролиты; 15 – кварцевые порфиры, альбитофиры, порфириты и их пирокласты; 16 – тектонические нарушения

Рудный пласт залегает между углисто-кремнистыми известняками с прослоями яшм в лежачем боку и известняками с прослоями яшмовидных пород – в висячем. В основании рудного пласта прослеживается тонкий марганцеворудный пласт. В нижней части рудной залежи развиты гематитовые руды, в средней – магнетитовые, в верхней – бедные гематитовые марганцовистые руды, в верхних частяхместорождения выделяется зона баритизированных железных руд. Магнетитовые и магнетит-гематитовые руды отличаются повышенным содержанием германия. Руды имеют полосчатую, реже массивную текстуру.

Известны месторождения серы в озерах кратеров вулканов на о. Ява (Индонезия), на о. Парамушир (Курильские острова), есть подобные месторождения в Японии. Для месторождений серы характерно не только хемогенно-осадочное, но и гидротермально-инфильтрационное происхождение (Камчатка).

Месторождения бора, образующиеся подобно месторождениям серы, имеют в настоящее время большое промышленное значение в капиталистических странах. Основные запасы приходятся на США, Чили, Аргентину, Турцию. Главными минералами бора в вулканогенно-осадочных месторождениях являются колеманит (Са₂В₆O₁₁•5Н₂O), иньоит (Са₂В₆О₁₁13Н₂O), пандермит (Са₄В₁₀О₁₉•7Н₂О), бура (Na2B4O7•10H₂O) и другие кальциевые и натриевые бораты.

С вулканическими эманациями связаны также скопления в озерах стронция. Главными минералами стронция являются целестин и стронцианит.

В настоящее время к числу вулканогенно-осадочных относят многие месторождения металлических и неметаллических полезных ископаемых. Для целого ряда месторождений, таких как железорудные, марганцевые, меди, свинца, цинка, серы, боратов, стронция и других вулканогенно-осадочный генезис доказан.

Для других видов полезных ископаемых – радиоактивных элементов, вольфрама, молибдена, олова, бериллия, никеля, кобальта, ванадия, золота, серебра, германия, фтора и др. – вулканогенно-осадочный генезис представляется вероятным.