Плутоногенные месторождения

ГИДРОТЕРМАЛЬНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Контрольные вопросы

1. Назовите генетические особенности метаморфических месторождений.

2. Охарактеризуйте геологическое строение и генезис Прииртяшских месторождений наждака.

3. Назовите генетические особенности метаморфизованных месторождений.

4. Дайте характеристику месторождений железистых кварцитов и богатых железных руд Курской магнитной аномалии и Криворожского бассейна.

5. В чем особенности геологического строения и генезиса месторождений графита Тунгусской провинции?

6. Как образуются альпийские жилы?

7. Чем отличаются метаморфические месторождения от метаморфизованных?

Месторождения касситерит-силикатно-сульфидной формации. Месторождения широко распространены в Тихоокеанском металлогеническом поясе (Боливия, Сихотэ-Алинь, Северо-Восточная Якутия, Комсомольский район в Хабаровском крае), в Западной Европе (Корнуэлльская провинция) и других регионах. Возраст месторождений палеозойский, мезозойский и кайнозойский. Месторождения располагаются в зонах крупных разломов и приурочены к контактам гранитоидных массивов и полям дайковых пород. Многие месторождения находятся в участках пересечения антиклинальных складок зонами повышенной тектонической трещиноватости с дайками кислого, среднего и основного состава. Некоторые месторождения располагаются над гранитоидными куполами, скрытыми на глубине 400–500 м и более от поверхности. Известны также случаи приуроченности месторождений описываемой рудной формации к субвулканическим массивам кислого состава.

Наиболее близкими по времени образования к касситерит-силикатно-сульфидным месторождениям являются комплексы самостоятельных малых интрузий: мелкие тела гибридных гранитоидов повышенной основности, дайки лампрофиров, диоритовых и диа­базовых порфиритов; преобладают породы среднего состава. Ряд исследователей полагают, что образование их происходило за счет глубоко расположенных самостоятельных магматических очагов, так же как и ассоциирующего с ними оруденения. Поэтому связь оруденения и магматизма структурно-геологическая, т. е. парагенетическая.

Рудные тела располагаются как в крупных разломах, так и в оперяющих их трещинах и представлены жилами, минерализованными зонами дробления (рис 40), рудными столбами и штокверками.

Рис. 40. Схематический геологический разрез касситерит-силикатно-сульфидного месторождения:

1 – песчаники и сланцы юрские; 2 – кварцевые диориты; 3 – граниты, гранодиориты; 4 –7 – гидротермальная минерализация (4 –кварц-турмалиновые метасоматиты, 5 – кварц-хлорит-мусковитовые метасоматиты, 6 – окварцованные породы, 7 – кварц-касситеритовая минерализация); 8 – тектонические трещины

Руды имеют сложный минеральный состав. Основными силикатами в них являются кварц, турмалин и хлорит, сульфидами – пирротин, халькопирит, сфалерит, второстепенными – галенит, арсенопирит, висмутин редкими – различные сульфосоли, вольфрамит, шеелит, самородные висмут, серебро и другие минералы. Главный минерал олова – касситерит, встречаются станнин, франкеит.

Среди минеральных типов руд выделяются касситерит-турмалин-халькопирит-пирротиновый, касситерит-хлорит-галенит-сфалеритовый, касситерит-турмалин-пирротин-сульфосольный, станнин-хлорит-халькопиритовый, касситерит-флюорит-хлорит-сульфидный.

Текстура руд различная. Руды образовались главным образом в результате выполнения открытых полостей (брекчиевые, массивные и вкрапленные, полосчатые, друзовые и крустификационные).

Вмещающие породы подвергались биотитизации и пропилитизации (площадные метасоматиты); непосредственно вблизи рудных тел образовались турмалин-кварцевые и хлоритовые метасоматиты. Слабо проявлена кварц-серицитовая минеральная ассоциация.

Образование руд касситерит-силикатно-сульфидных месторождений было многостадийным и детально изучено на месторождениях Сихотэ-Алиня, Комсомольского района, Якутии. На Депутатском месторождении в Якутии выделено шесть стадий минерализации: 1) кварц-турмалиновая; 2) кварц-турмалин-флюорит-касситеритовая; 3) сульфидная (пирротиновая); 4) карбонатно-сульфидная; 5) кварц-карбонат-сульфоан-тимонитовая; 6) кальцитовая.

Крупнозернистый касситерит ассоциирует с кварцем и турмалином, а мелкозернистый и сульфосоли олова – с сульфидами.

На месторождениях описываемой формации проявлена вертикальная зональность: сульфидные руды, преобладающие на верхних горизонтах, на глубине 200–300 м от поверхности резко сменяются турмалин-касситеритовыми и хлорит-касситеритовыми рудами. С глубиной уменьшается также количество хлорита. На многих месторождениях в пределах отдельных жил наблюдается концентрическая зональность: в участках выклинивания жил по простиранию и падению преобладают более поздние минеральные ассоциации – сульфиды, карбонаты.

Касситерит-сульфидные месторождения. Месторождения встречаются в тех же районах, что и описанные выше касситерит-силикатно-сульфидные месторождения. Главное значение имеют месторождения касситерит-пирит-сфалерит-сульфосольного типа; выделяются и другие минеральные типы: касситерит-кварц-сфалерит-пирротиновый (с сульфостаннатами) и касситерит-пирротин-пиритовый (с сульфостаннатами). Ме­сторождения приурочены к зонам крупных разрывных нарушений с поясами малых интрузий и даек кислого, среднего и основного состава и находятся на большом удалении от крупных гранитоидных массивов.

Рудные тела представлены жилами (рис. 41), минерализованными зонами, штокверками. В жилах нередко выявляются рудные столбы.

Рис. 41. Геологическая схема (а) и разрез (б) касситерит-сульфидного месторождения:

1 – песчаники и сланцы; 2 – дайки порфиритов; 3 – дайки гранит-порфиров; 4 – минерализованные зоны и рудные жилы

Вмещающие породы в рудных полях биотитизированы и пропилитизированы (содержат альбит, серицит и др.), а непосредственно на контакте с рудными телами хлоритизированы (хлорит маложелезистый), а также превращены в кварц-серицитовые метасоматиты.

В минеральном составе руд количество турмалина и хлорита не превышает 1%; среди жильных минералов преобладают кварц и карбонаты; значительная роль принадлежит пириту, сфалериту, сульфостаннатам. В касситерит-арсенопирит-кварцевых жилах последовательно формировались следующие минеральные ассоциации: 1) касситерит-кварцевая (с арсенопиритом); 2) касситерит-арсенопирит-кварцевая; 3) пирротиновая; 4) галенит-сфалерит-карбонатная; 5) карбонатно-кварцевая с мелкокристаллическим арсенопиритом и станнином; 6) доломит-хлоритовая с пирротином; 7) кальцитовая.

В рудах пирит-пирротинового минерального типа преобладают пирит и пирротин, а жильные минералы играют второстепенную роль. Второстепенные минералы – сфалерит, галенит, халькопирит, борнит, джемсонит, самородное серебро и висмут, тетраэдрит, станнин, вольфрамит, канфильдит, франкеит. Наиболее ранней является кварц-турмалиновая ассоциация, затем следовали касситерит-арсенопиритовая, сульфидная и сульфостаннатная ассоциации. Касситерит представлен мелкими игольчатыми кристаллами.

Наиболее распространены текстуры руд полосчатые, фестончато-полосчатые, крустификационные, друзовые, брекчиевые, кокардовые, массивные.

На месторождениях и в отдельных рудных жилах наблюдается зональность, которая выражается в смене одних сульфидных минералов другими как по вертикали, так и в плане. Обычно верхние части месторождений обогащены сфалеритом и галенитом, ниже (на глубине 100–200 м от поверхности) они сменяются пирротином, халькопиритом и арсенопиритом. На флангах месторождений возрастает количество безрудных карбонатов.

Кварц-сульфидно-гюбнеритовые (вольфрамитовые, шеелитовые) ме­сторождения. Месторождения находятся в Забайкалье, Центральном и Южном Казахстане, в странах Западной Европы и других регионах.

Приурочены они к сравнительно небольшим гранитоидным массивам и дайковым полям сиенит-порфиров, керсантитов и других пород. Рудные тела представлены жилами, минерализованными зонами и штокверками значительной величины (рис. 42). Протяженность жил достигает 0,8–1 км при мощности 0,5–1 м (в раздувах до 4 м и более); по падению жилы послежены на 500–700 м.

Рис. 42. Схематическая геологическая карта Джидинского рудного поля:

1 – вулканогенно-осадочные породы (PZ₁); 2 – ультраосновные интрузивные породы (PZ₁); 3 – кварцевые диориты и гранодиориты (PZ₂); 4 – плагиограниты (PZ₂); 5– 12 – мезозойские интрузивные породы и оруденение (5 – бостониты, 6 – гранит-порфиры и граниты, 7 – кварц-молибденитовые жилы, 8 – молибденовый штокверк, 9 – керсантиты и сиениты, 10 – гранит-порфиры, 11 – вольфрамовый штокверк, 12 – кварц-сульфидно-гюбнеритовые жилы

Жилы являются кварц-карбонатными, содержат значительное количество калиевого полевого шпата, сульфидов (пирит, халькопирит, галенит, сфалерит и др.), а также гюбнерит, вольфрамит, шеелит. Вмещающие породы березитизированы.

В штокверковых месторождениях прожилки сложены полевым шпатом, кварцем, карбонатами, сульфидами и минералами вольфрама. Вмещающие породы превращены в кварц-серицитовые метасоматиты и окварцованы.

Процесс минералообразования развивался после внедрения даек и был многостадийным. Так, на хорошо изученном Холтосонском месторождении в Забайкалье выделяют семь стадий: полевошпатовая, березитовая, кварц-пирит-гюбнеритовая (с сульфадами), кварц-сульфид-но-гюбнеритовая, родохрозит-сульфидно-гюбнеритовая, карбонат-флюорит-шеелитовая и кварцевая (с гюбнеритом). Шеелит вместе с сульфидами развивается по гюбнериту.

Основной ценный компонент руд – вольфрам. Вольфрамит, гюбнерит и шеелит в рудах различных месторождений находятся в различных соотношениях. В зависимости от этого выделяются руды гюбнеритовые с подчиненным количеством шеелита, шеелитовые с небольшим количеством вольфрамита и вольфрамитовые с подчиненным, количеством других минералов вольфрама.

Медно-порфировые и медно-молибден-порфировые месторождения. Месторождения широко распространены. Основные рудные провинции располагаются в Западно-Тихоокеанском поясе (Западные штаты США, Чили, Перу, Мексика, Канада), в Средиземноморье. Основные районы медно-порфировых месторождений Советского Союза находятся в Центральном Казахстане, Узбекистане, а медно-молибден-порфировых – в Армении. Месторождения располагаются в пределах вулканоплутонических поясов складчатых областей и приурочены к крупным разломам, полям развития малых интрузий и даек.

Площадь большинства месторождений сложена интрузивными породами и реже вулканическими и вулканогенно-осадочными. Рудоносными являются комплексы малых интрузий и даек порфировых пород (гранит-порфиров, монцонит-порфиров, гранодиорит-порфиров, диоритовых порфиритов), а также лампрофиров и других пород. Оруденение приурочено к обособленным штокообразным массивам, которые чаще всего расширяются с глубиной. Площади горизонтальных сечений их различные: от 0,2–0,3 км² до 3–4 км² и более. Часто встречаются удлиненные тела порфировых пород, что свидетельствует об их приуроченности к разрывным нарушениям. /

Важным элементом геологического строения описываемых месторождений являются интрузивные брекчии, имеющие форму трубо-, воронко- и дайкообразных тел. Они как бы надстраивают по вертикали порфировые интрузивы и присутствуют в их верхних частях. Размеры брекчиевых тел колеблются. Формирование их связывается с процессами флюидизации интрузивов и надынтрузивных пород с связи с отделением значительных объемов летучих. Некоторые тела, возможно, сообщались с поверхностью.

Гидротермальное изменение порфировых интрузивов и вмещающих их пород развито на значительной площади и характеризуется зональным размещением метасоматических продуктов. От центральной части (порфировых интрузивов) к периферии выделяются кварцевая, калишпатовая с биотитом, кварц-серицитовая, аргиллизитовая и пропилитовая зоны. Часто кварцевая зона, составляющая ядро метасоматической зональности, отсутствует (рис. 43). Менее определенное положение в общей метасоматической зональности месторождений занимают турмалин, ангидрит, гипс, цеолиты. Пиритовые ореолы располагаются за внешними ограничениями рудных тел и распространяются в зоны пропилитизации.

Рис. 43. Схематический разрез молибден-медно-порфирового месторождения:

1 – вулканические породы; 2 – граниты, гранодиориты; 3–4 – штоко-образные тела малых интрузий; 3 – гранодиорит-порфиры, 4 – гранит-порфиры; 5 – брекчиевые тела; 6 –7 – рудоносные метасоматиты (6 – ортоклазовые, 7 – кварц-сери-цитовые); 8 – пропилиты

Промышленная рудная минерализация чаще всего развивается между центральными (ядерными) кварцевыми, кварц-полевошпатовыми и внешними пропилитовыми зонами при максимальной концентрации в кварц-серицитовой и аргиллизитовой зонах и всегда контролируется интрузив-надынтрузивными зонами рудоносных магматических тел. Рудная минерализация имеет прожилковый, прожилково-вкрапленный характер. Рудные тела не имеют естественных ограничений – их форма и размеры определяются в зависимости от существующих кондиций. Бортовое содержание меди для большинства месторождений составляет от 0,2 до 0,4%. Внутри промышленных контуров концентрации меди редко превышают 0,8%.

Штокверковые рудные тела имеют форму конуса, усеченного конуса, опрокинутого конуса, воронки, цилиндра, полого цилиндра. В горизонтальном сечении они представляют круг, овал, эллипс, кольцо, вытянутый прямоугольник с зубчатыми ограничениями по простиранию, группу сближенных субпараллельных полос. В одних случаях форма и ограничивающие поверхности рудных тел подобны форме порфировых интрузивов (это конформные, рудные тела), а в других – рудные тела рассекают порфировые массивы (это дисконформные рудные тела). Внутреннее строение рудных тел определяется наличием даек, крупных разрывных нарушений одной или нескольких систем, а также системами мелких оперяющих трещин.

Основные рудные минералы – халькопирит, борнит, молибденит, Пирит, галенит, сфалерит, блеклые руды, теллуриды золота: жильные – кварц, карбонаты, серицит, ангидрит и др. Процесс минерализации на многих месторождениях был многоэтапным. Сначала образовались скарны, затем происходила площадная биотитизация и турмализация пород, позднее формировались рудоносные штокверки. Наиболее ранними в них являются кварц-пиритовые жилы, кварц-серицитовые метасоматиты и пиритизация пород. После этого образовались кварц-моолибдени-товые и молибденитовые прожилки (на медно-молибден-порфировых месторождениях), затем халькопиритовые, галенит-сфалеритовые (с теллуридами золота и серебра), халцедоновые, карбонатные и другие. Главные компоненты руд – Сu, Мо, извлекаются Au, Ag, Re, Se, Те.

Полиметаллические пирит-галенит-сфалеритовые с сульфосолями ме­сторождения в окварцованных карбонатных породах. Месторождения известны в Восточном Забайкалье (в Приаргунье), а также в США (Тинтик, Ледвиль и др.), Канаде и других странах. Расположены они в известняках и доломитах складчатых областей и приурочены к крупным разломам и узлам пересечения складчатых структур разрывными нарушениями. В рудных полях часто встречаются малые интрузии и дайки гранитоидов и дайки основных пород и лампрофиров (рис. 44).