Рудный район – местное скопление месторождений в пределах провинций, областей, поясов, бассейнов.
Рудное поле – небольшой участок земной коры (единицы, десятки квадратных километров), в пределах которого располагаются сближенные, одновременно образующиеся и генетически родственные месторождения. Рудное поле может состоять и из одного крупного месторождения с серией разобщенных залежей.
Месторождение – одно или несколько тел полезных ископаемых, объединенных общностью происхождения и приуроченных к локальной геологической структуре. Его размеры – единицы – десятки квадратных километров.
Рудное тело – скопление промышленных руд, имеющих общий контур и определенную форму.
Вопрос 2. Морфология тел полезных ископаемых.Главные формы рудных тел – пласты, линзы, жилы, трубы или столбы, штокверки, штоки, тела неправильной формы, гнезда (карманы), комбинированные залежи.
Пласты – плоские, пластинообразные тела полезных ископаемых, образующиеся в водных бассейнах синхронно с вмещающими осадочными породами (уголь, соли, фосфориты, сидериты). Морфологически на них похожи пластообразные метасоматические тела, формирующиеся по осадочным породам (например, медистые песчаники, вкрапленные галенитовые руды в горизонтах доломитов). Кроме того, выделяют пластообразные тела магматического происхождения, например, хромитовых руд в расслоенных ультраосновных плутонах. Они образуются при магматической дифференциации, механизм которой будет рассмотрен в разделе магматические месторождения.
Линзы – плоские тела дискообразной или лентообразной формы. Типичны для вулканогенно-осадочных месторождений, формирующихся в субмаринных условиях (например, линзы пирита, халькопирита в туфах кислого состава), а также могут быть образованы метасоматическим или магматическим способом.
Жилы – в подавляющем большинстве трещины в горных породах, выполненные минеральным веществом. Жильные тела могут иметь и метасоматическое происхождение. Для жил выделяют элементы: зальбанды – контакты жилы с вмещающими породами со стороны висячего и лежачего боков, апофизы – ответвления, ореолы измененных околожильных пород. В пределах жил могут выделяться рудные столбы – обособленные участки с повышенным содержанием полезных компонентов. Рудные столбы бывают морфологическими, связанными с раздувами, и концентрационными, связанными с локальными высокими содержаниями ценных компонентов. Жилы бывают: простыми, четковидными, камерными, седловидными, оперяющими, лестничными. Месторождение может быть представлено одной крупной жилой (Сарылах – сурьмяное месторождение с антимонит - кварцевой жилой, мощностью до 10-17 м, протяженностью сотни м), но чаще всего на месторождении - серия мелких жил, мощностью первые метры, десятки сантиметров (Садонское жильное полиметаллическое месторождение).
Трубы, трубки, трубообразные и столбообразные залежи – рудные тела, удлиненные по одной оси. Типичны для алмазоносных тел, а также руд золота, серебра в вулканических жерлах.
Штокверк– некоторый объем горных пород, с рудной минерализацией в виде вкрапленности, многочисленными мелкими разноориентированными прожилками. Их форма может быть изометричная, трубообразная, повторяющая кровлю интрузии, или представляющая собой линейные системы («конский хвост» на медном месторождении Чукикамата).
Шток – грушевидное, круто ориентированное тело, изометричное в плане. Шток - это залежь почти сплошного полезного ископаемого. Пример – што-
ки каменной соли. Штоки типичны также для гидротермально-
метасоматических, скарновых, грейзеновых месторождений.
Тела неправильной формы – караваеобразные, с выступами и пережимами, амѐбообразные, ящичные. Характерны для субмаринных колчеданных, железно-марганцевых месторождений, скарновых руд.
Гнезда – небольшие изометричные скопления рудного вещества. Для золоторудных, ртутных, хромитовых, редкометальных месторождений в ряде случаев гнѐзда являются ведущим морфологическим типом. К этой же категории относятся карманы – изометричные накопления рудного материала в зоне выветривания, в карстовых кавернах, в полостях, пустотах или вблизи экранирующей поверхности на гидротермальных месторождениях.
Комбинированные залежи - сложной формы тела, состоящие из нескольких морфологических элементов. Часто верхняя дискообразная часть таких залежей представлена шляпкой, в нижней части которой серия доводящих жилообразных ножек (пример, Гайское медноколчеданное месторождение). Возможны и другие сочетания – пластовых и жильных форм, штоков и жил и т.д. Среди месторождений жидких и газообразных полезных ископаемых выделяют массивные залежи, пластовые, линзовидные залежи.
Вопрос 3. Минералого-геохимические, текстурно-структурные характеристики руд.Руда – агрегат рудных (т.е. ценных) минералов и нерудных (их часто называют жильными минералами). По химическому составу ценные минералы представлены:
1) оксидами железа, марганца, олова, урана, хрома, алюминия;
2) силикатами (слюды, асбест и др.);
3) сернистыми соединениями: сульфидами, арсенидами, антимонидами железа, меди, цинка, свинца, никеля, серебра;
4) карбонатами железа, марганца, магния, свинца, цирка, меди;
5) сульфатами бария и стронция;
6) фосфатами;
7) галоидами (соли, флюорит);
8) самородными элементами (золото, платина, медь).
Среди нерудных минералов обычно преобладают кварц, карбонаты, хлорит, турмалин, серицит, каолинит.
Минеральное вещество, составляющее полезное ископаемое, обладает соответствующей структурой и текстурой – т.е. рисунком, строением.
Структура руд – это строение, которое определяется формой, размерами, взаимоотношениями зерен слагающих их минералов.
Текстура – строение руды, которое определяется формой, размерами и взаимоотношениями минеральных агрегатов, слагающих руду.
Различают мега-, макро- , микро- текстуры.
Вопрос 4. Этапы и стадии формирования руд. Процессы минералонакопления при формировании месторождений протекают в течение длительного времени, которое можно разбить на этапы и стадии.
Этап – длительный временной интервал, когда происходит накопление руд одного генезиса, например, магматический этап, пегматитовый, гидротермальный.
Стадии – части этапов, в течение которых происходило накопление минералов определенного состава. Стадия отделяется одна от другой перерывом в минерализации. Этот перерыв фиксируется пересечением разновозрастных жил, брекчированием и цементацией, коррозией минеральных агрегатов ранних стадий более поздними. Стадии отличаются друг от друга изменением физикохимических параметров процесса минералообразования. В близко одновременных условиях, при близких физико-химических условиях формируются парагенетические минеральные ассоциации. Генерации минералов – это неоднократные выделения одного и того же минерала, разделенные перерывами. Например, при формировании рудных жил в течение трех стадий может быть три разновозрастные генерации кварца, три генерации пирита, одна или две генерации сфалерита. Месторождения бывают моностадийные и полистадийные. На крупных гидротермальных месторождениях насчитывают до пяти и более разновозрастных стадий, в течение которых выделяются минеральные агрегаты, совмещенные или разобщенные в пространстве. Каждая стадия соответствуют поступлению новой порции гидротермального раствора. Среди этих стадий выделяют дорудные, рудные, послерудные.
Литература:[1], с.16-32; [2], с. 61-75. Проектные задания студентам по самостоятельной работе.
Подобрать примеры различных форм рудных тел, минерального состава тел полезных ископаемых, текстур и структур минерального вещества. Вопросы для самоконтроля знаний:
1. Характеристики штока, штокверка, пласта, жилы, трубообразного тела, залежи.
2. Форма жильных тел (простая, сложная, четковидная, камерная, седловидная, оперенная, лестничная) и элементы жил (зальбанды, апофизы, рудные столбы).
3. Примеры минеральных типов руд (оксидных, силикатных, сернистых, карбонатных, сульфатных, фосфатных, галоидных, самородных).
4. Дать определение массивной, брекчиевой, прожилковой, слоистой текстурам руд. 5.Привести примеры структур руд.
Генетическая классификация месторождений полезных ископаемых. Геодинамические обстановки формирования месторождений. Периодичность, длительность и глубинные уровни образования месторождений. Источники рудного вещества и способы его отложения.
Вопрос 1. Генетическая классификация МПИ. Выделяются серии: эндогенная, экзогенная метаморфогенная. В сериях выделяются группы, в группах – классы, каждому классу соответствует определенный тип месторождений (таблица 4).
Таблица 4 Сводная генетическая классификация месторождений полезных ископаемых (по В.И.Старостину, П.А.Игнатову, 1997)
| Группа | Класс | Тип месторождений |
| Эндогенная серия | ||
Магматическая | 1.Ликвационный | а) сульфидные медно-никелевые в основных и ультраосновных комплексах; б) хромитовые, титаномагнетитовые и руды элементов платиновой группы в расслоенных ультраосновных комплексах; в) редкие, редкоземельные и рассеянные элементы в щелочных комплексах |
| 2. Раннемагматический | Магматические горные породы, алмазоносные кимберлиты и лампроиты | |
| 3.Позднемагматический | Хромитовые, титаномагнетитовые и апатитнефелиновые | |
| Карбонатитовая | Флюидно- магматический карбонатитовый | Перовскит-титаномагнетитовые, камафоритовые, редкометально-пирохлоритовые, редкоземельные и флюоритовые |
Пегматитовая | 1. Магматогенный | Керамические, мусковитовые, редкометальные и цветных камней |
| 2. Флюидноанатектический | Редкометально-пирохлоровые и апатитнефелиновые | |
| 3. Флюиднометаморфогенный | Керамических, мусковитовых, редкометальных пегматитов и цветных камней | |
Скарновая | 1. Известковый | Железорудные, вольфрам-молибденовые, медномолибденовые, свинцово-цинковые |
| 2. Магнезиальный | Железорудные, медномолибденовые, оловорудные, борные | |
| Группа | Класс | Тип месторождений |
Альбититгрейзеновая | 1. Альбититовый | Бериллиевые, литиевые, урановые и редкоземельные |
| 2. Грейзеновый | Олово-вольфрамовые, литиевые, бериллиевые | |
Гидротермальная | 1.Плутоногенный | Штокверковые и жильные а) высокотемпературные медномолибденовые, золото-, олово-, меднокварцевые; б) среднетемпературные полиметаллические, сурьмяно-мышьяковые, редкометальные, урановые; в) низкотемпературные сидеритовые, родохрозитовые, магнезитовые, хризотиласбестовые, баритовые, флюоритовые |
| 2. Вулканогенный андезитоидный | Золото-серебряные, олово-вольфрамовые, ртутные, медные, алунитовые, исландского шпата, самородной серы | |
| 3. Вулканогенноосадочный, базальтоидный, субмаринный | Серно-колчеданные, медно-колчеданные, колчеданно-полиметаллические | |
| Экзогенная серия | ||
Выветривания | 1. Остаточный | Никель-кобальтовые, бокситовые, бурожелезняковые, редкометальные и редкоземельные, каолиновые, апатитовые, марганцевые |
| 2. Инфильтрационный | Редкометально-урановые | |
Осадочная | 1.Механический россыпной | Механические осадочные: гравийные, песчаные и глинистые (огнеупорные, бентонитовые). Россыпные: а) континентальные россыпные золотые, платиновые, касситеритовые алмазные, танталлит-колумбитовые, корундовые; б) литоральные россыпные рутиловые, ильменитовые, циркониевые, касситеритовые, золотые, алмазные, цветные камни |
| 2. Хемогенный | а) гидрооксидные, суспензионноколлоидные: бурых железняков, марганца, железо-марганцевых конкреций и корок; б) сульфидно-сульфатно-карбонатные: цветных и редких металлов в черных сланцах; в) сульфатно-галоидные: каменных, калийных солей, боратов, лития | |
| 3. Биохимический | Фосфоритовые (континентальные и морские), кремнистые породы(диатомит, трепел, опоки), известняки, угли, горючие сланцы, торф | |
| Группа | Класс | Тип месторождений |
| 4. Осадочнокатагенетический | Медистых песчаников, свинцово-цинковые в карбонатных породах, свинцовые в песчаниках, золоторудные и урановые в терригеннокарбонатных и черносланцевых толщах, самородной серы, нефти и газа, йодобромистых и металлоносных рассолов | |
| Метаморфогенная серия | ||
Метаморфизованная | 1. Региональнометаморфизованный | Железорудные, марганцевые, золотоурановые, апатитовые, колчеданные |
| 2. Контактовометаморфизованный | Железорудные, графитовые, корундовые скарнированные | |
| Метаморфическая | 1. Зеленосланцевый | Горного хрусталя, золото-кварцевые, мрамора, кварциты, кровельные сланцы |
| 2. Амфиболитовый | Андалузитовые, кианитовые, силлиманитовые, наждака, амфибол-асбестовые | |
| 3. Гранулит-эклогитовый | Гранатовые, рутил-ильменитовые, флогопитовые | |
| 4. Импактитовый | Алмазные (?) | |
Вопрос 2. Геодинамические обстановки формирования месторождений с позиций тектоники литосферных плит. Полезные ископаемые являются составной частью структурно-вещественных комплексов (СВК). СВК – это комплекс пород и полезных ископаемых с характерными геологическими структурами, который формируется в определенной геодинамической обстановке. Геодинамическая обстановка связана с глубинными силами и процессами, которые возникают в результате эволюции Земли как планеты и обуславливают движение масс вещества и энергии внутри Земли и еѐ верхних оболочках. Понятие о геодинамических обстановках укрепилось во второй половине 20 века в связи с появлением геологической парадигмы – тектоники литосферных плит. Эта теория основана на мобилистских представлениях и в настоящее время практически полностью заменила существовавшую ранее геосинклинальную (или фиксистскую концепцию). Однако, большинство учебников, обширная геологическая литература написаны с прежних фиксистских позиций, которые надо знать для правильной интерпретации фактического материала (основные положения геосинклинальной концепции достаточно подробно изучаются в курсах «Структурная геология», «Тектоника»). Но на современном уровне, как научной, так и практической геологии, закономерности образования месторождений рассматривают с позиций тектоники литосферных плит. Мы рассмотрим лишь основные положения этой концепции с упором на полезные ископаемые разных геодинамических обстановок.