Формы рудных тел полезных ископаемых
Жильная и рудная минерализация, околорудные изменения.
Вещественный состав руд определяется минералами и химическими элементами, из которых они состоят. Выделяются 10 групп элементов, ассоциирующих в природных процессах: 1 – благородные газы; 2 – элементы горных пород; 3 – элементы магматических эманаций; 4 – группа железа; 5 – редкие; 6 – радиоактивные; 7 – металлические; 8 – металлоидные и металлогенные; 9 – группа платины; 10 – тяжелые элементы. При концентрации элементов образуются месторождения полезных ископаемых.
В минеральном составе большинства полезных ископаемых выделяются рудные минералы, используемые в промышленности, например, магнетит, содержащий железо, галенит – минерал свинца, сфалерит, содержащий цинк, и др. В то же время в контуры рудных тел в большинстве случаев попадают сопутствующие минералы, называемые жильными. К ним относятся слагающие жилы кварц, кальцит, слюды, а также пироксены, амфиболы, гранат и другие минералы.
Многие рудные тела, например жилы гидротермального происхождения, сопровождаются изменениями боковых пород – околорудными изменениями. Эти изменения образуются в результате проникновения гидротермальных растворов в околорудное пространство и замещения боковых пород новыми минералами. К ним относятся окварцевание, хлоритизация, пиритизация, карбонатизация и другие изменения, сопутствующие рудным телам. Мощность измененных пород колеблется от нескольких сантиметров до десятков сантиметров, а в отдельных случаях многих десятков метров, что особенно характерно для надрудных зон пологозалегающих рудных тел. Околорудные изменения являются хорошими поисковыми признаками. Кроме того, в измененных боковых породах часто бывают рассеяны рудные минералы. Если их количество значительно, то околорудные породы включаются в состав рудных тел, что расширяет масштабы месторождения. Так, на некоторых месторождениях золота его содержание в околорудных метасоматитах может достигать нескольких г/т, и такие породы включают в состав отрабатываемых контуров.
По составу рудной минерализации выделяются руды: окисные (оксиды Fe, U, Sn, Al, Mn), силикатные (слюды, асбест, тальк), сернистые (сульфиды, арсениды Cu, Zn, Pb, Ni), карбонатные (карбонаты Fe, Zn, Mg), галоидные (минеральные соли, флюорит), фосфатные, сульфатные, самородные (Au, Pt, Cu, Ag).
Руды разделяются на мономинеральные (содержащие одно полезное ископаемое) и полиминеральные (содержащие несколько полезных компонентов). Последние, являющиеся комплексными, представляют наибольшую ценность, однако при сложном составе руд могут возникать проблемы с их переработкой.
Минеральные ассоциации, возникающие в определенных геологических и тектонических условиях, называются рудными формациями.
7. 1)Текстура руды это форма, размеры и расположение агрегатов минералов, т.е. морфологической единицей текстуры является минеральный агрегат. Форма размеры и взаиморасположения агрегатов. 1) однородные: массивная рудных минералов больше 80% вкрапленная, густо вкрапленная 50-80%, вкрапленная 30-50%, редко вкрапленная менее 30%, пористая образуется в результате выщелачивания. 2) неоднородная 1. полощатая, слоистая, линзовидная, прожилковая, крустификационная (образуется в результате заполнения минеральным веществом полых трещин, сланецеватая. 3) округлые Бобовая, кокардовая, коломорфная, конкреционная, оолитовая, желвоковая, конгломератовая, рилликтовая. 4) сложная: Шлировая, петнистая, друзовая, брекчивая, брекчевидная, текстура дробления (рудокласт), корковая, петельчатая, сталоктитовая-сталогнитовая, плойчатая, органогенная, очковая.
2) Структура руды это форма, размеры и расположение зерен отдельных минералов, которые и являются ее морфологической единицей. Структура определяется величиной формой зерна и взаиморасположением зерен. 1) по размеру: крупнокресталлическая больше одного сантиметра., кристаллическая 0,5-1 см, крупнозернистая 2-5мм, среднезернистая 0,2-2 мм, мелкозернистая 0,02- 0.2 мм, скрытозернистая, 2) по кристаллографической огранке: гипидиоморфная (частично совершенная), идиоморфная совершенная, ксеноморфная несоверш, аморфная. 3) по морфологии: пластинчатая, шариковая, шестоватая, игольчатая, зональная, радиально лучистая, аффонитовая, волокнистая, структура распада твердых растворов.
Использование для установления последовательности рудообразования. Текстуры разных возрастов налагаются друг на друга.
Формы рудных тел полезных ископаемых
Формы тел полезных ископаемых определяются тектоническими и литологическими особенностями участков земной коры, где происходит образование месторождений полезных ископаемых. На рудных полях выделяются дорудные, внутрирудные и пострудные тектонические нарушения. Дорудные разломы, складки и магматические тела, в которых локализуются руды, определяют формы залегания и размеры скоплений полезных ископаемых и, конечно, условия и способы их отработки. Внутрирудные разломы и складки развиваются в период рудообразования и так же влияют на морфологию оруденения, а пострудные тектонические нарушения приводят к нарушению первичного залегания рудных тел.
Среди форм рудных тел полезных ископаемых выделяются четыре группы:
1) изометричные,
2) плитообразные (уплощенные),
3) столбообразные (вытянутые в одном направлении),
4) сложные
1. Изометричные рудные тела, имеющие приблизительно одинаковые размеры в различных направлениях.
Шток – близкая к изометричной залежь сплошного минерального вещества.
Штокверк – участок горной породы, пронизанный мелкими прожилками и насыщенный вкрапленностью рудного вещества.
Гнездо – скопление полезного ископаемого незначительных размеров и близкого к изометричному очертания.
2) Плитообразные рудные тела, вытянутые в двух направления.
Пласт, пластообразная залежь – плитообразное тело больших размеров по падению и простиранию, но незначительное по мощности, залегающее согласно с вмещающими породами.
Жила – плитообразное тело, вытянутое по падению и простиранию, приуроченное обычно к трещинам, секущим вмещающие породы; известны простые , сложные (переплетающиеся, сетчатые) , камерные (с раздувами), седловидные (в шарнирах складок) , лестничные (выполняющие поперечные трещины в дайках), типа «конского хвоста» (в виде пучков мелких жил) и другие жилы.
Линза, линзообразная залежь – переходное от изометричного тело, имеющее максимальную мощность в центре и выклинивающееся к периферии.
3) Столбообразные рудные тела, вытянутые в одном направлении.
Трубка, труба, трубообразная залежь – вытянутое в одном направлении и близкое к изометричному в поперечном сечении тело, приуроченное к вулканическим или тектоническим структурам.
Сложные по морфологии рудные тела представляют собой комбинации жил и пластов или других рудных тел. Часто формируются при пересечении секущих и согласных разрывных нарушений или на контактах интрузивов.
Пострудные складки, разломы и дайки магматических пород часто интенсивно нарушают рудные тела. При этом иногда месторождение становится непригодным к эксплуатации. Складки, как правило, деформируют осадочные пластичные руды (уголь, соли), превращая вытянутые протяженные пласты в сложно изгибающиеся, часто «гафрированные» залежи, усложняя их отработку. В этом случае мощность пластов в сводах складок увеличивается, уменьшаясь в крыльях.
Классификация МПИ
Генетическая классификация месторождений полезных ископаемых, которая разработана В.А. Обручевым, С.С. Смирновым, А.Н. Заварицким, П.М. Татариновым, С.А. Вахромеевым.
| Серия | Генетический класс (тип) |
| Эндогенная | Магматический (кристаллизационный, ликвационный) |
| Пегматитовый (магматогенный, метаморфогенный) | |
| Карбонатитовый | |
| Скарновый | |
| Альбитит-грейзеновый | |
| Гидротермальный (высоко-, средне-, низкотемпературный) | |
| Сложного генезиса (стратиформный, вулканогенно-осадочный) | |
| Экзогенная | Выветривания (коры выветривания, инфильтрационные, зон окисления) |
| Осадочный (механический – россыпи, хемогенный, биогенный и биохимический) | |
| Метаморфогенная | Метаморфизованный |
| Метаморфический | |
| Техногенная | Сухие отвалы |
| Гидроотвалы, хвосто- и шламохранилища | |
| Комбинированные отвалы |
В общем случае главным процессом рудообразования для твердых полезных ископаемых является переход вещества из жидкого или газообразного подвижного состояния в стабильную твердую форму. При эндогенном рудообразовании это происходит при кристаллизации магмы или отложении минералов из горячих газовых и водных растворов. В экзогенных условиях отложение происходит из холодных поверхностных водотоков, подземных вод или из воды озерных и морских бассейнов. При метаморфизме минералообразование связано с дегитратацией, перераспределением элементов, перестройкой кристаллической решетки минералов.
Полезные компоненты могут переноситься в магматическом расплаве, в истинных, коллоидных растворах или в виде механических обломков. Отложение их в виде минералов обусловлено многими причинами: кристаллизацией магмы, изменением скорости движения и состава растворов, химическими реакциями в растворе, взаимодействием с вмещающими породами, изменением температуры и давления, смешением различных растворов и прочее.
В соответствии с характером геологических процессов, которые происходят в земной коре и на ее поверхности, выделяются три серии месторождений полезных ископаемых: эндогенные, экзогенные и метаморфогенные. Эти серии, в свою очередь, разделяются на классы, типы и подтипы, определяющиеся конкретными особенностями рудообразования. Такая классификация называется генетической; она принята в России и во многих странах мира.
Наряду с генетической, правомерно существование и других классификаций месторождений полезных ископаемых. Так, для целей оценки и разведки рудных объектов используются морфогенетические и геометрические классификации. Например, П.Ф. Иванкин предложил выделять плоские, уплощенно-конические и конические рудные поля и месторождения, отличающиеся по коэффициенту линейности - отношению длины к ширине (мощности). Эти параметры могут использоваться для выбора сети наблюдений при геологоразведочных работах. Среди зарубежных ученых, в частности американских геологов, наиболее популярно разделение месторождений полезных ископаемых на модельные типы. Эти модельные типы характеризуются формой рудных тел, вмещающими породами, минеральным составом и генезисом. Такая систематика, несмотря на ее сложность и большое разнообразие типов, удобна для практических целей, но в строгом смысле не является классификацией, т.к. не основана на едином принципе.
11. Формирование месторождений этого класса в большинстве случаев связано с процессами зарождения и преобразования магмы. Магма - огненно-жидкий силикатный расплав-раствор, образующийся в глубинных зонах Земли. При изменении внешнего давления магма устремляется к земной поверхности. Часть ее изливается в виде эффузивных пород, другая часть застывает на глубинах 1-5 км и более, образуя интрузивные породы.
Магма имеет сложный состав - подавляющая часть принадлежит труднолетучим окислам и силикатам (до 90 %). Остальную часть занимают летучие компоненты (10 %): Н2О, Н2S, HF, HСl, Co, CO2, SO4, хлориды, фториды тяжелых металлов и другие соединения. Магма взаимодействует с вмещающими породами. В магматический очаг поступают глубинные флюиды, на ее состав также может влиять состав окружающих пород, попадающих в магму.
В разрезе земной коры эндогенные месторождения образуются на различных глубинах. Различают следующие зоны глубинности от поверхности, существовавшей в период рудообразования: 1-ультраабиссальную (не менее 10-15 км); 2-абиссальную (3-10 км); 3-гипабиссальную (1,5-15 км); 4-приповерхностную (до 1,5 км).
Формирование эндогенных месторождений связано с тектоническими процессами и созданными ими структурными формами. Крупные разломы вскрывают глубинные магматические камеры и выводят в верхние зоны земной коры магматические расплавы и рудоносные растворы. Это рудоподводящие и рудораспределяющие разломы. Более мелкие разрывные нарушения служат полостями, в которых происходит отложение рудного вещества, и называются рудовмещающими.
9. В общем случае модель эволюции магматического очага определяется следующими процессами: 1-магма может застывать на месте; 2-отдельные ее порции могут перемещаться вверх, застывая на разных глубинах (интрузивная фация разных глубин) или изливаясь на поверхность (эффузивная, пирокластическая фации); 3-от магмы могут отделяться газообразные или жидкие горячие растворы . С каждым из этих этапов в разных проявлениях и вариантах может быть связано образование месторождений полезных ископаемых.
В соответствии с указанными особенностями эволюции магмы и условиями, благоприятными для образования рудных тел, выделяются следующие типы месторождений полезных ископаемых:
1 - магматические (собственномагматические), образующиеся в процессе кристаллизации в магматической камере;
2 – пегматитовые, сформировавшиеся при внедрении остаточных расплавов, обогащенных летучими компонентами;
3 – карбонатитовые, связанные с магматическим и постмагматическим процессом в магматических телах определенного состава;
4 – скарновые (контактово-метасоматические), образующиеся в контактовой зоне застывающих магматических пород;
5 – альбитит-грейзеновые, образующиеся после застывания магмы в результате деятельности флюидов в краевых частях гранитных тел;
6 - гидротермальные, формирующиеся непосредственно в интрузивном теле после его застывания или на некотором удалении под воздействием газово-жидких растворов магматического или иного происхождения.