Хайретдинов Э.А. Металлогения

Подождите немного. Документ загружается.

Бассейн Гуаймас представляет одну из депрессий на дне Ка-

лифорнийскою залива, в осевой части которого предполагается про-

должение спрединговой зоны. В Калифорнийском окраинно-конти-

нентальном рифте со скоростью спрединга 6 см/год вулканизм по-

давлен интенсивным континентальным сносом – формирующимся

шлейфом конуса выноса р. Колорадо. В бассейне Гуаймас мощность

отложений составляет 400 м; скорость накопления глинистого, кар-

бонатно-глинистого и органогенно-глинистого материала, в ко-

тором располагаются силообразные тела основного состава, оцени-

вается в 0,1-0,2 см/год. На площади около 12 км

выявлено более

100 скоплений сульфидов в виде холмов высотой до 20 м, увенчан-

ных постройками в форме пагод. В осадочных породах известны

прожилково-вкрапленные руды, вероятно, на участках подавления

восходящих гидротермальных потоков накапливающимися осадка-

ми. В насыщенных органикой осадках происходят процессы с обра-

зованием нефти и газа, мигрирующих в морскую воду.

С у л ь ф и д о н о с н ы е и л ы выявлены в осевой части

Красного моря в ряде впадин (Атлантис-II, КебРит, Гипсум, Вема,

Нереис, Тетис, Чэйн, Шагара). Наиболее промышленно значимы во

впадине Атлантис II, расположенной на широте Джидды.

Красное море рассматривается как межконтинентальный рифт

в стадии молодой океанической впадины. Сопоставление Красно-

морского рифта с колчеданоносными провинциями геологического

прошлого интерпретируется неоднозначно. Эта обстановка сульфи-

донакопления не должна отличаться от спрединговых зон океана,

хотя специфика рудоотложения во впадинах Красного моря призна-

ется многими исследователями.

Осевая часть Красноморскиго рифта обладает сложным релье-

фом. В ней обнаружено 17 впадин, большинство их заполнено рас-

солами, а часть содержит металлоносные осадки либо металлонос-

ные илы.

Впадина Атлантис-П, находящаяся да глубине более 2000 м,

занимает площадь 56 км

. Она заполнена горячими рассолами, гра-

ничащих с нормальной морской водой, обладает температурой 44—

60°С и соленостью 13,5%. Для нижнего, придонного слоя с темпера-

турой 56—60°С характерна соленость 25,7%, Рассолы нижнего слоя

располагаются на илах окисно-силикатной фации, сменяются с глу-

биной железо-окисной, a затем сульфидной, Moщность слоя илов

первых двух впадин 7—8 м, сульфидной - около 1 м. В донной час-

ти впадины залегают сульфидно-обломочные и обломочные фации.

Десятиметровый слой илов впадины Атлантис-11 содержит

29% Fe, 3,4% Zn, 1,3% Cu, 0,1% Рb, 54г/т Ag, 0,05 г/т Au; ресурсы

составляют: Zn 2,9 млн т, Сu 1 млн т, Рb 0,8 млн т; Ag 45001, Аu 45

т. Работы 3. Мустафы и соавторов выявили колебания в содержани-

ях металлов разных частей впадины: Fe – 21,8-30,1; Zn – 0,89-6,03;

Сu – 0,21-0,84; S – 1,2-5,5%, Ag – 50-110 г/т. Ими запасы Zn опреде-

лены в 2 млн т, Cu 0,4 млн т, Co 5000 т, Ag 4000 т, Au 80 т.

Основные рудообразующие минералы — пирит, халькопирит,

сфалерит, галенит, гидроксиды железа, манганосидерит, ангидрит,

смектит, карбонаты, манганит, сидерит, родохрозит, лепидокрокит,

гипс. Размещение минералов и содержаний основных pyдooбpa-

зyющиx элементов зависит от рельефа дна впадины Аглантис-II.

Металлоносные илы во впадине Атлантис-П вынудили pазра-

ботку конвективной модели субмаринного сульфидонакопления, в

дальнейшим широкое применявшейся для объяснения генезиса ме-

сторождений колчеданного семейства.

Красноморский рифт – функционирующая геотермальная

спрединговая система, где морские воды при миграции по разломам

через эвапориты становятся высоко солеными. Циркуляция на-

гретых вод через базальты и метаморфические породы основания

рифта выщелачивает рудообразующие элементы и выносит их с раз-

грузкой во впадинах.

Общие закономерности размещения продуктов современного

субмаринного сульфидообразования рассмотрел II. Рона. Известные

в настоящее время 55 участков с сульфидными рудами располага-

ются в глобальной системе срединно-океанических хребтов и риф-

тов, протягивающейся через океанические бассейны. Скопления

сульфидов оценены как продукты гидротермальных систем, сущест-

вующих в центрах спрединга. Функционирование последних опре-

деляется глубинным теплом, вызывающим конвекцию морских вод

в проницаемых породах (преимущественно вулканогениых) океани-

ческого ложа.

Обстановки накопления субмаринных сульфидов различают

по полускоростям спрединга. К гидротермальным центрам с полу-

скоростями спрединга не более 2 см/год отнесены сульфидные илы

Красного моря и ряд участков Срединно-Атлантического хребта.

Полускоростям спрединга более 2 см/год отвечают обстановки Ка-

лифорнийского залива, Восточно-Тихоокеанского поднятия и хреб-

та Хуан-де-Фука. Для них характерна большая повторяемость

эрyптивных циклов при их кратковременности в 100-10 000 лет. Вo

всеx обстановках наиболее благоприятны для рудонакопления де-

прессионные структуры, сопряженные с высоко проницаемыми вы-

водными каналами. Возможно существование скоплений сульфидов

в виде жильных и прожилковых руд в выводных каналах без пласто-

вых и близких к ним залежей в случаях рассеивания рудного веще-

ства в придонных водах.

Рудоносные флюиды над каналами их выведения в придонной

части океана уже в 10—20 м выше устья источника в океанических

водах формируют вихревой конус высотой до 200 м, расширяющий-

ся до 500 м в поперечнике. Конус переходит в плюмаж высотой око-

ло 200-500 м, растягиваемый придонными течениями на 5 – 10 км.

Подобные плюмажи могут быть оторванными от источника, а при

изменении физико-химических условий могут поставлять рудное

вещество в осадок в рассеянных концентрациях. Мигрирующие

плюмажи, выявляемые по аномалиям температур и солености, при

импульсно-прерывистом выведении гидротерм могут создавать

ложную картину множественности функционирующих гидротер-

мальных центров.

С субмаринной гидротермальной деятельностью связывается

возникновение железистых и марганцевых осадков, известных

вблизи спрединговых центров во впадинах Красноморского и Гала-

пагосского рифтов, а также на участках Восточно-Тихоокеанского

поднятия. Кроме Mn и Fe, в этих отложениях содержатся Zn и Cu

(от десятков грамм на тонну до долей процентов), Ni и Co (десятки

—сотни грамм на тонну).

В целом, наиболее активные МГ-процессы в Мировом океане

контролируются современным субмаринным вулканизмом, особо

интенсивным в спрединговых зонах.

В ряде мест Мирового океана драгированием обнаружены об-

ломки перидотитов с хромитами, амфиболитов с пирит-халькопи-

рит-ильменитовой минерализацией, основных лав с вкрапленностью

сульфидов, что свидетельствует о потенциальной перспективности

океанического дна на руды плутоногенного и вулканогенного

происхождения.

При современной изученности металлоносность океаниче-

ского ложа представляется весьма низкой. Главные продукты рудо-

генеза на дне океана – железо-марганцевые конкреции и скопления

сульфидов. В.И. Смирнов и другие исследователи объясняют

низкую металлоность дна слабой дифференцированностью океани-

ческих магматических комплексов и связывают перспективы Миро-

вого океана на эндогенные руды лишь с участками, сложенными

дифференцированными магматическими породами.

МГ ОРОГЕННО-СКЛАДЧАТЫХ СИСТЕМ

За ко но мер но сти тек то ни че ско го, маг ма ти че ско го и ме тал ло ге -

ни че ско го раз ви тия .

Современные достижения в области прогнозно-МГ исследова-

ний в орогенно-складчатых системах в значительной мере связаны с

широким использованием методов формационного анализа, позво-

ляющих реконструировать палеотектонические и геодинамические

обстановки периодов рудообразования и на этой основе решать за-

дачи прогноза новых МГ зон и рудных pайонов.

Методологические основы формационного анализа определя-

ются двумя главными геологическими закономерностями: возник-

новением тех или иных геологических формаций при достаточно

определённых режимах развития земной коры, т.е. в определённых

палеотектонических и геодинамических обстановках; вхождением

м-ний той или иной рудно-формационной принадлежности в каче-

стве естественных составляющих в определённые геологические

формации либо их сочетания.

Изложение peзультатов формационных исследований с палео-

тектоническими интерпретациями, как правило, осложняется отсут-

ствием общепринятой понятийной базы, что связано с разрывом ме-

жду темпами развития формационных и тектонических разработок

и темпами формирования эквивалентной терминологии. Соответст-

венно, многие авторы, если они стремятся к пониманию их исследо-

вателями, вынуждены пользоваться как "кайнотипными" терминами

новой глобальной тектоники, так и терминами, родившимися и за-

крепившимися в периоды становления классических геотектониче-

ских концепций.

Реконструкции обстановок — это реконструкции, а наблюдае-

мые участки земной коры того или иного строения — объективная

реальность. Любые интерпретационные модели – субьективны и в

разных моделях неизбежны. Сочетание достижений

разновременных парадигм означает и выведение на один уровень

различий этих парадигм. Излишнее внимание этим различиям,

столкновению их нерационально и непродуктивно. Очевидно, что

любые реконструкционные, и собственные описательные подходы

обладают той долей правомочности, которая равноценна избранной

цели исследования.

УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ М-НИЙ

С ПОЗИЦИИ ОРОГЕННЫХ КОНЦЕПЦИЙ

Геосинклинальная, или фиксистская, концепция развивалась

больше 100 лет и накопила огромный объем фактов и

статистических закономерностей. Им посвящено множество

публикаций. Знания, изложенные в них не должны пропасть,

особенно то, что не потеряло своего значения и геодинамической

концепции. Поэтомуцелесообразно кратко осветить то, что может

быть востребовано в МГ. Наиболее полно геосинклинальная

парадигма изложена в трудах Ю. А. Билибина, а затем – В. И.

Смирнова. Идеи рудогенеза поддерживали и развивали –Е.Т.

Шаталов, В. Н. Козеренко, Ю. Г. Старицкий, А. Д. Щеглов и многие

другие. Эта концепция в земной коре выделяла три типа глобальных

структур: геосинклинали, платформы и области ТМА.

Геосинклинальные системы — считались генераторами по-

давляющей массы эндогенных м-ний полезных ископаемых. В

развитии геосинклиналей выделялись три стадии: раннюю,

среднюю и позднюю (рис. ).

Puc.1 Схема расположения магматических формаций и

связанных с ними м-ний полезных ископаемых

ранней (а), средней (б) и поздней (в) стадий геосинклинального

развития.(По В.И.Смирнову). Формации: 1 — перидотитовых и

габбровых пород с магматическими м-ния-ми хромитов,

титаномагнетитов и платиноидов, 2 — плагиогранит-сиенитов

со скарновыми м-ниями железа и меди, 3— гранодиоритов со

скарновыми и гидротермальными м-ниями редких, цветных

металлов и золота, 4 — гранитов с пегматитовыми,

альбититовыми и грейзено-кварцевыми гидротермальными м-

ниями редких металлов, 5 — малых интрузий с гидротермальными

м-ниями цветных, редких, благородных и радиоактивных металлов;

6 — субмаринных вулканических базальт-липаритовых и

порфиритовых пород с метасоматическими и вулканогенно-

осадочными м-ниями цветных металлов и оксидных руд железа и

марганца; 7 — осадочные, преимущественно терригенные породы,

8 — осадочные породы со значительной долей карбонатных

осадков, 9 —породы субстрата, 10 — зоны дробления, 11 — м-ния.

Сопоставление понятий геосинклинальной парадигмы и

геодинамических построений весьма условно и приближенно.

I. Ранняя (начальная, доскладчатая, доорогенная,

рифтогенная, инициальная, собственно геосинклинальная, в

геодинамике - интернидная) стадия охватывает интервал времени

от заложения геосинклинали до главных фаз складчатости,

приводящих к инверсии геосинклинального режима. В это время

возникают глубинные расколы, проникающие в подкоровое

пространство, по которым поступает магма. Вдоль расколов в

прогибающемся дне геосинклинального прогиба накапливаются

мощные толщи вулканогенно-осадочных пород, пронизанные

интрузиями ультраосновного и основного составов,

формирующими офиолитовые комплексы, которые при

метаморфизме преобразуются в зелено-каменные пояса.

II. Гидротермальные м-ния цветных, редких.благородных и

радиоактивных металлов формации малых интрyзuй и поздней

эффузивной формации

В раннюю стадию формируются четыре магматические

формации:

1) базальт-липаритовая субмаринная (спилит-кератофировая).

С ней ассоциируют гидротермальные колчеданные Cu-Zn-Pb-вые и

оксидные Fe-Mn-вые м-ния;

2) перидотитовая с магматическими м-ниями хромитов и

платиноидов (Os и Ir);

3) габбровая с магматическими м-ниями титаномагнетитов и

также платиноидов (платины и палладия);

4) плагиогранит-сиенитовая со скарновыми м-ниями железа и

меди.

Помимо магматических выделяются пять осадочных формаций:

1) обломочная (конгломераты, алевролиты, глины) —

используются в качестве строительных материалов;

2) карбонатная (известняки и доломиты), с которой

ассоциируют м-ния лимони-тов, карбонатно-оксидных руд

марганца, залежи бокситов и фосфоритов;

3) шамозитовая с силикатными рудами железа и марганца;

4) кремнистая (или яшмовая) (главным образом роговики) с

убогой железо-марган-цевой минерализацией;

5) битуминозная (или аспидная), состоящая из сланцев с

органической и рассеянной рудной минерализацией (V, U, Fe, Cu,

Zn, Mo, Au и другие элементы).

П. Средняя (соскладчатая, предорогенная) стадия приходится

на период главных фаз складчатости. Происходит смена режима

прогибания воздыманием в форме центрального поднятия.

Формируются крупные батолиты гранитоидов двух формаций:

1) умеренно-кислых гранитоидов (от габбро- до гранодиоритов),

для которых типичны скарновые месторождения вольфрама и

гидротермальные — золота, меди, молибдена;

2) нормальных и крайне кислых гранитов (граниты, аляскиты), с

ними ассоциируют пегматитовые и альбитит-грейзеновые м-ния Sn,

W, Ta, Nb, Li и Be.

В эту стадию образуются две осадочные формации:

1) флишевая (известняки, глины, мергели), используемые как

стройматериалы;

2) каустобиолитовая (горючие сланцы, угли, битуминозные и

нефтеносные фации).

III. Поздняя (постскладчатая, орогенная, в геодинамике -

экстернидная) стадия фиксирует переход мобильного комплекса в

молодую платформу, рассеченную разломами.

В это время формируются две магматические формации:

1) гипабиссальных интрузий, варьирующих по составу от

диорит-порфиров до гранит-порфиров и сиенит-порфиров, с

формацией связаны плутоногенные гидротермальные м-ния руд

цветных, редких, радиоактивных и благородных металлов, а также

скарновые м-ния свинца-цинка, вольфрама-молибдена, олова-

вольфрама;

2) наземных вулканогенных пород андезит-дацитового состава,

с которыми ассоциируют вулканогенные м-ния сложного состава,

широко распространены Au-Ag и Cu руды.

В позднюю стадию образуются четыре осадочных формации:

1) молассовая, в которой галечники и пески используются в

строительном деле;

2) пестроцветная с осадочно-инфильтрационными м-ниями Fe,

Cu, V и урана;

3) эвапоритовая, содержащая м-ния солей, газа и нефти;

4) песчано-глинистая, утлеводородсодержащая с залежами

углей и нефти.

Типы геосинклиналей (орогенов)

Изложенная выше последовательность процессов магматизма,

осадконакопления и рудообразования – обобщающая и нигде не на-

блюдается в полном объеме. Обычна только часть этой цепи

геологических событий. Наиболее известны два типа —

базальтофильный и гранитофильный.

Базальтофильный характеризуется интенсивным магматиз-

мом и МГ ранней (интернидной) стадии. Поздняя (экстернидная)

стадия проявлена слабо. Типичный пример – палеозойская

структура Урала (рис.2 ). Здесь в полном объеме протекали

процессы интернидной стадии и формировались многочисленные

гидротермальные колчеданные, магматические, платиноидные,

хромитовые, титано-магнетитовые и скарновые железо-медные м-

ния.

Puc. 2. Схема эволюции Уральской герцинской геосинклинали, ее

магматизма и металлогении. (По В. И. Смирнову).

1 — зоны накопления раннегерцинских вулканогенных пород и

формирования связанных с ними колчеданных м-ний, 2 — зоны

внедрения раннегерцинских гипербазитов и базитов и

формирования связанных с ними магматических м-ний и руд хрома,

титаномагнетитов и платиноидов, 3 — зоны внедрения

раннегерцинских плагиогранитов и сиенитов и формирования

связанных с ними скарн овых м-ний руд железа и меди, 4 — зоны

внедрения среднегерцинских гранитоидов и формирования

связанных с ними скарновых м-ений и руд железа, пегмamитов и

гидротермальных м-ний руд золота, мышьяка, вольфрама, 5 —

зоны внедрения позднегерцинских малых интрузий

2. Гранитофильный тип представлен продуктами интен-

сивного магматизма и МГ поздней стадии. В качестве примера

можно привести Верхоянскую киммерийскую орогенную структуру

(в геодинамике – экстерниды) с гидротермальными

полиметаллическими и золоторудными и грейзеновыми

редкометальными м-ниями.

Тектоно-металлогенические зоны геосинклиналей (орогенов)

В пределах орогенно-складчатых зон обычно выделяют семь

структурно-МГ-ческих элементов: срединные массивы (террейны),

внутренние зоны, интернидные (геосинклинальные) рвы,

периферические зоны. передовые прогибы, платформенные рамы и

пограничные глубинные разломы (рис.3 ).

Срединные массивы (террейны) представляют собой блоки

древних пород. В их пределах локализуются интрузии

лейкократовых гранитоидов с пегматитовыми, альбитит-

грейзеновыми и гидротермальными месторождениями.

Рис.3. Схема соотношения основных тектоно-

металлогенических зон в поперечном сечении геосинклинали. (По В.

И. Смирнову). 1 — срединный массив, 2 — внутренняя зона, 3 —

рвы, 4 — периферическая зона, 5 — передовой прогиб, 6 —

платформенная рама зоны орогенеза, 7 — пограничные глубинные

разломы.

Внутренние зоны фиксируют наиболее прогнутые участки, где

накапливаются мощные толщи тонкозернистых терригенно-вулка-

ногенных пород ранней стадии. В среднюю стадию здесь возникает