Гидротермальные месторождения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

по дисциплине: «Кристаллография и минералогия»

тема: «Гидротермальные месторождения»

Аннотация

Данный реферат посвящен теме «Гидротермальные месторождения». В нем будет дано определение гидротермальным месторождениям, рассмотрены источники гидротермальных растворов, рассмотрены ценнейшие типы гидротермальных руд, а также будут рассмотрены различные варианты классификации гидротермальных месторождений.

Цель работы: изучение гидротермальных месторождений.

Объект исследования: гидротермальные месторождения, и некоторые типы гидротермальных руд.

гидротермальный месторождение рудообразование

Оглавление

Введение

1. Определение гидротермальных месторождений

2. Ореолы рассеяния

3. Физико-химические и термодинамические условия рудооброзования

4. Классификация гидротермальным месторождений

Заключение

Библиографический список

Введение

Существуют факторы, которые могут быть причиной различий природы гидротермальных систем. Они встречаются систематически, приводя к разработке ряда разных типов гидротермальных рудных месторождений. Важно точно идентифицировать, с какими типами гидротермальных систем мы имеем дело и, таким образом, определять наиболее приемлемую модель для разведки месторождений.

Эти общие представления также полезны на концептуальной стадии разведки, так как разные типы гидротермальных систем образуются в различных геологических ситуациях (структурах). Таким образом, если известны геологические условия, то возможно прогнозировать к какому типу рудных месторождений наиболее вероятно относится данное месторождение. Примером этого могут служить данные, приводимые Lawless et al. (1995) по Новой Зеландии и Суматре.

В различных типах систем причиной изменений могут быть разные контролирующие факторы. В глобальном масштабе наблюдается контролирующий эффект тектоники плит. Им определяется продуцирование типов магм. Тип магмы влияет не только на тип гидротермального месторождения, но определяет ход процесса образования месторождения, который находится в зависимости от изменения химического состава и концентраций летучих в магме. Разнообразие химического состава летучих благоприятствует отложению разных металлов. Общее содержание летучих диктует глубину внедрения магмы и частично определяет образование разнообразных вулканических ландформ, процесс, зависимый от типа магмы. Вулканические формы рельефа также влияют на гидрогеологию.

1. Определение гидротермальных месторождений

Гидротермальные месторождения - промышленные минеральные скопления, созданные циркулирующими под поверхностью Земли горячими минерализованными газово-жидкими растворами. Наиболее распространённые формы гидротермальных тел -- жилы, штокверки, пластообразные и неправильные по очертаниям залежи. Они достигают длины нескольких километров, при ширине от нескольких сантиметров до десятков метров.

В результате гидротермальных процессов происходит формирование рудных жил ирудных месторождений. Так, большинство полиметаллических, золоторудных, урановых и хрусталеносных промышленно значимых месторождений имеют гидротермальное происхождение. Пустоты ("занорыши"), обычные для многих гидротермальных жил, являются одним из основных источников получения высококачественных коллекционных кристаллов и друз, пользующихся со временем всё более широким спросом на мировом рынке.

Характерные черты гидротермальных месторождений:

1. гидротермальные тела окаймлены ореолами рассеяния составляющих их элементов (первичные ореолы рассеяния)

2. прилегающие к ним породы гидротермально преобразованы

3. содержат жидкие/газово-жидкие включения в минералах руд

К гидротермальным относятся месторождения, общим генетическим признаком которых является возникновение из глубинных горячих минерализованных растворов в результате рудоотложения в дренирующих структурах по ходу движения гидротермального потока.

Возникновение их происходило от раннего архея до наших дней, т. е. на протяжении всей истории развития земной коры.

Несмотря на большое разнообразие гидротермальных месторождений, они достаточно четко обособлены в морфологическом и генетическом плане от месторождений других групп.

2. Ореолы рассеяния

Вмещающие породы вокруг рудных тел обычно содержат повышенное (по отношению к среднему для данной площади) количество рудообразующих металлов. Такие площади, окаймляющие рудные тела, называются ореолами рассеяния. Они бывают первичными и вторичными.

Первичные ореолы рассеяния образуются при околорудной метасоматической "пропитке" вмещающих пород. При этом в породах возникает тонкая рассеянная вкрапленность рудных минералов, либо происходит изоморфное внедрение примесей в породообразующие минералы (Mn-кальцит и др.). Форма первичных ореолов также имеет форму чехла, облекающего рудные тела. Однако контуры ореолов менее правильные, чем у тел околорудных метасоматитов. Ореолы обычно более вытянуты вверх над рудными телами, проникая (для разных элементов) на расстояние до 300-500 м. Контур ореолов рассеяния в плане обычно превышает горизонтальную проекцию рудных тел и даже площади рудосопровождающих метасоматитов в несколько раз.

Вторичные ореолы рассеяния образуются при химическом разложении и механическом разрушении верхней части рудных тел в приповерхностной зоне в связи с разносом рудного материала по земной поверхности.

Благодаря наличию ореолов рассеяния облегчается поиск скрытых, "слепых" рудных тел.

3. Физико-химические и термодинамические условия рудообразования

Движение гидротермальных потоков с рудогенерирующими компонентами, находящимися в виде взвесей, истинных и коллоидных растворов, контролируется пористостью, проницаемостью, температурой и давлением среды рудообразования.

Пористостью называют совокупность свободного пространства между твердым каркасом сухой породы. Различают общую (абсолютную), эффективную и дифференцированную ее разновидности. Общая представляет собой всю пустотность породы (открытые и закрытые поры). Эффективная пористость - часть порового пространства, в котором (при заданных условиях) происходит циркуляция жидкостей и газов. Дифференцированная пористость характеризует количество (объем) пор различных размеров. Размеры пор играют большое значение: даже в сообщающихся порах диаметром меньше 0.1 мм при обычных поверхностных условиях движение жидкости не происходит.

Проницаемость - свойство пород пропускать жидкости, газы и их смеси благодаря перепаду давления. Характеристика фильтрационной способности горной породы обычно дается через величину коэффициента фильтрации, выраженную в линейных единицах, отнесенных к единице времени (м/сут, см/с, мм/с). Примеры для приповерхностных условий: очень высокая проницаемость - 70-6500 м/сут (промытые галечники, сильнотрещиноватые магматические и метаморфические породы); высокая - 7.0-70 (пески, трещиноватые магматиты и метаморфиты); средняя - 0.7-7.0 (галечники с песком, трещиноватые магматиты и метаморфиты); низкая - 0.07-0.7 (песчаники, слаботрещиноватые магматиты, метаморфиты и осадочные породы); весьма низкая - 0.007-0.007 (песчано-глинистые сланцы, плотносцементированные обломочные породы).

Проницаемость прямо пропорциональна той части пористости, по которой при существующих условиях могут двигаться флюиды. Отметим, что пористость у глин выше, чем у песков - разница в проницаемости обусловлена размером и формой пор. Проницаемость и часто - пористость пород при нагревании и гидротермальном метасоматозе увеличиваются.

Температура. На образование среднего месторождения необходимо 8. Наиболее продуктивная часть гидротермального процесса протекает при температуре 400-100 ¹⁰ КДж тепловой энергии. Это в несколько тысяч раз превышает количество энергии, соответствующее поступлению от среднего теплового потока. Нужны аномальные тепловые поля, обусловленные явлениями различного масштаба. В первую очередь, аномально высокие тепловые потоки характерны для зон субдукции и спрединга. Локальные повышения теплового потока создаются благодаря внедрению интрузий.

Температуру минералообразования определяют по:

· характерным парагенетическим ассоциациям и минералам;

· флюидным включениям в минералах;

· типоморфным элементам-примесям;

· соотношениям изотопов.

При оценке давления различают две его разновидности - литостатическое и гидростатическое. Гидростатическое соответствует давлению столба жидкости от поверхности (суши, океана) до изучаемых глубин, литостатическое - весу пород (давлению минерального скелета) этого же интервала. Гидротермальные месторождения формируются при литостатическом давлении от десятков до 500 МПа, наиболее часто - 150-200 МПа.

Источники воды и вещества

Под гидротермальными растворами С многокомпонентные газово-жидкие растворы сложного состава, циркулирующие в недрах гидротермальных систем и участвующие в перемещении и отложении минерального вещества - гидротермами понимают нагретые до 600С

Основной компонент гидротерм - вода. Вода в гидротермальные системы может поступать из пяти источников: магматического, атмосферного, порового, морского и метаморфического. Источник поступления воды определяется по отношению изотопов кислорода и водорода во включениях и по их химическому составу. Важным показателем служит величина К_С = H₂O/(CO₂+CO). Для магматических источников К_Ссоставляет 0.1-5.0, для поровых - первые десятки, атмосферных - больше 100, морских - 400 и более, метаморфогенных - 15-50.

Минеральное вещество представлено тремя источниками:

1. мантийным (ювенильным, подкоровым, базальтоидным) - Fe, Mn, Ti, V, Cr, Ni, Cu, Pt и др.;

2. коровым (гранитоидным, ассимиляционным) - Sn, W, Be, Li, Nb, Ta и др.;

3. фильтрационным (коровым внемагматическим, обусловленным заимствованием веществ из боковых пород на пути циркуляции растворов) - Si, Ca, Mg, K, Cl, Fe, Mn, Zn, Pb, Au, U, Co и др.

Формы переноса вещества

Формы переноса минеральных соединений представлены истинными растворами, коллоидами, простыми ионными и комплексными ионно-молекулярными соединениями. В природе на различных стадиях рудного процесса и в различных геологических условиях присутствуют все отмеченные формы. Однако ведущими, определяющими перенос основной массы рудного вещества являются комплексные ионно-молекулярные соединения. Они состоят из ядра и обрамляющих его лиганд, хорошо растворимы, чувствительны к физико-химическим условиям и реагируют на их изменения - легко распадаются на простые ионы и образуют труднорастворимые соединения. Ядро такого комплекса - катион, который может состоять из одного или нескольких элементов. Лиганды образуются отрицательно заряженными ионами или молекулами. Комплексы различают по составу лиганд: хлоридные, сульфидные, уран-карбонат-фосфатные и др.

Информация о формах переноса и причинах отложения рудного вещества базируется на данных изучения газово-жидких включений в минералах, экспериментальных определениях и теоретических расчетах. В результате установлено, что перенос рудных элементов происходит во флюидах, насыщенных хлоридами щелочных металлов, углекислотой и углеводородами.

С существует ряд (в порядке увеличения концентрации в растворе): Sn, W - Fe - Zn - Pb - Sb - Hg). Этот ряд соответствует классической схеме вертикальной зональности по Эммонсу.С) легкорастворимы другие (например, гидросульфидные) комплексы. Если нанести на один график данные о растворимости рудных компонентов в слабокислых хлоридных растворах, то окажется, что в области температуры 500-300 С для Fe, Cu, Zn, Pb, Ag. При низкой температуре (200-50 Экспериментальные данные показывают, что хлоридная форма пререноса является господствующей при температуре выше 200 С.

Важным фактором, контролирующим перенос и отложение вещества, является pH растворов. Осаждение из растворов, имевших изначально кислую реакцию, происходило при повышении pH, а из щелочных - напротив, при понижении.

На миграцию рудного вещества большое влияние оказывает содержание в растворах сульфидной серы. Так, во флюидах зон спрединга концентрация серы составляет 130-285 мг/кг. Изотопный анализ соотношения тяжелой (коровой) и легкой (мантийной) серы показывает участие обеих типов серы в формировании руд, с преобладанием тяжелой. Это говорит о значительном участии морских растворов, насыщенных континентальных рассолов и эвапоритов в рудообразующем процессе, а также о частом смешении ювенильных и коровых вод при гидротермальном рудообразовании.

Гидродинамические условия формирования гидротермальных месторождений.

Разработано несколько моделей рудообразующих гидротермальных систем.

1) Вынужденная миграция обусловлена действием внешних сил. Она может быть вызвана генерацией растворов при кристализации магм (усадка интрузии) или дегидратацией минералов и отжимом поровых вод в связи с диагенезом осадков и метаморфизмом пород. При поступлении сжатых напорных вод в породу могут возникать трещины гидроразрыва, облегчающих дальнейшее продвижение гидротерм. Избыточное давление в области формирования гидротерм вызывает восходящее движение растворов вплоть до области их разгрузки на земную поверхность. Средний градиент давления равен 10 МПа/км.

2) Свободная миграция, или тепловая конвекция. Для тепловой конвекции характерно восходящее движение разогретой центральной С на 5 км градиент давления не превышает 0.5-1.0 МПа/км. Подобным образом формируется большинство плутоногенных гидротермальных месторождений. Руды откладываются в верхней части системы благодаря различным геохимическим барьерам (вскипание, смешение с метеорными водами, остывание и др.).части системы и нисходящее - охлажденных периферических (рис). Система существует только благодаря трещинной проницаемости, так как градиент давления небольшой (при вертикальном перепаде температуры 200 С).

Гравитационная миграция представлена нисходящим движением термальных растворов под действием силы тяжести. Разогрев может осуществляться благодаря внедрению интрузий, но чаще - из-за экзотермических реакций между компонентами раствора. Гидротермы такого типа формируют стратиформные месторождения. Параметры: при перепаде высоты движения растворов 4 км, длине системы 40-80 км и плотности флюида 1000 кг/м³ градиент давления равен 0.5-1.0 МПа/км.

Смешение растворов происходит вследствие общей тенденции для всех видов подземных флюидов сосредотачиваться в наиболее проницаемых элементах геологических структур. Гидродинамическое строение потоков подчиняется принципу минимизации затрат энергии на процесс фильтрации. Движение растворов самоорганизуется так, чтобы максимально использовать наиболее проницаемые каналы. Одним из важнейших условий для смешения растворов является равенство давлений в обоих флюидных потоках в зоне встречи. В связи с этим по мере понижения давления в гидротермальных системах доля метеорной составляющей в растворах будет увеличиваться от ранних этапов процесса к завершающим.

Перемещение вещества гидротермальными растворами осуществляется двумя способами - инфильтрацией и диффузией. Инфильтрация обусловлена давлением парообразной фазы, литостатическим давлением и гидростатическим напором, тектоническим стрессом (направленным давлением) и тектоническим градиентом. Является основным способом перемещения вещества.

Диффузия - процесс исключительно медленный (скорость - 0.4 - 1.8 м за десять тысяч лет). Она определяет ход метасоматических преобразований и обусловливает минералообразование в поровых системах пород.

Глубины минералообразования. Основная масса гидротермальных месторождений формируются на глубинах от 0 до 5 км. Они могут возникать и на большей глубине (до 10-12 км) при наличии проницаемых горизонтов пород (данные по Кольской сверхглубокой скважине).

Отложение вещества из гидротермальных растворов вызывается:

1. обменными и окислительно-восстановительными реакциями;

2. изменением pH;

3. коагуляцией коллоидов;

4. распадом комплексных соединений;

5. фильтрационным эффектом;

6. сорбцией

7. естественными электрическими полями;

изменением температуры и давления. Все эти эффекты обусловливают возникновение "геохимических барьеров" - обстановок, соответствующих накоплению определенных химических элементов и соединений.

Особую роль в гидротермальном процессе играет режим серы и кислорода. При высоком потенциале серы возникают сульфиды, кислорода - сульфаты. Количество (парциальное давление) кислорода увеличивается с приближением к земной поверхности. В результате в приповерхностных условиях сульфиды сменяются сульфатами.

В ходе гидротермального процесса часто сначала потенциал серы растет, а затем к его концу понижается. Поэтому в начале и конце этапа рудообразования формируются малосернистые соединения. Максимум сульфидов выпадает в средние (рудные) стадии.

Длительность образования гидротермальных месторождений составляет от нескольких десятков до нескольких сотен тысяч лет. Отдельные жилы формируются в короткие периоды (сотни и первые тысячи лет), но в целом рудное месторождение, поле и район с учетом прерывистой, пульсирующей деятельности гидротермальных систем и периодического изменения тектонических полей напряжения образуются этапами в течение десятков-сотен тысяч лет.

4. Классификация гидротермальных месторождений

Современная классификация, в наиболее законченном виде изложенная В.И. Смирновым, учитывает четыре главных признака:

1) связь с магматическими формациями;

2) состав руд;

3) физико-химические условия образования;

4) геолого-геохимические параметры.

Смирнов разделил гидротермальные месторождения на три класса: плутоногенный, вулканогенный и амагматогенный. Часть бесспорно гидротермальных рудных образований, связанных с субмаринным базальтовым магматизмом, Смирнов выделил в самостоятельную колчеданную группу. Подводные наблюдения, экспериментальные данные и теоретические расчеты последних десятилетий показали нецелесообразность обособленного выделения этой группы.

Итак, в окончательном варианте рассматриваемая нами классификация выглядит следующим образом:

1. плутоногенный гранитоидный класс;

2. вулканогенный андезитоидный;

3. вулканогенный базальтоидный;

4. амагматогенный.

Плутоногенные гранитоидные гидротермальные месторождения

Эти месторождения продолжают магматогенную серию и по геолого-генетическим условиям образования тесно связаны со скарновой и альбитит-грейзеновой группами месторождений.

Рассматриваемый класс ассоциирован с гранитоидным магматизмом и формировался от архея до неогена.

Геотектоническая обстановка формирования различная (3-5 этапы цикла Уилсона), но месторождения всегда возникают на коре континентального типа (т.е. там, где возникают граниты). В образовании продуктивных комплексов принимают участие коровые (палингенные) и мантийные расплавы. Становление гранитоидных массивов происходило на глубинах 3-10 км.

Источниками рудных элементов в гранитных магмах могут быть ассимилируемые при палингенезе глинистые осадки (в том числе - метаморфизованные), в которых содержание этих элементов на 1-2 и более порядка превышает мантийные концентрации.

Типичные месторождения. Сюда относятся очень разнообразные объекты: месторождения Au, Ag, Mo, W, Cu, Sn, Bi, U, Pb-Zn, As, Sb, Co, Ni, Fe, барита и флюорита. Зачастую месторождения комплексные.

С позиции рудоносности важно деление гранитоидов на магнетитовый и ильменитовый типы.

С первым связаны сульфидные месторождения (полиметаллические, золото-серебряные и часть молибденовых), а со вторым - касситерита, вольфрамита, берилла, флюорита, шеелита. Масштабы оруденения прямо связаны с масштабами предрудного метасоматоза - альбитизации и калишпатизации.

Плутоногенные месторождения формировались в широком диапазоне геологических и термодинамических условий. Основная их масса относится к жильным и штокверковым, на ряде месторождений широко развиты метасоматические руды. Выделяют три подкласса: высоко-, средне- и низкотемпературные. Каждый подкласс состоит, в свою очередь, из нескольких рудных формаций.

Глубина образования: 1.5 - 5 км.

Температура образования: С.С), постепенно снижается до 100-50 С ( в среднем - 400-300 начальная - от 500 С).

Отложение минералов происходит в основном из жидкой фазы (кроме эпизодов вскипания при сбросе давления).

Форма рудных тел: определяется составом вмещающих пород и тектонической картиной. Главным образом - различные жилы, известны трубообразные, изометричные и неправильной формы тела и штокверки. Продольный размер - от первых метров до первых километров и даже десятков километров; обычно - десятки-сотни м. Поперечный размер - от первых сантиметров до десятков метров. Месторождение обычно представлено серией рудных тел.

Околорудные гидротермальные изменения: окварцевание, серицитизация, хлоритизация, карбонатизация, березитизация, лиственитизация, пропилитизация (реже), флюоритизация и др.

Текстуры руд: массивные, прожилковые, вкрапленные, прожилково-вкрапленные, гнездово-вкрапленные, полосчатые и др.

Структуры руд: гипидиоморфнозернистая, аллотриоморфнозернистая, эмульсионная, метазернистая и многие др. Размеры минералов составляют от первых мм до нескольких см (иногда - до десятков см).

Высокотемпературные месторождения С. Ведущим жильным минералом является кварц.формировались на глубинах от 1 до 5 км при температуре 500-300

Минеральный состав руд. Ведущим жильным минералом является кварц. Помимо него, характерна большая группа сквозных минералов, встречающихся во всех типах месторождений (в разных количествах): карбонаты, пирит, пирротин, халькопирит, сфалерит, галенит, арсенопирит, серицит, хлорит, эпидот.

Наиболее распространенные рудные формации:

· медно-молибден-порфировая - Чукикамата (Чили), Коунрад (Казахстан), Сорское (Кузнецкий Алатау), Клаймакс (США);

· золото-кварц-сульфидная (Дарасун, Восточное Забайкалье, Березовское, Урал, Колар, Индия);

· касситерит-силикатно-сульфидная (Комсомольское рудное поле (месторождения Придорожное, Солнечное и др), Дальний Восток; Депутатское месторождение, Якутия);

· кварц-висмутиновая (Адрасман, Средняя Азия);

· кварц-сульфидно-вольфрамитовая (Бом-Горхон, Забайкалье; Иультин, Чукотка; Панаскейра, Португалия) и др.

Среднетемпературные месторождения.

Температура формирования С.продуктивных ассоциаций - 350-200

Остальные признаки напоминают высокотемпературные.

Рудные формации:

· полиметаллическая (галенит, сфалерит, реже халькопирит) - Садон, Згид, Северный Кавказ;

· пятиэлементная (Ni, Co, Ag, U, Bi) - Бу-Аззер, Марокко; Хову-Аксы, Тува; Фрайберг, Германия;

· редкометальная (касситерит) - Хапчеранга, Забайкалье; Омсукчан, Магаданская обл.;

· ураноносная (сульфидно-настурановая) - месторождения Центрального массива, Франция.

Низкотемпературные месторожденияС. Часто источник флюидов неизвестен из-за большой удаленности.. Представлены рудными формациями, возникшими при температуре 200-50

Рудные формации:

· сурьмяно-ртутная (антимонит-киноварная) - Хайдаркан, Киргизия; Никитовское, Украина;

· мышьяковая (аурипигмент-реальгаровая) - Лухуми, Грузия;

· флюоритовая - Калангуй и многие другие месторождения Забайкалья и др. регионов.

Вулканогено-андезитоидные гидротермальные месторождения

Вулканогенно-гидротермальные месторождения - это месторождения, образовавшиеся в близповерхностных условиях синхронно с процессами вулканизма в результате деятельности открытых гидротермальных систем. Для этих месторождений характерны резкие изменения физико-химических условий минералообразования во времени и пространстве.

Структурно-геотектоническая позиция: м-ния связаны главным образом с андезит-дацитовым и липаритовым вулканизмом третьей стадии цикла Уилсона (вулкано-плутонические пояса над зонами субдукции).

Характерны месторождения, приуроченные к жерлам и периферии вулканов.

Минеральный состав. Руды характеризуются сложным, многокомпонентным составом. Характерные минералы руд: халцедон, опал, каркасно-пластинчатый кварц, адуляр (полевой шпат), серицит, карбонаты, разнообразные минералы серебра, селена, теллура, сульфосоли серебра и золота, сферолитовый касситерит (деревянистое олово), сера, киноварь. Характерны минералы, образующиеся при условиях высокой кислотности - диккит, каолинит, алунит; минералы, образующиеся в богатой кислородом обстановке (гематит, магнетит, гетит, гипс, барит). Количество рудных минералов на большинстве вулканогенно-гидротермальных месторождений не превышает 3-5 %.

Рудам свойственно разнообразие структур и текстур, обусловленное резкой изменчивостью физико-химических параметров минералообразования.

Текстуры: наиболее характерны сферолитовые (или т.н. "коллоидные"), ритмично-полосчатые, брекчиевые, прожилковые, вкрапленные и массивные.

Структуры: от скрытокристаллических и тонкозернистых до мелко- и среднезернистых; неравномернозернистые, друзовые, крустификационные. Появление крупных выделений минералов часто связано с перекристаллизацией мелкозернистых агрегатов.

В рудах отчетливо проявлена телескопированность. Обычна быстрая смена типов оруденения с глубиной при относительно небольшом вертикальном размахе оруденения (первые сотни м).

Возраст - палеоген-неогеновый или меловой. Более древние либо сэродированы, либо метаморфизованы до неузнаваемости.

Рудные формации вулканогенно-андезитоидного ряда.

Эта группа вулканогенно-гидротермальных месторождений объединяет специфический рудный ряд: S - As - Hg - Sb - Ag - Au - Pb - Zn - U - Mo - Cu.

Формация серных кварцитов - месторождения Японии (Мацуо), Южной Америки (Винагре), Камчатки и Курил (Новое, Заозерное).

Золото-серебряная формация - месторождения США (Крипл-Крик, Голдфилд), Украины (Берегово), России (месторождения Охотско-Чукотского вулканогенного пояса - Карамкен, Дукат и др.; Забайкалья - Тасеевское и Балейское), Мексики (Гуано-Хуата), Румынии (Сэкэрымб) и многие другие. Месторождения пространственно и генетически связаны с андезитами, дацитами и риолитами, чаще - с экструзивными образованиями.

Олово-вольфрамо-серебряная формация - Боливия (Ллалагуа, Потоси). Связаны с риолитами, дацитами и размещаются в субвулканических телах, некках и интрузиях.

Формация "деревянистого олова" (риолитовая) - Малый Хинган (Джалинда, Хинганское), Россия; Мексика.

Ртутная формация - Чукотка (Пламенное) месторождения Камчатки, Курил, Сахалина, Закарпатья, США и многих др. (Тихоокеанское кольцо).

Серебро-свинцово-цинковая - месторождения Мексики (Пачука), Боливии и др.

Алунитовая - Заглик, Закавказье.

Вулканогенные базальтовые субмаринные месторождения

Сюда относятся месторождения сульфидных руд, связанных с подводно-морскими базальтоидными формациями.

Геотектоническая обстановка формирования. Формирование месторождений происходит главным образом в условиях растяжения земной коры. Выделяют четыре основных типа обстановок колчеданообразования:

1. Срединно-океанические хребты (кипрский подкласс). В рифтовых структурах срединно-океанических хребтов формировались медно- и цинковоколчеданные месторождения офиолитовых поясов (II стадия цикла Уилсона). Часто приурочены к чашеобразным впадинам и располагаются вблизи центров активного вулканизма. Представлены месторождениями Кипра, Ньюфаундленда, Скандинавии.

2. Островные дуги (подклассы уральский, куроко и бесси). В пределах островных дуг над зонами Беньофа-Заварицкого на ранних стадиях субдукции в результате переплавления главным образом погружающейся под континент океанической коры проявился интенсивный базальт-андезитовый вулканизм. С ним связаны цинково-медные месторождения III стадии цикла Уилсона (колчеданные месторождения Урала). Наболее поздних стадиях субдукции резко возрастают объемы ассимиляции материала континентальной (сиалической) коры. Вулканизм становится более кислым и щелочным. В это время возникают свинцово-цинково-медно-серебряные месторождения (США, Япония, Австралия).

3. Тыловодужные бассейны растяжения характеризуются линейными рифтовыми системами, в пределах которых развивается бимодальный базальт-риолитовый вулканизм и формируются локальные впадины с глубоководными осадками. Примером могут служить месторождения Сумаиль (Оман) и Светличное (Мугоджары, Казахстан).

4. Зоны трансформных разломов на границах микроконтинентов часто благоприятны для формирования крупных рудных районов, приуроченных к вулканотектоническим депрессиям и связаных с кальдерами и стратовулканами. Здесь формируются базальт-риолитовые комплексы с колчеданно-полиметаллическими месторождениями.

Полезные ископаемые. Из колчеданных месторождений получают до 10-15% мировой добычи меди, цинка, свинца и значительные количества попутно извлекаемых серебра, золота, кадмия, селена, олова, висмута, таллия, бария и др.

Аматогенные гидротермальные месторождения

Эти месторождения, как уже упоминалось, обладают следующими признаками:

1. отсутствие связи с магматическими процессами;

2. низкотемпературный характер рудоотложения;

3. часто стратиформный облик рудных залежей, приуроченность рудных тел к определенным горизонтам пород.

Существуют четыре гипотезы их образования. Первая предполагает одновременное (сингенетическое) первичноосадочное возникновение руды, впоследствии преобразуемой процессами диагенеза, катагенеза и метаморфизма. Согласно второй гипотезе, рудные тела являются наложенными на вмещающие породы (эпигенетическими) и связаны с глубокозалегающими интрузиями. Третья гипотеза предполагает в качестве рудообразующего фактора активные метеорные воды глубокой циркуляции, переносящие и откладывающие металлы. Наконец, четвертая гипотеза предполагает полигенное и полихронное происхождение таких месторождений. Сперва на осадочном этапе формируются повышенные содержания рудных компонентов (стратиформные залежи), которые в дальнейшем преобразуются под действием горячих минерализованных вод. Этот процесс сопровождается формированием секущих рудных тел.

Примеры месторождений:

· Медь: Джезказган, Казахстан; Удокан, Забайкалье, месторождения Замбии и Заира.

· Свинец и цинк (в карбонатных толщах): Миргалимсай, Ачисай, Казахстан; Благодатское, Забайкалье; США - месторождения долины р. Миссисипи и др.)

Современные гидротермальные проявления

К современным гидротермальным системам относятся: эксгаляционные процессы срединно-океанических хребтов; термальные проявления Камчатки (кальдера Узона, Долина Гейзеров) и Курильских островов, Аляски (Долина десяти тысяч дымов), Чили, Новой Зеландии и др. регионов; минерализованнные источники Красного моря, полуострова Челекен (Каспийское море), Южной Калифорнии и многих других территорий.

Геотектоническая позиция. Современные гидротермальные процессы маркируют границы литосферных плит и "горячие точки" внутриплитного магматизма. Способны возникать в течение всех 5 стадий цикла Уилсона.

Геологические условия локализации весьма разнообразны. Объединяющим для всех типов современных гидротерм служит наличие аномально высокого теплового потока различного генезиса (внедрение разогретой интрузии, близость мантии, окисление органического вещества (нефти) и др.)

Метасоматические изменения. Для многих современных гидротермальных систем наблюдаются следующие метасоматические преобразования (сверху вниз):

поверхностная зона окремнения и карбонатизации (отложение гейзеритов и травертинов);

· зона каолинизации и монтмориллонитизации;

· зона цеолитизации;

· зона адуляризации и альбитизации;

· зона пропилитизации.

Основные типы пород, в которых концентрируются руды - кремнистые (опаловый тип рудопроявлений) и карбонатные (карбонатный тип).

Кремнистый сульфидный железо-мышьяково-сурьмяно-ртутный тип рудопроявлений обусловливается действием перегретых хлоридно-натриевых гидротерм с сероводородом.

Карбонатный железо-мышьяковый гидроокисный тип рудопроявлений образуется в областях разгрузки горячих хлоридно-натриевых гидротерм, богатых углекислотой, но бедных сероводородом.

Для демонстрации многообразия типов современных гидротермальных систем предлагается следующий пример. На вулкане Кудрявый (Курильские острова) известна аномально высокотемпературная металлоносная парогазовая система. При взаимодействии вулканических газов с породами на фумаролах образуются сублиматы сульфидов редких и рассеянных (Re, In, Ge, Mo, Bi) металлов.

Максимальная скорость образования сульфидов наблюдается для природных цеолитов, поверхность которых имеет большое количество анионных активных центровС зависит только от температуры: сульфиды Mo и Ge образуются при 600-700, Re - 400-600, Cd, In - 300-500, Bi - менее 350 Транспорт металлов в газовой фазе осуществляется в формах хлоридов и карбонилов (CO), образующих комплексные соединения с двумя-тремя атомами металлов. Ресурсы металлов в газах вулкана Кудрявый оцениваются в 1-10 (Ag, Au), 20-50 (Re, In, Ge, Bi), и более 100 т/год (Cd, Mo). Сублиматообразование при температуре 700-350

Заключение

Крупные гидротермальные месторождения обычно характеризуются многократным проявлением магматизма и связанного с ним рудооброзования. Когда руда, образованное в разное время, отлагается в одном и том же месте, возникают наиболее крупные месторождения. Пространственное разобщение магматических и рудных образований разного возраста, наоборот, часто приводит к появлению мелких рудных проявлений. Этим объясняется неравномерное распределение оруднения в рудных узлах, а также наличие многоэтажных и эшелонированных рудных залежей. Для формирования крупных месторождений важным является наличие длительно существующих благоприятных магмо- и рудоконцентрирующих структур, которые контролируют неоднократное возобновление рудообразующих процессов в одном и том же месте.

Библиографический список

1 Сотников В.И. Основные тенденции развития теории рудообразования // Соросовский Образовательный журнал. 1996. №12.

2 Хаин В.Е. Современная геология: Проблемы и перспективы. №1.

3 Добрецов Н.Л. Периодичность геологических процессов и глубинная геодинамика // Геология и геофизика. 1994. №5.

4 Сотников В.И., Пономарчук В.А., Берзина А.П., Травин А.В. Геохронологические рубежи магматизма медно-молибден-порфирового месторождения Эрдэнэтуин-Обо. 1995. №3.

Размещено на Allbest.ru