книги из ГПНТБ / Кормилицын, В. С. Рудные формации и процессы рудообразования (на примере Забайкалья)

Гос. публ"ч*«л

У Д К 553 . 2(571 . 5'!+571 . 55| йаучйо-тахии-.;л«тя <

Йивлибток*

Э К З Е М . ;дя«*

ЧИТАЯЫИУО ЗАЛ* |

К о р м и л и ц ы к В. С. Рудные формации и процессы рудообразования (на при ­

и наиболее рациональные пути, принципы и критерии металлогенической систе ­ матики месторождений полезных ископаемых на структурно - формационной основе. Основное требование при выделении рудных формаций — соблюдение принципа соответствия между геологическими и рудными формациями на при­ мере разнообразных мезозойских эндогенных месторождений Забайкалья. При ­ ведена подробная характеристика типовых многометальных рудных формаций, сопровождаемая описанием наиболее важных месторождений; рассмотрены закономерности размещения рудных формаций с учетом глубинного строения земной коры .

Вторая часть работы посвящена общим вопросам генезиса эндогенных месторождений и процессов рудообразования, которые рассматриваются с пози­ ций современной химии высокомолекулярных соединений. На конкретном гео ­ логическом материале по месторождениям Забайкалья и других регионов п о к а ­

смотрены неоднородности в составе и строении руд, источники энергии и меха ­ низм образования рудных штокверков и взрывных брекчий, признаки в о с х о ­ дящего и нисходящего движений минералообразующих растворов, особенности отложения рудного вещества в остаточных полостях жил и т. д. Многие инте­ ресные явления, установленные при изучении месторождений, объяснены свой ­

Книга рассчитана на широкий круг геологов, занимающихся изучением металлогении различных регионов, вопросами систематики месторождений полезных ископаемых на формационной основе, проблемами генезиса место ­ рождений и моделированием процессов рудообразования, а также может быть использована в курсах лекций по полезным ископаемым в специальных высших учебных заведениях.

Таблиц 12, иллюстраций 98, список литературы — 283 назв.

Научный редактор —д-р геол.-минер. наук В. Г. ГРУШЕВОЙ

© И з д а т е л ь с т в о «Недра», 1973

ОТ РЕДАКТОРА

В работе В. С. Кормилицына поднимаются теоретически инте­ ресные и практически важные вопросы геологии рудных месторо­ ждений, привлекающие внимание исследователей особенно в по­ следнее время.

Вопросам систематики рудных месторождений на основе учения о геологических формациях, и в частности о рудных формациях,

атакже проблеме процессов рудообразования за последние два

гам ясно, что эти вопросы еще очень далеки от окончательного раз­ решения.

В первой части работы автор останавливается на систематике эндогенных рудных месторождений и, критически разбирая предло­ жения ряда советских геологов о понятии рудной формации, выдви­ гает свое определение (близкое к предложенному С. С. Смирновым и Ю . А. Билибиным), в котором решающее значение имеет не посто­ янство минерального состава месторождений, как это принимается

содержащая от 2 до 4 ведущих металлов, тесно связана с соответ­ ствующей обычно сложной интрузивной формацией.

Предлагаемая классификация вполне убедительно подтверж­ дается примерами наиболее характерных забайкальских месторож­ дений каждой рудной формации и входящих в нее групп. Основан­ ные на личных многолетних исследованиях автора характеристики месторождений иллюстрированы схемами их строения и прекрасными фотоснимками наиболее примечательных типов структур и текстур руд. Описание рудных формаций завершается схемами металлогенических зон юрских и меловых формаций, схемами рудных поя­ сов юрского и мелового этапов тектонического развития региона.

Вторая часть работы посвящена процессам рудообразования. Огромный материал, накопленный автором при изучении руд

забайкальских и других месторождений, позволил критически отне­ стись к распространенным воззрениям на способы переноса и отложе­ ния рудного вещества и наметить ряд выводов с новых теоретических позиций. Привлекают внимание такие очень отчетливо проявлен­ ные особенности строения минерального вещества руд, как удиви­ тельные глобулярные текстуры некоторых минералов (в том числе сульфидов, карбонатов, флюорита и др.), уникальные по форме скелетные образования их, оригинальные линейные, ритмично-по­ лосчатые (бурундучные), неоднородные сгустковые текструры, необычные для эндогенных месторождений натечные и слоистые обра­ зования и сталактиты низкотемпературных минералов (халцедоновидного кварца, флюорита), а также другие, не находившие удо­ влетворительного объяснения в предложенных до сих пор гипотезах о процессах рудообразования. Эти явления, детально проанали­ зированные автором, привели его к ряду общих эмпирических выво­ дов о возможном механизме и последовательности хода процессов образования эндогенных месторождений.

Особенно интересен первый вывод, установленный на основе изучения месторождений Забайкалья (а также и других регионов): неоднородности в составе и строении руд одной стадии образования представляют обычное явление, особенно для коллоидных раство­ ров, но вероятны и другие еще недостаточно изученные процессы распада сложных растворов на более простые, несмешивающиеся.

В отношении наиболее трудного вопроса теории эндогенного рудообразования — о способах переноса рудного вещества к месту отложения — автор склоняется к выдвинутому за последние годы некоторыми советскими и зарубежными исследователями предста­ влению о концентрированном состоянии комплексных полимерных многокомпонентных растворов, в какой-то мере близких к коллоид­ ным. В связи с этим, учитывая недостаточное знакомство геологов

сполимерами, автор в отдельной главе приводит основные сведения

офизико-химических свойствах неорганических полимеров и их превращениях.

Взаключительной главе, венчающей эту большую и интересную работу, В. С. Кормилицын сопоставляет выявленные им особен­ ности руд эндогенных месторождений Забайкалья с описанными уди­ вительными свойствами полимерных веществ и устанавливает пора­ зительное их сходство, позволяющее рассматривать разнообразные рудообразующие минералы как неорганические кристаллические полимеры, а расплавы и растворы, из которых они образовались, — как полимерные системы. Эти выводы, несомненно, открывают новые перспективы в изучении процессов эндогенного рудообразования.

Автору удалось убедительно показать, что дальнейшее изучение процессов эндогенного рудообразования становится немыслимым без учета особенностей поведения больших молекул в расплавах и рас­ творах. Большое научное и практическое значение работы В. С. К о р - милицына заключается в том, что в ней все выводы сделаны на основе анализа огромного материала полевых наблюдений.

4

ПРЕДИСЛОВИЕ

Весьма разнообразные по составу и условиям формирования эндогенные месторождения Забайкалья давно привлекали внимание

и строения руд и т. д. Каждый из этих вопросов является, по су­ ществу, самостоятельной проблемой, требующей специальных иссле­ дований. В то же время для правильного понимания специфики эндо­ генных месторождений вообще, условий их образования, законо­ мерностей пространственного размещения и особенностей генезиса необходимо комплексное изучение всех перечисленных вопросов.

Автору посчастливилось в течение 20 лет в составе экспедиций и самостоятельно изучать многочисленные и разнообразные место­ рождения Забайкалья и некоторых сопредельных рудных районов юга Восточной Сибири, участвовать в обобщающих работах по изу­ чению региональной металлогении Забайкалья и северо-западной части Тихоокеанского подвижного пояса, в составлении детальных геологических карт месторождений и рудных узлов и обзорных металлогенических карт крупных территорий. Кроме того, автор имел возможность посетить разнообразные месторождения СевероВостока СССР, Алданского щита, Приморья, Рудного Алтая, Сред­ ней Азии, Кавказа, Кольского полуострова, Болгарии, Чехосло­ вакии и Германской Демократической Республики и собрать допол­ нительные данные по интересующим его вопросам. Все это позво­ лило проанализировать большой фактический материал по геологии, тектонике, магматизму и эндогенным месторождениям и на этой основе подойти к решению ряда принципиально важных вопросов,

процессов тектонической активизации и глубинного строения земной коры в размещении магматических образований и связанного с ними оруденения; критерии и принципы выделения рудных формаций. Изучение структур рудных узлов и отдельных месторождений, особенностей состава и строения рудного вещества позволило по-но­ вому осветить ряд общих вопросов рудообразования и формирования

5

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ

ЭНДОГЕННЫЕ РУДНЫЕ ФОРМАЦИИ

Характерной особенностью развития главнейших отраслей со­ ветской геологии за последние 15—20 лет является постоянно уси­ ливающаяся тенденция в применении и широком использовании учения о геологических формациях. Растущая популярность этого учения объясняется стремлением исследователей глубже разобраться во взаимосвязях различных геологических явлений и на этой основе подойти к решению многих сложных теоретических вопросов и прак­ тических задач. Как писал Н. Б. Вассоевич: «Все кровно заин­ тересованы в развитии специального учения о формациях, являюще­

Среди различных геологических дисциплин учение о формациях имеет особо важное значение для дальнейшего развития металло­ гении — науки об условиях образования и закономерностях разме­ щения месторождений полезных ископаемых. Особая роль формационного направления в металлогении определяется тем, что в соответствии с принципами регионального металлогенического ана­ лиза, сформулированными Ю. А. Билибиным, «. . . Процессы минера­ лизации, ведущие к возникновению минеральных и, в частности, рудных месторождений, представляют одну из сторон единого и слож­ ного процесса геологического развития земной коры. В своем исто­ рическом развитии они теснейшим образом взаимосвязаны с другими сторонами того же процесса, то есть осадконакоплением, тектони­ ческими движениями (развитием структур), магматической дея­ тельностью и метаморфизмом» [20, с. 13]. Иными словами, сами месторождения полезных ископаемых, к прогнозированию и поис­ кам которых в конечном итоге сводятся задачи геологических изы­ сканий, являются составными частями осадочных, магматических и метаморфических формаций. Поэтому изучение уловий образова­ ния и закономерностей размещения месторождений полезных иско­ паемых и систематика последних неразрывно связаны с развитием учения о геологических формациях.

Не углубляясь в детали дискуссий по поводу геологических формаций и принципов их выделения (см. [34]), отметим, что на со­ временном этапе это понятие еще находится в стадии становления и не приобрело необходимой определенности и четкости. Объясняется

7

этот факт тем, что понятие о геологической формации является слож­ ным многосторонним и собирательным. Как справедливо отмечают Н. Б. Вассоевич [30], Н. М. Страхов [222] и другие исследова­ тели, в этом понятии одновременно должны концентрироваться и син­ тезироваться представления о типах и парагенезисах горных пород и руд, их генезисе и геотектонических условиях образования, вклю­ чая определенные структурные зоны земной коры, стадии их разви­ тия и т. д. Различная роль, придаваемая разными исследователями перечисленным выше факторам, и порождает некоторую неопреде­ ленность в понимании геологических формаций, а следовательно, и в принципах их классификации.

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ УЧЕНИЯ О РУДНЫХ ФОРМАЦИЯХ

Применительно к гидротермальным меторождениям понятие о руд­ ной формации было впервые введено Р. Беком [276] и А. Штельцнером [283] на основании представлений А. Брейтгаунта об устой­ чивых парагенезисах минералов в рудах саксонских месторождений жильного типа. Указанными исследователями было выделено около 20 формаций жильных месторождений (благородная анкеритовая с сульфосолями свинца и серебра, барит-галенитовая, висмут-ко­ бальт-никель-серебряная, флюорит-барит-свинцовая и др.). В по­ следующие годы и в настоящее время в немецкой и вообще в европей­ ской литературе разнообразные гидротермальные месторождения подразделяются на формации по наличию в рудных телах постоянно встречающихся парагенетических ассоциаций минералов.

В русской геологической литературе понятие о рудной формации как устойчивой парагенетической ассоциации минералов было ши­

дователи немецкой школы пытаются в той или иной мере связы­ вать наличие устойчивых минеральных ассоциаций с геологиче­ скими условиями их нахождения. Приверженцы немецкой школы скептически относятся к генетической стороне геологических про­ цессов, сопровождающихся образованием месторождений полезных ископаемых. Эти тенденции наиболее четко проявлены в работах Р. М. Константинова, В. А. Кузнецова, Е. Е. Захарова, Д. В. Рундквиста и многих других, хотя в некоторых деталях представления этой группы исследователей о принципах выделения рудных форма­ ций различны.

Позиция Р. М. Константинова в отношени понимания существа рудных формаций сформулирована в работе 1965 г. следующим обра­ зом: «Под рудными формациями следует понимать группы месторож­ дений с минеральными ассоциациями сходного состава, повторяю­ щимися в определенной последовательности на всех месторождениях

8

данной формации и образовавшимся в близких геологических усло­ виях, независимо от времени образования» [65, с. 11]. В приведен­ ном определении в отличие от немецкого фигурируют группы ме­ сторождений, слово «парагенезисы» заменено «минеральными ас­ социациями сходного состава», подчеркивается общность геологи­ ческих условий образования месторождений одной формации. Од­ нако из дальнейших пояснений Р. М. Константинова становится очевидным, что минеральная ассоциация является вещественным эквивалентом стадии минерализации, т. е. все тем же параге­ незисом минералов. В результате группы месторождений, объ­ единяемые им в рудные формации, выделяются прежде всего по набо­ рам парагенезисов минералов, а систематика месторождений про­ водится на уровне минеральных типов, которые возводятся в ранг формаций.

Чтобы убедиться в этом, достаточно перечислить те формации, которые выделяются этим исследователем для Забайкалья и При­ морья: золото-кварцевая, золото-галенит-сфалеритовая, галенит-сфа- леритовая, кварц-касситеритовая, кварц-вольфрамитовая, кварц- касситерит-вольфрамитовая и т. д. В дальнейшем Р. М. Кон­ стантинов группирует перечисленные формации в родственные генетические ряды с учетом направленного изменения количествен­ ных соотношений рудообразующих минералов.

Углубляясь в анализ минеральных ассоциаций, он считает необ­ ходимым выделять чуждые, переходные и сопутствующие для дан­ ной формации минеральные группы и на этом основании приходит к выводу о существовании в природе простых и сложных рудных формаций. К первой категории им, в частности, относятся кварцкасситеритовая и кварц-вольфрамитовая, а к сложным—кварц-кас- ситерит-вольфрамитовая, кварц-касситерит-сульфидная и другие фор­ мации. При этом подчеркивается, что при выделении и обозначении простых и сложных формаций учитываются промышленные концент­ рации тех или иных минералов или металлов.

В работах Р. М. Константинова среди критериев, определяющих рудную формацию, на первое место выдвигается состав главных минералов и порядок смены минеральных ассоциаций во времени. Геологические факторы при этом, по существу, совершенно не исполь­ зуются. К ним он прибегает лишь на уровне генетических рядов рудных формаций, ограничиваясь упоминаниями о влиянии вмеща­ ющих пород на состав руд и о металлогенической специализации рудоносных интрузий.

Наиболее полная и обстоятельная работа Р. М. Константи­ нова по рудным формациям, опубликованная в 1965 г., была проана­ лизирована Д . И. Горжевским и Н. И. Бородаевским [38]. При­ знавая эту работу ценной и весьма полезной, авторы рецензии отме­ чают, что, следуя за Р. М. Константиновым, пришлось бы признать, что одна и та же жила, пересекая разные породы, переходит из одной формации в другую, что в рудах многих сложных месторожде­ ний присутствует несколько формаций, что остается неясным подход

9