Контрольные вопросы

1. Какие классы осадочных месторождений выделяются по месту образования?

2. Какие классы осадочных месторождений выделяются по характеру осадконакопления?

3. Что такое седиментогенез?

4. Что такое диагенез?

5. Что такое катагенез?

6. По какому признаку классифицируются месторождения гравия, песка и глины?

7. Какова классификация месторождений солей?

8. Как образуются месторождения фосфоритов?

2.3. Метаморфогенная серия

2.3.1. Метаморфические месторождения

Серия метаморфогенных месторождений разделяется на две группы: метаморфизованных и метаморфических образований.

Метаморфизованные месторождения подверглись изменению одновременно с окружающими их породами в такой степени, что метаморфические признаки в форме, строении и составе тел полезных ископаемых оказываются резко доминирующими.

Метаморфические месторождения возникли вновь в процессе метаморфизма в связи с перегруппировкой минерального вещества метаморфизуемых пород.

Метаморфические процессы имеют локальный и региональный характер. К локальным разновидностям относятся автометаморфизм и ореольный (контактовый) метаморфизм массивов изверженных пород, а также динамометаморфизм вдоль тектонических зон. Региональный метаморфизм развивается вследствие совокупного действия статической и динамической нагрузок горных пород в обстановке повышающихся давления и температуры и воздействия различных минерализаторов, особенно воды. В своих крайних формах он переходит в ультраметаморфизм, обусловливающий выборочное или полное переплавление изменяющихся пород.

Региональный метаморфизм, вызванный повышением температуры и давления, называется прямым (прогрессивным), способствующим реакциям с выделением воды и углекислоты из минералов. Метаморфизм, связанный со сменой высокотемпературных минеральных ассоциаций низкотемпературными, способствующими обратному поглощению воды и углекислоты, называется обратным (регрессивным). Наибольшее значение для формирования метаморфогенных месторождений имеет прогрессивный региональный метаморфизм.

Форма тел полезных ископаемых, подвергшихся региональному метаморфизму, обычно приобретает сплющенный вид. Среди метаморфизованных месторождений преобладают пластообразные, линзовидные, ленто- и жилообразые залежи сплошных и вкрапленных руд. Их размеры достигают иногда значительных величин – первые километры и десятки километров протяженностью при мощности до первых сотен метров.

Текстура вещества метаморфизованных месторождений отличается развитием катаклаза и распрессовывания, характерно полосчатое, сланцеватое, плойчатое, очковое и лучистое строение. Структура минеральной массы может быть гранобластовой, порфиробластовой, лепидобластовой, роговиковой, пластинчатой, листоватой, волокнистой.

Минеральный состав отличается переходом гидроокислов в окисные соединения. Лимонит преобразуется в гематит, псиломелан и манганит замещаются браунитом и гаусманитом, опал переходит в кварц. Минеральные модификации малой плотности вытесняются минералами более высокого объемного веса (марказит замещается пиритом, вюртцит – сфалеритом, фосфорит – апатитом, органическое вещество графитизируется).

Для минеральных ассоциаций метаморфогенных месторождений характерны минеральные парагенезисы соответствующей фации метаморфизма. Метаморфизм, особенно региональный, способен уничтожить месторождения полезных ископаемых, радикально их изменить и создать вновь. При метаморфизме уничтожаются в первую очередь месторождения, чувствительные к высоким температурам, такие, как битуминозные и месторождения самородной серы.

К радикально измененным метаморфизованным принадлежат значительные месторождения железа, марганца, а также некоторые месторождения фосфора, цветных, благородных и радиоактивных металлов.

К возникающим в процессе метаморфизма собственно метаморфическим месторождениям относятся месторождения мрамора, кварцита, кровельных сланцев, высокоглиноземистого сырья (кианит, андалузит, силлиманит), слюды, амфибол-асбеста, графита, корунда и наждака, граната, титана.

Теоретически и экспериментально установлено, что нижняя температурная граница регионального метаморфизма колеблется в пределах 450–500 ⁰С (по пределу устойчивости каолина), переход от низкой к средней температуре (по исчезновению хлорита) осуществляется при 600 ⁰С, от средней к высокой температуре (по кривой устойчивости мусковита) при 700–750 ⁰С, а верхняя граница, установленная по кривой устойчивости гиперстена, определяется в пределах 900–950 ⁰С. Величина давления может варьировать от 1–5 до 15–17 килобар. Давление может возрастать вследствие погружения горных пород (литостатическая нагрузка), но также за счет динамических нагрузок тектонических процессов, а также давления, развиваемого газовой фазой при явлениях дегидратации и диссоциации минеральных масс, неустойчивых в высоком режиме.

Возрастание температуры и давления при метаморфизме приводит к серии следующих друг за другом преобразований, характеризующих последовательные ступени метаморфизма. Породы, достигшие внутреннего равновесия на той или иной ступени метаморфизма, зависящей от уровня температуры и давления, образуют метаморфическую фацию. Минеральный состав фаций связан с валовым химическим составом исходных пород, среди которых с этой точки зрения выделяются породы: 1) пелитовые (глиноземистые); 2) кварц-полевошпатовые; 3) известковые; 4) основные; 5) ультраосновные (высокомагнезиальные).

В настоящее время все фации метаморфических пород принято разделять на две группы – контактового и регионального метаморфизма.

Породы контактового метаморфизма образуются при высокой температуре, но при низкой нагрузке и изменчивом давлении газовой фазы. Среди них в порядке повышающейся температуры формирования выделяются четыре фации: альбит-эпидот-роговиковая, роговообманково-роговиковая, пироксен-роговиковая и санидинитовая.

Породы регионального метаморфизма возникают при высоких температуре, нагрузке пород и давлении газовой фазы. Среди них в порядке повышающейся температуры образования различают шесть фаций:

- цеолитовая, с которой могут быть связаны месторождения самородной меди;

- зеленых сланцев, которой соответствуют магнетит-гематитовые железистые кварциты, метаморфизованные разности колчеданных руд, золотоурановые месторождения, кварц-сульфидные золотоносные руды, образования наждака и чешуйчатого графита;

- глаукофановая, которой отвечают месторождения силикатных руд марганца и цинка, а также магнетит-амфиболовых сланцев;

- амфиболовая, с которой ассоциируются железные руды таконитов и итабиритов, метаморфизованные месторождения сульфидных руд в кристаллических породах платформ, месторождения кианита, диаспора, андалузита и силлиманита, керамические, слюдоносные и редкометалльные пегматиты, а также месторождения корунда, гранатов, кристаллического графита и апатитов;

- гранулитовая с месторождениями амфибол-пироксен-магнетитовых кварцитов, гранатов, рутила и флогопита;

- эклогитовая со скоплениями рутила.

Изучив данную главу, студент-заочник должен знать:

- какие группы выделяются в метаморфогенной серии месторождений полезных ископаемых;

- какие выделяются типы метаморфизма;

- какими формами и размерами характеризуются тела метаморфогенных месторождений;

- какие структурно-текстурные и минералогические особенности отличают рудные тела метаморфогенных месторождений;

- при каких давлениях и температурах осуществляется метаморфизм;

- какие выделяются фации контактового и регионального метаморфизма;

- какие полезные ископаемые связаны с месторождениями полезных ископаемых метаморфогенной серии.