г еология м есторождений полезных ископаемых

Лекция 4-13

Высокий уровень науки о месторождениях отражен в учебниках, например Франц Юльевича Левинсон-Лессинга (1911),

Академик Франц Юльевич Левинсон-Лессинг (1861 – 1939)	Титул курса лекций Ф. Ю. Левинсон-Лессинга, 1911 г.

в двухтомнике К.И. Богдановича (1864 – 1947) «Рудные месторождения» (1913).

В 1916 г. открывается Пермское отделение Петроградского университета, где на физико-математическом факультете организуется кафедра геологии и минералогии.

На Урале ведутся исследования месторождений платины и золота под руководством Н.К. Высоцкого (1864 – 1932).

Признанным исследователем золоторудных месторождений Сибири и основателем металлогенического направления в России является В.А. Обручев (1863 – 1956).

Владимир Афанасьевич Обручев (1863 – 1956).	Титул учебника Рудные месторождения В.А. Обручева, 1935 г.

Крупный вклад внесли в исследование

-угольных месторождений внес Павел Иванович Степанов (1880 – 1947),

-нефтяных – Иван Михайлович Губкин (1871 – 1939).

Наибольшего развития геология полезных ископаемых получила в 20-х – 40-х гг., когда потребовалось в короткие сроки обеспечить минеральным сырьем развивающуюся промышленность СССР. Произошла дифференциация науки по видам полезных ископаемых.

Были рассмотрены проблемы генезиса месторождений:

-магматических (А.Н. Заварицкий, 1884–1952),

-пегматитовых (А.Е. Ферсман, 1883–1945)

-скарновых – инфильтрационно-диффузионная гипотеза образования (Д.С. Коржинский, 1899–1987).

-гидротермальных - А.Г. Бетехтин (1897–1962),

С.С. Смирнов (1895–1947),

-выветривания – И.И. Гинзбург (1882–1965),

-осадочных – Н.М. Страхов (1900–1978).

Крупным специалистом по неметаллическим полезным ископаемым был П.М. Татаринов (1895 – 1976).

Геохимическое направление в изучении месторождений закладывалось В.И. Вернадским (1863–1945), А.Е. Ферсманом (1883–1945),

Минерагеническое направление – Ю.А. Билибиным (1901-1952), С.С. Смирновым (1895–1947) и В.И. Смирновым (1910-1988).

Ю.А. Билибин (1901-1952)	В.И. Смирнов (1910-1988)

Интенсивное развитие науки о полезных ископаемых в СССР помогло решить задачу обеспечения страны собственным минеральным сырьем и Победы в Великой Отечественной войне 1941 – 1945 гг.

Промышленность царской России полностью зависела от импорта минерального сырья. По подсчетам В.И. Вернадского русская промышленность в 1916 г. использовала только 14 химических элементов, добывавшихся из отечественных месторождений, а запасы были установлены только для 4 из них.

В 80-х годах ХХ в. СССР занимал ведущее место в мире по запасам 18 видов полезных ископаемых: угля, нефти, природного газа, железа, хрома, марганца, свинца, никеля, кобальта, вольфрама, молибдена, сурьмы, алмазов, серы, калийных солей, апатита, асбеста.

5.4. Новейший период (2-я половина хх в.)

Новейший период развития науки о месторождениях характеризуется интернационализацией (глобализацией) науки. Стираются границы между научными школами.

1. Обнаруживаются месторождения:

-новых генетических групп: карбонатитовой, альбитит-грейзеновой,

- новых рудных формаций: никелевые в коматиитах, урановые в зонах несогласия, алмазные в лампроитах и др.

2. Достижения геохимии позволяют

- осуществлять физико-химическое моделирование процессов рудообразования,

- изучать фракционирование стабильных изотопов H, C, O, S, Sr в процессах рудообразования.

-определять возраст месторождений и окружающих их горных пород по радиоактивным изотопам.

- использовать прецизионные методы для определения состава минералов и микровключений в них.

3. Разрабатывается концепция тектоники плит. Она позволила по-новому взглянуть на закономерности размещения месторождений полезных ископаемых:

Митчелл А., Гарсон М. Глобальная тектоническая позиция минеральных месторождений. 1984.

Sowkins F. J. Metal Deposits in Relation to Plate Tectonics. 2-d Revised. Springer-Verlag. Berlin. 1990. 461 p.

Часть II. Геология и генезис месторождений полезных ископаемых

Раздел 1. Процессы образования и генетическая классификация месторождений

А. Эндогенные процессы

Начинаются с конвективного тепломассопереноса вещества мантии при средней температуре 1500 – 2000^о и давлении порядка 12 тыс. атм (1200 МПа).

I. Поднимающееся вещество астеносферной мантии попадает в зону пониженных давлений, начинается его плавление и магматические процессы.

II. В конце кристаллизации в магмах накапливаются летучие компоненты (пары воды, газы). Происходят пегматитовые процессы, возникают крупно- и гигантокристаллические горные породы – пегматиты.

III. Водные флюиды воздействуют на закристаллизовавшуюся часть интрузий. Происходит автометасоматоз, образуются альбититы и грейзены.

IV. Проникновение флюидов за пределы интрузий приводит к процессу контактового метасоматоза, в результате которого образуются скарны.

V. Флюиды из парообразного состояния переходят в жидкое, происходят гидротермальные процессы, возникают жилы кварца, карбонатов.

VI. Выходы магмы и растворов на дно водоемов обусловливают протекание вулканогенно-осадочных процессов и образование вулканогенных пород.

Б. Экзогенные процессы

I. На земной поверхности горные породы подвергаются разрушению, происходит выветривание, в результате формируется кора выветривания.

II. Продукты выветривания переносятся поверхностными водами, происходит осадконакопление с образованием осадочных горных пород.

В. Метаморфогенные процессы

I. Продукты эндогенных или экзогенных процессов снова попадая в недра подвергаются региональному метаморфизму.

II. В близповерхностных условиях на контакте с горячей магмой происходит контактовый метаморфизм.

Перечисленные геологические процессы обусловливают миграцию химических элементов. Их концентрация с образованием месторождений происходит на геохимических барьерах.

Таблица

Последовательность главных процессов рудообразования и их параметры

Процесс	Результат процесса	Глубина, км	Температура,ОС	Давление, МПа
А. Эндогенный
Магматический плавление
м антии	Магматические горные породы, руды, I-граниты	60–20	1400–800	1800–900
коры	S -граниты
Накопление остаточного расплава
Пегматитовый	Пегматиты	20–1	800–300	800–20
Накопление и выделение флюидов
Автометасоматический	А льбититы и грейзены	5–1	550–220	100–20
Контактово-метасоматический	С карны	2,5–0,5	700–200	50–10
Переход флюидов в жидкое состояние
Гидротермальный	Гидротермалиты	4,5–0	400–50	90–1
Гидротермально-осадочный	Колчеданные руды	0,5–0	400–50	10–1
Б. Экзогенный
Выветривание	К оры выветривания	0–0,2	0– +20	1–3
Осадконакопление	О садки	0	0– +20	1
Диагенетический	О садочная порода	0–0,15	4–20	1–2
Катагенетический	О садочная порода	0,15–6,0	20–250	2–120
В. Метаморфический
Регионально-метаморфический	Метаморфические породы	3–50	250–950	60–5400
Контактово-метаморфический	Метаморфические породы	1–1,5	700–800	20–30

0 200 400 600 800 1000 1200 Т, ⁰С

0	8	6	7	11 5
40	9			2 4					2
80				3			1		4
120	1,2			3					6
160	1,6								8
200	2,0							1	10
240	2,4								12
285	2,8			3				1	14
330 Р, МПа	3,2 Р,тыс. атм	12	10		13		2	1	16 Z, км

Рис. Схема, иллюстрирующая термобарические условия геологических процессов образования горных пород и месторождений: 1 – магматических, 2 – карбонатитовых, 3 – пегматитовых, 4 – автометасоматических, 5 – контактово-метасоматических, 6 – гидротермальных, 7 – вулканогенно-осадочных, 8 – выветривания, 9 – диа- и катагенических, 10 – регионального метаморфизма, 11 – контактового метаморфизма (исходные данные по В.И. Смирнову, [6]); 12 – линия геотермического градиента, 13 – линия начала плавления пород (по А.А. Маракушеву [3])