Билет № 1

1. Генетическая классификация рудообразующих процессов.

Группа Эндогенная

Категория Магматическая

Класс: Ликвационный

Класс: Кристаллизационный

Подклассы: Ранней кристаллизации (Раннемагматический)

Поздней кристаллизации (Позднемагматический)

Категория Флюидно-магматическая

Классы: Плутоногеннный

Класс: Ультраметаморфогенный

Перекристаллизованных пегматитов

Метасоматически замещенных пегматитов

Десилицированных пегматитов

Категория Гидротермальная

Классы: Магматогенный

Подкласс: Плутоногенный

Вулканогенный

Класс: Метаморфогенный

Подкласс: Зеленосланцевый

Эпидот-амфиболитовый

Гранулитовый

Группа Экзогенная

Категория Гидрогенная (выветривания)

Класс остаточный

Подкласс Сиалитный

Латеритный

Класс Инфильтрационный

Категория Осадочная

Классы: Механической седиментации вещества

Подкласс: Континентальный

Морской

Классы: Химической седиментации вещества

Подклассы: Континентальный

Морской

Классы: Биохимической седиментации вещества

Подклассы: Континентальный

Морской

Группа Полигенная

Категория Гидротермально-осадочная

Категория Метаморфизованная

Эндогенные месторождения – образованные в результате затрат внутренней энергии земного шара.

Экзогенные месторождения – образованные посредством затрат внешней энергии поступающим главным образом, солнечной энергии.

Метаморфогенные месторождения – образуются при преобразовании исходных месторождений; (по Обручеву железистые кварциты). Метаморфизм Обручев не считал способным к рудообразованию, он считал его изохимическим процессом (без изменения химического состава), что исключала транспорт металла на значительные расстояния. Каждый из этих групп подразделяются на категории.

Эндогенные месторождения в свою очередь подразделяются на магматические, флюидно-магматические и гидротермальные.

Магматические месторождения – эта такие месторождения, которые образованы в результате дифференциации магматического расплава на силикатные и рудные составляющие – Норильский никель, Хибинское месторождения фосфатов.

Флюидно-магматические (пегматиты) – на раннем этапе магматической эволюции (образуется пегматит – гранитный), на позднем этапе этот пегматит подвергается обработке горячими растворами.

Гидротермальные месторождения – водные растворы с повышенной или высокой температурой (от комнатой темп. до 600-700 °С). Далее категории подразделяются на классы.

В магматических процессах различают два класса:

1. Класс ликвационных процессов – разделяют расплав на два несмешанных компонента (силикатный и рудный)

2. Класс кристаллизационных процессов – рудный расплав обособляется от силикатной жидкости в процессе кристаллизации алюмосиликатной жидкости.

Гидротермальные месторождения разделяются на два класса:

1. Магматогенные процессы – образуются в результате функционирования металлоносных (гидротермальных) растворов, генерированных в магматических камерах, выделившихся из магматических расплавов при дегазации.

2. Метаморфогенные процессы – образуются в результате дегидратации минералов осадочных пород при метаморфизме.

2.Сходство и различия гидротермальных месторождений, образованных на значительных и малых глубинах (плутоногенных и вулканогенных): геологическая позиция и связи с магматизмом.

1. геологическое положение в з.к. Гидротермальные месторождения, образованные в результате функционирования гидротермальных растворов, образуются в любых породах, куда может внедриться вода. Малоглубинные месторождения (за редкими исключениями) залегают в вулканических поясах (в субмаринных и субаэральных). Исключение – балейское месторождение (золотое в тектонической депрессии мезозоя в терригенных осадках). Плутоногенные месторождения залегают в различных породах (метаморфических, осадочных, вулканогенных, углеродистых сланцах). Все гидротермальные месторождения контролируются зонами разломов, в т.ч. глубинных разломов; образуют, обычно, зоны (пояса), вытянутые в одном направлении, вдоль разломов (цепочки в обрамлении разломов), следовательно, растворы передвигаются в земной коре по наиболее проницаемым структурам – разломам, а не по порам, по которым они должны преодолевать большее сопротивление.

2. связь гидротермальных месторождений с магматизмом. Существует множество фактов, которые доказывают генерацию металлоносных растворов в магматических расплавах либо в з.к., либо в мантии. Главное доказательство: г.м. во многих случаях пространственно совмещены с магматическими телами разных размеров, форм и т.д., они образованы в близкое геологическое время, вскоре после образования магматических пород (несколько млн. л.). Существуют пространственно-временные связи г.м. с магматическими породами или процесс рудообразования с магматическими процессами. При хорошо вскрытых на глубину месторождениях, удается обнаружить чередование в образовании магматических пород и минеральных комплексов руд. Внедрение ранних порций силикатного расплава соответствующего состава, сменяется инъекцией металлоносных растворов и отложением раннего минерального комплекса руд. После этого происходит внедрение следующей порции расплавов, затем снова инъекция растворов. И так несколько раз, вплоть до завершения процесса. Эти факты доказывают магматогенное образование месторождений. Перемещение расплавов и растворов происходило по одним и тем же каналам и разломам (дайки и руды пространственно совмещены). В вулканических поясах существование такой связи руд и малоглубинных магматитов доказывает образование г.м. в связи с малоглубинным магматизмом – вулканизмом.

№ 2

3. Текстуры и структуры руд. Понятия, классификации, использование для генетических реконструкций.

Текстура – особенности строения г.п. или руд, обусловленные формой, размером и взаимоотношением минеральных агрегатов. Текстуры делятся: по рисунку, главное здесь морфология, это морфогенетические структуры – однородный (массивный) рисунок и неоднородный рисунок. Неоднородные текстуры делятся на пятнистые (шлировая, гнездовая, вкрапленная, цементная (г.п. сцементирована рудным веществом), нодулярная, оолитовая) и ориентированные (полосчатая, слоистая, сланцеватая, плойчатая, очковая, гнейсовидная и т.д.). также текстуры различаются по плотности сложения: плотные, пористые (по количеству пор: пузыристые – 50% пор, 50% матрикс; шлаковые – пор больше 50%), миаролитовые (пустоты угловатой формы), трещиноватые, пустотные выщелачивания, кавернозные. По анализу текстурно-структурных особенностей можно определить где и как образовалась руда и порода.

4. Сходство и различия гидротермальных месторождений, образованных на значительных и малых глубинах (плутоногенных и вулканогенных): минеральный состав и минеральная зональность.

1. минеральный состав руд. В составе руд малоглубинных месторождений значительное место занимают минералы, имеющие аморфное или скрытокристаллическое строение – опал, халцедон, марказит, флюорит (аморфный), т.е. присутствуют минералы, выделившиеся из коллоидных растворов. В плутогенных месторождениях аморфные минералы практически отсутствуют, все минералы имеют кристаллическое строение, напр, кварц.

2. минеральная зональность. В м.м. минеральная зональность выражена слабо, т.е. разновременные минеральные комплексы пространственно совмещены (телескопированы). Это объясняют тем, что вертикальный диапазон глубин образования м.м. незначительный и, как правило, не выходит за пределы нескольких сотен м, следовательно, минеральные комплексы пространственно не разобщены, а совмещены. Руды п.м. пересекаются на глубинах 2-4 км от современной поверхности, здесь ранние минеральные комплексы заполняют трещины, затем идет подновление, новый минеральный комплекс заполняет оставшееся место, эти комплексы различаются по составу – это признак минеральной зональности.

№3

5. Пегматитовые месторождения: геологические условия залегания, состав, минеральная зональность.

Условия образования. Пегматитами называются своеобразные по минеральному составу, морфологии, структуре и генезису позднемагматические тела, формирующиеся на завершающих стадиях затвердевания глубинных массивов. Они занимают промежуточное положение между интрузивными породами и постмагматическими рудными жилами.

Пегматиты связаны с материнскими интрузивами пространственно, так как располагаются внутри их или в непосредственной близости от них. Они характеризуются тождественностью состава с этими породами, но отличаются от них меньшими размерами тел, их жило- и гнездообразной формой, зональным внутренним строением, неравномерной крупно- и гигантозернистой структурой пород, сложным минеральным составом, большим количеством минералов, содержащих летучие компоненты-минерализаторы, редкие и редкоземельные элементы, наличием признаков замещения ранних минеральных ассоциаций более поздними.

Пегматиты свойственны глубинным изверженным породам любого состава. Однако среди них преобладают и имеют ведущее значение гранитные пегматиты, реже встречаются щелочные и ультраосновные.

Несмотря на высокую промышленную ценность пегматитов, до сих пор остаются нерешенными многие генетические вопросы. Это объясняется многочисленностью их типов, сложностью расшифровки закономерностей строения и состава, что свидетельствует о формировании пегматитов в широком диапазоне физико-химических и геологических условий.

Процесс минералообразования идет в интервале температур от 800-700 до 500-400 °С. При этом в каждую фазу пегматитообразования выделяются характерные минералы и соответственно изменяется строение пегматитовых тел.

Гранитные пегматиты делятся, по А.Е.Ферсману, на пегматиты чистой линии и пегматиты линии скрещения. Первые залегают в гранитах или аналогичных породах, и их состав соответствует таковому материнских пород. Пегматиты линии скрещения образовывались среди пород существенно других типов. В этих условиях возникали гибридные пегматиты, которые ассимилировали вещество боковых пород, и диссилицированные пегматиты, частично отдавшие кремнезем во вмещающие породы.

В минеральном составе пегматитов преобладают силикаты и оксиды. Гранитные пегматиты чистой линии сложены полевыми шпатами, кварцем и слюдами. Гибридные пегматиты изменяют состав в зависимости от состава ассимилируемых пород и содержат такие минералы, как дистен, силлиманит, роговая обманка, пироксен, сфен и корунд.

Преобладающая форма пегматитовых тел – простые плитообразные и сложные жилы; реже встречаются линзы, гнезда и рубообразные тела. Размеры тел весьма разнообразны: мощность колеблется от 10-25 до 50-200 м; длина по падению составляет десятки-сотни метров, по простиранию – сотни метров–километры. Зональность: внешняя зона – тонкозернистая оторочка мусковит-кварц-полевошпатового состава (несколько см); 2 зона – кварц-полевошпатовая масса письменной и гранитной структуры; 3 зона – мономинеральная масса или блоки микроклина; 4 зона – кварцевое ядро; 5 зона – неотчетливая, представлена неправильными скоплениями кварца, альбита, мусковита, сподумена и минералами редких металлов.

6. Сходство и различия гидротермальных месторождений, образованных на значительных и малых глубинах (плутоногенных и вулканогенных): рудовмещающие структуры и распределение в рудах полезных компонентов.

1. рудовмещающие структуры. м.м. отличаются сложной структурой, обычно это штокверки, малоразмерные ветвящиеся жилы. Рудные тела п.м. значительных размеров (многие сотни м), протяженные жилы (до 4 км жила «Чемпион» в индии). 2. Распределение в рудах п.к. Для п.м. характерно равномерное и невысокое содержание металлов. Для м.м. характерно неравномерное содержание металлов, местами очень высокое. Распределение полезного компонента в рудах.

Малоглубинные: весьма направленное распределение (гнездовое [бонанцовое]).

Глубинные: более равномерное, хотя обособляются участки обогащения (рудные столбы).

№ 4

7. Магматическое рудообразование: геологические условия, физико-химические режимы, полезные ископаемые.

Магматические месторождения образуются в процессе дифференциации и кристаллизации магмы при высокой температуре(1500-800С), высоком давлении (сотни килограмм-силы на квадратный сантиметр) и на значительных глубинах (3-5 км и более). Первоисточником вещества магматических месторождениях считается, вероятно, верхняя мантия Земли, о чем свидетельствуют приуроченность ряда месторождений во вмещающих их базальтоидных пород к глубинным разломам и близость отношений изотопов серы сульфидов к метеоритному стандарту.

Для магматических месторождений характерна тесная связь их с изверженными горными породами, с которыми они образуются в результате общих процессов. В магматических месторождениях вмещающих их изверженных породах встречаются сходные рудные и нерудные минералы, но количественно рудные минералы преобладают в месторождениях по сравнению с вмещающими породами.

Магматические месторождения представляют собой промышленные объекты как рудные (платина, хромит, железные, титановые и медно-никелевые руды и др.), так и нерудные (алмаз, графит, апатит).

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МАГМАТИЧЕСКИХ МЕСТОРОЖДЕНИИ

Магматические месторождения образуются как в геосинклинальных областях, так и на платформах.

Интрузивные породы, вмещающие магматические месторождения, обычно относятся к основным и ультраосновным разностям – это габбро, нориты, пироксениты, перидотиты и дуниты. С основ­ными породами (габбро, норитами, анортозитами) пространственно и генетически связаны месторождения Ti, V, Cu, Ni, Co и платиноидов; с ультраосновными породами (дунитами, перидотитами, пироксенитами) – месторождения Pt, хромитов, алмаза, иногда Cu и Ni.

Приуроченность магматических месторождений к основным породам можно объяснить двояко:

в основных породах отмечается повышенное содержание железа и других металлических компонентов, что благоприятствует формированию в них рудных залежей;

основная магма, содержащая относительно небольшое количество кремнезема, обладает меньшей вязкостью, лучшей подвижностью и, следовательно, она более способна к процессам дифференциации. Значительное влияние на процесс дифференциаций магмы оказывают летучие компоненты (Н₂O, Сl, В, F, Р и др.), которые снижают температуру плавления руд и способствуют лучшей подвижности соединений. Многие магматические месторождения залегают среди полосчатых, псевдостратифицированных пород. Таковы гипербазиты Урала, Бушвельдский комплекс, щелочные породы Кольского полуострова и др.

Текстуры руд магматических месторождений довольно разнообразны; наиболее характерны для них следующие: массивные, вкрапленные, полосчатые, бобовые (нодулярные), очковые, пятнистые, шлировые, петельчатые, брекчиевые, брекчиевидные и др.

Для руд магматических месторождений типичны следующие используемые в промышленности элементы: Сг, Т*, Fе, V, Р1, Оз, 1г, КЬ, Ки, Рс1, Си, №, Со, Р, С.

8.Сущность понятия: магматогенные и метаморфогенные гидротермальные месторождения. Примеры.

Гидротермальные месторождения делятся на:

а) Магматогенные. Образованы вследствие функционирования растворов, генерированных в магматических стенах (мантийных, коровых). Источниками воды и металлов служат силикатные растворы.

б) Метаморфогенные. Образуются вследствие функционирования растворов, вод в которых имеет разное происхождение (магматические очаги, области высокотемпературного регионального метаморфизма). Источники метаморфической породы, сквозь которые породы фильтруются.

№ 5

9. Сущность понятий: плутоногенные, вулканогенные гидротермальные месторождения. Критерии связей гидротермальных месторождений с магматизмом.

Вулканогенные гидротермальные месторождения связаны с вулканизмом и образуются на небольшой глубине - несколько сотен метров; плутоногенные г.м. связаны с глубинными магматическими очагами и образуются на большой глубине – обнаруживаются на глубине 2-4 км от современной поверхности. Существует множество фактов, которые доказывают генерацию металлоносных растворов в магматических расплавах либо в з.к., либо в мантии. Главное доказательство: г.м. во многих случаях пространственно совмещены с магматическими телами разных размеров, форм и т.д., они образованы в близкое геологическое время, вскоре после образования магматических пород (несколько млн. л.). Существуют пространственно-временные связи г.м. с магматическими породами или процесс рудообразования с магматическими процессами. При хорошо вскрытых на глубину месторождениях, удается обнаружить чередование в образовании магматических пород и минеральных комплексов руд. Внедрение ранних порций силикатного расплава соответствующего состава, сменяется инъекцией металлоносных растворов и отложением раннего минерального комплекса руд. После этого происходит внедрение следующей порции расплавов, затем снова инъекция растворов. И так несколько раз, вплоть до завершения процесса. Эти факты доказывают магматогенное образование месторождений. Перемещение расплавов и растворов происходило по одним и тем же каналам и разломам (дайки и руды пространственно совмещены). В вулканических поясах существование такой связи руд и малоглубинных магматитов доказывает образование г.м. в связи с малоглубинным магматизмом – вулканизмом.

№ 6

10. Причины и условия движения гидротермальных растворов от очагов генерации в блоки рудообразования.

Все гидротермальные месторождения, а внутри них рудные тела контролируются элементами разломной тектоники (различными по размеру и глубинности разломами), т.е. растворы в земной коре предпочитают наиболее проницаемые участки, а именно трещины и разного рода разломы, там где они могут двигаться без особых затрат, под действием градиента давления (т.е. вверх, в область пониженного давления).

11.Полезные ископаемые плутогенных гидротермальных месторождений, их значение в экономике минерального сырья.

Плутоногенные гидротермальные месторождения пространственно и генетически связаны с интрузиями кислых, умеренно кислых и умеренно щелочных изверженных горных пород. Оруденение распространено по вертикали на 1-2 км и отличается хорошей выдержанностью. Рудные тела формируются при выполнении пустот или метасоматически и характеризуются большим разнообразием форм, зависящих от состава вмещающих пород и тектонической структуры. Известны изометричные, плоские и трубообразные залежи согласного и секущего типов. Размеры тел колеблются в значительных пределах – от нескольких метров до нескольких десятков километров по протяженности. Типичны месторождения с большим количеством маломощных рудных тел.

Рудообразование сопровождается интенсивным изменением вмещающих горных пород. Наиболее широко распространены серицитизация, хлоритизация, окварцевание, доломитизация, лиственитизация, серпентинизация, флюоритизация, пиритизация, гематитизация. Текстуры руд вкрапленные, прожилковые, массивные, структуры – зернистые, порфировидные, эмульсионные, пластинчатые, сетчатые.

К плутоногенным принадлежат следующие типы месторождений: золото-кварцевый, вольфрамит-молибденит-кварцевый, касситерит-кварцевый, никель-кобальт-арсенидный, молибденит-халькопиритовый (медно-порфировый), галенит-сфалеритовый, золото-сульфидный, касситерит-силикатно-сульфидный, тальковый, магнезитовый, хризотил-асбестовый, флюоритовый и киноварь-антимонит-кварцевый.

№ 7

12. Источники растворов при гидротермальном рудообразовании.

1) магматические расплавы – мантийные или коровые – из магматического расплава выделяется вода и летучие компоненты в виде пара (критическое состояние воды ок. 350 град.). вода выделяется при возрастании внутреннего давления воды в очаге по мере его кристаллизации (сокращается объем камеры), поэтому основная масса воды, оставшаяся в расплаве, начинает мигрировать в область пониженного давления, это не чистые растворы, они обогащены соединениями металлов, анионами солей и кислот; 2) фильтрационные внемагматические источники в очагах ультраметаморфизма – происходит дегидратация водосодержащих минералов: FeO*H2O → FeO + H2O. Во многом в осадочных толщах, в которых при погружении водосодержащие минералы теряют воду. Высвобождающаяся вода в газовой фазе начинает мигрировать в область пониженных температур, т.к. по мере того, как происходит обезвоживание, увеличивается давление воды, поэтому она стремится в области понижения парциального давления. По свойствам вода схожа с магматической. На путях своего движения вода из окружающих пород экстрагирует различные химические вещества, в т.ч. металлы, и транспортирует их в область консервации; 3) метеорные воды глубоких уровней циркуляции – в бассейнах артезианского типа метеорные воды способны погружаться на глубину и нагреваться на тех глубинах, на которых находятся магматические очаги, от которых нагреваются породы, «рамы», обрамляющие эти очаги, и растворы нагреваются до нескольких сот градусов, приобретая черты гидротермальных металлоносных растворов.

13. Полезные ископаемые вулканогенных гидротермальных месторождений, их значение в экономике минерального сырья.

Вулканогенные месторождения. Гидротермальные вулканогенные месторождения связаны преимущественно с наземным андезит-дацитовым вулканизмом геосинклиналей, а также щелочным и трапповым магматизмом активизированных платформ. Наиболее характерны месторождения, приуроченные к жерлам вулканов и их периферии.

Месторождениям свойственны конические, кольцевые, трубчатые, внутрижерловые и радиально-трещинные внежерловые структуры. Известны также месторождения, контролируемые разломами и поверхностями напластования эффузивных пород. Рудные тела имеют форму жил, труб и штокверков, которые сравнительно быстро выклиниваются на глубине 300-500 м. Минеральный состав руд сложный. Типично весьма неравно­мерное распределение полезных компонентов, наличишгак называемых рудных столбов, сложенных богатой рудой. Среди текстур наиболее распространенными являются метаколлоидные. На вулканогенных месторождениях обычно отмечаются гидротермальные изменения эффузивных пород, выражающиеся в их окварцевании, пропилитизации, алунитизации, каолинизации.

Среди описываемых месторождений выделяются следующие основные типы: магнетитовый, касситерит-сульфидный, киноварный, золото-серебряный, алунитовый, серный (самородной серы), цеолитовый.

№ 8

14. Причины отложения рудного вещества из гидротермальных растворов.

Существует 2 аспекта:

1) При пульсационном режиме поступление горячих металлоносных растворов в верхние горизонты земной коры создаются условия для пространственного совмещения или пространственной разобщенности разновременных порций раствора. В первом случае происходит наложение поздних минеральных компонентов на ранние, вследствие этого наращивание запасов Ме и увеличение содержания их в рудах. Во втором случае промышленных скоплений руд, как правило, не образуется, происходит пространственное рассредоточение бедной минерализации.

2)Для отложения значительных масс руд необходимо массовое выделение в твердую фазу растворенных веществ. В противном случае продуктивная минерализация будет рассредоточена на пути движения растворов вверх на значительных расстояниях - концентрирования вещества не произойдет.

Движущиеся в область рудообразования металлоносные рнастворы находятся в хим равновесии, чем и обеспечивается растворенное состояние множества хим соединений, в т.ч и Ме.

Для того, чтобы произошло массовое отложение вещества из растворов требуется нарушение хим равновесия (сдвиг), которое обеспечивается смешением горячих металлоносных растворов с холодными слабоминерализованными метеорными водами глубрких уровней циркуляции. Такое смешение происходит на глубинах до 5-6 км от дневной поверхность.

Доказательства смешения:

изотопное отношение водорода и кислорода воды, заполняющей вакуоли гидротермальных минералов (кварц и др.), соответствует изотопным отношениям этих элементов, свойственным метеорной воде. Доля ювенильной (магматогенной) воды незначительна (10-20%).

В тех случаях, когда такого смешения не происходит, горячие металлоносные растворы (металлоносный водяной пар) рассеиваются в окружающем пространстве, выходит на дневную поверхность. Рудообразования не происходит.

Перемещение вещества гидротермальным раствором может осуществляться диффузией в застойном растворе и инфильтрацией в движущемся. Диффузионный перенос веществ зависит от градиента их концентрации на путях гидротермальной миграции. Инфильтрационный перенос происходит под давлением парообразной фазы, выделившейся из магмы, давлением столба вышележащих пород или под влиянием односторонних тектонических движений.

Причинами отложения минеральных масс гидротермальными растворами могут быть следующие: обменные реакции веществ в растворе и при смешении растворов, обменные реакции между растворами и боковыми породами, изменение рН (кислотности-щелочности) среды, коагуляция коллоидов, фильтрационный эффект, сорбция, воздействие естественных электрических полей, изменение температуры растворов и давления системы.

Скопления полезных ископаемых формируются вследствие вложения минеральных масс в пустотах горных пород или благодаря замещению последних. Поэтому форма тел гидротермальных месторождений зависит от морфологии рудовмещающих полостей или от конфигурации границ замещаемых пород. Характерными формами рудных тел являются жилы, штоки, гнезда, штокверки, линзы, пластообразные залежи и сложные комбинированные тела. Размеры тел различны – встречаются короткие жилы длиной всего 2-3 м (золотоквар- цевые жилы некоторых месторождений) и весьма протяженные (до 200 км) тела (Материнская жила в Калифорнии). По падению жилы прослеживаются обычно на десятки-сотни метров, но иногда на несколько километров

№ 9