Тема 14. Метаморфогенные месторождения

Процессы метаморфизма заключаются в преобразовании геологических тел в связи с изменением физико-химических условий: температуры, давления и концентрации различных компонентов. Эти изменения влияют на условия залегания тел полезных ископаемых, на морфологию, структуры и текстуры и, наконец, на минеральный и химический состав пород или руд. Для метаморфо-генных месторождений характерны в основном высокая температура (более 300° С), большое давление (сотни Кбар) и образование на значительной глуби­не (до 15-20 км).

Метаморфогенные месторождения могут образовываться в результате метаморфизма ранее существовавших месторождений (как правило, осадочно­го или вулканогенно-осадочного генезиса) или в процессе метаморфических преобразований нерудоносных горных пород. Кроме того, часто образование месторождений в метаморфических толщах происходит при существенном влиянии эндогенных флюидных процессов. В соответствии с этим метаморфо­генные месторождения подразделяются на три основных категории:

A. Метаморфизованные, возникшие в результате метаморфических пре- образований ранее существовавших рудных и нерудных концентраций,

Б. Метаморфические, полезные компоненты которых образовались в ре­зультате метаморфической мобилизации.

B. Флюидно-метаморфогенные, образующиеся в условиях дополнитель- ного поступления в зону метаморфизма рудоносных растворов глубинного происхождения.

14.1. Метаморфизованные месторождения

Рудные вещества метаморфизованных месторождений первоначально длительно накапливались при вулканогенно-седиментационных процессах. По­следующее растворение и перекристаллизация исходных пород привели к ме­таморфическому преобразованию и дифференциации рудных компонентов. Рудные тела этих месторождений чаще всего представляют собой стратиформ-ные залежи. Их размеры нередко достигают значительных величин; так пла­стовые залежи железистых кварцитов вытягиваются на первые десятки кило­метров при мощности до первых сотен метров. Текстуры руд метаморфизован­ных месторождений из-за стрессовых нагрузок отличаются развитием катакла-за и рассланцевания. В связи с этим для них характерно полосчатое, сланцева­тое, гнейсовидное и плойчатое строение. Минеральный состав характеризует­ся переходом гидроокислов в оксидные соединения, т.е. лимонит переходит в гематит или магнетит; псиломелан замещается браунитом или гаусманитом; опал преобразуется в кварц. При этом минеральные модификации малой плот­ности вытесняются минералами более высокой плотности.

Рудные формации метаморфизованных месторождений

1 .Формация магнетит-гематитовая (железистых кварцитов или "джеспилитовая"). В минеральном составе руд - магнетит и гематит, реже мар-тит, лимонит, гетит, кварц, еще реже хлорит, биотит, амфиболы, карбонаты. К этой формации принадлежат крупнейшие месторождения - Кривой Рог (Ук­раина), Курская Магнитная Аномалия или КМА (Россия), Чарская группа (Ал­дан), Байкальское (Восточный Саян), оз. Верхнее (США). Как предполагается, эти месторождения возникли при метаморфизме осадочных бурожелезняковых месторождений.

2. Формация псиломелан-магнетит-браунитовая и формация родохро-зит-бустамит-браунитовая. Формации представлены марганцевыми и железо-марганцевыми месторождениями, как правило, небольших размеров (в России -типа месторождения Поперечное в Хабаровском крае). К этому типу следует отнести месторождение Каражал (Казахстан), месторождения Хингана и Маг­нитогорского района, месторождение Мархья-Прадеш (Индия). Они возникли за счет метаморфизма осадочных марганцевых месторождений.

3. Формация золотоносных и ураноносных конгломератов. Охарактери­зована крупными месторождениями золота и урана (Витватерсранд - ЮАР, Блайнд Ривер - Канада, Жакобина - Бразилия и др.). В России месторождения данного промышленного типа пока не найдены. Руды представлены древними золотоносными аллювиальными конгломератами, метаморфизм которых обу­словил перекристаллизацию песчаного цемента и привнос полезных компонен­тов. Галька конгломератов существенно кварцевая, а цемент представлен агре­гатом кварца, серицита, хлорита, карбоната, углистым веществом и рассеянной вкрапленностью пирита. Золоторудная и урановая минерализация локализуется в основном в цементе.

4. Формация графитовая. Графит образуется при метаморфизме уголь­ных пластов во время внедрения интрузивных тел (Курейское месторождение -Енисейский кряж, Безымянское - Южное Прибайкалье). Характерной для этих графитовых руд является сланцевая текстура. Сопутствующие минералы -кальцит, слюда, скаполит, кварц, апатит.

14.2. Метаморфические месторождения

Метаморфические месторождения возникли вследствие перекристалли­зации, собирательной кристаллизации и перегруппировки вещества тех пород, в которых они обнаруживаются. В отличие от метаморфизованных месторож­дений они образуются не за счет ранее существовавших месторождений, а в результате метаморфизма горных пород. При этом, метаморфизм происходил с участием растворов метаморфического происхождения, но без привноса веще­ства из-за пределов рудовмещающих толщ пород.

Рудные формации метаморфических месторождений

1. Формация мраморов. Мрамор образуется при метаморфизме извест­няков. Такие месторождения известны в Карелии, на Урале, в Западном Саяне (Кибик-Кордонское), на Хамар-Дабане (Слюдянка, Буровщина).

2. Формация кварцитов. Кварцит формируется при метаморфизме пре­имущественно кварцевых песчаников (Шокшинское месторождение в Прионе-жье, месторождение Овруч на Урале).

3. Формация яшм. Яшмы образуются при метаморфизме кремнистых отложений. Примеры - Риддерское, Орское, Ревневское (Урал), Колыванское (Алтай).

4. Формация корунда и наждака*. Возникает при метаморфизме бокси­товых залежей. Сопутствующие минералы - шпинель, магнетит, андалузит, ру­тил, серицит. Примеры - Прииртышская группа, месторождения Греции.

5. Формация кровельных сланцев.* Такие месторождения известны на Черноморском побережье, Урале и в Германии (купершифер).

6. Формация андалузит-силлиманит-дистеновых высокоглиноземистых гнейсов и сланцев. Образуется за счет метаморфизма высокоглиноземистых осадочных пород. К данной формации относятся Китойское месторождение (Восточный Саян), Чайнытское (Якутия), Кяхтинское (Бурятия).

Состав руд: основные - андалузит, дистен (кианит), силлиманит; сопут­ствующие - гранат, биотит, амфиболы, кварц, полевой шпат.

7. Формация метаморфических месторождений алмазов*. К ней отно­сятся два подтипа: импактные (метеоритных кратеров типа Попигайтского в Анабаро-Оленекском районе) и алмазоносных гранулитов (эклогитов, гнейсов, кристаллических сланцев) Кокчетавской глыбы (Северный Казахстан). Это в основном мелкие технические алмазы (0,01-0,1 мм) типа борадо, карбонадо и лонсдейлита, имеющих шарообразную и пластинчатую форму. За счет пере­полнения включениями графита приобретают темно-серую и желтовато-серую окраску.

8. Формация нефритовая* .Образуется за счет процессов метаморфизма и метасоматоза доломитов (ацодоломитовые нефриты) и габбро-серпентинитов (апосерпентинитовые) в тектонических зонах. Это группа Витимских (Буром-ское, Парамское), Саянских (Оспинское, Улан-Ходинское, Бортогольское) и Джидинских месторождений. Подобные месторождения есть в Китае, Италии, США.

14.3. Флюидно-метаморфогенные месторождения

Это довольно сложный тип месторождений, происхождение которых является дискуссионным. Процесс рудообразования был длительным. В отли­чие от метаморфизованных и метаморфических месторождений здесь значи­тельный объем рудных компонентов (помимо тех, которые заимствовались при метаморфизме из вмещающих толщ) привносился в область рудоотложения извне. Многие исследователи относят эти месторождения к гидротермальным. Рудообразование было многоэтапным.

Месторождения характеризуется следующими особенностями:

1. Приуроченность к мощным горизонтам слабооруденелых толщ (угли­стым сланцам, зеленокаменным породам, конгломератовым отложениям).

2. Развитие зон пгубинных разломов, которые были тепло- и флюидо-проводниками.

3. Наличие региональных тепловых аномалий.

4. Стягивание и циркуляция гидротерм по разломным зонам с попутны- ми явлениями выщелачивания и мобилизации рудных компонентов в нижних частях гидротермальных колонн и их отложением в верхних.

К особенностям строения месторождений относятся также: а) большие размеры рудоносных площадей; б) наличие рассеянной, т.е. прожилково-вкрапленной минерализации; в) простой минеральный состав руд: г) много-ярусность оруденения с тенденцией смены снизу вверх рассеянной относи­тельно бедной минерализации штокверкового типа жильной с контрастным столбовым оруденением; д) отсутствие резких границ между рудными и без­рудными участками; е) интенсивные околорудные изменения в нижних частях рудных систем и слабые - в верхних; ж) чрезвычайно сложная морфология кварцево-жильных тел (плойчатые, сетчатые, четковидные).

Рудные формации флюидно-метаморфогенных месторождений

1. Золото-черносланцевая и золото-терригенно-сланцевая формации. Золотоносными являются пиритизированные и окварцованные горизон­ты черных углистых сланцев или песчано-карбонатно-сланцевые толщи. В со­не

ставе золотоносных сланцев отмечается как рассеянная пиритовая вкраплен­ность (пирита до 15-30 %), так и тонкие кварц-пиритовые послойные прожилки с плойчатой текстурой. Размеры кубических кристалликов пирита от 1 до 7 мм, они, как правило, окружены кварцевыми оторочками. В качестве сопутствую­щих отмечаются: арсенопирит, халькопирит и пирротин; в сланцах часты включения кубиков марказита и лимонитизированного пирита ("бурошпатов").

В жильном кварце содержание сульфидов (пирита) не более 1-3 %, из нерудных отмечаются полевой шпат, карбонаты и слюдка (в общей сумме их не более 5-10 % от жильной кварцевой массы). Содержания золота небольшие - 1 -5 г/т, отмечено присутствие тонкой вкрапленности платиноидов. Месторо­ждения Бодайбинского золоторудного района - Сухоложское, Невское, Вер-нинское; Советское (Енисейский кряж); Холбинское рудное поле (Восточный Саян); Хоумстейк (США); Колар (Индия); Калгурли (Австралия).

2. Формация редкометальных щелочно-полевошпатовых метасоматитов в зонах милонитизации. Они образуются за счет проявления метаморфогенно- метасоматических процессов с Na-K специализацией, приуроченных к круп- ным тектоническим зонам по гранитоидам и вулканитам.

Состав жильно-вкрапленной минерализации - циркон, пирохлор, бе­рилл, танталит-колумбит, флюорит, сопутствующим является золото, реже уран; из нерудных - кварц, микроклин, альбит, рибекит, эгирин, амфибол (в Восточной Сибири: Катугинское месторождение и Абчадско-Даванские рудо-проявления Северного Прибайкалья; ряд месторождений Урала, Канады и Ин­дии).

3. Формация метаморфизованных колчеданно-полиметаллических руд. Они отличаются отчетливыми полосчато-сланцевыми, плойчатыми текстурами и высокой концентрацией в составе руд пирита И пирротина при переменном количестве сфалерита, галенита и халькопирита. Присутствуют арсенопирит, блеклые руды. Нерудные - кварц, кальцит, мусковит, дистен, биотит.

По генезису это метаморфизованные вулканогенно-осадочные или гид­ротермально-осадочные колчеданно-полиметаллические месторождения типа Сибайского. Примеры месторождений - Холоднинское (Сев. Прибайкалье), Горевское (Енисейский кряж), Брокен-Хилл (Австралия).

4, Формация метаморфизованных апатитов. Это пласты кварц-апатит- диопсидовых пород и амфибол-пироксеновых гнейсов (мощностью от 5 до 15 м), содержащих тремолит, скаполит, флогопит (месторождение Слюдянка в Южном Прибайкалье, месторождения Алданского щита, Китая)

5. Формация метаморфизованных руд медистых песчаников. В отличие от осадочно-инфильтрационных неметаморфизованных руд подобного типа в метаморфизованных помимо малахита и азурита уже преобладает халькозин, халькопирит, борнит, ковеллин, есть самородная медь, реже магнетит, гематит, фиксируются платиноиды. Из сопутствующих - пирит. Нерудные - актинолит, эпидот, гранат. Основной матрикс - это полевошпат-кварцевый песчаник. Пример - Удоканское месторождение (север Читинской области).

В кафедральной коллекции широко представлены руды магнетит-гематитовой формации, в основном из месторождений КМА и Кривого Рога. Имеются руды разных типов: собственно железистые кварциты (бедные руды) полосчатого облика, состоящие из прослоев кварца и магнетита, богатые гема-тит-гидрогематитовые ("краска"), мартитовые ("синька"), смешанные гематит-мартитовые руды и лимонит-гетитовые (джеспелиты) из верхней зоны окисле­ния.

Руды железо-марганцевых месторождений сложены преимущественно окислами марганца типа браунита или гаусманита, а также магнетитом или ге­матитом. В качестве примеров имеются единичные образцы из названных ос­новных формаций метаморфогенных месторождений (несколько разновидно­стей мрамора, розовый кварцит, графитовый сланец, силлиманитовый сланец, кровельный сланец, яшма). Особо выделяется черный углеродистый сланец с кварц-пиритовыми прожилками и богатой рассеянной вкрапленностью идиа-морфного пирита, характеризующийся повышенной золотоносностью. Визу­ально хорошо отличаются и линейно-полосчатые колчеданно-полиметаллические руды, которые на 40-60 % состоят из мелкозернистого аг­регата сульфидных минералов (пирит, пирротин, галенит, сфалерит). "Удоканские руды" помимо рассеянной сульфидной минерализации (халько­пирит, халькозин, пирит) всегда содержат примазки малахита и пленки ковел-лина.

Примечание: Чертой выделены типоморфные текстуры для данной генетической группы.

Таблица 2.

КЛАССИФИКАЦИЯ ВАЖШЙШИХ ТЕКСТУР РУД (По С.А. Вахромееву)

Морфологичес­кие группы		Геологические (генетические) группы
		Магматичес­кие	Контактово-ме-тасоматические	Гидротермаль­ные	Выветривания	Осадочные	Метамор-фогенные
1		2	3	4	5	6	7
Однородные (равномерные)		Массивная Вкраппенная	Массивная Вкрапленная	Массивная Вкрапленная	Пористая Порошковатая		Массивная (переотло­женная)
Неоднородные	Удлиненные {плосковы­тянутые)	Полосчатая	Слоистая (реликтовая)	Полосчатая Жильная Линзовая Крустифика- ционная Бурундучная		Слоистая Линзовидная	Сланцева­тая Полосча­тая
	Округлые	Нодулярная*	Оолитовая	Кокардовая Колломорфная *	Концентричес­ки-зональная Конкреционная Почковидная	Оолитовая Конгломе-ратовая
	Неправильн ые (прочие)	Такситовая*	Пятнистая Друзовая Брекчиевидная	Пятнистая Друзовая Брекчиевидная Брекчиевая Прожилковая	Корковая	Брекчиевая (обломочная) Органогенная	Плойчатая
		(шлировая) Брекчиевид- ная			Жеодовая Друзовая Сталактитовая* Петельчатая* Органогенная (реликтовая)		Брекчие­вая

Имеется коллекция флюидно-метаморфогенных руд месторождения зо­лота Зун-Холба. Образцы представляют собой интенсивно измененные вме­щающие породы (известняки, черные сланцы, граниты), кварц-сульфидные, сульфидные (пирит-пирротиновые) золотосодержащие руды жильного и вкра­пленного типов.

* " ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Старостин В.И., Игнатов П.А. Геология полезных ископаемых. М.: изд.МГУ, 1997.

2. Вахромеев С.А. Месторождения полезных ископаемых. Недра, 1979.

3. Авдонин В.В., Бойцов В.Е., Семинский Ж.В. и др. Месторождения металлических полезных ископаемых. Геоинформмарк, 1999.

4. Смирнов В.И. Геология полезных ископаемых. М.: Недра, 1989.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

5. Синяков В.И. Основы теории рудогенеза. М.: Недра, 1987.

6. Милютин А.Г. Геология и разведка месторождений полезных иско­паемых. М.: Недра, 1989.

7. Основы геологии горючих ископаемых (под ред. И.В. Высоцкого). М.: Недра, 1987.

8. Еремин Н.И. Неметаллические полезные ископаемые. М.: изд. МГУ,

1991.

Ж.В.Семинский, С.П.Летунов, Е.Д.Иньшин