Лекция № 9 метаморфогенные 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, я также динамометаморфизм вдоль тектонических зон. Региональный метаморфизм развивается вследствие совокупного действия статической и динамической нагрузки горных пород, в обстановке повышающегося давления, температуры и воздействия различных минерализаторов, особенно воды. В крайних формах он переходит в ультраметаморфизм, обусловливающий выборочное или полное переплавление изменяющихся пород.
Форма тел полезных ископаемых, подвергшихся региональному метаморфизму, искажается, они обычно приобретают сплющенный вид. Среди метаморфизованных месторождений преобладают пластообразные, линзовидные, ленто– и жилообразные залежи сплошных и вкрапленных руд. Их размеры иногда достигают значительных величин, как, например, в пластовых залежах железных руд в железистых кварцитах или итабиритах, вытягивающихся на километры и даже первые десятки километров при мощности до первых сотен метров.
Текстура вещества метаморфизованных месторождений отличается развитием катаклаза и распрессовывания. Характерно полосчатое, сланцеватое, плойчатое, очковое и лучистое строение. Метаколлоидная текстура в процессе метаморфизма преобразуется в кристаллическую. Тонкозернистое строение укрупняется и заменяется более грубокристаллическим.
Минеральный состав отличается переходом гидроокислов в окисные соединения. Лимонит и другие гидроокислы железа преобразуются в гематит, магнетит; псиломелан и манганит замещаются браунитом; гаусманитом; опал переходит в кварц. Минеральные модификации малой плотности вытесняются минералами более высокой, средней плотности. В связи с этим марказит замещается пиритом. Фосфорит преобразуется в апатит. Органическое вещество графитизируется.
По наблюдениям Г. Вертушкова на Урале с увеличением метаморфизма железо-титановых руд вначале заметно уменьшается содержание железа, а затем, несколько медленнее, содержание титана; ильменит-матнетитовые месторождения переходят через ильменитовые в ильменит-рутиловые, а на крайних стадиях метаморфизма — в рутиловые.
При контактовом метаморфизме происходит халькопиритизация борнита, возникают структуры распада борнит — халькопирит, сфалерит — халькопирит, галенит — касситерит (по тиллиту), в железосодержащих сульфидах может возникнуть магнетит.
Для минеральных ассоциаций метаморфогенных месторождений характерны минеральные парагенезисы соответствующей фации метаморфизма.
Метаморфизм, особенно региональный, способен уничтожить месторождения полезных ископаемых, радикально их изменить и создать новые. При метаморфизме в первую очередь уничтожаются 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), флогопита, амфибол-асбеста, нефрита, лазурита, графита, корунда и наждака, граната, титана, горного хрусталя. Практическое значение некоторых перечисленных месторождений весьма существенно.
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: 1) альбит-эпидот-роговиковая, 2) роговообманково-роговиковая, 8) пироксен-роговиковая, 4) санидинитовая.
Породы регионального метаморфизма возникают при высокой температуре, нагрузке пород и давлении газовой фазы. Среди них, в порядке повышающейся температуры образования, различается шесть фаций, разделяющихся на субфаций со свойственными им минеральными ассоциациями, описанными в курсах петрографии:
1) цеолитовая ( самородная медь месторождения Верхнего озера в США);
2) зеленых сланцев (которой соответствуют магнетит-гематитовые железистые кварциты; метаморфизованные разности колчеданных руд; золото-урановые месторождения типа Витватерсранд (ЮАР) и Блайнд Ривер (Канада); Кварц-сульфидные золотоносные штокверки; образования наждака, плотного и чешуйчатого графита, асбеста, нефрита, горного хрусталя);
3) глаукофановая, которой отвечают месторождения силикатных руд марганца и цинка, а также магнетит-амфиболовых сланцев;
4) амфиболовая, с которой ассоциируют железные руды таконитов и итабиритов; метаморфизованные месторождения сульфидных руд в кристаллических породах платформ; месторождения кианита, диаспора, андалузита и силлиманита; керамические, слюдоносные и редкометальные пегматиты, а также месторождения корунда, гранатов, флогопита, кристаллического графита, апатита и лазурита;
5) гранулитовая, с месторождениями амфибол-пироксен-магнетитовых кварцитов, гранатов, рутила;
6) эклогитовая, полезные ископаемые которой скорее всего ограничиваются вкраплениями рутила.