55.Геологические формации и палеотектонические обстановки образования месторождений хромшпинелидов и титаномагнетитов

Подкласс 3.2. Позднемагматический Ряд 3.2.1. Плутонический

Плутонический ряд позднемагматических месторождений включает месторождения хромшпинелидовой, титаномагнетитовой, апатит-магнетитовой, нефелин-апатитовой и лопаритовой формаций. Они встречаются в двух различных тектонических обстановках: в платформенных обстановках внутриконтинентальных рифтов и в складчатых областях. В соответствии с палеотектоническими условиями рудообразования формации месторождений можно подразделить на субформации: платформенные и геосинклинальные.

Платформенные месторождения связаны с расслоенными интрузивами ультраосновного, основного и щелочного составов. Для них характерна пластообразная форма залежей полезных ископаемых и четкая приуроченность к определенным горизонтам расслоенных комплексов. Причем, чем больше мощность залежей, тем обычно выше содержание полезных компонентов. Месторождения хромшпинелидовых и титаномагнетитовых руд располагаются в пределах расслоенных интрузий гарцбургит-ортопироксенит-норитовой формации. В хорошо дифференцированных массивах формации, типичным представителем которой является Бушвельдский в ЮАР, в нижней части располагаются гипербазиты с пластообразными залежами хромовых руд, выше - базиты с титаномагнетитовыми рудами. Таким образом, месторождения представляют собой совокупность субпараллельных пластообразных тел в расслоенных массивах. Такое строение, в частности, имеют расположенные на западном склоне Урала Главное Сарановское месторождение глиноземистых хромшпинелидов, состоящее из трех параллельных крутопадающих залежей в серпентинизированных гарцбургитах, и Кусинское месторождение ильменит-титаномагнетитовых руд, состоящее из двух крутопадающих залежей в габбро-амфиболитах. Сходные особенности строения характерны и для месторождения лопаритовых руд в расслоенном комплексе нефелиновых сиенитов Ловозерского массива на Кольском полуострове. Там же расположен Хибинский массив нефелиновых сиенитов концентрического строения, к кровле ийолит-уртитов которого приурочены крупные линзообразные залежи апатита с нефелином.

1. Перидотит-ортопироксенит-норитовая, месторождения

хромовых (Cr),

титаномагнетитовых (Fe, Ti, V),

платиновых (Pt, Pd и др.) руд.

Примеры:

Бушвельдский массив в ЮАР (Cr, Fe, Ti, V, Pt),

Сарановский в Пермском крае (Cr),

РИС

Геосинклинальные месторождения плутонического ряда позднемагматического подкласса отличаются более сложной формой залегания и более рассеянным характером оруденения, связью с менее дифференцированными массивами магматических пород ультраосновного и основного состава. Характерными полезными ископаемыми являются титаномагнетиты и хромшпинелиды. Среди титаномагнетитовых месторождений наибольшей известностью пользуются уральские, приуроченные к габбро-пироксенитовому (Платиноносному) поясу. Наиболее крупные запасы руд пояса сосредоточены в пределах Качканарского рудного поля. Здесь линзо- и столбообразные залежи вкрапленных руд месторождений приурочены к телам пироксенитов, залегающих в окружении габбро. Из титаномагнетитовых руд в процессе передела их в сталь получают ванадий. Более редкой является ассоциация титаномагнетита с борнитом, халькопиритом и апатитом, наблюдаемая в Волковском месторождении, приуроченному к габбровому массиву. Хромшпинелидовые залежи связаны с альпинотипными гипербазитами. Они возникают в процессе их кристаллизации, образуя небольшие скопления в ассоциации с мнералами платиноидов. Однако, наиболее крупные месторождения, как уже выше было описано, связываются с процессами рестирования - последовательного плавления мантийного вещества.

Графическое физико-химическое моделирование процесса кристаллизационной дифференциации может быть осуществлено на двухкомпонентной диаграмме оливин-хромшпинелид (рис. 12). Для ее построения воспользуемся следующими данными: температуру кристаллизации чистого оливина примем равной 1800^оС, чистого хромшпинелида - 1900^оС, смеси оливин-хромшпинелид при содержании оливина 20% и хромшпинелида 80% - 1000^оС. В качестве исходного возьмем расплав, по составу отвечающий дуниту с содержанием хромшпинелидовой компонеты 5%, и начнем охлаждать его (точка а). При достижении расплавом температуры, отвечающей точке b, т.е. температуры солидуса для расплава указанного состава, в твердую фазу начнет переходить избыточный компонент - оливин. Начинается ранняя стадия кристаллизации расплава. По мере выпадения оливина в твердую фазу расплав начнет обогащаться хромшпинелидовым компонентом и процесс пойдет по линии солидуса от точки b по направлению к точке e. При этом оливин, как более легкий, начнет постепенно всплывать, а остаточный расплав - проникать в нижнюю часть камеры (кристаллизующегося слоя), т.е. на фоне кристаллизационной будет происходить гравитационная дифференциация вещества. В точке эвтектики (e) начнется позднемагматическая стадия процесса - кристаллизация расплава, существенно обогащенного рудным компонентом, с образованием в конечном счете пластообразной залежи полезного ископаемого. Аналогичная модель может быть предложена и для образования концентраций других полезных ископаемых кристаллизационных месторождений.

Описанная генетическая модель является весьма упрощенной. В ней показано развитие простейшей системы, состоящей из двух компонентов. Природные же системы отличаются многокомпонентностью и большими размерами.