Золото
Наиболее важное промышленное значение имеют следующие типы месторождений: скарновые
плутоногенные гидротермальные, вулканогенные гидротермальные, метаморфогенные, осадочно-мета-
морфогенные, месторождения выветривания и россыпные.
Скарново-золоторудные месторождения залегают в терригенных и вулканогенно-терригенных толщах
среди карбонатных горизонтов, прорванных поздне- и посторогенными малыми интрузиями от гранитного до
габбро-диоритового состава (Некрасов Е.М., 1988). Наиболее благоприятными вмещающими породами яв-
ляются доломиты, доломитизированные известняки, магнезиально-тальковые сланцы. Строение рудного поля
часто определяют разломы, контролирующие размещение наложенного на скарны золотого оруденения.
Скарны имеют гранат-пироксеновый состав. В железистых разностях скарнов наблюдается обильная вкрап-
ленность оксидных и сульфидных минералов, в том числе золотосодержащих.
Плутоногенные гидротермальные месторождения Гидротермальные золоторудные месторождения широко распространены. Большая часть из них относится к средним и мелким по запасам, хотя встречаются и крупные золоторудные объекты. Гидротермальные месторождения золота характерны практически для всех золотоносных провинций России и СНГ. Ло составу руд выделяются следующие главные рудные формации золотых месторождений: золото-кварцевая, золото-сульфидная и золото-кварц-сульфидная. Процесс гидротермального рудообразования отличается многостадийностью; золотоносными являются обычно средние рудные стадии.
Вулканогенные гидротермальные месторождения К этой группе относятся месторождения вулканических поясов, связанные с вулканитами дацит-андезит-риолитового ряда Обычно это близповерхностные золото-серебряные, золото-теллуридные и золотые руды, локализующиеся в вулканических постройках (палеокальдерах, вулканокупольных структурах).
Основные рудные формации месторождений этого типа - золото-кварц-халцедон-сульфидная, золото-серебро-кварц-адуляровая, золото-сульфидная и другие.
Метаморфогвнныо месторождения К этой генетической группе относятся многие крупные месторождения золота, известные в раз личных районах земного шара. Месторождения, связанные с процессами метаморфизма, отчетливо разделяются на два генетических типа: флюидно-метаморфогенные и осадочно-метаморфогенные.
Месторождения первого типа приурочены к областям метаморфизма и динамометаморфизма с
интенсивным проявлением флюидных гидротермальных процессов. Флюидные системы, формирующие промышленное оруденение, имеют глубинное происхождение и часто являются золотоносными. Ко второму типу относятся метаморфизованные месторождения с первично осадочным накоплением золота и последующим его перераспределением в процессе метаморфизма.
Осадочно-метаморфогенные месторождения
Месторождения этого промышленного типа являются главными источниками золота во многих зарубежных странах
Золото 2
(ЮАР, Канада, Бразилия). Их уникальность определяется как значительными раз-
мерами, так и комплексным составом руд, в которых наряду с золотом и ураном содержатся серебро и платиноиды. Характерная особенность этих месторождений - их приуроченность к толщам метаморфизованных кварцево-галечных конгломератов протерозойского возраста. Они представляют собой отложения дельтового выноса значительной мощности, которые содержат рудоносные слои нескольких стратиграфических уровней. Это древние россыпи, преобразованные при последующих деформациях и метаморфизме зеленосланцевой фации с локальной перегруппировкой первично накопленных металлов. Характерны пластовая и лентообразная форма рудных тел, наследующих расположение "рудных струй" русловых потоков, и веерообразная в плане структура рудных полей. В то же время наличие в рудах сульфидов и минералов четырехвалентного урана, неустойчивых в гипергенных условиях, региональных рудоконтролирующих зон разломов и некоторые другие данные могут свидетельствовать о прояв-
лении флюидных процессов рудообразования.
Месторождения выветривания
Концентрации золота в промышленных масштабах образуются часто на залежах сульфидных золотосодержащих руд. В зоне окисления золото приурочено в основном к нижней части ярозитов и кварц-баритовой сыпучке с серой, где содержание его в несколько раз выше, чем в первичных рудах. Гипергенное золото встречается в виде кристаллов, пленок, содержит серебро, медь и железо.
Россыпные месторождения
Распространены практически во всех золоторудных районах мира, во многих из них содержатся основные запасы металла. На территории России известными районами развития золотоносных россыпей являются Восточная Сибирь (Енисейский кряж, Ленский и Алданский районы), Северо-Восток, За байкалье, Приамурье.
Золото концентрируется в элювиальных, делювиальных, аллювиальных и прибрежно-морских россыпях, но наибольшее значение имеют аллювиальные, особенно долинные и террасовые россыпи.
Хром
Среди промышленных типов хромитовых месторождений выделяются: раннемагматические,
позднемагматические и россыпные (последние несущественные).
Раннемагматические месторождения
Раннемагматические месторождения представлены пластообразными телами хромитовых руд в расслоенных массивах ультраосновных пород. Примерами уникальных по запасам месторождений этого типа являются Бушвельдский массив в ЮАР, Великая Дайка в Зимбабве, Стиллуотерс в США.
Позднемагматические месторождения
Позднемагматические месторождения хромитов широко распространены на Урале, Кавказе, в Сибири, на Чукотке, Камчатке, Сахалине, а также за рубежом - в Албании, Греции, Югославии, Тур ции, Иране, Пакистане, Индии, Филиппинах, Мадагаскаре и на Кубе.
Главная хромитоносная провинция в России и Казахстане - Урал, где известно 25 районов, в ко-
торых в разное время производилась добыча хромитов. В настоящее время разрабатывается Донская группа хромитовых месторождений, находящаяся в юго-восточной части Кемпирсайского массива на Южном Урале, и Сарановское месторождение - на западном склоне Среднего Урала.
Россыпные месторождения
Элювиально-делювиальные россыпи хромитов образуются в результате выветривания коренных магматических месторождений. К ним относятся валунчатые руды Сарановского месторождения, элювиальные россыпи Алалаевского и Варшавского месторождений на Урале, порошковатые руды коры выветривания
верхних горизонтов месторождений Южно-Кемпирсайского района. Подобные месторождения также известны на Кубе, Филиппинах, в Новой Каледонии и на месторождениях Великой Дайки в Зимбабве. Прибрежно-морские россыпи известны на Тихоокеанском побережье штата Орегон в США,на полуостровах Восточной Камчатки и на берегу залива Терпения на о.Сахалине в России, а также на побережье Адриатического моря в Албании и Средиземного моря в Турции.
Олово
Олово - один из первых металлов, освоенных человеком.
Пегматитовые Месторождения олова локализуются в эндо- и экзоконтактовых зонах биотитовых и двуслюдяных гранитах массивов, относящихся к раннеорогенным гранитным формациям. Большая часть их (90 %) приурочена к структурам докембрия и нижнего палеозоя, реже они присутствуют в структурах мезозоя и кайнозоя. Промышленные концентрации олова встречаются преимущественно в пегматитах натрово-литиевого типа, среди которых различают кварц-микроклиновые и кварц-микроклин-сподуменовые разности. Пегматиты образуют жильные, штокообразные, линзо-гнездообразные тела, иногда группирующиесяв протяженные пояса.
Скарновые Оловоносные скарны связаны с посторогенными гранодиорит-гранитными, реже габбро-гранодиорит-гранитными формациями. Большая часть их (80 %) размещается в фанерозойских складчатых поясах. Оруденение приурочено к известковым и магнезиальным скарнам, формирующимся в приконтактовых частях массивов и на некотором удалении от них среди вмещающих терригенно-карбонатных пород. Рудные тела имеют пластообразную, иногда трубообразную форму, обычно не выдержаны. Руды вкрапленные, как правило, труднообогатимые, содержание олова в среднем 0,3-0,5, иногда достигает 20 %. Извлечение олова, содержащегося в силикатах, нерентабельно. Запасы руды колеблются от нескольких миллионов до 20-30 млн т. Скарновые месторождения известны в Приморье (Ярос лавское), Карелии (Питкяранта, Кителя), Средней Азии.
Грейзеновые месторождения
олова связаны с посторогенными гранодиорит-гранитными формациями, представленными обычно крупными многофазными батолитами. Возрастной диапазон формирования месторождений - от архея до мезо-кайнозоя, но наиболее характерны они для герцинской и киммерийской металлогенических эпох. Месторождения приурочены к апикальным частям отдельных штоков, купольных выступов, апофиз поздних лейкократовых аляскитовых разностей в породах кровлии гранитных образованиях ранних фаз. Рудные тела представлены штокверками, минерализованными зонами, отдельными жилами, трубообразными телами. Форма тел обычно сложная, жильные поля иногда занимают площади в 1-3 км2. Глубина распространения оруденения, как правило, ограничена, в ряде случаев интервал не превышает 50-100 м. Руды массивные, вкрапленные, содержание олова колеблется от 0,1 до 2,5, в среднем - 0,3-0,5 %. Грейзеновые месторождения относятся к числу комплексных. Помимо олова в рудах содержатся вольфрам, молибден, литий, тантал и ниобий, циркон, флюорит, редкие земли. Главные минералы руд - касситерит, вольфрамит, арсенопирит, циннвальдит, образующие вкрапленность
Алмазы
Гораздо более редкая по сравнению с графитом природная
полиморфная модификация углерода — алмаз — кристаллизуется
в кубической сингонии. Имея идентичный с графитом химиче-
ский состав (С), алмаз благодаря иному, значительно более плотному расположению своих атомов в кристаллической решетке,характеризуется резко отличными свойствами: высочайшей твердостью (10 по шкале Мооса) и жесткостью,
Алмаз нерастворим ни в кислотах, ни в щелочах, а поэтому
устойчив в природных условиях. Он хорошо проводит тепло и
плохо — электричество. Плотность алмаза 3,513 г/см3, температура плавления 3700-4000 °С, температура сгорания на воздухе 850—1000 °С. При нагревании до 1200-1500 °С без доступа воздуха алмаз переходит в графит. В импактитах и метеоритах известна редкая мелкокристалли ческая гексагональная разновидность алмаза — лонсдейлит, близкая к нему по свойствам. Существуют два вида алмазного сырья: ювелирное и техническое. К ювелирным относят достаточно крупные кристаллы совершенной формы, окраски, исключительной прозрачности, без трещин, включений и иных дефектов. Минимальный размер ювелирных алмазов 0,05 карат (0,01 г); крупными считаются камни более 10 карат. Если масса алмаза превышает 50 карат — ему присваивается имя собственное. Крупные алмазы распиливают, подвергают огранке и шлифовке с получением бриллиантов, при этом теряется более 50% их массы. Назначение огранки, этой в буквальном смысле ювелирной работы, — придать камню наибольший блеск и игру цветов. Стоимость бриллиантов очень высокая. Самый крупный алмаз Куллинан (масса 3106 карат, размеры 10x6,5x5 см) голубого цвета был обнаружен в 1905 г. в южноафриканской трубке Премьер; он представлял обломок октаэдрического кристалла. Революционное изменение технологии огранки алмазов произошло в связи с внедрением лазерной техники: использование луча лазера для распиловки кристаллов экономично и почти неограниченно расширяет ассортимент огранки. В общей массе алмазного сырья свыше 75% приходится на долю технических алмазов, среди которых различают борт, баллас, карбонадо и конго. Борт — мелкие неправильные кристаллы, сростки, непригодные для ювелирных целей. Баллас — шарообразные мелкозернистые агрегаты с более твердой, чем ядро, оболочкой. Карбонадо — тонкозернистые, пористые агрегаты
черного, серого или зеленоватого цветов. Конго — наиболее низкосортные мелкие алмазы, пригодные лишь в качестве абразивного материала.
Графит
1. Неправильные тела, линзы, штоки и жилы богатых руд высококачественнного плотнокристаллического графита в магматических (чаще сиенитовых), пегматитовых, скарновых и метаморфических кристаллических породах; в этот тип попадают магматические, пегматитовые и пневматолито-гидротермальные, скарновые месторождения, причем их генезис как правило является предметом дискуссий. Сюда относятся месторождения России (Ботогольское), Шри-Ланки и Индии (в штатах Раджастан, Орисса, Мадрас), Канады (Бакингем и Грейнвилл в провинции Квебек, Блэк-Дональд в провинции Онтарио), США (Стербриджв шт. Массачусетс, Диллон в шт. Монтана, Тиконгероги в шт. Нью-Йорк), Бразилии, Японии (Сеннотани в префектуре Тояма), возможно, Норвегии (Скаланд на о-ве Сенья) и др.
2. Пластовые залежи и линзы метаморфических вкрапленных руд чешуйчатого графита в глубокометаморфизованных породах преимущественно докембрийского возраста, включая их выветрелые разновидности; в составе этого типа — месторождения Украинского щита (Завальевское и др.) на Украине, Урала (Тайгин-
Шское, Мурзинское), Карелии (Ихальское) и других регионов в России, Южной Чехии и Северной Моравии в Чехии, штатов Нью-Йорк, Пенсильвания, Алабама и Техас в США, острова Мадагаскар (Малагасийская республика) и др.
3. Пластовые залежи и линзы богатых руд скрытокристаллического (аморфного) графита в стратифицированных осадочных толщах различного возраста, образованные за счет контактового метаморфизма угольных пластов и битумов. Примерами этого типа являются месторождения Тунгусской провинции (Курейское,
Ногинское и др.) в России, шт. Сонора в Мексике, Штирии и Нижней Австрии в Австрии, Республики Корея и КНДР.
Фосфориты
Подавляющее большинство фосфоритов являются продуктом литогенеза морских осадков, сформировавшихся химическим, биохимическим и механическим путем. Резко подчиненную роль
играют остаточные и инфильтрационные образования в корах выветривания. Важнейшими факторами образования и нахождения фосфоритов являются тесно связанные климатические, па леогеографические и фациально-литологические условия. Палеогеографические реконструкции показывают, что крупнейшие скопления происходили на океанических шельфах в условиях мощного апвеллинга, что характерно для экваториального пояса, ограниченного на севере и юге широтами около 50°. Среди промышленных скоплений (залежей) фосфоритов различают микрозернистые, зернистые, желваковые, ракушечные, галечниковые, а также рыхлые и каменистые в корах выветривания, связанные с определенными формациями горных пород.
В мировом балансе запасов фосфоритов резко преобладают зернистые руды (свыше 60%), доля микрозернистых руд составляет около 30%, а желваковых— около 7%.
Микрозернистые руды состоят из.мельчайших (0,01-0,1 мм) фосфатных зерен — оолитов, сцементированных фосфатно-карбонатным или фосфатно-кремнистым микрокристаллическим
веществом. Главный фосфатный минерал — франколит, помимо которого как в оолитах, так и в цементе фиксируются кварц, халцедон, кальцит, доломит, гидрослюды и другие минералы. Со-
держания оксида фосфора Р205 21-28%. Макроскопически эти руды отличаются разнообразием, напоминая по своему облику
окремнелые известняки, доломиты, яшмы, кремни и др. Такие фосфориты характерны для древних геосинклинальных фосфоритоносных бассейнов (Саянский в России, Каратауский в Южном Казахстане, Фосфория в США, Джорджина в Австралии идр.) в полях развития кремнистой и кремнисто-карбонатнойпосадочных формаций.,.'
Зернистые руды сложены округлыми фосфатными зернами (пеллетамй, оолитами и пр.) и фосфатными органогенными обломками размером от 0,1 до 10 мм, сцементированными скрытокристаллическими фосфатами (франколитом), кварцем, халцедоном, кальцитом и другими минералами. Содержание Р205 23-32%.
Нередко в этих рудах в качестве попутных компонентов присутствуют уран и ванадий. Внешне такие фосфориты напоминают
разнозернистые светлоокрашенные песчаники. Наиболее широко они развиты в крупнейшей североафриканской провинции, входя в состав верхнемеловых-палеогеновых карбонатных и тер-
ригенно-карбонатных формаций. В конце минувшего столетия такие фосфориты были найдены в Центрально-Кызылкумском районе Узбекистана.
Желваковые фосфориты состоят из конкреций, стяжений фосфатного вещества, фосфатизированных органических остатков размером 0,5-5 см, иногда до 15 см. Вмещающий материал — глауконит-кварцевые пески, глины,
Фосфориты 2
аргиллиты. Иногда такие жел ваки-конкреции срастаются, образуя фосфоритную плиту. По
составу нефосфатных примесей выделяют глинистые и песчанистые (кварцевые, кварц-глауконитовые) желваки. Фосфатный материал — курскит. Содержание Р205 в исходной руде 8-14%, в первичном концентрате (желваки) — 16-22%. Это платформенные образования, связанные с терригенной глауконитовой формацией. Наиболее широко они развиты среди верхнеюрско-нижнемеловых осадочных толщ Восточно-Европейской платформы (Вятско-Камское, Егорьевское месторождения и др.).
Бокситы
Все промышленные типы бокситовых месторождений относятся к экзогенным образованиям.Они подразделяются на месторождения выветривания и осадочные. Месторождения выветривания, в свою очередь, делятся на остаточные латеритные и остаточные переотложенные, а осадочные - на залегающие в терригенных толщах платформенных областей и связанные с карбонатными толщами геосинклинальных областей.
Месторождения выветривания Латериты представляют собой продукты глубокого химического выветривания алюмосиликатных
пород щелочного, основного, среднего и кислого состава, образовавшиеся в тропических и субтропических условиях в результате интенсивной длительной промывки теплой дождевой водой, выноса из них щелочей и кремнезема и накопления свободных оксидов алюминия, железа и титана. Латеритные месторождения, особенно кайнозойских тропических областей, имеют огромное практическое значение. В России погребенные латеритные месторождения бокситов в древних ко-
рах выветривания выявлены в пределах Белгородского района КМА (Висловское и др.), на Украине - в Ингулецко-Днепровском районе (Высокопольское и др.).
Осадочные платформенные месторождения
Приурочены к краевым частям синеклиз, к впадинам между выступами древних пород, к эрозионно-тектоническим котловинам и долинам, часто развивающимся в зонах сочленения платформ со складчатым обрамлением. Они залегают в континентальных отложениях преимущественно озерно-болотной фации, часто связаны с угленосными осадками, которые располагаются выше бокситовых и удалены от выступов фундамента далее, чем бокситы.
Примерами подобных месторождений являются визейские бокситовые месторождения Восточно-Европейской платформы, находящиеся в западной и северной периферических зонах Московской синеклизы (Тихвинский район)
Бокситы 2
Осадочные геосинклинальные месторождения
Приурочены к срединным и окраинным частям геосинклинальных прогибов, к зонам сочленения
последних с платформами. Они встречаются главным образом в перегибах, тяготеющих к краевым частям крупных антиклинориев и срединных массивов, которые в период бокситообразования представляли собой острова или значительные по площади участки суши. Образовались они в мелководных условиях во время перерывов в накоплении морских осадков и всегда располагаются выше поверхности несогласия. Часто бокситы залегают на закарстованной поверхности рифогенных известняков. Карстовые полости явились ловушками, благоприятными для накопления бокситов и сохранения их от последующего размыва.
По направлению к центрам депрессий и выступам дорудного рельефа бокситы выклиниваются, постепенно переходя в пестроцветные глины или расчленяясь на несколько прослоев. Бокситовые пла-
сты и вмещающие породы обычно смяты в складки и метаморфизованы. Источником дляообразования бокситов были коры выветривания приподнятых основных эффузивов, сланцев и других пород, расположенных вблизи карстовых полостей. В прибрежно-морских районах эксплозивной вулканической деятельности, карстовые полости на рифовых плато заполнялись вулканическим пеплом, за счет выветривания которого происходило бокситообразование. Есть сторонники образования геосинклинальных бокситов вулканогенно-осадочным путем в зонах активной подводной (А.Пейве) или наземной (К.Зеленов) вулканической деятельности за счет выноса глинозема из вулканических и осадочных пород сольфатарами и фумаролами.
Бокситы геосинклинальных областей характеризуются высоким и выдержанным качеством. Среди них преобладают диаспор-бемитовые, диаспоровые и бемитовые разности, а слабодислоцированные месторождения содержат гибсит. Месторождения этого типа развиты в Северо-Уральском районе.
Соли
Главнейшие геолого-промышленные типы месторождений на триевых, калийных и калийно-магниевых солей приведены ниже.
1. Современные месторождения, связанные с морскими и кон тинентальными соляными озерами, различающимися по химическому составу рассолов (хлоридные, сульфатные, карбонатные), фазовому состоянию солей (рапные, сухие, подпесочные) и объекту разработки (поверхностная и донная рапа, донные осадки: новосадка, старосадка, корневая соль).
2. Ископаемые месторождения каменной соли, представленные либо пластовыми пологопадающими залежами мощностью в метры-десятки метров, значительного площадного распространения, переслаивающиеся с пластами сульфатных, карбонатных и терригенных пород (Славянско-Артемовское месторождение на Украине), либо генетически связанными с ними соляными куполами изометричной и овальной формы в плане, высотой и диаметром от сотен метров до первых километров (Илецкое место-
рождение в Оренбургской области, месторождения Мексиканского залива в США и Мексике).
3. Ископаемые месторождения калийно-магниевых хлоридных солей, представленные субгоризонтальными пластовыми залежа-
ми и линзами мощностью в несколько метров, иногда с участками осложненной соляной тектоникой складчатости, выполнен ными сильвином, карналлитом и галитом, переслаивающимися с каменной солью (месторождения Верхнекамского и Непского бассейнов в России, Припятского в Белоруссии и Саскачеванского в Канаде).
4. Ископаемые месторождения сульфатных и сульфатно-хлоридных калийных солей, представленные линзообразными, пластово-линзообразными и купольными залежами изменчивой морфологии и мощности (до нескольких метров), нередко смятымиШ
интенсивные складки и осложненными разломами, выполненным каинитом, лангбейнитом, подчиненными сильвином, полигали-
том, кизеритом, галитом, гипсом и ангидритом.
МАРГАНЕЦ
Выделяют следующие промышленные типы марганцевых месторождений: осадочные, вулкано-генно-осадочные, выветривания и метаморфогенные. Главное промышленное значение имеют первый
и третий типы.
Осадочные месторождения
Родохрозит-псиломелан-пиролюзитовые месторождения среди прибрежно-морских и лагунных олигоценовых отложений сосредоточены в южной части Паратетиса, в котором образовались Никопольский марганцеворудный бассейн на Украине, Чиатурское месторождение в Грузии, Мангышлакское в Казахстане, Оброчище в Болгарии. Их накопление связывают с осадочными или вулканогенно-осадочными процессами.
Огромное количество марганцевых руд сосредоточено в железо-марганцевых конкрециях, выстилающих крупные площади дна Тихого, Атлантического и Индийского океанов. Запасы их 2,5 трлн т, что в сотни раз превышает суммарные запасы, учтенные во всех месторождениях суши. В связи с тем, что происходит непрерывное формирование конкреций, запасы этих руд ежегодно возрастают на 10 млн т.
Источником железа, марганца, а также сопутствующих - кобальта, никеля, меди, цинка, свинца, золота, серебра и других элементов одни геологи считают донные вулканические эксгаляции, другие -инфильтрацию из донных базальтов океанической водой, третьи - снос с континентов.
Железо-марганцевые конкреции дна океанов
Впервые железо-марганцевые конкреции на дне Тихого океана были открыты английской экспедицией на судне "Челленджер" более 100 лет назад. Однако реальные представления об их развитии получены во второй половине текущего столетия, когда стало применяться подводное фотографирование и телевидение морского дна и были разработаны методы подъема глубоководных осадков. Этими исследованиями установлено, что железо-марганцевые конкреции формируются преимущественно в пелагической области океанов и практически отсутствуют в приконтинентальных зонах.
Конкреции и рудные корки на поверхности коренных пород обнаружены в пелагической области практически повсеместно как на дне котловин, так и на склонах поднятий. Мощность железо-марганцевых корок на базальтах и туфобрекчиях изменяется от нескольких миллиметров до 10-15 см. Размеры конкреций - от 1 мм до 1 м в диаметре, наиболее распространены конкреции размером 3-7 см в поперечнике.
Морфологические типы конкреций - сферические, эллипсовидные, лепешковидные, плитчатые, желвакообразные и гроздевидные. Часто эти формы обусловлены конфигурацией обломков пород и органических остатков, служащих ядрами конкреций. Среди них встречаются обломки эффузивных и ту-фогенных пород, зубы акул и другие органические остатки. Текстуры конкреций и рудных корок -скорлуповато-слоистые, оолитовые, петельчатые, колломорфные, пятнистые и прожилковые - характеризуют различные стадии их образования в процессе осаждения рудного вещества и в последующих процессах метасоматоза и метаморфизма. Главные рудообразующие минералы в конкрециях - вернадит и гидрогетит, реже встречаются другие гидроксиды и оксиды марганца и железа (тодорокит, пиролюзит, бернессит, раньсеит, криптомелан, браунит и гематит).
