Методика прогнозирования металлопород в земной коре
Металлогения
Под
прогнозом МПИ подразумевают научное предвидение наличия МПИ определенного типа
или перспективных рудоносных площадей на основе известных закономерностей
развития геологических объектов.
Прогноз –
научно обоснованное состояние объекта.
Прогнозирование
– процесс разработки прогноза.
В основе
прогноза МПИ лежат 2 базовых положения:
-знание
геохимических и геофизических особенностей, хим. элементов, их содержаний и
комплексов в различных физ-хим. обстановках;
-представления
о закономерном образовании, размещении и разнообразном изменении МПИ в земной
коре в ходе геологической эволюции данного региона.
Металлогения
(греч. металлоне – руда, генезис – происхождение)
Термин
«Минерагения» используется параллельно
Методики
прогнозирования основаны на нескольких принципах:
1.
Принцип вероятного подобия (наиболее вероятно, что в сходных
геологических обстановках со сходной историей развития происходит образование
сходных по типу МПИ)
2.
Принцип взаимосвязи характеристик рассеяния и концентрации хим.
элементов. (Масштабы накопления какого-либо элемента в промышленных
концентрациях в пределах каких-то определенных рудоносных площадей будут
определять его распространение в з.к.)
3.
Принцип обратной зависимости частоты встречаемости рудоносных
объектов от их размеров. Позволяет вывести закономерности ранжирования м/р по
их размерам.
4.
Принцип соответствия. Предусматривает, что этелонные и оцениваемые
объекты имеют сопоставимые масштабы.
5.
Принцип последовательного приближения. Определяет стадийность ГРР.
Подразумевает изучение объектов от большего к меньшему.
Весь процесс геологического прогноза сводится к решению ряда
геологических задач:
- установление металлогенической специализации изучаемых структур.
В пределах этих структур происходит выяснение закономерностей размещения во
времени и пространстве объектов, перспективных на добычу ПИ.
- оценка величины и качества минерально-сырьевых ресурсов в
пределах исследуемых объектов. Это подсчет прогнозных ресурсов.
- геолого-экономический анализ каждого из выделенных объектов для
разработки оптимального объекта и дальнейшей разработки.
Это составные части геологического прогноза.
Геологический прогноз осуществляется на основе анализа
геологических предпосылок и признаков в рамках определенных геологических
структур.
Предпосылки:
- стратиграфические;
- литологические;
- структурные (структурно-тектонические);
- магматические (петрографические и петрологические);
- геохимические;
- геоморфологические;
- минералогические;
- климатические;
- геофизические.
Признаки поискового прогнозирования представляют собой конкретные
геологические факты, показывающие нахождение определенных типов п/и.
Объектом прогнозирования являются рудные МПИ или рудные тела.
Основа рудообразования – геодинамические процессы.
Участки з.к. разделены на мобильные и стабильные области
(геоструктуры) и они характеризуются своей металлогенической спецификой.
Металлогенические пояса и провинции – это подвижные части з.к. со сложной
геологической структурой. Отвечают крупным участкам з.к. на уровне складчатых
систем в пределах платформ или участков дна мирового океана.
(Средиземноморский, Тихоокеанский)
Рудные зоны – охватывают несколько рудных полей.
Рудный узел – рудоносная площадь, включающая в себя взаимосвязные
рудные поля и ряд м/р определенного типа.
Рудное поле – группы однотипных по происхождению, составу и
структуре м/р.
Рудные тела – локальные скопления природного минерального сырья,
приуроченные к определенным структурно-геологическим элементам в пределах м/р.
Виды прогнозирования:
1.
Глобальное
2.
Обзорное
3.
Мелко-, средне-, крупномасштабное
4.
Детальное
5.
Локальное
Объекты обзорного прогнозирования=: либо вся территория РФ, либо
отдельные крупные регионы (Урал, Сибирь, ВЕП, Якутия)
Мелкомасштабное прогнозирование. На стадии изучения недр. Масштаб
1:1000000, 1:500000. Используется геохимия, АФС и КС. Для некоторых участков
составляются прогнозные карты 1:200000, 1:50000.
Среднемасштабное прогнозирование. Стадия регионал ьной геологии
изучения недр. Составляются карты 1:200000, 1:100000. Выделение рудных регионов
и узлов.
Оценка
ресурсов по категории Р3.Возможность нахождения м/р на площади прогноза при
среднемасштабном прогнощ=зировании должна подтверждаться наличием прямых
признаков данных п.и. Оценка рес-сов производится м-дом аналогии, путем
сравнения с эталонами. Исп-ся удельн. продуктивность (кол-ко п.и. на ед-цу
площади и инте-ть орудинения – это предположительные параметры)
Крупномасштабное прогнозирование Стадия рег.геол. исследований
тер-рии. Карты м-ба 1:50 000, 1:25 000. Работы ведутся по определённым видам
п.и. Перспективность кот-ой была выявлена ранее. Оценка прогнозных ресурсов производится
по категориям Р3 и Р2.
Детальное прогнозирование Стадия поисковых работ.Провод-ся в
пределах бассейнов рудных узлов и полей, которые были выявлены при
металлогенических исследованиях. Работы произв-ся в масс-бе 1:10 000. Произв-ся
выделение геохим. и геофиз. аномалий на исследованной площади, участков
проявлений п.и. Оценка ресурсов по категориям Р2 и Р1. Наиб. Перспективные
объекты вкл-ся в фонд объектов для постановки оценочных работ.
Прогнозирование на стадии оценочных работ
Проводится на ранее обнаруженных проявлениях п/и, которые были
выявлены при работах 1:50000, 1:10000. Для сложных по геологическому строению
территорий работы могут вестись 1:5000/1:1000. Ведутся горные, буровые работы.
По результатам вскрытия тел п/и, приблизительно оконтуриваются, устанавливается
положение тел в пространстве. Подсчет по категории С2.
Прогнозирование на стадии разведки
Проводятся на м/р с уже выполненным технико-экономическим
обоснованием промышленной ценности м/р.
Ведется:
- оценка ресурсов м/р на горизонтах, которые лежат ниже глубин,
затронутых работами, если есть геохимические и геофизические предпосылки на
продолжение тела п/и;
- оценка ресурсов новых ранее неизвестных тел п/и, вскрытых
единичными скважинами и горными выработками, не разведанных ранее;
- переоценка ресурсов известных ранее, но не вовлеченных в
разведку тел п/и.
Оценка ресурсов по категории Р1.
Теоретические основы прогноза
1.
Рудообразующие процессы.
Рудообразование - накопление или металлов в определенных участках
з.к.
Процесс рудообразования является частным явлением, которое
сопровождает процессы формирования, становления и развития данного участка з.к.
Рудообразующие процессы можно рассматриваться как частные случаи
породообразования.
Рудообразованиерудогенезрудонакоплениерудообразующий процесс.
Рудообразующий процесс в обобщенном виде состоит из 3 главных
компонентов (циклов)
1.
Отделение руд вещества от источника.
2.
Перенос рудного вещества транспортирующими агентами.
Еще
необходим источник энергии.
Источники
рудного вещ-ва:
-
ювенильные
-подкоровые
(связаны с базальтовой магмой)
-ассимиляционные
(внутрикоровые)
-внемагматическая
инфильтрация
Транспортирующие
агенты:
-магм.расплавы
-газово-жидкие
водные растворы глубинного происхождения
-поверхностные
воды глубокой циркуляции
-воды морей
и океанов
-атмосферные
воды
Пути
миграции транспортирующих агентов отвечают зонам
повышенной ослабленности ЗК (тектонические разломы, зоны пересечения разломов,
породы с повышенными коллекторскими свойствами, каналы миграции вод – реки,
ручьи).
Области
рудонакопления – участки ЗК, которые
находятся на пути движения транспортирующих агентов, где происходит резкое
изменение физ-хим состояния агентов, которое приводит к отделению
рудообразующих компонентов, их осаждение и накопление. Это могут быть различные
геохимические барьеры.
Источник
энергии – глубинное
тепло Земли.
Модели
рудообразования
-Эндотермальная
модель (если источники энергии имеют глубинное
происхождение, транспортирующие агенты и рудное вещество тоже глубинные).
- Экзотермальная
модель (источник энергии глубинные, в рудообразующий процесс вовлекаются
экзогенные воды, которые приводятся в движение теплом Земли).
- Смешанная
модель (наиболее распространенная, источник
тепла имеет глубинное происхождение, минеральные растворы могут иметь эндо- и
экзогенную природу).
Типы
рудообразования
1. Магматогенные
- плутогенные
- вулканогенные
2. Седиментогенные (осадочные)
3. Метаморфогенные
Магматогенное рудообразование
1.Плутогенные рудообразующие процессы.
Процесс становление магматических тел является фактором миграции и
накопления рудного вещества.
В зависимости от источников энергообеспечения и механизмов
функционирования, плутогенные рудообразующие процессы делятся на разновидности:
- собственно магматогенное рудообразующие процессы.
Предполагало изначально вхождение рудного вещества в материнские расплавы и его
разделение и перераспределение вместе с разделением самих магматических
расплавов.
В этих моделях большое значение имеет наличие летучих компонентов,
а причина распределения руд и силикатных компонентов в расплавах обусловленная
различием термодинамических процессов в областях зарождения магматических
расплавов и в местах их кристаллизации.
Такие рудообразующие модели приводят к образованию крупных
месторождений сульфизно-медно-никелевых руд, скоплений платиноидов в
расслоенных базит-гипербазитовых комплексах – массив Бушвельд. Массив состоит
из норитов и габбро (общ.мощн. 9000м). Верхняя часть лополита сложена красным
гранитом (мощн. 2500м), габброидная часть массива разделена на 5 зон:
1зона сложена однообразными габбро и норитами (1700м)
2 зона(главная, мощн 4500м) сложена почти такими же габбро и
норитами, но ее верхняя часть отделена от 1 зоны железорудным слоем (мощн 3м).
3 зона (критическая, мощн 750-900м). Характерна
псевдостратификация. Сложена зона чередованием прослоев пироксенитов,
анортозитов, перидотитов, хромитов. В основании зоны хромитовый горизонт, в
верхней части которого – прослой норитов, которые содержат сульфидную руду с
платиной.
4 зона (базальтовая) сложена норитов, габбро с тонкими прослоями
пироксенитов.
5 зона – тонкозернистые закаленные нориты, диабазы, гибридные
породы в основании лополита.
Предполагается, что Бушвельдский массив образовался из одной
магмы, которая в результате дифференциации разделилась на гранитную и
габброидную части. При кристаллизации габброидной части происходила
псевдостратификация массива.
На основе этого массива разработана модель магматогенного
рудообразования.
Для составления модели используются принципы:
1.
Должно наблюдаться постоянство пространственно-временных
ассоциаций рудных тел и интрузивных образований определенного состава и
строения.
2.
Рудные тела должны располагаться в однотипных частях разреза
магматических тел.
3.
Должна выдерживаться определенная зависимость геохимических
характеристик руд от петрологических и петрохимических свойств соответствующих
магматических пород.
4.
Должны наблюдаться рудно-силикатные образования, состоящие из
определенных минеральных ассоциаций, которые возникают в определенные периоды
формирования массива.
Источником
рудного вещества и его носителем являются соответствующие магматические
расплавы. Пути и механизмы отделения рудного вещества и рудонакопления могут
иметь свою специфику в зависимости от особенностей каждого конкретного массива.
В целом,
модели объединены в 2 группы:
1.
Допускается, что разделение магмы на рудную и силикатную части
происходит на пути продвижения расплава к месту кристаллизации или в каких-то
промежуточных магматических очагах. Поступление рудного и силикатного расплавов
в место рудонакопления происходит в разное время.
2.
Допускается, что поступление рудного вещества в зону
рудонакопления происходит непосредственно из магматических камер, заполненных
однородным рудно-силикатным расплавом. Разделение на рудную и силикатную части
происходит в месте кристаллизации.
Большую
роль играет проблема баланса/дисбаланса рудной и силикатной составляющих.
Преобладание
рудного вещества в источнике может превышать рудное вещество в месте накопления
в 1000 раз.
Рисунок с
кучей стрелочек J
В
магматогенных моделях магматические расплавы выступают одновременно как
источник вещества и транспортирующий агент.
Плутогенные
гидротермальные модели
1.
Ортогенные. Носители рудного вещества –
сами магматические расплавы. Они же и источник и транспорт рудного вещества.
Такие
модели допускают вынос вещества магматических тел их флюидными составляющими с
реализацией процесса рудонакопления в периферийных участках самого интрузивного
тела или породах, вмещающих его.
2.
Рециклинговая модель. Формирование оруденения
происходит с участиемвод различного происхождения. Источник рудного вещества –
магматический расплав, и в процессе оруденения участвует рудное вещество,
мобилизованное из вмещающих пород.
Транспортный
агент – воды различного происхождения. Главный источник энергии – магматический
очаг и расплав.
Формирование
руд происходит в 3 этапа:
1.
При кристаллизации расплава происходит уменьшение объема тела, что
приводит к образованию трещин в над-интрузивной зоне → образование
пустотного пространства → в поры втягивается воды.
2.
Пустоты
3.
Под влиянием тепла магматического тела в движение приходят
подземные воды с образованием конвективных потоков.
При циркуляции подземных вод происходит мобилизация рудного
вещества вмещающих пород, которые вовлекаются в рудообразование. На 3 стадии
процесс затухает.
Руды имеют
ярко выраженную зональность.
Для
функционирования рециклинговых систем главное значение имеет водонасыщенность
окружающих пород и их проницаемость.
Большое
значение для формирования оруденения имеет длительность процесса, скорость
циркуляции вод и размах конвективных ячеек, которые обеспечивают циркулирующие
подземные воды окружающих пород.
Транспортирующие
агенты: магматогенные флюиды, вовлеченные в циркуляцию, воды вмещающих пород.
Продукты
этих моделей: скопления рудного вещества, которые связаны с вулканическими
комплексами пород.
Роль
вулканизма в процессе рудообразования заключается в образовании различных по
своей природе источников энергообеспечения и в участии большого количества
жидких транспортирующих агентов.
Вулканогенно-гидротермальные
модели
Ортогенная
модель. Оруденение при реализации этой модели
очень тесно связано с вулканическими и субвулканическими (дайки) телами.
Источник
энергии – сами вулканические тела, источник рудного вещества – вулканический
расплав, транспорт – вулканический расплав и его флюидная компонента.
Рецикинговая
модель.
Рисунок,
где много стрелочек снизу с разных сторон поднимаются в одном месте на морском
дне.
1. зона
возникновения пирита и магнетита в результате восстановления сульфат-иона.
2.
выщелачивание металлов из породообразующих минералов и их транспортировка в
виде металл-хлоридных соединений.
3. реакции
с железосодержащими силикатами с высвобождением железа, высвобождение водорода.
4. зона
возникновения восстановленного флюида за счет водорода и углерода.
5.Углерод-водородные обменные реакции. Образование растворов
высокой солености.
6. Образование металломагнетитов и прожилковых сульфидных руд.
7.Обр-ние сплошных сульфидных руд.
Необходима повышенная проницаемость придонных осадков, тепловой
поток, большой объем воды, кот. обеспечивает питание всей рудообраз-щей
системы.
Ист. руд. вещ-ва:донные осадки.
Транспорт: воды придонных осадков.
Место рудоотложения: граница донных осадков и морской воды.
Вулканогенно-сублимационное рудообразование.
В кратерных зонах соврем. вулканов. Сопровождается обр-нием
серы.Объем формиующихся руд оч мал.
Вулканогенно-седиментационное рудообразование
Связано с экстракцией продуктов излияний и извержений в
прилегающие бассейны.
Седиментогенные рудообразующие процессы.
Оч большое разнообразие механизмов переноса и отложения руд.
вещ-ва.
Седиментогенные осадочные рудонакопления.
Перенос: механич., химич., биохимич..
Источник руд. в-ва:породы разного происхождения. Иногда руд.в-во в
них наход-ся в рассеянном состоянии. Накопление большого объема руд.тела
связано с масщтабами процесса, длительным временем рудообр-я.
Модель форм-ния руд типа Мансфельд.Оруд-е гидротермального типа на
примере м/р медистых песчаников.
Ист.руд.в-ва:красноцв.отложения.Сu здесь в рассеян.состоянии. Сбор
Сu происх.за счет подз.вод.
Способы проникновения и осаждения
1.путем фильтрации(Например, м/р Джесказган)
2.диффузионный путь
Путем фильтрации формир-ние гидротерм.оруд-ния может происх-ть на
аллохтонных и автохтонных барьерах.
Ист.руд.в-ва: красноцв.терриг.отл-я.
Транспорт:подз.воды м/р.
Место рудоотл-я – участки З.к.,где происх. Смена красноцв.отл-ний
на др.отл-ния.
2 типа м/р (гипергенных)
-коры выветривания(образ-ся когда идет вынос неруд. компоненты)
-россыпные(идет вынос обломков рудн.компонентов)
Метаморфогенные рудообразующие процессы
1)рудообразующие
2)рудопреобразующие
1-те процессы,кот-ые сопровожд-ся возникновением новых скоплений
руд.в-ва.
2-те процессы, кот-ые харак-ся превращением ранее возникших
скоплений руд.в-ва в иные формы с преобразованием ими новых качеств.
По механизму метаморфогенные проц-ы дел-ся на неск.видов,из кот.
наиб. Значимые:
I.Метаморфогенно-гидротермально-плутоногенные м/р.
Реализуются в усл-ях палингенеза при ультраметаморфизме,когда
возникают вторичные расплавы. Накопление вещ-ва происх. по принципу
плутоногенных моделей.
Ист.руд.в-ва: вторич.расплавы.
Агенты переноса: чаще всего флюидные компоненты расплавов.
Место рудоотложения:граница расплава и вмещающих порд.
II.Метаморфогенно-гидротермальные м/р
Активное участие вод. Ист.руд.в-ва: рассеянные конц-ции руд.в-ва в
геол.образ-ях, кот-ые подвержены метаморфизму. Транспортные агенты:
метаморфогенные воды. Место рудолокации: участки термодинамических изменений.
Энергообеспеение осущ-ся тепловыми потоками. Источник тепловых полей: глубинный
магм.очаг, внедряющаяся интрузия, тект. деформации.
Могут образовываться достаточно крупные м/р Au,At,Pt в
черносланцевых породах.
Напр, в м/р Au в PR-их толщах,из каждого км3 углеродистых
толщ в рез-те их метам-ма и гранитизации, может высвобождаться до 7 тонн Au,и
1300000 тонн серы. В рез-те метам-ма конц-ция Au может увелич-ся в отдельных
уч-ках высокоуглеродистых толщах до 30-130г/т.
Гидротермальная модель
Идут процессы выщелачивания и переноса минералов. Ист.энергии:
глубинный магм. очаг,кот.приводит в действие рудообразование. Транспорт: воды
различного происхожд-я (погребенные,метеорные(осадки),м.б.частично
магматогенные,морские(если магм.очаг под дном моря)
Циркуляция вод по рециклинговой схеме: восход.движение->
выщелачивание-> восходящее движ.со сбросом в-ва на барьерах.
Характер скопления руд.в-ва: эпигенетический (рудоотл-я в уже
сформированных толщах г.п.) и синтетический(на дне водоемов в ещё не
литифицированных осадках)
Диагенетическая модель рудообразования
В рез-те: форм-ние глубинных рудопроявлений и мпи.
Энергообеспечение за счет увеличения гидростатич. давления при
погружении –> разогрев подз.вод, кот-ые выступ. транспортными агентами.
Берётся из осад.г.п., кот-ые подвержены уплотнению. Миграция в восходящ.
направлении., опред-ся гидравлич.градиентом. Отложение рудного в-ва происх-т в
литологич. или стр-ных эл-х в связи с изменением физ-хим. усл-й среды(на
барьерах). нпр, согласные или секущие тела п.и.(по тект-им трещинам)
Из всех моделей рудообразования наиб-шей иненсивностью и масштабами
накопления облад. рециклинговые и гидротерм. модели. Для их функционирования
необх. высокий уровень водонасыщ-ти рудных форм, либо возм-ть притока вод из
соседних уч-ков З.к.
Металлогенические обстановки
Гл. структуры: платформы, дно океана, подвижные пояса.
Металлогенические обстановки могут одновременно находиться в
разных частях З.к.
Стадии развития З.к.:
1.предварительная(рифтовая) – происходит форм-ние конт-ой рифтовой
сис-мы с грабеном в центр. части (Байкальский,Рейдский). Магнетизм осн. состава(с
форм-нием г.п. УО и щелочного ряда) – связано образ-е карбонатитовых м/р.
2.молодая (тип Красного моря) Происх. раздвиг с миграцией плит в
противоположные стороны от рифтовой зоны(спрединг). Появл-ся молодая океанич.
кора.
3.зрелая стадия(нпр, Атлантический океан). Расширение океан. коры
от зон спрединга. Конт.окраины. Процессы магм-ма крайне редки. В области шельфа
и на материковом склоне идет накопление обломочного мат-ла.
Пассивн окр: вост. побережье Америки, зап. побережьн Африки, юж.
побережье Индостана, сев ч-ть Автралии. Угленосн.,нефтегазоносн. бас-ны,
россыпные м/р.
В засушливых регионах на пассивн. окраинах возможно обр-ние
эвапаритовых бассейнов (Зап.Сахара)
4. стадия поглащения (тихоокеанская ст). нпр, Тихий океан. Хар-ся
обратным движением литосф. плит -> образ-ние зон субдукции, где происх-т
поглащ-е океанич. коры. Это активные окраины. Здесь много магм. очагов, широкое
развитие магм-ма(осн. и кисл. состава, за счет ассимиляции магмы). Широкое
развитие рудопроявлений и м/р магматогенного типа.(нпр, Филлипины,
Курильские,Японские о-ва, Индонезия, от Аляски до Анд)
6.Заключительная стадия (Гималаи) Столкновение 2ух плит и
возникновение межконт. орогена. Активный орогенез. Образование метаморфогенных
комплексов. Магматизм затухает -> почти нет магматогенного
ородинения.Нахождение магматоген.м/р возможно, но они были образованы на более
ранних стадиях. Смешение и наложение геодинамических обстановок. нпр, Урал(где
огромный спектр п.и.)
3 типа Металлогенических обстановок.
1. дна океанов
2. складчатых систем (подвижных поясов)
3. платформ
Геодинамическая обстановка дна океанов:
1.сох
2.окраинные моря
3.глубоководные желоба
4.островные дуги
5.абиссальные впадины
6.цепи вулканических островов ит.д.
Образование различных типов рельефа. По геоморфологич. хар-кам:
-конт. шельф
-конт. склон
-конт. возвышенности (5%)
-абиссальные равнины (41-42%)
-окенанич. хребты и поднятия (32-33%)
-отдельные вулк. сооружения (3%)
-глубоководные желоба и хребты(4%)
Геодинамические обстановки и металлогения СОХ
Массивы ультраосновных пород, образования хромитовых руд,
платиноиды. Магматизм основного состава (габбро, базальты). Медно-колчеданное
оруденение в базальтах.
Геодинамические обстановки, металлогения окраинных и задуговых
морей.
Охотское, Китайское, Желтое моря. В пределах этих морей широко
распространены осадочные комплексы терригенного и карбонатно-терригенного
состава. Месторождения газа, нефти, угля, морские россыпи алмазов, золота,
янтаря, платиноидов, хромита, магнетита.
Геодинамические обсановки ложа океанов и абиссальных долин
Ложе океана ровным слоем усеяно ЖМК и корками. Их происхождение
связывают с зонами спрединга. Запасы от 350 млн. до 1,7 трлн.
Все ПИ на дне Мирового океана делятся на (по способу их образования
и преобразования):
1 группа. ПИ, образованные в континентальной и прибрежно-морской
обстановке и оказавшиеся под водой в результате трансгрессии. Месторождения на
шельфе.
2 группа. ПИ образованы в прибрежно-морской зоне за счет
волно-прибойной деятельности, которая частично либо полностью заполнена.
3 группа. ПИ, образованные на дне океана. Это продукты тех
рудообразованных процессов, которые характерны для дна океана.
Наиболее значимые ПИ 1 и 2 группы.
1 группа - континентальная металлогения.
2 группа - промежуточные положения. Это россыпи в
прибрежно-морской полосе.
3 группа - фосфориты, ЖМК.
Для образования прибрежных россыпей играет баланс между скоростью
наступления моря и скорость поступления обломочного материала.
В ЖМК:
Fe 17*1010 тонн, Mn примерно столько же, Ni 2,5*109
тонн, Cu 1,5*109 тонн, Co 1*109 тонн, могут быть Au Pt
Rb.
Обнаружены на большой площади дна Мирового океана. Две полосы ЖМК
симметричны относительно экватора. ЖМ корки кобольтоносны. Приурочены к
подводным возвышенностям и их склонам. Содержат более 1% Co.
Зоны окраинно-континентальных прогибов
2 морфологических типа скопления сульфидов:
1)
Конусообразные тела (h=1-25 м). Приурочены к гидротермальным
источникам.
2)
Выходят за пределы прогибов.
Конусообразные тела – «черные курильщики».
3) Сульфидоносные илы. В пределах красного моря.
Характеризуются высоким содержанием элементов. В 10м слое илов в
Атлантис-2 (впадина) содержится 29% Fe, 3,5% Zn, 1-1,5% Cu, 0,1% Pb, 54г/т Ag,
0,05 г/т Au.
Металлогения платформ
Платформы имеют двухъярусное строение:
- осадочный чехол
- кристаллический фундамент
Фундамент платформ
Обстановки:
1. гранито-гнейсовых ядер
2. зеленокаменных поясов
3. протогеосинклинали
4. чехлы протоплатформ
5. зоны протоактивизации
1. гранито-гнейсовые ядра
Предположительно, это участки формирования древней континентальной
коры. Породы гранитоидного состава. Проявлены продукты метасоматоза
(гранитизации) ультраметаморфизма.
Основные ПИ: рутил-кианитовые и андалузитовые месторождения,
магнетитовые месторождения, флагопит, скарноподобные образования, месторождения
ПШ, мусковита.
2. зеленокаменные пояса
Древнейшие линейные прогибы. С вулканическим и магматогенным
заполнением. Сложены породами базит., ультрабазит. Состава, базальт-коматитовой
серии.
ПИ: медно-никелевые, никелевые месторождения, столеитовые
месторождения (базальты, кислые вулканиты), сульфидные месторождения, Zn-Сu –
сульфидные руды (вулканиты основного состава), месторождения железистых
кварцитов, редкие и специфические, жильные проявления, золоторудные месторождения
(метам.-гидротерм.происхождения).
3. протогеосинклинали
Мобильные зоны между выступами гранито-гнейсового состава.
Возраст: PR. По строению и вещественному составу являются аналогами
зеленокаменных поясов AR. Их рассматривают как древние внутриконтинентальные
рифтогенные прогибы.
ПИ: сульфидные Zn-Сu, сульфидные – полиметаллические
месторождения, Ti b Ti- магнетитовые руды, хромитовые руды, железистые
кварциты, сидеритовые и гематитовые руды, золоторудные
метаморфогенно-гидротермальные месторождения.
4. чехлы протоплатформ
ПИ: золотоносные ураноносные конгломераты, медистые песчаники с
Co, Zn, Pb; Au-U и U-V месторождения.
5. зоны протоактивизации
Там, где после консолидации геоструктур в конце AR –начале PR
стали переходить принципиально иные тектоно-магматические процессы.
Представляют собой прогибы и интенс. базальтоидным вулканизмом.
ПИ:Cu-Ni руды, Pt-ды, Ti-магнетитовые руды, хромиты,
карбонатитовые месторождения с Fe, апатитом, Сu, пегматитом, грейзеном,
месторождения самородной Cu.
Характеризуется своими закономерностями размещения ПИ, связанными
с преобладанием рудообразующих процессов определенного типа.
Закономерности размещения ПИ в пределах платформ зависит от
периодической смены условий осадконакопления, проявлений магматизма и
тектонической перестройки структурных планов платформы. Образование синеклиз,
антеклиз, краевых и предгорных прогибов. В пределах платформ: тектонические
авлакогены, различные кряжи. В пределах каждой из этих структур происходит смена
условий осадконакопления, формирование определенного состава геологических
формаций и связанных с ними скоплений ПИ.
Развитие осадочного чехла происходит циклично. В рамках цикла
различают такие стадии, как:
1. трансгрессивная (начальная)
2. иннудационная (средняя)
3. регрессивная (поздняя)
4. эмерсивная (конечная)
1 – характеризуется наступлением моря. Накопление кластогенного и
глинистого материала. Для этих формаций характерно образование ПИ:
месторождений Fe (кремнисто-гематитов), Mn (в виде скопления оксидов
пиролюзит-псиломелан), россыпи Ti-Zr-вые, фосфориты, янтарь.
2 – накопление глубоководных фаций (море стоит высоко).
Образование карбонатных формаций, карб.-глин. Месторождения Pb и Zn, фосфориты,
флюорит.
3 – отступление моря. Формирование месторождений Fe
(оолитово-гетит-шамозитовые руды), U (в песчано-алевритовых отложениях).
С эвапоритовыми бассейнами месторождения калийной и каменной соли,
месторождения Sr (в виде целестина SrSo4), месторождения каменного
угля.
В условиях регрессивной стадии происходит образование каменных
углей паралического типа (прибрежные).
4 – море уходит, происходит развитие континентальных фаций
линейного типа, речн. отлож., КВ.
Латеритные КВ – на Fe,Al (бокситы)
Скопления Al, россыпи Ti и Zr. Месторождения Mo,U (гидрогенный
тип, в углях, торфах). Месторождения алмазов, угля (лимнического и
патолического циклов (речная).
В эту стадию усиливается роль магматогенных процессов и
развивается эндогенная металлогения, связанная с проявлением вулканизма и
интрузивного магматизма.
Формирование базальт-долеритовой (трапповой) формации – сульфидно
–Cu-Ni руды, проявления Au или Pt.
На контакте субвулканических тел с угленосными отложениями могут
формироваться месторождения графита. В туфах возможно скопление исландского
шпата, образование цеолита. В жилах Q-Ca-вого состава Zn-оруденение с Ag. В
базальтах – самородная медь. Скопления фосфора в виде апатита.
Металлогения отдельных осадочных бассейнов
Изучение закономерности формирования осад. ПИ в пределах осадочных
бассейнов в ходе их развития от начала седиментации до возникновения
региональной складчатости и локализации бассейна.
В пределах осадочных бассейнов состав, строение формационных
компонентов осадочных пород обусловлено геодинамической позиции осадочного
бассейна.
Осадочные бассейны
1. внутриконтинентальный рифтогенез (внутриплитные)
2. пассивно-окраинные
3. субдукционные
4. коллизионные
5. океанические
1 – образование на ранней стадии геотектонического цикла
литосферы. Связаны крупные и уникальные месторождения U и Au, конгломератов с
Ag и Pt-дами. Месторождения медистых песчаников с Ag, Co, Cu, Au, Pt-ды.
В процессе последующих процессов формируются надрифтовые
депрессии, в их пределах могут происходить накопление крупных запасов цв.
сырья. Формирование месторождений солей и месторождений Fe осадочного типа.
2 – стратиформные месторождения Pb-Zn с баритом, Ag, Hg, Pb, Zn,
Au. Месторождения фосфоритов, U в кремнисто-карбонатно-терригенных формациях –
месторождения Cu-Pb-Zn-ых.
3,4 – более широкое развитие получили магматогенные и
вулканогенное рудообразующие процессы. Формирование межгорных бассейнов. С
бассейнами (предгорные бассейны) Форланда связаны крупные месторождения УВ.
Металлогения и ПИ складчатых областей
Базировались на геосинклинальной теории. Два типа складчатых
областей:
– базальтофильные (преобладание магматических комплексов основного
и ультраосновного состава). Н-р, Урал.
– гранитофильные. Н-р, Кавказ. Продукты кислого магматизма.
По тектоническому режиму развития и времени формирования в
пределах складчатых областей было принято различать:
1) геосинклинальные образования (ранние и поздние)
2) орогенные образования (ранние и поздние)
3) зоны ТМА (повторного орогенеза)
1) Выделяют зоны:
а. ранние геосинклинальные стадии
б. поздние геосинклинальные стадии
В а. выделяются две зоны:
1) зона эвгеосинклиналей (центр, внутренние зоны геосинклиналей).
Характеризуются развитием офиолитовых комплексов. с ними связаны пи: хромиты с
платиноидами, титано-магнетиты, медно-титано-ванадиевая минерализация,
медно-сульфидная минерализация. Это есть фрагменты океанской коры, которые в
результате субдукции вынесло на дневную поверхность. Пи, характерные для у/о
пород: м/р талька,, хризотил-асбестовая минерализация, золоторудная,
лиственитовая форма оруденения – образование ртутной минерализации.
2)
миогеосинклинальная зона (краевые, внешние участки геосинклиналей). Руд.
формации: железорудная, кремнистая (жеезистые кварциты), марганцевая
кремнистая, формация ванадиносных сланцев, фосфоритовая кремнистая,
терригенно-карбонатная. Это сто различные краевые бассейны с широки развитием
осадочных процессов, подвержены метаморфизму.
В б)
накладываются процессы основного, кислого, среднего магматизма. ПИ:
титано-магнетитовое оруденение, связанное с породами осн. состава
(г-анартозиты).
За счет
внедрения магмы кислого состава, возникает железорудное оруденение.
С
измененными гранитами связано молибденовое оруденение, золото-кварцевые формы
оруденения. Формирование медного и свинцово-цинкового полиметаллического
сульфидного типа оруденения.
Скопления
бокситов.
Карб. и
терриг. формации, характерные для этой стадии синцово-цинковое и
железо-марганцевое оруденение.
(2) Привоит
к интесивному развитию складчатости и формированию метаморфических коплексов.
М/р:
преобразованные кремнистые (марганцевые, железные м/р), карновый тип: железо,
медно, золоторудные (контактовый метаморфизм). Разрушение пород (катаклаз,
меланитизация с динамометаморфизмом).
(3)
Оруденение связано с вулканизмом основного состава. Это
медно-никелево-сульфидное, медно-сульфидное,титано-магнетитовое, магнетитовое
оруденение.
В эту
стадию происходит формирование локальных эвапоритовых, угленосных бассейнов и
молассоидных комплексов (м/р стройматериалов), стратиформные типы (медистые
песчаники, сланцы), проявления гипсов для засушливых областей.
Металлогеническое
развитие ЗК
3 основные
металлогенических периода:
- AR
- PR
- FR
AR период.
Самый
продолжительный.
Характеризуется
преобладанием 2 металлогенических обстановок, приуроченных к гранито-гнейсовым
ядрам (участки континентальной коры) и зеленокаменным поясам (участки
океанической коры).
В пределах
развития конинентальной коры ведущая роль принадлежала метаморфогенному
рудообразованию.
В
зеленокаменных поясах были магматические процессы => магматогенные и
вулканогенные м/р (хромиты, титано-магнетиты, сульфидно-медно-никелевые руды,
железистые кварциты).
Металлогения
AR в целом характеризуется накоплением железа (плутоног., вулканог. процессы),
титана (плутоног., магматог.), хрома (плутоног.), меди и никеля (плутоног.).
PR период.
4 осн. типа
металлог. обстановок:
- древние
гранито-гейсовые ядра (1)
-
протогеосинклинали (3)
- чехлы
протоплатформ (4)
(1) по
ведущим рудообазующим процессам аналогичны архейским.
(4) впервые
получили развитие осадочные рудообразующие процессы => образование ранее не
встречавшихся м/р (золото-, ураноносные конгломераты; черносланцевые толщи),
стратиформные м/р, рудообразование гидрогенного типа.
Снижается
роль метамофогенного рудообразования. Появляется рудообразование связанное с
метасоматизмом.
ПИ: Fe, Mn,
Ti, Cu, Ni. U, Au, Pt-ды, Sn, W, Be.
М/р:
хромиты, золоторудное с U, Fe.
Фанерозойский
период
Характеризуется
образованием мощного осадочного чехла, более широким развитием рудообразующих
процессов осадочного типа, большим разнообразием ПИ. С наличием осадочного
чехла и сохранившимися геодин. обстановками более ранних периодов развития
Земли. Fz период удобнее рассматривать в соответствии с тектоническими циклами.
Выделяются
комплексы пород связанные с байкальским, каледонским, герцинским, киммерийским
и альпийским этапами.
Выделяют до
18 различных пространственно-временных ассоциаций.
В ходе геол
развития Земли наблюдается закономерность в образовании ПИ. Для всех периодов
уст. однотипность продуктов рудогенеза, кот связаны с мантийным магматизмом
базальтоидного состава. Во все времена с у/о магамтизмом ассоциирует хромитовое
оруденение.
Расслоенные
базит-ульрабазитовые интрузии явл носителями сульфидно-медно-никелевых руд.
С породами
осн состава (габбро-анартозиты) связано титан-магнетитовое оруденение.
С вулканог
формациями базитового состава ассоциируют медно-колчеданные и полимеаллические
руды.
Эта
закономерность является качественной.С Fz базальтоидный магматизм будет
уступать гранитоидному.
Развитие
гранитоидного магматизма привело к образованию более широкого набоа м/р,
широкое развитие гидроерм. проессов.
С
гранитоидным магматизмом связано образование тех руд, кот не накапливаются в
больших масштабах в AR и PR.
FZ период
развития Земли характеризуется образованием мощных толщ осадочных пород, кот
обеспечили возникновение коровых источником в-ва.
С
появлением осадочного чехла появились механизмы вовлечения в процессы
рудообразования различных подземных вод.
FZ
рудогенез подраделяется на несколько групп обстановок:
1.
обстановки складчатых систем
2.
обстановки платформенного развития
а)
обстановки платформенноо образования
б)
обстановки осадочного чехла
Обстановки
складчатых систем
1.
Складчатые системы байкальского цикла развития продолжают
металлогению PR. Набор ПИ близок к PR обстановкам.
В рифейском
этапе накопление Fe (вулканог образования), м/р Fe и Ti (плутоног), м/р Cu, Pb,
Zn (c вулканог образоваиями базальтоидного типа), Au (плутоног и метаморфог
комплексы пород), более широкое развитие, чем в PR ПИ Be, Sn,W (c
гранитоидами).
2.
Каледонский цикл.
Орогенные
процессы особо не развиты.
Fe, Ti,
Va,Ag,Cu,Zn,Pb (вулканог образования), Mo, Hg, Sb.
Осн. черты
металлогения Fz.
3.
Герцинский цикл
Большое
разнообразие рудообразующих процессов.
Образ м/р
Cr (дуниты), Pt (у/о породы), Fe, Ti, Va (плутоног процессы), Fe, Mn, Cu, Pb,
Zn, W, Be, As, Sb, U, Au, Sn, Li.
4.
Киммерийский цикл. Сходен с герциским циклом.
Металлы:Mo,Cu,Pb,Sn,W,Au,Ag,Hg,As,U.
5.
Альпийский этап. Металлы: Mo,Cu,Fe,Mn,Pb,Zn,Ag,Sn,,Ag,Co.
Платформенные
режимы FZ.
Fe, Ti, Cu,
Zn, Pb, Pt-ды, U, Ag.
Технология
прогнозирования МПИ
1 ЭТАП
Предварительный
1 стадия:
геодин. модель исследуемого района. Составляется геодин. карта территории
2 стадия:
региональный прогноз методом актуализма. Изучаются геодин. комплексы геол.
прошлого, кот. потенциально перспективы в опред. типах ПИ и сравнении их с
эталонными объектами. На основе работ дается общая металлогеническая оценка
территории на основании изучения рудообразующих процессов, факторов локализации
рудного вещества. Металогеническая оценка – основа для дальнейших прогнозных
разработок.
3 стадия:
а) анализ структуры, литолого-петрогр., геоморф. и др. предпосылок, физ. св-в
пород и геофиз. параметров.
б)
осуществляется палеогеодин. реконструкция района.
в) моделирование
палеогеодин. рудообразования и сост. обзорн. геодин. схема по району.
4 стадия:
разработка моделей формирования и локализации МПИ. Модели дожны быть
многовариантными.
Параметры
модели:
-
глубинность зарождения геол. процессов
- тип
геодин. процесса
- источник
рудного вещества
- источник
рудообразующего процесса
- источник
энергии для рудобразующего процесса
-
транспортирующий агент
- среда
рудоотложения
- механизм
отложения
-
зональность, возникающая в результате рудоотложения
-
взаимодействие рудных тел и вмещающих пород
- термодин.
обстановка рудооложения
5 стадия:
крупномасштабный прогноз на основе разработанной модели формирования МПИ.
Выделение перспективных участков
2 ЭТАП.
Проверочный
6 стадия:
производится проверка моделей и их прогнозных следствий. Работа в перспективных
участках.
3 ЭТАП.
Основной
7 стадия:
производится внесение изменений и данных в разработанные модели с учетом их
проверки.
Методы
подсчета прогнозных ресурсов
Поисковые и
поисково-разведочные работы предполагают обнаружение ПИ и определение общих
перспектив на ПИ исследуемых площадей.
Категории:
Р1, Р2, Р3
Прогнозные
ресурсы позволяют судить о возможности расширения минерально-сырьевой базы ПИ и
способствовать улучшению ее географо-экономического положения.
В
соответствии с научно-технич. документационные показатели выделения категорий:
1.
Категория Р1.
Реализуется
маериалы геол. экстраполяции в структ., литол. и стратигр и др. геол. данных
более изученных участков.
2.
Категория Р2.
Предполагается
возможность обнаржения в известных и потенциальных минерагенических
подразделениях новых МПИ, вероятность наличия которых основана на положительной
оценке выявленных при средне-, крупномасштабной съемке и поисках
рудопроявлений, а также геоф., геох. и др. аномалий.
Требования:
Колич. оценка ресурсов Р2 + представления о размерах предполагаемого м/р в
минер. составе и качестве руд определенных на основе аналогии с уже известными
объектами того же формационного типа.
3.
Категория Р3.
Учитывается
лишь потенциальная возможность открытия МПИ на основании благоприятных
поисковых предпосылок (стратигр., литолого-фац., магм., структ., климатич.)
Регион.
геол. изучение недр и колич. оценка ресурсов Р3 производится без привязки к
конкретным объектам только на основе аналогии с более изученными минерагенич.
подразделениями того же ранга, где имеются м/р того же
формационно-генетического типа.
Требования
к выделению категорий
1.
Категория Р1.
Используют
материалы 1:25000 и крупнее. Базируется на том, что: должны быть установлены
границы тела, расположение рудных тел, их внутренняя структура и
рудолокализующие факторы. Должны быть установлена морфология тел, глубина их
залегания и уровень эрозионного среза. Минер. и хим. состав ПИ, состав и содержание
полезных компонентов.
Р(оценка)=Q(запас)*c(%
содержание)
V=S*m(сред)
2.
Категория Р2
Масштабы
работ 1:200000 – 1:50000
Прогнозные
карты крупнее.
Материалы:
должны быть известны площади рудопроявлений на основании прямых и косвенных
признаков по геох, геоф данным, принадлежность к опред. генетич. типу промыш.
типу.
Должно быть
установлено сходство благоприятных тект. структур, горизонтов осадочных пород,
магм., метам. комплексов с аналогичными образованиями на известных м/р того же
типа. Ожидаемый минер. и хим. состав руд и сред. содержание компонентов.
2
параметра:
Отс-ют
сведения о минералогич. и хим. составе руд.
р(рудоносность)=Q(эталонный
объек)/S(этал.)
Р(оценка)=S*р(рудоносность)*к
(понижающий коэффициент)
3.
Категория Р3
Выявление
новых рудопроявлений для постановки поисково-оценочных работ. Осущ. по итогам
поисков в масштабе по 1:200000 и менее. Основа: прогнозные карты масштаба
1:200000 и 1:100000.
В основе
оценки ресурсов: наличие продуктивных рудоносных формаций осад., вулканог.,
меам. происхождения; наличие благоприятных разрывных нарушений. Наличие уже
известных проявлений и МПИ. Наличие прямых и косвенных признаков ПИ,
предполагаемый тип, размер, состав тел ПИ. Сходство территории по геол.
строению и составу пород с минерагенич. подразделениями того же ранга, на
которых уже известны промыш. м/р.