Главнейшие особенности осадочного рудообразования

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Главнейшие особенности осадочного рудообразования

19.08.2020

Благодаря развитии литологии и особенно учению о фациально-палеогеографических условиях формирования месторождений черных и цветных металлов позволяло ряду исследователей дополнить теорию осадочного рудообразования новыми сведениями. Многие проблемы, разработанные пионерами этого важного научного направления являются решенными на примере осадочных месторождения железа, марганца, алюминия, урана, меди, свинца и цинка. Ведется острая дискуссия о генезисе стратиформных месторождении ртути, золота, вольфрама и других металлов. Ортодоксальная магматогенно-гидротермальная гипотеза, которой придерживались геологи многих стран в течение длительного времени, уже не является универсальной, такие сведения как эпигенетический характер ряда минералов, наличие прожилков, замещение одних минералов другими не является однозначным свидетельством гидротермального происхождения месторождений. Эти изменения, как показали многочисленные советские и зарубежные исследователи, начинают проявляться в осадке начиная с диагенеза и свидетельствуют о молекулярной перегруппировке вещества горных пород и руд на месте. Исследования изотопного состава рудных минералов в большинстве случаев подтверждают первично-осадочное происхождение стратифицированных месторождений черных и цветных металлов.

Еще в 1952 г. Ч.М. Константинов, анализируя взгляды сторонников магматогенно-гидротериальной гипотеза применительно к стратифицированным месторождениям свинца и цинка в карбонатных породах, писал: "Длинный ряд возражений против осадочной гипотезы, а именно: наличие явлений метасоматоза, наблюдающееся иногда последовательное образование минералов, наличие прожилков и т.п. протекает из недопонимания и недооценки явлений диагенеза и эпигенеза". В.М. Попов дополнил: "В природе почти не существует сингенетических, в строгом смысле этого понятия, рудных накоплений; последние уже в самой начальной стадии диагенеза, протекающего в осадке, претерпевает изменения, придавшие им характер эпигенетических образования".

Сторонники эндогенного направления часто относит явления, проявляющиеся локально и в малых масштабах (перераспределение рудного вещества), к разряду главнейшие, а основные особенности, которым посвящается данная работа, недооцениваются или не принимаются во внимание.

Исследования автора, а также изучение опубликованной литературы позволяет сделать определенные обобщения и выводи. Для осадочных месторождении железа, марганца, алюминия, меди, свинца и цинка характерна следующие важнейшие особенности.

Стратиграфический контроль оруденения проявляется в приуроченности к определенным горизонтам стратиграфического разреза и к строго определенным пластам. Оруденение простирается на большие расстояния, особенно вдоль бывшей прибрежной зоны осадконакопления, достигая в отдельных случаях десятков и даме сотен километров. Так, рудный пласт Никопольского месторождения марганца прослеживается с перерывами вдоль южной окраины Украинского щита на 252 км.

Литологический контроль оруденения проявляется в том, что наиболее благоприятными вмещающими породами для месторождений железа, марганца и меди являются прибрежные песчано-глинистые образования, Карбонатные породы является наиболее характерной вмещающей средой для месторождении свинца, цинка и алюминия. в ряде случаев наблюдаются исключения: приуроченность медных месторождений к карбонатным породам (месторождения Польши) и бокситов -к терригенным породам (Тихвинская группа). Эти вопросы еще до конца не изучены и требует дальнейших исследований.

Пострудный характер пликативной и дизъюнктивной тектоники для всех указанных месторождения является также характерной особенностью. Незначительные по масштабу проявления «ильной минерализации, приуроченной к трещинам, как правило, не выходящей за пределы основных рулоносных горизонтов, чаще наблюдаются в наиболее древних месторождениях. Эти прожилки являются результатом переотложения первично-осадочного рудного вещества при катагенезе и метаморфизме. Как правило, все минералы и элементы этих прожилков полностью соответствует вещественному составу вмещающих пород первично-осадочных вкрапленных руд.

Исследователи достаточно вникания уделяли общей тектонической позиции рассматриваемых месторождений, приуроченности их к щитам и платформам, складчатый областям и различным переходный структурам. Однако конкретная тектоническая обстановка периода рудообразования оставалась не раскрытой, Ритмическое (цикличное) строение продуктивных отложении осадочных месторождений меди, свинца, железа, марганца, алюминия (бокситов) является не результатом колебательных движении, а указывает на периодические опускания бассейна седиментации и синхронные им поднятия области сноса. Наличие двух соседних блоков земной коры - периодически опускающегося (область седиментации) и синхронно ему поднимавшегося (область сноса рудного материала) - является одним из обязательных условий осадочного рудообразования.

Следовательно, блоковые дорудные движения по зонам глубинных разломов, наряду с другими благоприятными условиями, совершенно обязательны в осадочном рудообразования, И сторонники осадочной школы не могут не считаться с этим важным фактором, который получил отчетливую трактовку в работе Е.Ф. Шнюкова "Тектоника и осадочное рудообразование (на примере Азово-Черноморской железорудной провинции)". По-видимому, движения отдельных блоков по зонам глубинных разломов значительно влияют на палеогеографические, литолого-фациальнье, порой климатические условия формирования осадочных месторождений. В рассматриваемых нами условиях намечается четкий структурный контроль: приуроченность оруденения к опущенным блокам.

Начальная стадия осадочного рудообразования начинается на континенте - в коре выветривания. На это указывают следующие особенности. Рудные пласты по неровному контакту размыва залегают на нижележащих породах. Эта хорошо известная особенность осадочных руд бокситов, не находила объяснения у исследователей. Нередко неровную поверхность в основании рудного пласта, осложненную выщелачиванием (открытые карстовые полости в известняках), рассматривали как рудные механические ловушки. В большинстве случаев этому размыву не придавалось должного значения. Размыв и основании рудных пластов характерен почти для всех месторождении типа медистых песчаников (Донбасс, Приднестровье, Предкарпатский прогиб, Карпаты, Джезказган, Удокан и др.). В последние годы размыв в основании рудного пласта выявлен автором на Никопольской и Чиатурском месторождениях марганца и Керченском железорудном месторождении.

Следовательно, размыв в основании рудного пласта является характерной особенностью осадочного рудообразования для многих месторождений вообще и свидетельствует о подготовке (начале) рудообразования в коре выветривания размываемых материнских пород. По-видимому, когда область сноса была снивелирована, это способствовало образовании кор выветривания, обогащенных соответствующими металлами. Затем, когда происходит поднятие области сноса и синхронное ему опускание области седиментации, материал коры выветривания, обогащенный рудными компонентами, сносится в прибрежную зону бассейна седиментации.

Наиболее отчетливо этот вывод подкрепляется на примере бокситовых и марганцевых руд, где наблюдается переход остаточных руд в осадочные, их одновозрастность и территориальная сближенность (Украинский щит, Днепровско-Донецкая впадина, южное обрамление Украинского щита). Изложенное относится и к Никопольскому месторождение марганца. О существовании благоприятных условий для образования коры выветривания, обогащенной марганцем, свидетельствует Хощеватское месторождение марганцевых руд, расположенное на территории Гайворонского района Кировоградской области. Имеются основания полагать, что под покровом рыхлых отложении сохранились от размыва и другие марганцевоносные коры выветривания, которые будут обнаружены позднее.

Изложенное выше дает возможность утверждать, что все рассуждения о формировании осадочных руд железа, марганца, алюминия, меди, свинца, цинка и других металлов на фоне кларковых содержаний в материнских породах теряют свои аргументацию и актуальность, Для многих месторождений мелистых песчаников (Длезказган, Донбасс, Удокан, месторождения Центральной Европы) устанавливаются сохранившиеся от размыва участки, в которых выявлены медные и свинцово-цинковые рудопроявления и месторождения.

Бассейны седиментации находились в непосредственной близости от источников сноса, что подтверждается для всех указанных месторождений плохой окатанностью пластических зерен или ее отсутствием, а также плохой сортировкой песчано-алевритисто-глинистого материала, вмещающего оруденение. На это указывает и фациальнне особенности. Pycловыe и подводнодельтовые фации имеют текстурный рисунок слоистости, характерную для малых рек и временных потоков (слойки имеют крутое падение: у русловых однонаправленное, у подводнодельтовых - разнонаправленное, косое, отчетливо клиновидное).

Следовательно, рудное вещество с континента в бассейн седиментации транспортировалось малыши реками и временными потоками. Это обстоятельство дает основание считать, что предположения и эксперименты некоторых исследователей, относящиеся к количеству и формам миграция рудною вещества в крупных реках, не имеет отношения к аномальному рудному процессу.

Оруденение, как правило, связано с прибрежными фациями в мелководных континентальных морях, крупных лагунах и озерах. Самими продуктивными является подводнодельтовые фации. В меньшей мере рудоносными является фации заливов и волноприбойные (приливно-отливные). В отдельных случаям отмечается связь оруденения с фациями нижних частей речных долин (Джезказган). Дня месторождений медистых песчаников эти сведения выявлены и опубликованы в работах И.П. Дружинина, Л.Ф.Наркелона, Г.В. Богданова, Г.Г. Кочина, И.М. Беспалова и др. Автором установлена связь марганцевого оруденения с подводнодельтовыми фациями и на Никопольском месторождении.

Приуроченность оруденения к подводнодельтовым и русловым фациям указывает на поступление терригенного и рудного материала с континента.

Отмеченные особенности является характерными для большинства осадочных месторождений железа, марганца, алюминия, меди, свинца и цинка. Однако намечается также различия по условиям формирования между отмеченными металлами, которые были подмечены многочисленными исследователям и обобщены в монографии Н.М. Страхова. По этим сведениям осадочные месторождения железа, марганца и алюминия образуются в условиях гумидного климата, а месторождения меди, свинца и цинка являются типично аридными.

Исследования автора позволяет уточнить климатические условия формирования медных и свинцово-цинковых месторождении. Эти месторождения никогда в типичных красно цветах не встречается. Они связаны с пестроцветными формациями, которые образуются в условиях периодической смены аридного климата (красно-бурые пачки) гумидным (серые рудоносные слои, насыщенные обуглившейся органикой). По-видимому, для этих образований вообще характерна и обязательна периодическая смена аридного климата гумидный. В тех регионах, где полностью сохранились от размыва, осадки подстилающие и перекрывающие продуктивные пестроцветные отложения (Донбасс, Мансфельд, Ленский район, Верхняя Силезия, Дкиргаланский район. Большое Богдо, Предкарпатье), наблюдается следующая особенность. В геологическом разрезе пестроцветные образования занимает промежуточное положение между типично гумидными, порой угленосными образованиями внизу и ярко выраженными соленосными аридными -вверху. Причем продуктивные медные и свинцово-цинковые слои находятся ближе к аридным образованиям, чем к гумидным.

Интерес представляет вопрос о значении седиментогенеза и диагенеза в рудообразовании. Для осадочных руд железа, марганца и алюминия главной рудообразующей стадией Н.И. Страхов обоснованно считает седиментогенез. Для стратифицированных месторождении меди, свинца и цинка он гипотетически решающую роль в рудообразовании отводит диагенезу. Проведенные исследования и экспериментальные работы позволяют уверенно высказаться в пользу седиментогенеза как решающей рудообразующей стадии и для этих металлов. Доказательством этому служат следующие сведения.

Тонковкрапленные халькозин, борнит, галенит, сфалерит встречаются в тончайших глинистых слойках, подчеркивающих слоистость подводнодельтовых фаций (Донбасс, Джезказган, Удокан). Трудно себе представить свободную циркуляцию рудных растворов или свободное передвижение металлов в водонепроницаемых породах, какими являются глины.

Халькозиновые конкреции в глинах и алевролитах среди вкрапленного халькозина окружены нередко безрудной каймой, ширина которой составляет не более 5 см. Аналогичная картина наблюдалась автором около линзочек и эмбриональных прожилков халькозина (Джезказган, Приднестровье, Донбасс).

В подводнодельтовых фациях Донбасса, Приднестровья, Джезказгана, Удокана выявлены делитификационные подволны о оползни. Сползание алевролитов и песков обычно происходит между двумя тинистыми прослоями или когда глина является подстилающей породой. В этих интересных образованиях тонкая вкрапленность халькозина, борнита иногда с галенитом и сфалеритом подчеркивает косую разнонаправленную слоистость алевролитов, участвует в дислокационной процессе осадка, который подвергся сползании еще до его превращения в горную породу. Такие рудные слойки повторяет сложный рисунок делитификационного оползня, т.е. и в данной случае отчетливо фиксируется важнейшее рудообразующее значение седиментогенеза.

Горизонтальная рудная зональность (медь - свинец - цинк), которая особенно отчетливо проявилась в пестроцветах Джезказгана, Донбacca, Приднестровья, месторождениях Польши и Мансфельда, указывает на важную роль седиментогенеза, как главной рудной стадии, так как в случае интенсивных и огромных по масштабу процессов перераспределения и перемещения рудного вещества, как полагает И.У. Страхов, такая вокальность была бы нарушена.

И, наконец, экспериментальные исследования автора указывает, что количество меди в прибрежных осадках увеличивается в десятки раз по сравнению с ее количеством в поступавших растворах. Так, из раствора с 0,001% меди в осадке отмечалось до 0,030% меди (тридцатикратное увеличение). В природных условиях эта цифра, по-видимому, еще значительно выше.

Все изложенное не снимает вопроса о значении диагенеза в рудообразовании. Увеличение концентрации рудного вещества вообще и в твердом материале осадка следует связывать в основном с дегазацией к дегидратацией осадка в диагенезе, перегруппировкой зерен и более тесной их упаковки в результате действия нагрузки вышележащих пород. Осадок сокращался в объеме, мощность его уменьшалась. По слойкам, огибающим карбонатные конкреции, определена степень усадки различных пород. Коэффициент сокращения мощности для аргиллитов составляет 2,2-2,7; алевролитов 1,5-2; мелкозернистых песчаников до 1,7 (Донбасс, Джезказган, Приднестровье). Это и есть конкретные цифры увеличения концентрации рудного вещества в диагенезе по сравнение с седиментогенезом в расчете на единицу объема и веса. 8 диагенезе, безусловно, наблюдается и некоторая перегруппировка рудного вещества: пылевидно-рассеянная минерализация преобразуется во вкрапленную, образуется конкреции, эмбриональные прожилки; сульфиды меди, свинца и цинка иногда замещает обломки терригенных пород и органическое вещество. Однако эти перераспределения не сопровождайся существенной миграцией рудного вещества. Лишь в случае образования конкреция халькозина диаметром 3-5 см отмечается миграция меди до 5 см. Рудное вещество остается в пределах серых прослоев и количество его остается почти неизменным по отношение к твердому веществу серого осадка.

Катагенез существенно не влияет на перераспределение рудного вещества и его текстурный облик.

Проблема высоких содержания всегда волновала и интересовала исследователей. Представители оппозиции осадочной гипотезы часто указывали на высокие содержания как на существенное доказательство невозможности их образования осадочный путем. Именно поэтому отдельные геологи стали разделять взгляды Н.М. Страхова о решающей роли диагенеза, так как эта гипотеза создавала видимость решения проблемы. Однако диагенетическая гипотеза для меди, свинца и цинка оставила без объяснения: фациальный контроль оруденения, седиментогенные рудные текстуры, зональность медно-свинцово-цинковой минерализации, отсутствие оруденения в красных породах.

Таким образом, как для железа, марганца, алюминия, так и для меда, свинца и цинка с едим онтогенез выступает на первое место как решавшая рудообразущая стадия.

Описанные особенности осадочного рудообразования не относятся к сильно метаморфизованным месторождениям, а также к некоторым месторождениям, претерпевшим преобразования в результате наложенных процессов (пострудный магматизм, гидротермальный метаморфизм).

Осадочный рудогенез, по-видимому, является самым могучим процессом в ряду других явлений рудогенеза. Его значение было уже значительным в докембрии и возрастало в каждом последующем периоде.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: