Эволюционная металлогения основных типов месторождений полезных ископаемых Месторождения

Эволюционная металлогения основных типов месторождений полезных ископаемых. Месторождения черных металлов (Fe, Mn, Cr) Железное оруденение В раннем архее ( Кольский этап), в зонах зарождающейся океанской коры, возникли рудопроявления силикатножелезистой формации, приуроченные к породам амфиболитовой и гранулитовой фаций. В перспективе эти руды могут стать существенным источником получения железа (Обоянская серия КМА, комплекс Иматаки щитов Ю. Америки и др. ).

В позднем архее беломорский этап) первичноосадочные концентрации железа возникали в вулканических зонах на океанической коре, на фоне смены основного магматизма кислым и щелочным. Преобладают руды вулканогенно-кремнистой формации (Михайловская серия КМА, комплекс Кулгарли-Калгурли Зап. Австралии, Свазилендская система Ю. Африки и др. ).

Докембрий В раннем протерозое ( карельский этап) образовались кратонных ядра, обрамленные подвижными зонами. Формируются главнейшие железорудные бассейны мира с гигантскими концентрациями железистых кварцитов (криворожская серия УКШ, курская серия КМА, свита Хамерсли, Зап. Австралии и др. ) и огромные расслоенные интрузии с крупными запасами комплексных руд (Бушвельд - Fe, Ti, V, Cr, Pt). Ведущими рудными формациями являются кремнисто-сланцевые (криворожский и таконитовый типы).

Докембрий В позднем протерозое происходит оживление эндогенной металлогенической активности (гренвильский этап). Структурноформационные комплексы рифея объединяют орогенные вулканогенно-осадочные и кластогенные осадочные месторождения железа. С кислым вулканизмом связаны руды магнетитовой формации (тип кируна) с корами выветривания (железисто-кремнистокластогенная). Широкое развитие получают осадочные месторождения гематитовых, оолитовых гидрогетитовых и лептохлорит-гематитовых руд.

М-ния титаномагнетитов залегают в массивах осн. пород, генетически связанных с габбро-пироксенит-дунитовой формацией Распространены: 1. Протерозой и рифей - Канадский и Балтийский щиты, Норвегия, Швеция, Финлянд. , Индия, Аппалачи пл. Колорадо и Скалистые горы США, Австралия, Португалия. 2. Каледонский цикл- ЮАР, Норвегия, Урал. 3. Герцинский цикл- Урал.

Фанерозой В фанерозое усилилась тектономагматическая активность и циклическое развитие мобильных поясов (3 цикла за 600 млн. лет). На раннем этапе (конец байкальско - календонского) возникли вулканогенноосадочные и магматические месторождения. на среднем герцинском преобладали полигенные магнетит-скарновые. на заключительном киммерийскоальпийском - осадочные оолитовые и гидротермальные жильные и метасоматические.

На Урале и Алтае в полеозое сформировались магматические титаномагнетитовые месторождения в габбропироксенитовых интрузивах (Гусевогорское и Качканарское, Средний Урал; Харловское, Инское и Белорецкое, Алтайский край и др. ). Особо следует отметить весьма перспективные Алтайские месторождения ( Харловское, Инское и Белорецкое). Здесь намечается крупнейший в России по масштабам прогнозных ресурсов нового типа комплексного железо-титано-ванадиево-алюминиевого сырья рудный район.

Рис. 5. 2. Распределение общих запасов железа (млрд. т. ) и золота (тыс. т. ) по геолого-металлогеническим периодам в эволюции Земли. Железорудные формации: 1 - железисто-силикатная, 2 - железисто-кремнисто-вулканогенная, 3 - железисто-кремнистосланцевая; рудные типы: 4 - саксаганский (гематит-мартитовый) тип, 5 - ландильский и коргонский (гематит-магнетитовые) типы, 6 - магнетитскарновый, 7 - апатит-магнетитовый, 8 - апатит-магнетит-перовскитовый, 9 - титаномагнетитовый, 10 - сидеритовый, 11 - сидерит-шамозит-гидрогетитовый (оолитовый); 12 - общие запасы золота.

Выводы Выделяются два мегапериода железного оруденения: 1. вулканогенно(эксгаляционно)осадочные, 2 --магматические - осадочные. Первый охватывает ранний архей - ранний протерозой, второй - поздний протерозойфанерозой. За границу мегапериодов для Восточно. Европейской и Сибирской платформ принимают эпоху реювинации 2, 0 -1, 8 млрд. лет Основные мировые ресурсы железных руд, титана и ванадия сосредоточены в месторождениях периода становления первых суперконтинентов в раннем протерозое.

Марганцевое оруденение Выделяют четыре группы месторождений: 1) осадочные (осадочные и вулканогенноосадочные), 2) магматогенные (гидротермальные и контактово-метасоматические), 3) метаморфизованные и 4) коры выветривания (остаточные и инфильтрационные). Основные запасов марганцевых руд заключены в осадочных месторождениях.

Первые проявления марганцевых и марганецсодержащих пород известны в породах позднего архея. Их образование проходило в мелководных бассейнах со спокойным тектоническим режимом, которые характеризовались высокой биопродуктивностью (прокариоты). Нижнепротерозойский этап был наиболее широкомасштабным по марганцевому оруденению. Наиболее крупные из них пространственно и генетически связаны с породами полосчатых железорудных формаций (железистыми кварцитами). В среднепротерозойский этап были образованы ряд экономически важных марганцевых и железомарганцевых месторождений Африки, Южной Америки, Индии и других стран.

Четкая биполярность металлогенических провинций - практически весь докембрийский марганец сосредоточен на южных материках и представлен вулканогенно-осадочным гондитовым типом формаций. В позднем протерозое и фанерозое господствуют осадочные, инфильтрационные и коры выветривания рудные формации.

Рис. I. 37. Границы распространения, типы руд и местоположение месторождений марганца марганцеворудного поля Калахари [по: Gutzmer et al. , 1997; Tsikos et al. , 2001].

Рис. I. 43. Схематическая геологическая карта о. Грут. Айлендт с местоположением марганцевых руд (А). Геологический разрез приведен для месторождения марганцевых руд Грут-Айлендт (В). На врезке: С – бассейн Карпентария, Е – бассейн Ероманга, S – бассейн Сурат [Bolton et al. , 1988].

Фанерозойский период. Марганцеобразование происходило практически во всех частях некогда существовавшего континента Гондвана и его материков- обломков, как в условиях стабильной платформы, так и в мио- и эвгеосинклинальных областях. Этапы : раннепалеозойский (Россия, Китай, Казахстан, Канада, Израиль, Корея и др. ). Важным для России является Парнокское. Формирование марганцевых пород и руд в среднем палеозое было приурочено в основном к областям с проявлением вулканической и гидротермальной деятельностью, к эвгеосинклинальным областям. В Южно-Минусинском межгорном прогибе в нижнем девоне образовались магматические руды – марганцевые (браунитовые) лавы и туфы, залегающие в едином комплексе с вулканогенноосадочными рудами. Существенные ресурсы марганца в верхнедевонских месторождениях Казахстана. Наиболее крупные в Атасуйском районе (Западный Каражал и Ушкатын-3) приурочены к красноцветным кремнисто-карбонатным верхнефаменским отложениям жаильминской мульды.

Рис. I. 40. Схема расположения месторождений марганца нижнеолигоценового возраста в бассейне Восточного Паратетиса [Varentsov, 2002]. 1 – области шельфа; 2 – глубоководные зоны бассейна; 3 – периодически заливаемые прибрежные части суши; 4 – суша; 5 – месторождения марганца: I – Южно-Украинские (Никополь, Большой Токмак), и другие; II – Грузия (Чиатурское, Квирильское и др. ); III – Мангышлакское; IV – Северная Болгария (Оброчище и др. ); V – Северная Турция (бассейн Трайс и др. ).

Особый тип марганценосных провинций представлен железо-марганцевыми конкрецими (ЖМК) и кобальтоносными железомарганцевыми корками современных морей и океанов. Основные особенности состава, строения и размещения этих оксидных руд океана свидетельствуют о том, в концентрации вещества участвуют процессы окисления, реакции автоколебательного характера, механизмы сорбции, коагуляции, соосаждения, и биологические процессы. Рудное вещество происходит из разных источников - это вулканизм, диагенез, гальмиролиз и др.

Преимущества и проблемы минерально-сырьевой базы России Mn • Россия располагает значительными запасами марганцевых руд, но их добыча в стране практически не ведется, а потребности металлургических предприятий удовлетворяются за счет импорта (в основном из Украины); • Основными недостатками минерально-сырьевой базы являются • мелкий масштаб выявленных месторождений; • преобладание низкокачественных труднообогатимых руд; • расположение крупных м-ний в труднодоступных районах; • сложные горно-геологические условия отработки; • преобладание в разведанных запасах карбонатных (68%) и оксидных фосфористых (25%) руд, для освоения которых необходимо разрабатывать и внедрять новые технологии обогащения и переработки.

Хромитовое оруденение Выделяются хромитоносные формации, связанные с дифференцированными комплексами ультраосновных пород. Основные запасы хрома (85, 9% мировых) сосредоточены в рудах стратиформных месторождений среди пород гарцбургит-ортопироксенитноритовой формации, приуроченной к расслоенным интрузивам докембрия.

В докембрии, основное хромитовое оруденение проявилось в Ar 3 –Prt 1 (2, 7 -1, 8 млрд. лет) при завершением развития “молодых” зеленокаменных поясов (Индия), в середине - проявился интенсивный рифтогенез, а в конце - протоактивизация (Южная Африка). Каждый из этапов сопровождался формированием хромитовых месторождений, в том числе крупных и уникальных. В середине периода сформировалась Великая Дайка (Зимбабве) и Бушвельдский комплекс. Великая Дайка в направлении ЮЮЗ-ССВ рассекает архейский Родезийский массив, трассируя генеральное направление Мозамбикского рифта. Её протяженность около 500 км при видимой мощности 5 -10 км.

Бушвельдский комплекс (Prt 1) имеет в плане неправильную форму эллипса, вытянутого на 500 км в широтном направлении; контролируется глубинным разломом-рифтом. Породы ранней (хромитоносной) фазы интрузии, слагающие нижнюю часть лополита, представлены норитами, анортозитами, бронзититами, габбро и дунитами. Залежи хромитов приурочены к двум горизонтам длнной 110 -160 км. В верхней части серии (в норитах) горизонт хромсодержащих платиноносных медноникелевых сульфидных руд (риф Меренского). Средняя часть разреза сложена габброидами с титаномагнетитовыми рудами. Венчается разрез кислыми породами (граниты, гранофиры) с оловянным и оловянно-вольфрамово-медным оруденением. Имеются мелкие месторождения в Уганде (Каромоджа), Кении (Добеле) и Финляндии (Кеми).

В фанерозое (0, 54 -0, 0 млрд. лет) хромитовые месторождения образовались в три этапа: каледонский (венд-силур), герцинский (девонранний триас) и объединенный киммерийскоальпийский (средний триас-четвертичный). Они связаны с группой формаций альпинотипных ультрабазитов, сформировавшихся в обстановке зон спрединга окраинных морей. Кемпирсайская группа ( более 150 месторождений) на Южном Урале связана с офиолитовым комплексом силура, представляющего собой океаническую кору окраинного моря.

Панорама карьера на месторождении Центральное, массив Райиз (Полярный Урал). Справа — одно из рудных тел хромитового месторождения в массиве Райиз. Форма рудных тел типична для подиформных хромитов. Савельева Г. Н. , Савельев А. А. Хромиты в структуре офиолитовых ультрабазитов Урала // Геотектоника. 1991. № 3. С. 47— 58. ; Савельева Г. Н. , Белокрыс А. М. , Природа, 11, 2012

Положение подиформных хромитов в разрезе офиолитов. На врезках показано соотношение рудных тел и рудовмещающих дунитов со структурами субсолидусного мантийного течения в гарцбургитах [10]. Буквенные индексы: Bs — базальты, Db — диабазы (долериты), G 1 — габбро- нориты ранней фазы, G 2— габброиды поздней фазы, D — дуниты, HB — гарцбургиты, Lz spl — лерцолиты шпинелевые, Grt amph — гранатовые амфиболиты в подошве аллохтонов. На врезке 1 показаны вкрапленные руды, на врезке 2 — густо вкрапленные, на врезке 3 — массивные.

Альпинотипные гипербазиты

Месторождения киммерийскоальпийского этапа известны в : Альпийско. Гималайском (Тетис) и Циркум. Тихоокеанском поясах. Формирование месторождений Альпийско. Гималайского пояса связано со становлением раннемезозойской океанической коры. Выделяется грандиозный хромитовый пояс с промышленными месторождениями (Албания, Турция).

В хромитовых рудах от палеозойских к кайнозойским происходит рост содержания Cr 2 O 3 и некоторое увеличение отношения Cr 2 O 3/Fe. О. Уменьшение железистости руд от древних к молодым особенно контрастно в сопоставлении с данными по раннедокембрийским месторождениям. Снижение во времени количества железа в хромитах, возможно, определяется общим истощением