Гидротермальные месторождения Месторождения этой группы образуются

Гидротермальные месторождения Месторождения этой группы образуются циркулирующими под поверхностью Земли горячими минерализованными газово-жидкими растворами; при этом скопления минеральных масс образуются либо их отложением в пустотах горных пород (тела выполнения), либо замещением благоприятных горных пород (тела замещения)

Геологические структуры для гиротермальных месторождений Рудоподводящие определяют пути движения гидротермалных растворов Рудораспределяющие каналы, по которым эти растворы отводятся от магистральных путей Рудовмещающие определяют локализ ацию рудных тел, их форму, размеры, внуреннее строение

▪ Специфические особенности гидротермальных залежей: - размещаются среди гидротермально-измененных пород; - окаймляются ореолами рассеяния металлов, затухающими к периферии; - содержат жидкие и газово-жидкие включения в минералах руд, которые гомогенизируют при температурах, соответствующих температурам минералообразования. ▪ Признаки связи* гидротермальных месторождений с массивами изверженных пород: - одновременность образования изверженных пород и г/т месторождений; - приуроченность к одним и тем же геологическим структурам; - одинаковые фациально-глубинные условия образования; - одинаковая степень метаморфизма; - геохимическое родство; - зональность размещения месторождений по отношению к массивам изверженных пород. *выделяют генетическую, парагенетическую и случайную связи

Зональное размещение месторождений вокруг гранитного Кумыштагского массива в Таласском Алатау (по В. И. Смирнову, 1989) Зоны, состав жил (разрез): Q – пустая кварцевая, Q-Ca-Cu – кварц-карбонатно-медная (с халькопиритом и галенитом), Gl-sр – полиметаллическая (галенит- сфалеритовая), Asp – арсенопиритовая, Ро – пирротиновая. Массив прорывает Pz 1 породы; близ него: контактовые роговики, пегматитовые жилы, везувиан- гранатовые скарны с шеелитом, молибденитом, арсенопиритом и висмутином, гидротермальные жилы различного состава

▪ Источники воды в гидротермальных системах (природа воды выявляется по изотопии кислорода и водорода): - магматический (ювенильный); кислые магмы содержат 2 -10% воды, а содержание конституционной воды в граните – около 1%; если принять, что при кристаллизации в среднем освобождается около 7% воды, то это составляет 0, 2 куб. км от 1 куб км породы; - метаморфический; в свежем осадке содержится до 60% воды, в зоне диагенеза и катагенеза – 30 -20%, в породах зеленосланцевой фации – 4%, амфиболитовой фации – 2 -1%, гранулитовой фации метаморфизма – 0, 5%; - захороненные воды древних осадков; - атмосферные (вадозные) воды глубокой циркуляции; - морские и океанические воды, вовлеченные в гидротермальный процесс. ▪ Источники минерального вещества образования месторождений: - ювенильный (базальтоидный подкоровый): Fe, Mn, Ti, V, Cr, Ni, Cu, Pt. - ассимиляционый (гранитоидный, коровый): Sn, W, Be, Li, Nb, Ta … - фильтрационный (внемагматический – частичное заимствование Si, Ca, K, Cl, Fe, Mn …

▪ Формы переноса минеральных соединений в гидротермальных системах: - в истинных растворах (молекулярных, ионных); - в коллоидных растворах; - в комплексных растворах (ионно-молекулярные комплексы, состоящие из ядра-катиона и обрамляющих его отрицательно заряженных лиганд, представленных ионами/молекулами). ▪ Перемещение вещества в гидротермальных системах: - инфильтрация в движущемся растворе, - диффузия в застойном растворе; ▪ Отложение вещества из гидротермальных растворов: - обменные реакции а) между растворами и боковыми породами, б) при смешении растворов, - коагуляция коллоидов, - изменение температуры, давления, электрические поля и др.

Околорудный метасоматоз ▪ Калиевый (К): - калишпатизация (ort, mk) – KAl. Si 3 O 8; - мусковитизация, серицитизация (ms, ser) – KAl 2(Si 3 Al)O 10(OH, F)2; - каолинизация, аргиллизация (kajl, dk) – Al 2 Si 2 O 5(OH)4. ▪ Натриевый (Na): - альбитизация (ab) – Na. Al. Si 3 O 8; ▪ Магниевый (Mg): - доломитизация (dl) – Ca. Mg(CO 3)2; ▪ Железо-магниевый (Fe-Mg): - хлоритизация (chl) – (Al, Fe, Mg)4 -6(Al, Fe, Si)O 10(OH, О)8; ▪ Кальциевый (Ca): - пропилитизация (Са, ab, chl)+ep –эпидот – Ca 2(Al, Fe)3(Si. O 4)3(OH); - лиственитизация (tlc, chl, ser, п. ш. , карб. Mg, Fe) – tlc - Mg 3 Si 4 O 10(OH)2; ▪ Прочие изменения: - серпентинизация (sp) – (Mg, Fe)3 Si 2 O 5(OH)4; - турмалинизация (tr) – (Ca, K, Na)(Al, Fe, Mg)3(Al, Cr, Fe, V)(BO 3)3 Si 6 O 18(O, OH, F) ……и др.

Изменения пород различного состава Кислые, средние и щелочные магматические породы & осадочные глинистые и песчанистые алюмосиликатные породы: - микроклинизация, - альбитизация, - мусковитизация, - серицитизация, - хлоритизация, - окварцевание, - каолинизация Основные и ультраосновные породы: - пропилитизация, - лиственитизация, - серпентинизация, - оталькование Молодые (кайнозойские) эффузивные породы различного состава: - пропилитизация, - цеолитизация – KNa. Al 2 Si 10 O 24· 8 H 2 O (клиноптилолит), - алунитизация – (K, Na)Al 3(OH)6(SO 4)2 (алунит)

Схема строения ореола околорудных изменений вмещающих пород в вертикальном разрезе вокруг жилы урановой руды (красное) (по Э. Баранову, Г. Вертепову, Г. Гладышеву) Контроль надрудного ореола рассеяния разломами на сурьмяном месторождении Акташ, Киргизия (по Н. Никифорову) Ореолы As, Sn+Mo, Hg, Ag Подрудные известняки, надрудные сланцы

Сводный ряд зонального распределения элементов в первичных ореолах рассеяния металлов гидротермальных месторождений (по Баранову, Григорьяну, Овчинникову) Сверху вниз: (Ba-Sb) – Hg – As – Ag – Pb – Zn – Au – Cu – Bi – W – - Mo – U – Sn – Co – Ni – Be. Вмещающие породы гидротермальных месторождений вокруг рудных тел обычно содержат повышенное количество рудообразующих металлов. Площади с такими повышенными содержаниями металлов, окаймляющих рудные тела, называются ореолами рассеяния. Они бывают первичными (образуются при формировании месторождений) и вторичными (образуются при химическом разрушении верхней части рудных тел и разносе рудного вещества) Вертикальная зональность ореолов (металлы подрудные, сорудные, надрудные) в полном виде не проявляется

Режим серы и кислорода Для образования гидротермальных руд особое значение имеют химическая активность серы (S) и кислорода (O). Комбинации в соотношениях химических активностей серы и кислорода в гидротермальных растворах приводят к тому, что трудно растворимые соединения одних металлов выпадают в осадок, а легко растворимые других металлов сохраняются в растворе и не входят в естественные минеральные парагенетические ассоциации гидротермальных руд. Пример 1. В условиях высокой активности S 2 - медь (Cu) и цинк (Zn) выпадают из гидротермального раствора в виде малорастворимых сульфидов (халькопирит – Cu. Fe. S 2 и сфалерит - Zn. S), создавая месторождения этих металлов. Когда такой режим нарушается (с окислением сульфид-ионов S 2 - до сульфат-ионов SO 42 -) возникают легко растворимые сульфаты меди и цинка, не выпадающие из раствора и не создающие месторождений этих металлов. Пример 2. Железо (Fe) и олово (Sn), способные в природных условиях давать как сернистые, так и кислородые соединения, в случае низкой активности кислорода, но высокой активности серы, выпадают из гидротермального раствора в виде малорастворимых сульфидов (пирит – Fe. S 2, пирротин – Fe 1 -x. S ) и сульфостанната (станнин – Cu 2 Fe. Sn. S 4), а в условиях высокой активности кислорода – в форме оксидов ( магнетит – Fe 3 O 4, гематит – Fe 2 O 3, касситерит - Sn. O 2 ). При этом, в зависимости от степени окисленности (сернистости) растворов в одних случаях будет выпадать магнетит, а в других – гематит, в одних – пирит, в других – пирротин (диаграммы «активность - активность» , «Fe-S-O : состав – парагенезис» .

Соотношение даек и гидротермальных рудных тел (по ВИ. Смирнову, 1989) а) радиально-лучистая система даек (черные линии) и рудных жил (красные линии), в центре – вулканический шток; б) пересечение рудными жилами (красные) двух систем даек; в) пересечение дайкой (клетчатое) рудной жилы (красное); г) рудные жилы (красное), выполняющие трещины оперения по контактам дайки; д) развитие оруденения (красное) вдоль контактов даек; е) развитие оруденения (красное) в телах даек.

Первичная зональность рудных тел гидротермальных месторождений (по В. И. Смирнову, 1989) 1 -го рода (стадийная) 1. 1 – повторных тектонических разрывов; 1. 2 – тектонического раскрытия; 1. 3 – внутрирудного метасоматоза. 2 -го рода (фациальная) 2. 1 – состава пород; 2. 2 – фильтрационная; 2. 3 - отложения

Классификация гидротермальных месторождений (по В. Линдгрену, 1933) ▪ Месторождения: (1) гипотермальные (2) мезотермальные (3) эпитермальные (4) телетермальные ▪ Глубины формирования, м: (1) 3000 -15000 (2) 1200 -4500 (3) близ поверхности – до 1500 (4) близ поверхности ▪ Температуры формирования, град. С : (1) ~ 300 - 600 (2) 200 - 300 (3) 50 - 200 (4) ± 100 ▪ Характеристика рудных зон: (1) … (2) … (3) … (4) … ▪ Руды металлов: (1) Au, Sn, Mo, W, Cu, Pb , Zn, As; (2) Au, Ag, C, As, Pb, Zn, Ni, Co, W, Mo, U, etc. ; (3) Pb, Zn, Au, Ag, Hg, Sb, Cu, Se, Bi, U; (4) Pb, Zn, Cd, Ge ▪ Рудные минералы: (1) … (2) …(3) …(4) … ▪ Жильные минералы руд (1) … (2) …(3) …(4) … ▪ Изменения боковых пород (1) … (2) …(3) …(4) ▪ Текстуры и структуры руд (1) … (2) … (3) …(4) ▪ Зональность (1) … (2) …(3) … ▪ Примеры месторождений (1) … (2) …(3) …(4) …

Классификация гидротермальных месторождений по В. И. Смирнову, 1989 Группа гидротермальных месторождений (в составе магматогенной/эндогенной серии) подразделяется на три класса: плутоногенный вулканогенный и амагматогенный. Плутоногенный класс гидротермальных месторождений подразделяется на три парагенезиса: кварцевый, сульфидный и карбонатный, подразделяемых в свою очередь на 15, 10 и 4 рудных формации соответственно. Вулканогенный и амагматогенный классы подразделяются соответственнона 11 и 4 рудные формации.

Месторождение Бьютт, Монтана (Cu, Zn, Mn, Pb, Ag, Au, а также Bi, Cd, Se, Te и H 2 SO 4) Геологический план поверхности с системами рудных жил (по Мейеру и др. , 1968) Месторождение Бьютт, Монтана. Зональное строение на горизонте 2800 фт (853, 44 м) (по Мейеру и др. , 1968)

Схематическая геологическая карта Березовского рудного поля, Средний Урал 1 – туфогенно-осадочные породы; 2 – туфы с прослоями сланцев, филлитов, туфопесчаников и туфоконгломератов; 3 – метаморфизованные диабазы и туфы; 4 – измененные афанитовые базальты; 5 – зернистые диабазы; 6 – серпентинизированные гипербазиты, серпентиниты, тальк-карбонатные породы; 7 – габбро; 8 – граниты; 9 – контактовый ореол гранитов; 10 – кварциты, кварцево-слюдистые сланцы; 11 – роговики; 12 – амфиболиты; 13 – габбро; 14 – нерасчлененные дайки гранитоидов; 15 – рудные жилы; 16 - разломы

Схематическая геологическая карта Пыркакайского оловорудного узла (по Б. В. Макееву, А. Б. Павловскому и др. , 1988) 1 – рыхлые отложения; 2 – песчано-сланцевые отложения верхнего триаса; 3 – дайки кислого состава; 4 – дайки среднего состава; 5 – граниты; 6 – разрывные нарушения; 7 – контуры зон повышенной трещиноватости; 8 – контуры не вскрытых эрозией гранитоидных массивов; 9 – штокверковые оловорудные поля (I – Первоначальное, II – Нагорное, III – Незаметное)

Схема геологического строения медно- порфирового месторождения Чукикамата, Чили (по В. Лопецу и В. Перри) 1 - рудные жилы и прожилки (штокверковая зона); 2 – 6 – измененные палеогеновые монцонитовые порфиры: 2 –окварцованные, 3 – серицитизированные и слабоокварцованные, 4 – интенсивно серицитизированные, 5 – альбитизированные и серицитизированные, 6 – хлоритизированные и альбитизированные; 7 – палеогеновые гранодиориты (Форчуна), 8 – юрские гранодиориты (Елена)

Гидротермальное Au-рудное месторождение Крипл- Крик, Колорадо, США 1 – PCm граниты, 2 – третичные вулканогенные породы, 3 – изогипсы стенок вулканической постройки, 4 – главные золото- кварцевые жилы, 5 – тело золотоносных брекчий «Кессонов раздув»

Боливийский оловянный пояс (по Гранту и др. , 1977) Условные обозначения: - неогеновые гнимбриты, - третичные-мезозойские батолиты, - третичные эруптивные центры, - крупные месторождения, - границы оловянного пояса

План (вверху) и разрез (внизу) главнейших жил оловянного месторождения Ллалагуа, Боливия (по Турнэ, 1960) Неогеновый вулканический некк (шток Сальвадора, сужающийся с глубиной), в ядре палеозойской антиклинали рассечен многочисленными жилами мощностью около 0, 6 м. Околорудное окварцевание, турмалинизация, серицитизация рассеяные сульфиды. Руда: касситерит, висмутин, пирротин, арсенопирит, станнин, сфалерит, халькопирит и др.

Схематический разрез стратиформного Миргалимсайского свинцово -цинкового месторождения в Каратау, Казахстан (по В. И. Смирнову, 1989) 1 – ивестняки; 2 - доломиты; 3 - брекчированные известняки; 4 – рудные тела; 5 – тектонические послерудные нарушения

Стратифицированные и стратиформные месторождения (термины) ▪ strata-bound –стратифицированные м-ния полезных ископаемых, приуроченные к одной стратиграфической единице. Термин может относиться как к стратиформным (stratiform) месторождениям, так и к незакономерно ориентированным рудным телам, заключенным в одной стратиграфической единице. Ср. bedded. ▪ stratiform - стратиформный. Расслоенные залежи полезных ископаемых как осадочного, так и магматического происхождения. Ср. strata-bound; bedded. ▪ “Stratiform deposits can be strata-bound but strata-bound ores are not neccessarily stratiform”. ▪ «Примером месторождений амагматогенного класса может служить стратиформное месторождение Миргалимсай в Казахстане» (В. И. Смирнов, 1989)

Спасибо за внимание!