Кафедра геологии геохимии и экономики полезных ископаемых 2014

Кафедра геологии, геохимии и экономики полезных ископаемых 2014 г. МГУ им. Ломоносова

Эволюция Cu-Pb-Zn оруденения в истории Земли Ø Главные металлы в рудах полиметаллических месторождений – Cu, Pb, Zn Ø Из рассеянных часто присутствуют – Cd, Ag, Au, Se, Te, Ge, Tl, Ga и In

Медно-свинцово-цинковые месторождения Мы рассматриваем на примере колчеданнополиметаллических месторождений в широком смысле, т. е. колчеданных месторождений, обогащённых этими цветными металлами в разных пропорциях, с серно- и медно-колчеданными и свинцово-цинковыми полиметаллическими месторождениями как крайними представителями

Среднее содержание Cu, Zn, Ag, Pb в главных типах горных пород, почвах и земной коре

Медь – типичный халькофильный элемент и главная масса ее заключена в форме сульфидов Эндогенные рудные концентрации связаны с базальтоидным и гранитоидным магматизмом В экзогенных условиях медь обладает высокой миграционной способностью В зоне окисления выносится и отлагается ниже уровня грунтовых вод

Выделяют месторождения: Магматические Карбонатитовые Скарновые Гидротермальные плутоногенные (меднопорфировые) Колчеданные Стратиформные (медистые песчаники и сланцы)

Запасы меди в месторождениях: Медно-порфировые - около 70 % Медистые песчаники и сланцы – около 20 % Колчеданные – (5 -8) % Сульфидные медно-никелевые – (2 -2, 5) % Скарновые – (2 -4) % Карбонатитовые – (0, 5 -0, 7) %

Схематическая карта расположения калчеданных месторождений Урала. Кружками разного размера показаны месторождения: - суперкрупные; - средние; - мелкие

Типы колчеданных месторождений в осадочновулканогенных породах

§ Геохимическая особенность Pb и Zn в магматическом процессе, обусловленная кристаллохимическим сходством Pb 2+ с K 1+, а Zn 2+ с Mg 2+ и Fe 2+ - тенденция свинца следовать за калием, а цинка за магнием и железом § Происходит накопление свинца в поздних дифференциатах гранитоидных серий и присутствие его как в изоморфной форме, так и в виде акцессорного галенита и самородного свинца § Цинк концентрируется в железо-магниевых силикатах (амфиболах, биотите) магматических пород § В осадочном процессе источники свинца и цинка коры выветривания пород континентальной коры основного для Cu и Zn и кислого для Pb состава. Для бассейна Черного и Азовского морей рудные элементы образуют следующий ряд подвижности: Pb Co Sn Ag Mn Ni V Zn Cu max min

Распределение средних взвешенных (на долю литотипов) содержания Zn и Pb в чёрных сланцах по стратиграфическому разрезу. Заштрихованная область фоновых содержаний. Ф – нижний предел фона, А 1 – нижний предел аномалий

Pb и Zn: Ø Проявляют халькофильные свойства Ø Накапливаются в остаточных дифференциатах магматических очагов и выносятся комплексными соединениями Ø Месторождения чаще принадлежат к эндогенно -зкзогенному типу, формирование которого протекает в области разгрузки гидротерм в придонных осадках и в трещинах подводящих структур. При этом более высокотемпературный сфалерит отлагается в нижних частях, а галенит - ближе к поверхности)

В зоне выветривания: Свинец слабо мигрирует и накапливается в форме нерастворимых соединений (англезит, церуссит) Цинк выносится и накапливается как карбонат (смитсонит)

Pb - Zn руды образуют следующие типы: Скарновые Гидротермальные Колчеданно-полиметаллические (в вулканогенных и терригенных формациях) Стратиформные (в карбонатных)

Распределение запасов суммы свинца и цинка (в % от мировых запасов) по периодам и типам месторождений (без учёта скарновых и жильных)

Медно-цинково-свинцовое оруденение в докембрии Руды: 1. Метасоматические 2. В вулканогенных формациях 3. В карбонатно-терригенных формациях 4. Осадочные 5. Метаморфизованные Условные обозначения: АВ – Австралийская пл. АЛ – Алданский щит АФ – Африканская пл. БЛ – Балтийский щит КН – Канадский щит ПЛ – щит Пилбара

Эволюция медно-цинково-свинцового оруденения в фанерозое I – Скарновые II – Жильные III – В вулканогенных формациях IV − В карбонатно-терригенных Регионы : 1 – В. Сибирь (Pb, Zn) 2 – Карпаты, Иран (Cu, Pb, Zn) 3 – С. Аппалачи 5 – З. Казахстан (Cu, Pb, Zn) 6 – Ю. Урал (Cu: Pb: Zn = 25: 10: 1) 7 – С. Мугоджары (50: 1) 8 – Алтай (1: 3: 1) 9 – Рудные горы, Чешский массив 10 – Кураминская зона, З. Тянь. Шань (Zn: Pb=1. 35: 0. 6) 11 – Канада, Балканы 12 – В. Забайкалье(Zn: Pb=1 -1. 5: 1 -10) 13 – Дальнегорское (Cu> Zn Pb) 14 – Босния и Герцоговина 15 – Ц. Тинтик (Zn: Pb = 4: 5) 16 – Филиппины, Япония(Cu: Pb: Zn = 2: 4: 1) 17 – Колорадо (Zn: Pb=6: 1+Ag), Мексика (Zn: Pb=2: 1+Ag)

Выводы: Медь занимает особое положение – это основной компонент всех типов месторождений Колчеданы с медью впервые формировались в архее и протерозое в вулканогенно-осадочных комплексах зеленокаменных поясов щитов и платформ. В каледонскую и герцинскую эпохи они продолжали играть ведущую роль среди других типов В киммерийскую и альпийскую эпохи уменьшились масштабы рудонакопления, однако рудоообразование в областях активного вулканизма продолжается и в настоящее время

В фанерозое возникают медно-порфировые мния, связанные с умеренно кислыми интрузивами вулкано-плутонических ассоциаций, свойственных мобильным поясам Наиболее древние м-ния образовались в девоне, карбоне и перми (Австралия, Казахстан), однако основная их масса возникла в позднем мелу – раннем палеогене и позднем неогене (США, Мексика, Центральная и Южная Африка, Западно-Тихоокеанский пояс)

Стратиформные месторождения меди ( медистые песчаники и сланцы) в молассовых, флишоидных, терригенно-карбонатных и эффузивно-терригенных формациях возникли в предгорных и межгорных окраинных прогибах и внутри платформ в мульдах. Главные пики накопления медистых песчаников приходятся на протерозойскую и герцинскую эпохи Ликвационные сульфидные медно-никелевые месторождения в расслоенных базальтоидных комплексах формировались в периоды активизации платформ. Основная масса руд была образована в протерозое

В течение четырех миллиардов лет возникло 30 % запасов свинца и цинка. Месторождения появились – (2, 5 -1, 8) млрд. лет, когда возникли первые континенты. Главный пик рудогенеза Pb и Zn в докембрии приходится на период – (1, 8 -0, 6) млрд. лет Для докембрия характерно присутствие в раннем археесреднем протерозое медно-цинково-колчеданных (с Au) месторождений рудогенез которых продолжался более 2, 0 млрд. лет В среднем протерозое-венде он сменился колчеданнополиметаллическим с преобладанием цинка и свинца (с Ag), причем Cu-Zn руды ассоциируют с вулканогенными формациями, а Pb-Zn – с карбонатно-черносланцевыми

Увеличение запасов свинца происходило на фоне повышения калиеносности вулканических и магматических пород Месторождения в вулканогенных формациях формировались на океанической коре в зеленокаменных поясах и зонах спрединга в окраинноконтинентальных бассейнах Месторождения в карбонатно-черносланцевых формациях – на континентальной коре, в крупных прогибах авлакогенного типа

Основная масса запасов Pb и Zn (70 %) сформировалась в фанерозое. В герцинидах Европы (Силезско-Краковский район и Центральный Французский массив) рудовмещающими являются карбонатные толщи триаса, а в Альпийском поясе – карбонатные свиты нижней юры и палеогена Возникновение этих руд - результат реювинации в связи с тектоническими перестройками в сопредельных областях. Правомерно мнение, что эти провинции и расположенные рядом с ними нефтегазоносные бассейны образованы единым флюидодинамическим механизмом

В киммерийско-альпийских складчатых системах типичны скарновые и трещино-жильные образования, что связано с возрастанием мощности и жесткости континентальной коры Особенность периода - появление на континентах провинций с регенерированными осадочнокатагеническими стратиформными месторождениями в карбонатных толщах

Они приурочены на С. Американской платформе к ср. кембрию-ср. ордовику и ср. девону-нижнему карбону. К последнему приурочены и подобные месторождения на Южно-Китайской платформе и в каледонидах Ирландии и Казахстана Максимум свинца и цинка в месторождениях мира приходится на палеозой. Характерна периодичность состава руд – конечные стадии периодов и этапов - более высокие содержания Pb и Ag.

Во времени происходит перемещение процессов свинцово-цинковой минерализации из областей с океанической корой и корой переходного типа в области с континентальной корой Аналогичная картина характерна для железа, меди и ряда других металлов. Это объясняется тем, что сначала металлы концентрировались в зонах океанической коры, но в последующем, при экзогенной дифференциации, субдукции, гранитизации и общем орогенезе подвергались ремобилизации с образованием новых генетических типов месторждений

Благодарю за внимание