• Образование руд Fe, Au, и U происходило при 250 -550°С и давлениях 300 -700 МПа (на глубинах 5 -28 км). • Руды марганца и цинка формировались при температурах 500 -6000 С и давлениях 500 -1700 Мпа на глубинах от 15 до 45 км. • Руды железа, цветных металлов, титана, графита, высокоглиноземистых пород, гранатов, алмаза образовались в условиях температур 600 -950 о С при давлениях 600 -1400 МПа на глубинах более 25 км.
• • Слюдоносные и керамические пегматиты могли генерироваться в результате ультраметаморфизма при частичном переплавлении вещества. • Жилы с горных хрусталем могли формироваться в условиях диафтореза при низких термобарических параметрах. • Достаточно убедительно выглядят метаморфогенные источники рудоносных флюидов (вода, углекислота, углеводороды, водород, хлор, сера, металлы).
• Помимо имеющихся геологоминералогических данных, существование такого рода флюида было подтверждено прямыми наблюдениями в Кольской сверхглубокой скважине. • Здесь на глубине более 10 км встречены хлоридно-натровые углеводородные термальные рассолы с повышенными концентрациями Li, Sr, Ni, Co, Zn, Cu, Sn и Mo.
Особенности крупных м-ний В каждом виде минерального сырья выделяются объекты с крупными и даже уникальными запасами. Они имеют важное значение, поскольку определяют мировую добычу. К ним относятся м-ния - гиганты: золота и др. металлов Витватерсранд (ЮАР) меди, никеля и платиноидов Норильск (Россия) и Садбери (Канада), меди, золота и урана Олимпик-Дам (Австралия) и ряд др.
Отличительные черты гигантов • 1 - рудные районы с крупными и уникальными мниями (КУМ) располагаются в крупных депрессионных структурах земной коры (зеленокаменных поясах, осевых или краевых частях рифтов, осадочно-породных бассейнах); • 2 - М-ния локализованы в узлах длительной эндогенной активности; наличие многофазных интрузий; пересечении линейных и радиальнокольцевых разломов глубокого заложения; присутствии больших объемов эндогенных брекчий и участие в рудообразовании материала земной коры и мантии;
• 3 - Оруденение сопровождается большими объемами метасоматически измененных пород. Это связано с масштабной деятельностью глубинных флюидов и подземных вод; • 4 - КУМ в объеме недр находятся внутри геохимических и геофизических аномалий различного ранга; • 5 - Характерна комплексность и полистадийность(брекчиевые текстуры руд); • 6 - Залегание рудных тел многоярусное; • 7 - Рудные объекты полигенные и полихронные. Начали формирование часто в докембрии.
Депрессионные структуры с КУМ. • 1. Архейские зеленокаменные пояса в кратонах древних платформ. В Ar блоке Йилгарн в З. Австралии м-ние золота Калгурли, никеля Камбалда и сопровождающие их объекты. • 2. В рифтовых зонах континентов - КУМ хрома, платины, железа, марганца, меди, никеля, алмазов в кимберлитах, редких металлов в карбонатитах. Например, на Бразильском щите кимберлиты и карбонатиты в рифте Сан. Франциско.
• 3. В осадочных бассейнах над рифтами фундамента (З. Сибирь) -уникальные м-ния нефти и газа. • 4. В краевых частях Prt 1 наложенных впадин в кварцевых конгломератах - м-ния Au, U и алмазов Ю. Африки, Канады и Бразилии. Базальные горизонты рифейских впадин определ. позицию м-ний урана провинции Атабаска в Канаде и района Рам-Джангл в С. Австралии. • 5. КУМ ассоц. с многофазным магматизмом и узлами пересечения глубинных разломов связь оруденения с глубин. источниками вещества и энергии.
• 6. На многих м-ниях устанавливается связь руд с эндогенными брекчиями. Последние могут иметь космоударное происхождение, как это предполагается для рудного района Cu-Ni м-ния Садбери (Канада) или глубинное взрывное происхождение как это устанавлено на м-ниях алмазоносных кимберлитов, редкометальных карбонатитов и других объектах. Участие в процессах рудогенеза мантийного вещества наряду с коровым подтверждается по анализу изотопов углерода, серы и стронция, соотношению редких земель.
• 7. Ореолы метасоматически измененных пород, имеют мощности в сотни м. и протягиваются на км. Они отличаются полистадийностью. • Примеры. Аргиллизиты вокруг рудных тел м-ний урана Стрельцовского узла в Забайкалье. • Зоны гематитизации в цементе брекчий U-Au-Cu м-ния Олимпик-Дам на юге Австралии. • Ореолы измененных пород и магматических брекчий -проявления очагов разгрузки мантийных и коровых флюидов и напорных палеогидрогеологических систем.
• 8. КУМ находятся в центр. частях аномалий геохимических и геофизических полей разных уровней. Имеет место телескопирование. • Аномалии ранга рудных районов, выделяются в провинциях. Внутри них аномалии рудных узлов и полей. Внутри последних - м-ний. • Это явление, отмеченное А. Б. Кажданом, В. И. Пахомовым, А. Н. Роковым и др. , отражает фрактальность гелогических систем, а также связь рудообразования с геологическими процессами, в верхней мантии и земной коре.
• 9. КУМ отличаются масштабами и разнообразием полезных компонентов. На таких объектах часто установливают > 100 рудных минералов. • Так из руд колчеданно- полиметалл. м-ний Рудного Алтая (Казахстан и Россия), помимо Pb и Zn, извлек. еще 25 полез. компонентов. • КУМ формировались сотни млн. л. Часто подготовительные и рудные стадии начинались в PCm, а в последующие этапы фанерозоя происходило преобразование руд и дополнительное концентрирование полезных компонентов.
• 10. КУМ сложены комбинацией штокверковых, линзовидно-плитообразных и жильных рудных залежей. В разрезе рудные тела располагаются на двух-, реже трех уровнях. • Латеральная зональность выражена отчетливо и сопряжена с геохимическими ореолами рудных и сопутствующих элементов. • 11. Отмеченные особенности КУМ предопределены тем, что они образованы в течение различных эндогенных и экзогенных процессов
• Полигенный характер крупных м-ний ярко выражен на примерах м-ний типа несогласия. Это урановые, золото и никель-урановые объекты, которые контролируются предрифейской поверхностью несогласия ( мние Сигар-Лейк в Канаде). Несогласия распространены в провинциях Северной Австралии и Канады. По ряду геологических, минералого-геохимических и изотопных данных установлено, что они образовались в результате деятельности гидротермальных систем и инфильтрации грунтовых вод, связанных с древними корами выветривания.
Техногенные м-ния • Техногенные м-ния –скопление вторичных минеральных ресурсов, образовавшихся в результате складирования отходов производства и пригодное для разработки и производства товарной продукции
• Бурное развитие промышленности и городского населения в ХХ и XXI веках привело к накоплению огромного количества промышленных и бытовых отходов. Человеческая деятельность стала сопоставимой с природными процессами массообмена. Первостепенное значение в этом имеют добывающие и обогатительные отрасли. • На одну тонну металла приходится от 1000 до 5000 т. вскрышных пород, от 30 до 100 т хвостов обогащения и от одной до 8 т шлака. Затем по объему техногенных выбросов в окружающую среду стоят энергетика, металлургия, химическое, включая нефтехимическое, стекольное и др. отрасли хозяйственной деятельности.
• Ежегодно на поверхность Земли доставляется более 3000 млрд. т горной массы и сжигается более 3 млрд. т нефти и газа и еще больше угля. Отходами производств являются минеральные агрегаты, промышленные стоки и газы. Среди них часто присутствуют ядовитые и вредные химические вещества. • Промышленные отходы могут представлять собой техногенное минеральное сырье и соответственно слагать техногенные м-ния полезных ископаемых.
• Социальное и экономическое значение таких объектов определяется двумя факторами: необходимостью утилизации промышленных отходов и снятия негативного их воздействия на окружающую среду; возможностью замены дорогостоящего природного сырья более дешевым техногенным. • В последние годы первый фактор приобрел особое общественное звучание в связи с обострением и глобализацией экологических проблем. В России техногенные отходы являются весомым резервом минерального сырья.
• В настоящее время по данным В. В. Чайникова в стране для производства строительных материалов используется до 3% годового выхода вскрышных и вмещающих пород, до 15% отходов обогащения, более 90% доменных шлаков, до 35% шлаков сталеплавильного цикла. • Общепринятой классификации техногенных мний не существует, хотя такие попытки имеют место.
• Разработана классификация техногенных минеральных образований, которые получаются в процессе горного производства (работы Л. А. Барского, Л. Ф. Наркелюна, М. Е. Певзнера). С учетом этих представлений и данных по отходам других производств можно предложить следующую группировку отходов, содержащих техногенное сырье. • В предлагаемой группировке выделяются: 1. типы исходных образований соответствующих отраслей хозяйственной деятельности; 2. разновидности отходов, отличающиеся составом; 3. виды техногенного сырья, скопления которого могут оказаться техногенными м-ниями.
• Техногенные полезные ископаемые отличаются значительным разнообразием. Соответственно имеют своеобразие и их м-ния. Вместе с тем, надо отметить ряд общих черт техногенных объектов: • 1 - они несут негативное воздействие на окружающую среду, занимая сельскохозяйствен. и др. полезные земли и выделяя вредные вещества; • 2 - во многих отношениях (измельчение, повышенные концентрации тех или иных компонентов, рыхлый или растворенный состав) они представляют собой подготовленное минеральное сырье;
• 3 - в правовом и налоговом отношении переработка техногенного сырья более выгодна, чем природного, поскольку утилизация отходов и очистка окружающей среды поощряется государственными органами; • 4 - для большинства видов этого сырья имеются технологии его переработки, конкретные производственные предприятия и инфраструктура, поскольку м-ния находятся в урбанизированных территориях; в процессе добычи и обогащения руд можно заранее формировать техногенные м-ния; • 5 - Можно обеспечивать замкнутые циклы переработки отходов, например, энергетическое обеспечение животноводства на биогазовых установках, работающих на его отходах.
• Для того, чтобы скопления отходов, содержащих полезные компоненты, оценить в качестве техногенных м-ний, необходимо провести их геолого-экономическую оценку. • 1. проведение представительного опробования, анализов качества сырья, включая определения концентраций компонентов, минерального и технологического состава; • 2. оконтуривание и подсчет запасов руд; • 3. экономические расчеты рентабельности их освоения. В большинстве случаев эффективное освоение вторичных минеральных ресурсов получается в условиях дополнительных минеральных потоков к действующим горным, химическим или металлургическим производствам. В конкретном случае нужно оценивать инвестиции в освоение техногенных м-ний.
Геологические структуры месторождений полезных ископаемых В мировой практике в настоящее время существуюет три типа классификаций геологических структур: морфологическая, геолого-генетическая и геодинамическая. Исторически их возникновение произошло в отмеченной выше последовательности.
Морфологическая классификация Основы существующих в настоящее время классификаций этого типа были заложены В. М. Крейтером, который использовал в качестве ведущего признака морфологический тип геологической структуры, вмещающий или контролирующий локализацию рудного вещества. Выделено пять типов структур м-ний: 1) складчатые, 2) разрывные с перемещением, 3) трещинные, 4) кливажные микротрещинные, 5) трубчатые и более сложные.
• Подобный подход с рядом вариаций, связанных с большей детализацией и выделением дополнительных типов и подтипов, характерен для большинства предложенных в последующие годы общих классификаций. • В систематике Ф. И. Вольфсона и П. Д. Яковлева (1975, 1985) дополнительно выделено пять типов: 1) осложненные разрывными нарушениями контакты интрузивных массивов, 2) расслоенные интрузии, 3) кольцевые многофазовые интрузии, 4) вулканические сооружения, 5) трубки взрыва. • Морфологический признак дополнен элементами интрузивной и вулканической тектоники.
Геолого-генетическая классификация • Нужно было «привязать» структурную типизацию к промышленно-генетической классификации рудных м-ний. Этот принцип воплощен в работе Г. Ф. Яковлева (1982), который выделил три серии структур рудных полей и месторождений: тектоногенную, тектоно-магматогенную и тектоно-экзогенную. • Среди экзогенных структур Г. Ф. Яковлев выделил три класса: континентальный, шельфовый и тектоно-экзогенный, в каждом из которых намечены типы и подтипы.
• Параллельно с общими классификациями создаются обширные и разнообразные частные классификации, объектами которых являются не только различные семейства, классы, типы и виды минерального сырья, но и отдельные морфологические типы структурных форм. Так, существуют систематики структур гидротерм. , штокверковых, кольцевых, стратиформных, медно-порфировых и других типов м-ний. • Все они в качестве ведущего признака при типизации структур используют обобщенный современный облик рудного объекта, т. е. морфологический облик.
• Недостаточность такого подхода обнаруживается при исследовании метаморфизованных м-ний. Например, к какому типу или классу отнести структуры колчеданных месторождений Урала, Рудного Алтая, Скандинавских каледонид и других провинций? • Первоначально они образовались в разнообразных геотектонических позициях и характеризовались широким спектром первичных рудоносных структур. В последующем процессы регионального метаморфизма не только существенно изменили их структуры, но и привели к ремобилизации и переотложению рудного вещества в новых структурных обстановках.
• На одном и том же объекте мы имеем рудные тела стратиформного типа и жильные эпигенетические локализованные в складчатых и разрывных нарушениях. Эти м-ния можно отнести и к пластовым, и к складчатым, и к разрывным со смещением. Все зависит от взглядов исследователя.
