ПОИСКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Рассматриваются проблемы поисков и оценки полезных ископаемых, образованных в различных геологических палеобстановках. Обсуждаются поисковые критерии и признаки промышленного оруденения, природные условия проведения поисковых работ. Они включают геологоструктурные факторы, степень расчлененности рельефа, ландшафтно-климатические обстановки, влияние мощности наносов и обнаженности территории. Все поисковые методы подразделяются па дистанционные, наземные и подводные группы. На основе теоретических разработок прогнозирования рудных объектов разного ранга дано обоснование методических приемов поисков и оценки месторождении полезных ископаемых. Показаны современные научные подходы рационального комплексирования отдельных поисковых методов в условиях различных геологических обстановок. Приведены методы количественной оценки выявляемых прогнозных ресурсов и критерии геолого-экономической оценки потенциальных месторождений. Показано, что прогнозные ресурсы, как продукт завершающих поисково-оценочных работ, являются важнейшим оптимальным фактором выполняемых геологоразведочных работ.

Геологические основы поисков месторождений полезных ископаемых

Поисковые критерии месторождений полезных ископаемых

Основой эффективных поисков и прогнозирования полезных ископаемых является знание прогнозно-поисковых критериев и поисковых признаков промышленного оруденения изучаемых территорий и структур. Поисковыми критериями называют совокупность геологических факторов, определяющих условия образования и закономерности размещения месторождений полезных ископаемых в земной коре. Поисковые критерии отражают предшествующие геологические процессы рудообразования. Они способствуют познанию рудообразующих процессов и тем самым создают условия для обнаружения промышленных скоплений полезных ископаемых. Выявляемые закономерности размещения рудных объектов служат определяющими предпосылками для прогноза и поисков промышленных месторождений.

Поисковые критерии могут быть универсальными, выраженными повсеместно, региональными, свойственными отдельным крупным структурам земной коры, и локальными, проявляющимися в пределах определенных рудоносных территорий - рудных районов, рудных узлов, рудных нолей и месторождений. При выявлении поисковых критериев на той или иной территории анализируют рудоконтролирующие факторы - стратиграфические, литологические, литолого-фациальные, структурные, магматические, геоморфологические. Учитываются данные формационного

анализа геологических образований региона и эрозионный срез рудоносных структур.

Стратиграфические критерии основаны на устойчивых связях оруденения с определенными уровнями и типами геологического разреза земной коры. Эти критерии наиболее важны при прогнозировании и поисках осадочных, вулканогенно- осадочных, метаморфогенных, стратиформных и колчеданных месторождений. Многие полезные ископаемые тесно связаны с отложениями определенного возраста и не встречаются или исключительно редко обнаруживаются в геологических разрезах других минерагенических эпох (табл. 6).

Таблица 6

Распределение запасов металлов (с учетом произведенной добычи) но минерагеническим (металлогеническнм) эпохам, в % (по И.Г. Маганьяну)

Минерагеническая эпоха

Fe

Мп

Сг

Ті

Ni

Mo

W

Sn

Cu

Pb

+

Zn

Au

Ag

Докембрийская

75

25

20

80

70

9

?

10

25

10

70

-

Каледонская и герцинская

5

-

60

20

10

5

20

20

10

30

5

?

Киммерийская

15

5

10

-

20

5

70

60

5

30

15

5

Альпийская

5

70

10

-

-

90

10

10

60

30

10

95

Для таких осадочных полезных ископаемых как уголь, железные и марганцевые руды, фосфориты, бокситы, соли эти закономерности выдерживаются в пределах всего земного шара. Они являются универсальными и отражают продуктивные периоды рудообразования. К числу универсальных критериев относятся общеизвестные связи крупнейших железорудных полей - бассейнов мира с разрезами толщ раннего протерозоя - железистые кварциты Кривого Рога, Курской Магнитной аномалии, провинции Минас-Жерайс, Лабрадор и другие; стратиформных медных и полиметаллических руд в отложениях протерозоя - Удоксан, Сардана, Горевское и карбона-триаса - Джесказган, Предсудетское, Верхняя Силезия; месторождения марганца в осадочных толщах палеогена-неогена - Чиатурское, Никопольское и другие. Углистые сланцы известны с нижнего силура, а угли только с девона, поскольку они образовались из бурно произраставшей в тот период растительности.

Региональные стратиграфические критерии отражают данные, свидетельствующие о приуроченности оруденения к определенным стратиграфическим уровням в изучаемом регионе. Примером может служить приуроченность медноколчеданных и колчеданно-полиметаллических месторождений к разрезам вулканогенноосадочных толщ протерозоя в Енисейском краже и в Северном Прибайкалье, раннего кембрия в Восточной Тыве и Западном Забайкалье, силура-девона на Урале и среднего-верхнего девона в Юго-Западном Алтае и Центральном Казахстане (см. рис. 7, 17, 21, 37, 40, 70, 71). В.И. Красников [1965] выделил прямые региональные стратиграфические критерии, связанные с приуроченностью оруденения к определенным частям разреза, и косвенные, указывающие на наличие в геологическим разрезе района стратиграфически выдержанных элементов, благоприятных для рудолокализации. К числу косвенных критериев относятся: Положение полиметаллического и медного оруденения в стратиграфическом разрезе Юго-Западного Алтая (по Н.Л. Бубличенко и др.)

Рис. 70. Положение полиметаллического и медного оруденения в стратиграфическом разрезе Юго-Западного Алтая (по Н.Л. Бубличенко и др.)

  • 1-2 - оруденение (1 - полиметаллическое, 2 - медное); 3 - перерывы в осадконакоплении 1) региональные перерывы в осадкообразовании, благоприятные для возникновения осадочных месторождений железа, марганца, бокситов;
  • 2) стратиграфически выдержанные горизонты пород, благоприятные для рудоотложения - углеродистые сланцы, известняки, песчаники и другие породы "критических горизонтов";
  • 3) стратиграфически выдержанные горизонты экранирующих пород, под которыми могут формироваться руды - кремнистые горизонты, лавовые потоки и т.п.

Локальные стратиграфические критерии отличаются ограниченной площадью проявления в рудном поле, рудном узле, рудном районе. Они отвечают местным рудоносным уровням, стратифицированным экранам, "критическим горизонтам", благоприятным для локализации оруденения, и другим элементам слоистой анизотропии того или иного геологического разреза (рис. 40, 70, 71).

Положение колчеданного оруденения в ли голого- стратиграфическом разрезе Кызыл-Таштыгского рудного поля (по В. С. Кузебному и др.)

Рис. 71. Положение колчеданного оруденения в ли голого- стратиграфическом разрезе Кызыл-Таштыгского рудного поля (по В. С. Кузебному и др.)

1-6 - лавы и туфы (1 - миндалекаменные базальты, трахибазальты, андезиба- зальты, спилиты, диабазы, 2 - то же, подушечные, 3 - дациты, трахидациты, 4 - риодациты, 5 - туфы основного состава, 6 туфы кислого состава); 7 - дациты, риодациты, риолиты экструзивной и субвулканической фаций; 8,9 - поздние субвулканические интрузии (8 - диабазы, габбро, габбро-диабазы, габбро-нориты, 9 - риолитовые, риодацитовые, трахидацитовые порфиры, гранит-порфиры); 10,11 - породы лайковой фации (10 - диабазы, микродиориты, диабазовые и диоритовые порфириты, лампрофиры, 11 - риолитовые, риодацитовые порфиры, гранит-порфиры); 12-17 - вулканогенно-осадочные породы (12 - туффиты, 13 - вулканомиктовые песчаники, алевропесчаники. 14 - углероднсто-кремнистые, карбонатно-глинисто-кремнистые сланцы, алевролиты, 15 - известняки, мраморы, 16 - гематито-кремнистые породы, 17 - горизонты рудокластов и их номер); 18-20 - гидротермалиты и руды (18 - кварциты, кварц-серицитовые, хлорит-тальковые, хлорит- доломитовые гидротермалиты, 19 - кварц-баритовые и барит-полиметаллические жилы, 20 - колчеданно-полиметаллические руды); 21 - метаморфические сланцы

Литологические и литолого-фациальиые критерии базируются на выявлении и использовании тесных связей полезных ископаемых с осадочными и вулканогенно-осадочными формациями (комплексами) определенного состава и их типичными литофаниями. Наиболее эффективными эти критерии оказываются при поисках и прогнозировании осадочного, вулканогенно-осадочного и стратиформного телетермального оруденения. Примеры повышенной рудоносности известны для многих типов пород в составе стратифицированных формаций: углеродисто- кремнистых осадочных, вулканогенно-осадочных, рифогенных известняков, доломитов; терригенных, битуминозных известняков в карбонатных толщах. Морские прибрежные литофании терригенных пород нередко содержат промышленные скопления железа, марганца, бокситов. Литофации углеродистых, углеродистокремнистых сланцев, туффитов, вулканомиктовых пород характеризуются послойно вкрапленной сульфидной минерализацией, нередко образующей промышленные уровни колчеданных рудных районов, рудных узлов, рудных полей (см. рис. 40, 70). Во многих металлоносных провинциях проявлена промышленно важная золотоносность-платиноносность стратифицированных углеродистых горизонтов черносланцевых формаций (см. рис. 28).

Установлена связь рудоносных литофаций с палеогеографическими обстановками стратифицированных толщ земной коры. Например, в условиях тропического климата в пенепленизированных частях континентов формируются мощные коры выветривания с месторождениями бокситов, железных и марганцевых руд. В зонах расчлененного рельефа происходит лишь незначительное накопление бокситов, железных руд и угля. В условиях засушливого климата на континентах с расчлененным рельефом слабо накапливаются карбонаты, сульфаты, галоидные соли и не образуются богатые соленосные образования. В зонах лагун, напротив, активно отлагаются гипс, соли, доломит, на шельфе формируются органогенные известняки, кремнистые осадки, горючие сланцы, а в открытом море - кремни, горючие сланцы. Все это способствует образованию продуктивных горизонтов пород экзогенного типа.

Для эндогенных месторождений литолого-фациальные факторы имеют ограниченное значение. Литологический контроль эндогенного оруденения определяется, прежде всего, физико-механическими свойствами и химическим составом пород. Это обусловлено способностью гидротермальных металлоносных растворов к химическому взаимодействию со средой. В процессе такого взаимодействия растворов с боковыми породами происходит изменение состава и свойств этих гидротерм с замещением части компонентов вмещающих пород рудными минералами. Наиболее интенсивно такие процессы осуществляются при метасоматозе. Из физико-механических свойств пород ведущее значение имеют пористость, хрупкость и плотность. Хрупкие породы - кварциты, песчаники, эффузивы, базиты-гранитоиды при деформациях способны к интенсивной трещиноватости с возникновением горизонтов пород с удельной трещиноватостью до 50 и более трещин на 1 м. Пористые породы - рыхлые туфы, скарны, песчаники, гравелиты, конгломераты, кавернозные известняки, измененные интрузивные породы характеризуются эффективной пористостью до 7-10% и более. Это существенно облегчает циркуляцию металлоносных растворов и способствует накоплению руд. Поэтому такие породы подвергаются избирательному рудоотложению с возникновением богатых рудных тел в зонах оптимальной трещиноватости и пористости пород. Например, максимальные скопления золото-сульфидных руд установлены в зонах интенсивной трещиноватости (с эффективной пористостью 7-10%) среди скарнов и вмещающих пород ряда регионов Кузнецкого Алатау, Алтая, Восточного Саяна. В штокверковых золоторудных месторождениях отмечается приуроченность богатых рудных столбов к зонам интенсивной трещиноватости габбро-диоритов, гранитоидов, эффузивных пород. Здесь максимальные скопления кварцево-рудных прожилков наблюдаются в породах с количеством трещин до 50-70 на 1 м.

В других случаях устанавливается приуроченность оруденения под экранами более плотных и пластичных пород - глинистых сланцев, эффузивов, кварцитов. Экранирующая способность перекрывающих пластов плотных пластичных пород усиливает взаимодействие металлоносных гидротерм со средой под экранами и существенно повышает интенсивность рудообразования (рис. 40). Благоприятны для избирательного замещения рудными минералами доломиты, битуминосные известняки, карбонатно-углеродистые песчаники, гравелиты, образующие благоприятные "критические горизонты", в которых формируются рудные тела и рудные столбы. Химически пассивными оказываются горизонты глинистых пород.

Связь оруденения с составом вмещающих пород проявляется и в иных вариантах. Например, на контактах гранитоидных интрузий с карбонатными породами образуются магнезиально-известковые рудоносные скарны (с Au, Те-Bi, Pb-Zn-Cu, Си, Sn минерализацией). В других случаях мусковитоносные пегматиты обычно залегают среди кварцево-полевошпатовых кристаллических сланцев. Пегматиты, расположенные среди микроклиновых или амфиболовых пород, промышленных концентраций мусковита не содержат. Другими примерами могут служить месторождения меди в пестроцветных толщах, стратиформные месторождения полиметаллов, ртути, приуроченных к горизонтам песчаников среди терригенных толщ.

Для целей поисков и прогнозирования месторождений полезных ископаемых литологические критерии используются как литолого-фациальные, отражающие специфику локализации рудоносных формаций и связи оруденения с определенными литофаниями пород. Литолого-фациальные критерии, наряду со стратиграфическими, являются определяющими при поисках и прогнозировании осадочных и вулканогенно-осадочных, стратиформных месторождений железа, марганца, кор выветривания, полиметаллов, золота и россыпей.

Магматические критерии предполагают наличие генетических или парагенетических связей оруденения с магматическими телами - с плутонами, экструзивными, субвулканическими телами, поясами даек и малых интрузий. В соответствии с этими представлениями рудное вещество выносится из глубин в верхние горизонты земной коры и на поверхность магматическими расплавами и сопровождающими их флюидами. Допускается заимствование рудного вещества из вмещающих пород флюидами до 25-30% от общего количества руды.

Основными факторами магматического оруденения считаются следующие:

  • 1) связь тех или иных эндогенных месторождений с определенными типами изверженных и вулканоплутонических пород;
  • 2) закономерное размещение месторождений по отношению к магматическим телам.

Особое значение при прогнозе и поисках промышленного оруденения имеет оценка глубины становления и уровня эрозионного среза рудообразующих магмати- тов и прилегающих к ним структур.

Генетические связи характерны прежде всего для магматических месторождений, ассоциирующих с ультраосновными, основными и щелочными породами. К таким рудным объектам относятся месторождения хромитов, титана, медноникелевых сульфидных руд с платиноидами, золотом, алмазов, циркония, гафния, тория, апатита, редких земель. Например, дунит-перидотитовые интрузивы несут месторождения хромитов с платиноидами; габбро-дунит-гарцбуритовые содержат титаномагнетитовые, платиновые руды; кимберлиты-лампроиты - месторождения алмазов, а щелочно-ультраосновные интрузивы - апатитовые, тантало-ниобиевые, редкоземельные руды и алюминиевое сырье - нефелиновые сиениты, уртиты. Большинство таких месторождений располагаются в пределах интрузивных массивов. В этом случае качественно по минеральному составу руды не отличаются от состава вмещающих интрузивных пород. Парагенетический анализ минералов магматитов и руд указывает на близко-одновременное их образование еще в магматический этап. Признаками таких генетических связей магматитов и руд являются:

  • 1) приуроченность месторождений к интрузивам, а магматитов и руд - к единым структурам;
  • 2) размещение руд в интрузивных телах и их эндо- и экзоконтактах;
  • 3) общность фациально-глубинных условий образования магматитов и руд;
  • 4) близость минерального состава руд и магматических пород;
  • 5) сближенное по времени образование минералов интрузивных пород и руд;
  • 6) петрохимические и геохимические признаки общности интрузивных пород и руд;
  • 7) одинаковая степень метаморфизма магматических пород и руд.

Размещение сульфидных медно- никелевых месторождений и руд в расслоенных массивах габбро- норитовой и гран повой формаций

Рис. 72. Размещение сульфидных медно- никелевых месторождений и руд в расслоенных массивах габбро- норитовой и гран повой формаций:

а - схематическая геологическая карта Садбери (Канада), по Ф. Г ранту и др; б - распределение оруденения в Талнахском интрузиве (Норильский район), по В.Дистлсру и др.; 1 - микропегматиты, 2 - кварцевое габбро, 3 - нориты, кварцевые диориты, 4 - чилисфордские песчаники, 5, 6 - породы формации Онвантин (5) и Онапннг (6), 7 - граниты и гнейсы, 8 породы гуронской серии, 9 - дайки оливиновых диабазов. 10 - разломы, 11 - сульфидные медно-

никелевые месторождения; 12 - сульфатно-карбонатные и карбонатные отложения среднего дсвона- раннего карбона, 13 - терригенные песчано-глинистые и угленосные породы среднего карбона-перми, 14 - вулканогенные образования верхней перми-нижнего триаса, 15 - силлы долеритовые, 16-18 - дифференциала Талнахского интрузива (16 - габбродиориты, габбродолериты, лейкократовые габбро, 17 - габбродолериты безоливиновые, оливиновые, эгирин-биотитовые, 18 - габбродолериты пикритовые, троктолитовые, такситовые, контактовые), 19-21 - медно-никелевые руды (19 - вкрапленные. 20 - массивные, 21 - прожилково-вкрапленные), 22 тектонические нарушения, 23 - главный шов Норильско-Хараелахского разлома

Среди магматических месторождений известны ликвационные и кристаллизационные их типы. При поисках и прогнозировании промышленного оруденения важнейшее значение имеет степень дифференцированности рудоносных магматических расплавов. Наиболее продуктивными оказываются расслоенные, концентрически зональные и многофазные интрузивы. Примерами расслоенных массивов рудоносного типа являются объекты Бушвельда, Садбери, Норильска; многофазные рудоносные массивы центрального типа Кольского полуострова (Хибинский, Ловозерский), Сибири (Гулинский, Кондерский)); карбонатитовые месторождения железа, редких, благородных и редкоземельных элементов (Ковдор на Кольском полуострове, Люлекон в ЮАР) (рис. 44, 72, 73).

Размещение руд в многофазных щелочных массивах центрального типа

Рис. 73. Размещение руд в многофазных щелочных массивах центрального типа:

а - схема геологического строения ийолит-уртитовой дуги Хибинского массива, по Н.А.Елисееву; б схематический геологический разрез стратифицированных нефелиновых сиенитов Ловозерского массива, по В.И. Смирнову и др.: 1 - четвертичные отложения, 2 - хибиниты, 3- ловчорриты, 4 - трахитоидные ийолиты, 5 - массивные уртиты, 6 - рисчорриты, 7 - апатитовые руды, 8 - разрывные нарушения, 9 - месторождения Куэльпор (1) и Юкспор (2); 10 - гнейсы архея, 11 - фениты, 12 - пой- килитовые и порфировидные нефелиновые сиениты, 13-15 - стратифицированный комплекс (13 - фойяиты, 14 - рудные лопаритовые луявриты, 15 - уртиты), 16 - звдиалитовые луявриты

Послемагматические месторождения эндогенного класса связаны со становлением гранитоидных плутонов, малых интрузий, даек и вулканитов. К ним относятся редкометалльные пегматитовые, медно-молибден- и золото-медно-порфировые месторождения; скарновые магнетитовые, золото-платиновые, касситеритовые, полиметаллически-сульфидные; грейзеновые и кварцево-сульфидные жильные золоторудные, связанные с гранитами и гранодиорит-плагиогранитными интрузиями; колчеданные и полиметаллические - с вулканитами; гидротермальные халькофильные (Pb, Zn, Си, Bi, Те, Ag, Аи) и литофильные (W, Mo, Sn) - с гранитоидами повышенной основности, малыми интрузиями и дайками граноидорит- диоритов, лампрофиров, монцонитов, сиенитов, гранит- и гранодиорит-порфиров. Преобладающая часть рудных тел размещается за пределами рудогенерирующих интрузий, что существенно снижает значимость связи оруденения с интрузиями. Для доказательства парагенетической связи данных месторождений с магматическими процессами используются петрохимические, геохимические, петроструктурные особенности интрузивов, эффузивов и их эндо-экзоконтактовых ореолов - автометасоматитов и контактовых метаморфитов и метасоматитов. Все это существенно уточняет прогнозы, поиски и оценку ожидаемого оруденения (рис. 60, 66, 74-77).

Размещение месторождений Алтын-Топканского рудного поля в тектонически осложненных контактах гранодиоритового массива

Рис. 74. Размещение месторождений Алтын-Топканского рудного поля в тектонически осложненных контактах гранодиоритового массива

(по В.Ф. Чернышеву)'.

I - метаморфические сланцы, 2 - мраморизованные известняки, 3 - гранодиориты, 4 - андезитовые, дацитовые порфириты, 5 - дайки различного состава, 6 - рудоносные скарны и скарноиды полиметаллических месторождений Алтын-Топкан (1) и Чалата (2), 7 - разрывные нарушения

Пространственное расположение и строение месторождений, генетически связанных с интрузивами и эффузивами, зависят от формы и характера поверхности плутонов, их размера, строения, глубины становления и уровня эрозионного среза. При поисках и прогнозировании месторождений полезных ископаемых, связанных со становлением основных и ультраосновных интрузий, важное значение приобретают формы интрузивов, состав, строение, степень дифференциации магматигов, их структурные особенности и характер дна интрузивных тел. Этими факторами и определяются прежде всего закономерности размещения сульфидных медноникелевых, титаномагнетитовых, хромитовых рудных залежей, апатитовых и магнетит- редкоземельных с золотом и платиноидами в карбонатитах (рис. 72, 73). При поисках и прогнозировании месторождений, связанных с кислыми и средними по составу интрузиями, существенное значение имеют резкие изгибы контактов интрузивов, их осложнения разрывами, зонами трещиноватости, крупными апофизами магматитов. Вдоль таких контактов размещаются пегматитовые, метасоматические залежи, жильно-штокверковые тела сульфидных, молибден-медно-вольфрам-порфировых, скарновых и гидротермально-жильных золотых, золото-платиноидно-редкометалльных руд (рис. 75, 76) Важное прогнозно-поисковое значение имеют площади развития рудоносных малых интрузий, лайковых поясов, где рудные месторождения размещаются в одних и тех же структурах, что и магматические тела (рис. 72, 76- 79). Нередко руды оконтуривают штоки и дайки, накладываются на них и образуют кольцевые штокверки или серии жильных свит на контактах и внутри даек в трещинах скола и отрыва (рис. 49, 64,68, 69).

Схема геологического строения Ипчульского молибденового месторождения (по Г.И.Шведову)

Рис. 75. Схема геологического строения Ипчульского молибденового месторождения (по Г.И.Шведову):

1 - вмещающие породы (порфириты, габбро- диабазы); 2-4 - граниты порфировидные (2), крупносредне-зернистые (3). мелкозернистые (4); 5 - кварцевые порфиры, гранит-порфиры; 6 - диориты, гранодиориты; 7 - разрывные нарушения; 8 - минерализованная зона (контур рудного шитокверка)

Морфология рудных тел и контроль их дайками лампрофиров и трещинами на Депутатском оловорудным месторождении (разрезы и план жилы 34 на горизонте 2) (по Б. Флерову)

Рис. 76. Морфология рудных тел и контроль их дайками лампрофиров и трещинами на Депутатском оловорудным месторождении (разрезы и план жилы 34 на горизонте 2) (по Б. Флерову):

  • 1 вмещающие песчано-сланцевые породы,
  • 2 - лампрофиры, 3 - рудные жилы

Закономерное размещение рудных месторождений по отношению к магматическим телам наиболее отчетливо проявляются в зональности оруденения вокруг интрузивов. Например, на Корнуольских месторождениях в Англии по мере продвижения в стороны от гранитного плутона оловянное оруденение в гранитах сменяется вольфрам-оловянным, затем медно-сульфидным в экзоконтактах и никель- кобальт-арсенидно-урановым, полиметаллическим, сурьмяно-сульфидным в удаленном экзоконтакте. В округе Тинтик США в зоне экзоконтакта амазонитового штока установлены закономерно сменяющие друг друга медно-мышьяковые, медносульфидные и сульфидно-свинцово-серебряные месторождения. В округе Бингхем США вокруг гранитных штоков определена последовательная смена медносульфидных месторождений медно-цинково-сульфидными и, наконец, серебро- свинцово-сульфидными рудами. В.И.Смирнов охарактеризовал гранитный массив в Таласском Алатау, внутри и вокруг которого полукольцом расположились семь рудных зон:

  • 1) пегматитовые и кварцево-флюоритовые жилы с бериллом;
  • 2) скарны с шеелитом, молибденитом, арсенопиритом и висмутином;
  • 3) пирротиновые и халькопиритовые жилы;
  • 4) арсенопиритовые рудные тела;
  • 5) полиметаллически сульфидные проявления;
  • 6) кварцево-карбонатные жилы с халькопиритом, галенитом;
  • 7) безрудные кварцевые жилы (рис. 77).

Причины такой зональности разнообразны. Но главную роль, вероятно, играли изменение состава рудообразующих растворов во времени, реализованные на фоне геотермического поля остывающего гранитного плутона.

Зональное размещение месторождений вокруг гранитного массива (по В.И.Смирнову)

Рис. 77. Зональное размещение месторождений вокруг гранитного массива (по В.И.Смирнову):

1 - третичные и четвертичные отложения, 2 - нижнепалеозойские породы, 3 - граниты, 4 - роговики, 5 - пегматитовые и кварцево- флюориговые жилы с бериллом, 6 - везувиано-гранатовые скарны с шеелитом, молибденитом, арсенопиритом и висмутином, 7 - пирротиновые и халькопиритовые жилы, 8 - арсенопиритовые жилы, 9 - полиметаллические жилы, 10 - кварцево-карбонатные жилы с халькопиритом и галенитом

Глубина становления интрузивных тел различных комплексов оценивается на основе фациального анализа отдельных интрузивов. Выделяются поверхностная (эффузивно-покровная), приповерхностная (субвулканическая, до 0,5--1 км), гипабиссальная (2-3 км), мезоабиссальная (3-5 км), абиссальная (более 5 км) фации магматических пород. Наиболее продуктивными оказываются магматиты субвулканической-гипабиссальной (халькофильные металлы и руды золото-серебряной формации, рис. 78, 79) и мезоабиссальной-абиссальной (литофильные, редкометалльные, комплексные золото-платиноидно-редкометалльные (рис. 75, 78) фации.

Схема минеральной (а) и температурной (б) зональности Дарасунскої о месторождения (а - по Д А. Тимофеевскому, 1972; б - по Ю.В. Ляхову, 1975)

Рис. 78. Схема минеральной (а) и температурной (б) зональности Дарасунскої о месторождения (а - по Д А. Тимофеевскому, 1972; б - по Ю.В. Ляхову, 1975):

1 - тела Дарасунской каркасной интрузии гранодиорит-порфиров: 2 - эксплозивные брекчии; 3 - золотоносные кварц-сульфидные жилы; 4 - тектонические нарушения; 5-8 - контуры преимущественного распространения минеральных ассоциаций: 5 - кварц-турмалиновон, 6 - пирит-

арсенопиритовой, 7 - галенит-сфалеритовой, 8 - кварц-сульфоантимонитовой; 9 - изотермы, град; 10 - точки опробования (данные авторов)

Продольная вертикальная проекция Агинскою золото-серебряного месторождения Камчатки (по В.В. Ушану)

Рис. 79. Продольная вертикальная проекция Агинскою золото-серебряного месторождения Камчатки (по В.В. Ушану).

1 - покров андезит-базальтов; 2 - туфы андезито-базальтов; 3 - крупные пологие разрывы; 4 - мелкие разрывы; 5 - узкие зоны трещиноватости; 6 - контуры рудных столбов; 7-9 - возрастающие уровни по концентрации золота в рудных столбах.

Для оценки перспектив рудоносности гранитоидных массивов В.И.Смирнов предлагает выделять три типовых уровня их эрозионных срезов.

  • 1. Эрозионный срез непосредственно над интрузивом (надинтрузивный уровень) - наличие интрузива предполагается на глубине по развитию даек, продуктов контактового метаморфизма и метасоматоза, гидротермально измененных вмещающих порол; на этом уровне возможны месторождения свинцово-цинковых, медных и сурьмяно-ртутных сульфидных руд;
  • 2. Эрозия срезает верхнюю часть интрузива (мелкий срез) - на эрозионной поверхности наблюдается чередование полос, сложенных интрузивными вмещающими породами; развиты послемагматические месторождения кварцсво-золото- сульфидного, кварцево-полиметаллическисульфидного типов, в плане размещаются зонально относительно интрузива.
  • 3. Значительный (глубокий) эрозионный срез интрузивов, где менее вероятно нахождение эндогенных месторождений кварцево-олово-вольфрамового, кварцево-редкометаллыюго типов, связанных со становлением гранитоидной интрузии.

Из других магматических критериев важное поисковое значение имеют рудоносные эксплозивные и эксплозивно-гидротермальные брекчии и трубки взрыва. Они образуются в тесной связи с процессами магмо-флюидной деятельности с рудо- генезом. Содержат повышенные концентрации полезных компонентов железа, полиметаллов, золота, серебра, сурьмы, ртути и нередко создают рудные скопления промышленного значения.

Структурные критерии основаны на закономерностях размещения оруденения в определенных структурах разного типа и разных масштабов. При изучении структурных условий рудолокализации следует различать структуры, определяющие типовые геологические позиции рудных полей в пределах минерагенических провинций, рудных поясов, рудных районов; структуры, контролирующие размещение оруденения в рудных полях - структуры месторождений и рудных тел. К первому типу структур относятся глобальные и региональные рудоконтролирующие, рудоконцентрирующие - линеаменты и глубинные разломы, крупные складчатые и купольные структуры, вулканические и вулкано-тектонические сооружения, зоны смятия, разрывы и надвиги.

Трансконтинентальные и региональные линеаменты контролируют положение минерагенических провинций и крупнейших рудных поясов (рис. 80). В узлах пересечения таких структур поперечными трансформными разломами размещаются рудные районы, рудные поля и уникальные месторождения медноколчеданных и полиметаллических руд Алтая, Урала, Средней Азии, Забайкалья и других регионов (рис. 80, 81). Глубинные разломы и зоны "сквозного типа", проявляющиеся в пределах складчатых областей и на пересечении их с жесткими массивами. Они контролируют размещение структурно-формационных и минерагенических зон, внедрение интрузивов и определяют линейное, линейно-узловое размещение рудных узлов и рудных полей. Такие тектонические структуры свойственны регионам Рудного Алтая, Алтас-Саянской складчатой области, Западной Калбы, Тянь-Шаня и других (рис. 80-82).

Некоторые рудоносные глубинные разломы проявились преимущественно в фундаменте, то есть являются скрытыми. Они контролируют крупные минерагенические пояса и рудные зоны. Например, Туркестано-Алайский сурьмяно-ртутный пояс. Серебряный канал Южной Америки. Рудоконтролирующие разломы в разных регионах выражаются по-разному:

> в форме линейных зон прогибов (грабен-синклиналей), выполненных вулканогенными образованиями;

> поясами даек и штоков, которые прослеживаются на десятки-сотни километров и сопровождаются процессами гидротермального метасоматизма пород - альбитизации, калишпатизации, турмалинизации, серпентинизации, окварцеванию, сульфидизации, оруденению;

> цепочками крупных ксенолитов осадочных пород в полях гранитоидов. Они представляют собой тектонические пластины, между которыми в ослабленных зонах проявляются штоки диоритов, сиенитодиоритов, шлиры и дайки пегматитов, аплитов и полосы гидротермально измененных пород;

> зонами дробления, повышенной трещиноватости и рассланцевания пород;

> геофизическими аномалиями типа гравитационных ступеней и зон глубинного разуплотнения пород и др.

Схема размещения месторождений полиметаллических руд в основных тектонических структурах Юго-Западною Алтая (по Н.Л. Бубличенко и др.)

Рис. 80. Схема размещения месторождений полиметаллических руд в основных тектонических структурах Юго-Западною Алтая (по Н.Л. Бубличенко и др.):

1 - область каледонской складчатости; 2-6 - область преимущественно герцинской складчатости (2 - выступы каледонского складчатого комплекса в ядрах антиклинориев. 3 - антиклинории унаследованные, 4 горст-антиклинории новообразованные обращенные, раннегеосинклиналъные, 5 - синклинории новообразованные позднегсосинклинальные и унаследованные, 6 - орогенные позднепалеозойские грабен-мульды); 7 - рудные поля и месторождения; 8 - краевые разрывы - основные ветви систем глубинных разломов, определившие положение границ наиболее крупных геотектонических блоков, соответствующих структурно-формационным зонам: 9 - региональные и крупные разрывы, сопряженные с глубинными разломами; 10 - скрытые поперечные (субширотные) глубинные рудоконцентрирующие разломы. Структуры (цифры на схеме): 1 - каледониды Горного Алтая. 2 - Холзунско-Сарымсактинский горст-антиклинорий, 3 - Белоубинско-Маймырский синклинорий, 4 - область погружения Синюшинского антиклинория и Рсвнюшинский антиклинорий. 5 - ядерная част ь Синюшинского антиклинория, 6 - Коргоно-Холзунский блок Холзунско-Самырсактинского горст- антиклинория, 7 - ядерная часть Алейского антиклинория, 8 - область погружения Алейского анти- клинория, 9 Быструшинский синклинорий, 10 - Сержихинская мульда, 11 - Иртышский горст- антиклинорий, 12 - ядерная часть Курчумо-Кальджирского горст-антиклинория, 13 - Калба- Нарымский синклинорий

Складчатые, террейновые и куполовидные структуры различных порядков определяют положение рудных поясов, рудных районов, рудных полей. Они контролируют размещение месторождений и рудных тел в структурах рудных полей. Особенно благоприятными для размещения рудных полей оказываются антиклинории, купола поднятий, компенсационные синклинали, изгибы складчатых структур по простиранию и падению, участки их пересечений крупными разломами и зонами трещиноватости. Соскладчатые сколовые сдвиги, надвиги чаще оказываются рудоподводящими каналами. Они нередко выполняют роль рудоконтролирующих и рудолокализующих структур (рис. 2, 4, 82). В пределах складчатых поясов, рудных полей наиболее благоприятными для оруденения оказались шарниры складок, зоны дробления и повышенной трещиноватости, межпластовые зоны срывов, крупные трещины и разрывы, узлы их пересечения между собой. Особо благоприятными для замещения рудно-метасоматическими комплексами оказались черносланцевые горизонты и карбонатные породы. Рудные поля полиметаллических руд чаще приурочены к периклинальным замыканиям, осложненных разрывами.

Условии залегании и морфологии рудных залежей калчеданно-полиметаллических месторождений в геологических структурах эвгеосинклинальных зон

Рис. 81. Условии залегании и морфологии рудных залежей калчеданно-полиметаллических месторождений в геологических структурах эвгеосинклинальных зон: а - геологический разрез Орловского месторождения (Рудный Алтай) (по И. Т.Сахарову); б - разрез Второй Юго-Западной залежи Риддер- Сокольного месторождения (Рудный Алтай) (по В.В.Попову).

1 - метаморфические сланцы, 2 - лавы и 3 - брекчиевые лавы кислого состава, 4 - глинисто-кремнистые сланцы и алевролиты, 5 - туффопесчаники и вулканомиктовые песчаники, 6 гранодиорит-порфиры, 7 - диабазы и диабазовые порфириты, 8 - колчеданно-полиметаллические руды, 9 - разломы, 10 -скважины; 11 - рыхлые отложения, 12 - алевропелиты, 13 - известковистые алевропелиты, 14 - серицитизированиые глинистые алевропелиты, 15 - микрокварциты, 16 - серицито-хлорито-кварцевые породы. 17 - серицитизированиые микрокварциты, 18 агломератовые туффиты смешанного состава, 19 - миндалекаменные плагиоклазовые порфириты, 20 - кварцевые альбит-порфиры, 21 - диабазы, диабазовые порфириты, 22 - полиметаллические руды, 23 - тектонические нарушения, 24 - горизонтальные горные выработки

Роль вулканических сооружений (вулкано-плутонических куполов, вулканотектонических депрессий, линейных вулканических зон) как структурных факторов отчетливо проявилась при формировании и размещении рудных полей в пределах вулканических поясов и областей древнего и современного вулканизма - регионы Урала, Рудного Алтая, Восточной Тывы, Малого Кавказа, Охотско-Чукотского пояса, Камчатки, Курильских островов. На Северо-Востоке России рудные поля оловянно-вольфрамовых, золото-кварцево-сульфидных месторождений тяготеют к участкам антиклинально-синклинальных складок, прорванных гранитоидами, осложненных пересечениями разломами, зонами трещиноватости с полями гидротермальных альбититов-калишпатитов, березитов-лиственитов.

Схема размещения ртутных залежей вдоль надвига (по В.И.Смирнову)

Рис. 82. Схема размещения ртутных залежей вдоль надвига (по В.И.Смирнову): 1 - надвиг, 2 - рудные залежи, 3 - известняки, 4 сланцы

Структурные факторы, определившие закономерности рудолокализации рудных полей и месторождений, многообразны. Для магматических месторождений (плутоногенная группа рудных полей) ведущую роль играют структуры рудовмещающих интрузивных тел - структуры расслоения интрузивов, контракционные, тектонические кольцевые и линейные разрывы. Они определили закономерное размещение рудных шлир, стратифицированных донных и многоярусных (рифы) залежей, узлов пересечения продольных и поперечных разрывов, зон трещиноватости. В результате возникали комбинированные субсогласные и секущие формы (рис. 72, 73). Рудные поля плутоногенно- и вулканогенно-тектонической группы характеризуются следующими закономерностями размещения оруденения:

  • 1) кольцевыми, коническими, радиальными разломами, трещинами и узлами их пересечений, жерловыми структурами, структурами расслоения магматитов (рис. 78);
  • 2) структурами апикальных и эндоконтактовых зон интрузивов (рис. 77);
  • 3) элементами и комбинацией элементарных структур вулканических и вулкано- тектонических сооружений (рудные поля вулкано-плутонических центров, аппаратов, трубок взрывов, вулканических впадин);
  • 4) контракционными и тектоническими трещинами (со штокверковыми и жильно- штокверковыми рудными полями в зонах повышенной трещиноватости пород).

В эндогенных рудных полях тектонической группы определяющее значение в рудолокализации играют разломы и трещины, зоны повышенной трещиноватости и рассланцевания пород; узлы их пересечения и сочленения, а также согласные структуры слоистых толщ - шарниры складок, флексуры, зоны межпластовых срывов, сколов и зон дробления; пласты "благоприятных" пород, геологические экраны; комбинированные сочетания согласных структур с секущими и благоприятными для метасоматоза горизонтами черносланцевых, карбонатных пород (рис. 63, 81, 82). Для экзогенных месторождений рудоносными оказываются структуры слоистых толщ с разной анизотропией: напластования различных пород, внутриформационного расслоения, участков выклинивания компетентных пород, поверхности несогласий, рифовых построек и карстовых образований. Метаморфогенные рудные образования отличаются специфическими структурами метаморфических комплексов, включающих гранитно-гнейсовые купола, складки скалывания и течения, структуры будинажа, зоны повышенного рассланцевания.

Геоморфологические критерии основаны на пространственной связи месторождений полезных ископаемых с древними и современными формами рельефа. По отношению к рельефу все месторождения можно сгруппировать в две выборки - рудные объекты, сформированные в связи с формированием рельефа (они включают класс экзогенных месторождений), и рудные объекты, возникшие вне связи с рельефом (эндогенный класс месторождений). Поэтому геоморфологические критерии используются, прежде всего, для поисков и прогноза россыпей, продуктивных кор выветривания. Россыпные месторождения континентов разделяются на элювиальные, делювиальные, пролювиальные и аллювиальные. Наибольшее промышленное

значение имеют россыпи речных долин. Среди них различаются долинные и террасовые, а также русловые и косовые (рис. 83). Важное значение приобретают и ПМР.

Геоморфологические исследования в сочетании с палеографическим анализом оказываются весьма надежными при выявлении палеорельефа, древней речной сети и закономерностей размещения россыпных месторождений. Этому способствуют теоретические разработки Ю.А. Билибина, Н.А. Шило и других исследователей.

Ю.А. Билибиным разработано учение о типах эрозионных зон долин, которые характеризуются различной степенью вскрытия и сохранности россыпей. Он выделил следующие зоны россыпных объектов:

  • 1) зона зрелых долин нового эрозионного цикла - включает долинные, иногда террасовые россыпи;
  • 2) зона расширения долин - наиболее продуктивная для россыпей с постепенным преобразованием русловых россыпей в долинные;
  • 3) зона углубления долин - содержит преимущественно террасовые россыпи;
  • 4) зона зрелых долин старого эрозионного цикла характеризуется небольшими, но иногда богатыми русловыми и долинными россыпями.

Два типа гидрографической сети (по М.И. Ициксону)

Рис. 83. Два типа гидрографической сети (по М.И. Ициксону)

а - в стадии оживления; б - в стадии зрелости; 1 - растительный слой (торф); 2 ■ глины и илы; 3 - сортированный песок; 4 - галечники, неравномернозернистые пески, гравий (рыхлый материал, подлежащий опробованию)

Для выявления россыпных месторождений в условиях северных климатических зон существенное значение приобретает изучение ледниковых форм рельефа, контролирующих пространственное размещение россыпей.

Геоморфологический анализ используется также при поисках и прогнозировании древних россыпей и остаточных месторождений кор выветривания. Геоморфологические критерии в этом случае сочетаются с литологическими, магматическими, структурными и другими данными. Примерами могут служить остаточные силикатно-никелевые и бокситовые месторождения. Они формируются в условиях существенной пенеплинизации рельефа на месте базитов-гипербазитов с возникновением остаточных силикатно-никелевых концентраций промышленного значения. В контактах кислых или щелочных магматитов с осадочными породами при гипергенезе формируются обогащенные глиноземом породы с образованием бокситов.

Использование геоморфологических критериев для прогноза и поисков эндогенного оруденения весьма ограничено. Иногда положительные формы рельефа в форме хребтиков, куполовидных образований отражают собой зоны продуктивного окварцевания пород или рудоносные лайковые породы, рудоносные штоки гранитоидных, габброидных пород. В других случаях, напротив, зоны сульфидизированных пропилитов, лиственитов, березитов, аргиллизигов с продуктивной полиметаллической, золото-сульфидной, сульфидно-редкометалльной минерализацией в рельефе выражаются отрицательными формами - бороздами выветривания и т.п.

Формационные критерии предполагают наличие связей полезных ископаемых с определенными геологическими формациями или их составными частями - ассоциациями пород. Типовыми примерами могут служить устойчивые взаимосвязи медно-никелевых руд с габбро-норитовой и трапповой формациями платформ; медно-колчеданных и колчеданно-полиметаллических месторождений со спилит- базальтовой и риолит-базальтовой или спилит-кератофировой формациями эвгео- синклиналей; золоторудных и золото-платиноидных месторождений - с гранитоидной формацией повышенной основности орогенных структур; редкометалльных месторождений - с орогенной формацией слюдяных гранитов батолитового типа; месторождения медно-порфирового и золото-порфирового типов - с субвулканическими телами андезито-базальтовой и габбро-диорит-плагиогранитной плутонической формаций. Закономерное сочетание определенных типов месторождений с конкретными формациями определяется единством процессов магматизма и рудообразования. Некоторые геологические формации являются рудовмещающими или региональными геологическими экранами. При крупномасштабном, детальном прогнозировании и поисках исследователь чаще оперирует с составными частями формаций - с конкретными ассоциациями пород, выполняющими ту или иную роль в рудогенезе. Выявление этой роли и значимости формационных предпосылок конкретизирует прогнозные рекомендации и делает более объективными поисковые работы.

Не менее тесные взаимосвязи полезных ископаемых с определенными формациями свойственны классу экзогенных месторождений. Осадочные руды железа, марганца, бокситов, фосфоритов, каменной соли, углей, никеленосных кор выветривания, россыпей формировались одновременно с экзогенными геологическими формациями определенного типа.

При поисках и минерагеническом анализе рудоносных регионов важными факторами являются глубинность рудообразующих процессов и уровни эрозионного среза рудоносных структур. Методика составления карт эрозионного среза рудоносных территорий разработана И.П. Кушнаревым. Она позволяет реконструировать геоморфологический облик региона на период рудообразования, показать положение палеоповерхности времени рудообразования в современных координатах и отразить в виде изогипс глубины последующей эрозии этих структур. Широко используются при изучении глубины образования и уровней эрозионного среза месторождений методы палеостратиграфических, палеофациальных и палеоструктурных реконструкций. Отмечаются следующие признаки, позволяющие оценивать уровень эрозионного среза рудоносных структур и вероятное продолжение оруденения на глубину:

  • 1. Изменение морфологии рудных тел и структуры рудовмещающих трещин с глубиной - структурная зональность.
  • 2. Изменение характера предрудных и околорудных метасоматических пород - метасоматическая зональность.
  • 3. Изменение вещественного состава и количества руд на различных горизонтах.
  • 4. Изменение физических и химических особенностей минералов с глубиной, огражающее смену условий рудообразования.
  • 5. Зональность первичных геохимических ореолов месторождений и рудных полей, выделение надрудных, рудных, подрудных групп элементов.
  • 6. Формационный облик пород и степень денудации рудоносных магматитов и метасоматитов.

Для определения глубины эрозионного среза рудоносных структур и выявления общего вертикального размаха оруденения необходимо знание особенностей размещения в этих интервалах типовых месторождений. Используется представление о вертикальной зональности таких типовых рудных объектов. Например, А.Д. Щеглов на примерах флюоритовых месторождений Забайкалья установил следующее. Месторождения и рудные тела Северного флюоритового пояса характеризуются вертикальной зональностью оруденения - они образуют кулисообразную вертикально-зональную колонну. Поэтому на основе знания зонального размещения рудных тел в пространстве можно устанавливать верхние и нижние их части и определить уровень среза месторождений и рудоносных структур в целом.

Исследованиями П.Ф. Иванкина с соавторами [1961 г.] установлено два главных этапа формирования колчеданно-полиметаллических месторождений Рудного Алтая. В ранний предрудный этап происходило мощное метасоматическое преобразование пород, а в поздний рудный этап - формирование сульфидных залежей. Для месторождений и рудных полей характерна зональность в размещении минеральных парагенезисов: минеральные ассоциации разных стадий образовали зональные колонны гидротермально-метасоматических пород. В результате на колчеданных объектах возникла "сквозьярусная" зональность сульфидных залежей. В пределах общей колонны колчеданно-полиметаллических руд обособились две зоны. В верхней зоне процесс отложения вещества резко преобладал над выщелачиванием пород. Поэтому здесь сформировались кварцевые, карбонатные, баритовые жилы, хлоритовые и хлорит-доломитовые метасоматиты с обильным пиритом. В гидротермально-метасоматических образованиях расположены залежи богатых барит- полиметаллических и колчеданно-полиметаллических руд. В этих рудах соотношения меди, свинца и цинка составили 1:2:5 соответственно с обогащением сурьмой, золотом, серебром, кадмием, селеном, теллуром. На Березовском месторождении

установлен постепенный переход разных типов метасоматитов по склонению структуры. Внизу зона представлена мощными (до 200-300 м) протяженными телами серицит-кварцевых метасоматитов. Среди них отмечаются тела серицитовых кварцитов и кварцитов. В пределах этой колонны размещены сероколчеданные полиметаллические и медно-цинковые месторождения - Белоусовское, Иртышское, Новоберезовское. Соотношение Cu:Pb:Zn в рудах составило 1:0,5:3 с пониженной концентрацией Sb, Au, Ag, Те. Поэтому знание обобщенной зональной рудно- метасоматической колонны позволяет уверенно определять эрозионный срез рудоносных структур на каждом конкретном рудном объекте.

Эрозионный срез на конкретном месторождении можно определять если установлен вертикальный интервал протяженности рудных тел. Основой установления вертикального размаха оруденения являются геологоструктурные факторы и критерии зональности. Геологические данные позволяют относить выявляемые месторождения к той или иной рудной формации, структурные факторы определяют вертикальный размах рудовмещающих структур. Критерии зональности рудных объектов дают представления об уровнях эрозионного среза рудоносных структур. Все это может использоваться при минерагеническом анализе и прогнозной оценке новых рудных провинций, рудных районов, рудных нолей, а также при проведении поисковых работ.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >