Схема размещения магнетитовых месторождений в вулкано-плутонической структуре

Схема вертикальной зональности в массиве грейзенизированных гранитов, по [Щерба и др., 1964] 1—3 - измененные граниты: 1 -

Схема эволюции кислотности и температуры послемагматических растворов во времени

. Схематическая латеральная и вертикальная метасоматическая зональность главных промышленных грейзеновых тел Акчатау 1 -

Геологическое положение Орловского танталового и Спокойнинского вольфрамового месторождений в Хангилайском рудном узле (верхний

Геологическая схема Акчатауского рудного поля / - нижнепермские лейкократовые граниты акчатауского комплекса (выход купола на

Схематический продольный геологический разрез А—Б (см. рис. 17.1) Акчатауского гранитного плутона по обобщенным геологическим,

Схема зональности грейзенов, по [Щерба и др., 1964]

8.61M

Category:

chemistry

Lekciya_5_Magmatogennaya_seriya._Skarnovye__albitit_grejzenovye__MPI

1.

Лекция 5.
Месторождения
эндогенной
(магматогенной) серии.
Скарновые, альбититгрейзеновые МПИ

Серия
Группа
Эндогенная
(глубинная, гипогенная, магматогенная)
Магматическая
Карбонатитовая
Пегматитовая
Класс
Ликвационные
1) Cu-Ni; 2) Cr, Ti-Mt, платиноиды; 3) TR
Раннемагматические
Алмаз, титаномагнетит, графит, хромит,
платиноиды
Позднемагматические
Хромит, платиноиды, апатит-магнетитовые, апатитнефелиновые, редкоземельные, платинометальные
Магматические
Nb, TR, Ap, (Zr, Ta, Sr), Mt, флогопит, вермикулит
Магматогенные
Полевошпатовые, кварц – керамическое сырье, TR
Флюидно-анатектические
Полевые шпаты, мусковит, апатит-нефелиновые
Флюидно-метаморфогенные
Полевошпатовые, кварц – керамическое сырье, TR
Известковых скарнов
Скарновая
Альбититгрейзеновая
Гидротермальная
Подклассы, примеры
Mt, Fe-Co, Cu, W, Mo, Pb-Zn, Au, Sn, U, B, Be
Магнезиальных
Fe, Cu-Mo, Sn, B
Альбититовые
Be, Li, Rb, Ta-Nb, Y, TR
Грейзеновые
Sn, W, Li, Be, Mo, изумруд
Плутоногенные
Cu-Мо, Sn, W, Au, Sb-As
Вулканогенные андезитоидные
Au-Ag, Sn-W, Hg, Cu, S
Вулканогенные базальтоидные
(субмаринные, вулк.-осадочные)
Pb-Zn-Cu

3.

Генетическая классификация МПИ

4.

Генетическая классификация МПИ

5.

Скарн (skarn, от швед. - грязь, отброс) –
контактово-метасоматическая порода, продукт
высокотемпературного
(500-1000оС)
метасоматоза, сложенный главным образом
силикатами
и
алюмосиликатами
с
двухвалентными основаниями (пироксены,
гранаты, скаполит, форстерит), карбонатами,
магнетитом, сульфидами
Геологический словарь, 2012
Метасоматоз (от мета… и греч. soma, somatos –
тело, metasomatism) – процесс растворения
первичных минералов и осаждения новых
Геологический словарь, 2011

6.

7.

8. 9. Скарновые месторождения

Скарнами
называются
породы
известково-силикатного
состава,
образовавшиеся
метасоматическим путем в приконтактовой области алюмосиликатных интрузивов (обычно
интрузий умеренно кислых гранитоидов – гранодиоритов, граносиенитов, монцонитов, кварцевых
диоритов, реже чистых гранитов) среди карбонатных и в меньшей степени среди силикатных
пород. В тех случаях, когда в них накапливается ценное минеральное сырье, формируются
скарновые месторождения полезных ископаемых.
Выделяют экзоскарны, располагающиеся за пределами интрузий, и эндоскарны, находящиеся
внутри интрузий. Эндоскарны образуются после застывания интрузии, экзоскарны - главным
образом, до ее застывания.
Условия образования.
Согласно теории скарнообразования (Д. С. Коржинский, 1945),
образование скарнов происходит в результате метасоматического (химического взаимодействия
интрузии и более холодных вмещающих пород посредством высокотемпературных растворов.
При этом происходит встречное движение – из интрузии мигрируют кремнезем, щелочи,
глинозем, а в гранитоиды из боковых пород поступают кальций, магний, железо, СО2 и другие
компоненты. По мере остывания интрузи на ранние высокотемпературные пироксен-гранатовые,
форстерит-флогопитовые ассоциации минералов накладываются более низкотемпературные
амфибол-эпидот-хлоритовые, кварц-карбонатные ассоциации с сульфидами.
Морфология тел. Формы залежей скарновых месторождений разнообразны и среди них
выделяются следующие: пластовые, пластообразные, линзовидные, штоки, трубы, жилы, гнезда,
сложные ветвящиеся тела.

10.

11.

12. 13. Скарновые месторождения

14.

15.

16.

Модель образования рудоносных скарнов в разрезе
(по Ф. И. Вольфсону, Е. М. Некрасову):
1 — граниты; 2 — известняки; 3 — глинистые сланцы; 4 — скарны;
5 — направление движения малоподвижных компонентов;
6 — каналы проникновения рудоносных флюидов

17. Скарновые месторождения

18.

Формы
залежей
скарновых
месторождений
разнообразны:
пластовые,
пластообразные,
линзовидные, штоки, трубы, жилы, гнезда,
сложные ветвящиеся тела.
Жила (vein) – тело плоской формы, имеющее очень
небольшую мощность по сравнению с длиной.
Термин жила следует использовать только для руд,
все остальные подобные тела пород – дайки.
Геологический словарь, 2010
Пласт - слой сложенный рудными образованиями,
углем
Геологический словарь, 2012

19. Схема размещения магнетитовых месторождений в вулкано-плутонической структуре

1 – терригенно-карбонатные отложения; 2 – известняки; 3-5 – породы вулканической серии:
3 – эффузивы и их туфы, преимущественно базальтового состава, 4 – то же андезито-базальтового
состава, 5 – то же андезитового состава; 6-7 – интрузивный комплекс, комагматичный вулканитам:
6 – габбро, габбро-диориты, 7 – диориты, кварцсодержащие диориты, диорит-порфириты;
8 – пироксен-гранатовые скарны; 9 – магнетитовые месторождения и их подтипы (цифры в
кружочках): 1 – магнетитовые позднемагматические,
2 – собственно скарновые, 3 – скаполитовые,
4 – гидросиликатные;
10 – разрывные нарушения

20. Условия образования метасоматитов.

Распространенные типы метасоматитов http://imp.uiggm.nsc.ru/lab454/otch/52.htm

21.

22.

23.

По составу исходных пород, из которых сформировались скарны,
выделяют 3 разновидности:
1) известковые
2) магнезиальные
3) силикатные
1. Известковые скарны образованы при замещении известняков и наиболее
распространенные. Типоморфные минералы – гранаты (гроссуляр –
андрадит) и пироксены (диопсид – геденбергит).
2.
Магнезиальные скарны возникают при замещении доломитов.
Типоморфные минералы – диопсид, форстерит, шпинель, флогопит,
людвигит, магнетит, доломит.
3. Силикатные скарны сформировались по интрузивным, эффузивным и
реже осадочным силикатным породам. Наиболее характерный минерал –
скаполит.

24. Разновидности скарнов

Известковый скарн
Магнезиальный скарн

25. Полезные ископаемые скарнов

К скарнам нередко приурочены промышленные скопления руд и
неметаллических полезных ископаемых. В связи с этим,
выделяется особый генетический тип месторождений —
скарновый, имеющий важное промышленное значение.
С известковыми скарнами связаны месторождения железа, меди,
вольфрама-молибдена (Тырныауз на Сев. Кавказе), свинца и
цинка, бора. Месторождения железа скарнового типа
характеризуются обычно не очень большими запасами (хотя есть
исключения, такие как г. Магнитная на Урале) и высоким
качеством руды, сложенной как правило магнетитом, реже —
гематитом. Свинцово-цинковая минерализация связана не
столько со скарнированием, сколько с последующей
гидротермальной проработкой скарновых тел.
С магнезиальными скарнами связаны крупные месторождения
флогопита (например Слюдянка в южном Прибайкалье) и
магнетита (Тёйское в Горной Шории).

26.

Минеральный состав скарнов
Во вмещающих породах, превращенных в экзоскарны, и в
краевой части гранитоидов, превращенных в эндоскарны,
возникают новые минеральные ассоциации, часто с полным
замещением исходных минералов. В скарнах накапливаются
магнетит, гематит, шеелит, молибденит, силикаты бериллия
(гельвин, бертрандит) и цинка (виллемит), касситерит,
сульфиды меди, свинца, цинка, кобальта, висмута, мышьяка,
реже золото и платина. Из нерудных минералов отмечаются
флюорит, хлор-скаполит, тальк, асбест, бораты.
Оруденение развито как в экзоскарнах, так и эндоскарнах.

27. Последовательность рудообразования

28.

Полезные ископаемые скарнов
Наиболее важное промышленное значение имеют следующие рудные формации: железорудная (магнетитовый, людвигит-магнетитовый типы), кобальтовая (кобальтинмагнетитовый, сафлорит-арсенопиритовый типы), медная (магнетит-халькопиритовый,
халькопиритовый типы), полиметаллическая (галенит-сфалеритовый, магнетитсфалеритовый типы), молибден-вольфрамовая (молибденит-шеелитовый, шеелитсульфидный типы), редкометальная – боратовая (редкометально-полиметаллический,
бо-росиликатный и др. типы), флогопитовая, урановая.
Практически все скарновые месторождения являются комплексными. Магнетитгематитовые месторождения содержат медь, золото, платину, золоторудные – медь,
висмут и мышьяк, свинцово-цинковые – серебро, оловянные – вольфрам, серебро,
цветные металлы.
Примеры крупных скарновых месторождений железа: – горы Магнитная, Высокая и
Благодать на Урале, Соколовско-Сарбайское (Казахстан), Таежное (Южная Якутия),
месторождения вольфрама – Чорух-Дайрон в Средней Азии, вольфрама и молибдена –
Тырны – Ауз, вольфрама и олова – Майхура в Средней Азии, олова – Питкяранта в
Карелии, меди – Турьинское, Гумешевское на Урале, Бисби в штате Аризона, бериллия
– Айрон-Маунтин в США, золота – Чибижек, Ольховское, Осиновский рудник в России,
Сарымат в Средней Азии, Коби в штате Монтана, свинцово-цинковые –Дальнегорское в
Приморье. Большое значение имеют концентрации боратов в скарнах.

29.

30.

31.

Гора
Магнитная

32.

Зона обрушения в районе разработки
Высокогорского месторождения
магнетитовых руд, г. Нижний Тагил

33.

Зона обрушения в районе
Южной шахты Гороблагодатского
железорудного месторождения

34.

35.

36.

37.

38.

39.

40.

41.

42.

Генетическая классификация МПИ

43.

Альбитит
(albitite) – метасоматическая
лейкократовая порода с аплитовой структурой,
состоящая из альбита и содержащая примесь
цветных минералов
Геологический словарь, 2010
Альбит (от лат. – белый, albite) – минерал
Na(AlSi3O8) конечный член изоморфного ряда
плагиоклаза (№ 0-10)
Геологический словарь, 2010
Грейзен
(greisen)
–
среднезернистая
лейкократовая,
обычно
массивная,
метасоматическая порода

44.

45.

46. 47. Схема вертикальной зональности в массиве грейзенизированных гранитов, по [Щерба и др., 1964] 1—3 - измененные граниты: 1 -

микроклинизированные, 2 альбитизированные, 3 - грейзенизированные

48. 49. Схема эволюции кислотности и температуры послемагматических растворов во времени

50.

Существенный вынос
элементов происходит из
нижней подрудной зоны.
Так, по В.Барсукову, на
подобных месторождениях
при содержании олова в
неизмененных гранитах
около 26 г/т, в зоне выноса
Sn - 4-5 г/т. Если в биотите
содержание Sn - 200-300 г/т,
то в замещающем его
мусковите - 20-30 г/т.
Месторождения альбититов
и грейзенов едины по
условиям образования,
однако в природе редко
бывают вместе. Это
связано с разной степенью
проявления того или иного
процесса и состава
материнских интрузий. В
нормальных гранитах чаще
отмечаются грейзеновые
месторождения, а в
щелочных - альбититовые.
Модель строения альбитит-грейзенового месторождения
https://studwood.ru/1201291/geografiya/chasa_albitit_greyzenovye_mestorozhdeniya

51.

52.

53. 54. Альбититовые месторождения

Альбитит - лейкократовая метасоматическая порода с мелкозернистой альбитовой основной массой,
порфировыми выделениями кварца и микроклина, а также слюд, щелочного амфибола (рибекита),
реже пироксена. Парагенезис: альбит Na[Al3О8], микроклин К[AlSi3О8], кварц.
Условия образования. Альбититовые месторождения формируются на глубинах порядка 1,5-4 км,
температура образования - 520-460оС. Процесс альбитизации протекает под воздействием
надкритических гидрокарбонатно-натриевых растворов с общей минерализацией 10-15 мас.%. Среди
катионов резко преобладает натрий, среди анионов - угольная, соляная, фтористо-водородная и
кремневая кислоты. Ведущие факторы рудоотложения - падение температуры, изменение режима
давления и показателя pH растворов. Альбититовые месторождения образовались вследствие
замещения калий- и кальцийсодержащих минералов магматических и метаморфических пород
альбитом под воздействием восходящих постмагматических или постметаморфических щелочных
минерализованных растворов. Из глубоких частей магматических и метаморфических пород при этом
растворялись и выносились рассеянные в них примеси редких металлов с последующим их
переотложением и концентрацией на участках альбитизации.
Минеральный состав. Ведущим породообразующим минералом является альбит. Разновидностью
альбититов являются фениты – калиевый полевой шпат-альбитовые породы, сопровождающие
карбонатиты; железо-ураноносные альбититы с альбитом, флогопитом, кальцитом, хлоритом и
эпидотом или рибекитом и эгирином; ураноносные эйситы с альбитом, кварцем, кальцитом и
акцессорным апатитом. Альбититы содержат в своём составе минералы редких металлов (колумбиттанталит, пирохлор, циркон, берилл, лепидолит, бертрандит, уранинит, торит и др.).
Морфология рудных тел. Они образуют штокообразные и линейно вытянутые массы альбитизированных
куполов и апофиз кислых и щелочных глубинных магматических, а также метаморфических пород.

55. Альбитит с астрофиллитом

56.

Альбититовые месторождения занимают площадь до нескольких кв. км и распространяются
на глубину до 1 км. С ними связаны руды радиоактивных элементов (торий, уран), ниобия,
тантала, циркония, лития, бериллия, редкоземельных элементов иттриевой и цериевой
групп.
Различают альбититы, возникающие по нормальным, субщелочным и щелочным гранитам и
щелочным сиенитам.
По нормальным гранитам развиваются мусковит-микроклин-кварцево-альбитовые породы с
бериллиевым оруденением, а по субщелочным гранитам:
1) литионит-микроклин-кварцево-альбитовые метасоматиты с рудами лития, ниобия, тантала;
2) биотит-кварцево-альбитовые породы с цирконием (Zr), ниобием (Nb) и редкими землями
иттриевой группы (Try). Пример месторождений ниобия –Катугинское (Забайкалье), Каффа
(Нигерия).
По щелочным гранитам формируются комплексные месторождения тантала (Ta), ниобия (Nb),
циркония (Zr), гафния (Hf), тория, редких земель с большими запасами. Массивы
материнских гранитов представлены изометричными в плане телами площадью около 1 км2,
иногда - больше. На глубину они уходят субвертикально. Примеры: Улуг-Танзек (Тува),
Орловское, Этыкинское (Забайкалье).
Альбититы развиваются также щелочным сиенитам. По нефелиновым сиенитам (миаскитам)
они образуют месторождения циркония, ниобия и цериевых редких земель (Вишневые горы,
Урал).
Главные провинции распространения альбититовых месторождений на территории бывшего

57.

58. 59. . Схематическая латеральная и вертикальная метасоматическая зональность главных промышленных грейзеновых тел Акчатау 1 -

среднезернистые граниты; 2 - грейзенизированные граниты; 3 - кварц-муско-витовые грейзены; 4 - кварцтопазовые грейзены; 5 - плотные кварцевые грейзены; 6 - пористые кварцевые грейзены; 7 - кварцево-рудные
жилы; 8 - границы метасомати-ческих зон (а - резкие, б - постепенные); А, Б, В - уровни грейзенового тела с
различным типом боковой зональности

60.

61. 62. Геологическое положение Орловского танталового и Спокойнинского вольфрамового месторождений в Хангилайском рудном узле (верхний

рисунок) и
Этыкинского и Ачиканского танталовых
месторождений в Олдандинском рудном узле
(нижний рисунок) по данным работ (Бескин и др.,
1994а, 1994б; Гребенников, 1995а, 1995б;
Лишневский, 1996; Лишневский, Бескин, 1986). 1выходы на поверхность известково-щелочных
биотитовых гранитов Хангилайского и
Олдандинского массивов; 2- мелкие сателлитные
массивы литий-фтористых гранитов Орловского,
Этыкинского и Ачиканского месторождений; 3вмещающие, преимущественно песчаносланцевые толщи; 4- контуры Хангилайского и
Олдандинского гранитных плутонов на глубине по
геофизическим данным. Рисунок взят из работы
Г.П. Зарайского (2004).

63. Геологическая схема Акчатауского рудного поля / - нижнепермские лейкократовые граниты акчатауского комплекса (выход купола на

поверхность); 2 - контур Акчатауского интрузива на глубине по обобщенным данным гравиметрических съемок; 3 - адамеллиты С2-3; 4 - песчаники, сланцы,
конгломераты S,; 5 - лавы и туфы андезитов, дацитов, липаритов С,; 6,- кислые
эффузивы С, ■ 7 - граница ореола контактовых роговиков на поверхности; 8 тектонические нарушения; 9-зона глубинного разлома по геофизическим данным;
70-грейзеновые месторождения: I - Акчатау, II - Аксай; А-Б - линия геологического
разреза

64. Схематический продольный геологический разрез А—Б (см. рис. 17.1) Акчатауского гранитного плутона по обобщенным геологическим,

геологоразведочным и геофизическим данным
1 - крупнозернистые граниты I фазы; 2 - средне- и мелкозернистые граниты фаз II и III; 3 терригенные и вулканогенные вмещающие породы; 4 -кристаллические породы докембрийского
фундамента; 5-рудные тела; й-контактовые роговики

65. Грейзеновые месторождения

Грейзен — метасоматическая порода, состоящая из слюд (мусковит, биотит, циннвальдит), кварца,
встречаются турмалин, топаз, флюорит, рудные минералы. Парагенезис: кварц, слюда.
Условия формирования. Грейзеновые месторождения формируются на глубинах 1-4 км, что соответствует
давлению 4,5-0,2 кбар, температура образования - 450-350 С. Давление в системе способно резко
изменяться вследствие трещинообразования. В результате в трещины всасывается рудоносный раствор.
Перегруппировка раствора приводит к переотложению ранее выделившихся минералов из сплошных
метасоматитов в жилы выполнения. Концентрация рудоносного флюида последовательно снижается от
65 до 25 масс.% эквивалента NaCl, состав флюида - фторидно-хлоридно-калиево-натриевый. Примеси
хлоридов Mg, Fe, Ca, Li в сумме не превышали 1%. Грейзеновые месторождения возникли под
воздействием магматогенных флюидов, выделившихся из остывающих гранитов.
Морфология рудных тел. Они образуют штоки, штокверки и жилы кварц-мусковитового состава с топазом,
турмалином и флюоритом, содержащие минералы редких металлов, расположенных близ вершин
гранитных куполов. Выделяются эндогрейзены, залегающие среди гранитов и распространяющиеся
вглубь от их кровли до 300-500 м, и экзогрейзены, находящиеся среди алюмосиликатных пород
гранитной кровли и формирующиеся на протяжении до 1500 м вверху от контакта с гранитом. На долю
эндогрейзенов приходится более 80 % от объема грейзенов.
Минеральный состав. Грейзен представляет собой агрегат слюды (фтормусковит (жильбертит), лепидолит,
циннвальдит) и кварца с примесью турмалина, топаза, флюорита. Рудные минералы грейзенов:
арсенопирит, касситерит (SnO2), вольфрамит (Fe,Mn)WO4), молибденит (MoS2), берилл (изумруд)
(BeAl2Si6O18, бертрандит (Be4Si2O7(OH)2), фенакит (Be2SiO4), гельвин (Mn4Be3(SiO4)3S, хризоберилл
(BeAl2O4), лепидолит (K(Li,Al)3[(Si,Al)4O10](F,OH)2 и циннвальдит (KLiFe2+Al[AlSi3O10](F,OH)2 (Li).
Сопутствующие: кварц, топаз, флюорит, серицит.

66. Схема зональности грейзенов, по [Щерба и др., 1964]

1 – грейзенизированные породы; 2 – грейзены; 3 – пегматиты; 4 – скарны;
5 - кварцевые жилы и штокверки; 6 – верхняя граница грейзенов

67.

Грейзен
http://ecosystema.ru/08nature/min/2_5_4_19.htm

68. Полезные ископаемые грейзенов

В грейзенах сосредоточены ресурсы олова в форме касситерита,
вольфрама, главным образом в виде вольфрамита, лития в
литиевых слюдах, бериллия в форме берилла, фенакита,
бертрандита и гельвина, молибдена и висмута. грейзеновых
месторождений
редко
встречаются
очень
крупные
месторождения, но зато они часто содержат богатую руду.
Примеры месторождений:
1) Изумрудные копи (Малышевское, Урал) – бериллий (Be);
изумруд, александрит;
2) Этыка (Забайкалье) –тантал, ниобий (олово);
3) Иультин (Чукотка), Кёстёр (Якутия), Альтенберг (Чехия) олово;
4) Циновец (Чехия), Корнуолл (Англия) - олово, вольфрам;
5) Акчатау (Казахстан) - вольфрам, молибден, бериллий.

69.

70.

«Красота спасет мир»
Ф. М. Достоевский

English Русский Rules