Виды магматических и осадочных полезных ископаемых
МАГМАТИ́ЧЕСКИЕ МЕСТОРОЖДЕ́НИЯ полезных ископаемыx, группа месторождений, сформировавшихся в недрах Земли в процессе остывания, дифференциации и кристаллизации ультраосновной, основной или щелочной магмы, содержащей в своём составе повышенные концентрации ценных в пром. отношении минералов. Вмещающими породами для этих месторождений являются родственные им магматические (в т. ч. вулканические) породы. В зависимости от механизма концентрации ценных минералов в остывающей магме среди М. м. различают: ликвационные месторождения (образуются в результате разделения рудно-силикатной магмы ультраосновного или основного состава в процессе охлаждения на две несмешивающихся жидкости – рудную и силикатную, кристаллизующихся раздельно), ранне- и позднемагматические месторождения.
Раннемагматические месторождения образуются при формировании магматич. комплексов основного и ультраосновного состава в результате более ранней кристаллизации высокотемпературных минералов относительно осн. массы и концентрации их в нижней части магматич. резервуара. Для месторождений характерен плавный переход от рудных тел к вмещающим породам, отчётливый идиоморфизм рудных минералов, сцементированных более поздними породообразующими силикатами, рассредоточенный характер оруденения. К этому классу М. м. относятся некоторые мелкие месторождения руд хрома, титана и железа, но практич. пром. значение имеют только месторождения алмазов, связанные с кимберлитовыми и лампроитовыми трубками. К протомагматич. (раннемагматич.) минералам кимберлитов относят алмаз, оливин, пироп, энстатит, диопсид, хромит, ильменит, шпинель, магнетит, флогопит и др.
Позднемагматические месторождения образуются из остаточных расплавов магматич. комплексов ультраосновного, основного и щелочного составов, обогащённых газово-жидкими минерализаторами (летучими компонентами), способствовавшими задержке раскристаллизации таких расплавов до конца отвердевания массивов материнских пород. Для месторождений характерны: эпигенетич. характер рудных тел, представленных обычно жилами, линзами и трубками; ксеноморфный облик рудных минералов, цементирующих ранние породообразующие силикаты и создающих сидеронитовую структуру; большие запасы богатых руд. К типичным позднемагматич. месторождениям относятся: хромитовые, связанные с перидотитовой формацией (Кемпирсайское в Казахстане, Сарановское в России); титаномагнетитовые, ассоциирующие с габброидными комплексами (Кусинское, Качканарское в России, Лоренс-Ривер в Канаде); апатитовые, иногда с магнетитом, приуроченные к щелочным массивам (Кирунавара в Швеции, Адирондак в США, Маркадо и Дуранго в Мексике, Альгарробо в Чили, Лебяжинское и Маркакульское в России).
Источник
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 15 марта 2018;
проверки требует 21 правка.
Слои осадочных горных пород в ущелье Ах-цу. Адлерский район города Сочи.
Осадочные горные породы (ОГП) — горные породы, существующие в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры, и образующиеся в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности организмов или всех трёх процессов одновременно.
Более трёх четвертей площади материков покрыто ОГП, поэтому с ними наиболее часто приходится иметь дело при геологических работах. Кроме того, с ОГП генетически или пространственно связана подавляющая часть месторождений полезных ископаемых.
В ОГП хорошо сохранились
остатки вымерших организмов, по которым можно проследить историю развития различных уголков Земли.
Исходным материалом при формировании ОГП являются минеральные вещества, образовавшиеся за счёт разрушения существовавших ранее минералов и горных пород магматического, метаморфического или осадочного происхождения и перенесённые в виде твёрдых частиц или растворенного вещества.
Изучением осадочных горных пород занимается наука Литология.
Одни исследователи (Vatan (1955)) считают литологию частью седиментологии, другие (Страхов[1], Логвиненко[2]) — наоборот.
Реальные взаимоотношения между этими науками устанавливаются с позиции дилеммы прямая задача — обратная задача.
Прямая задача — определение особенностей формирования осадков, из которых образуются в дальнейшем осадочные горные породы, в различных физико-механических и физико-химических условиях. Большой вклад в решение этой проблемы внёс Н. М. Страхов (1900—1978)[1][3].
Обратная задача — на основе анализа наблюдаемых свойств осадочных пород восстановление условий их образования. Существенный вклад в решение этой проблемы внёс Л. В. Пустовалов[4], а также практически все геологи и, в частности, литологи, которые занимаются изучением осадочных пород.
Опираясь на это разделение типов задач, можно утверждать, что «седиментология» — форма решения прямой задачи, тогда как «литология» — обратной задачи. Несмотря на их близость, это — задачи, решения которых направлены в противоположные стороны. Учитывая вышесказанное, можно говорить, что конечной целью «Литологии» является определение палеогеографических условий формирования осадочных пород.[5]
Классификация осадочных горных пород[править | править код]
Различные классификации осадочных пород были предложены Ж.Лаппараном (1923 г.), В. П. Батуриным (1932 г.), М. С. Швецовым (1934 г.) Л. В. Пустоваловым (1940 г.), В. И. Лучицким (1948 г.), Г. И. Теодоровичем (1948 г.), В. М. Страховым (1960 г.), и другими исследователями.
Однако для простоты изучения применяется сравнительно простая классификация, в основе которой лежит генезис (механизм и условия образования) осадочных пород. Согласно ей осадочные породы подразделяются на обломочные, хемогенные, органогенные и смешанные.
Генезис осадочных горных пород[править | править код]
«Осадочные горные породы» объединяют три принципиально различные группы поверхностных (экзогенных) образований, между которыми практически отсутствуют существенные общие свойства. Собственно из осадков образуются хемогенные (соли) и механогенные (обломочные, частично терригенные) осадочные породы. Образование осадков происходит на поверхности земли, в её приповерхностной части и в водных бассейнах. Но применительно к органогенным породам довольно часто термин «осадок» не применим. Так если осаждение скелетов планктонных организмов ещё можно отнести к осадкам, то куда отнести скелеты донных, а тем более колониальных, например, кораллов, организмов не ясно. Это говорит о том, что сам термин «Осадочные горные породы» является искусственным, надуманным, он является архаизмом. Вследствие этого В. Т. Фролов пытается заменить его термином «экзолит». Поэтому анализ условий образования этих пород должен происходить раздельно.
В классе механогенных пород первые два понятия являются равнозначными и характеризуют разные свойства этого класса: механогенный — отражает механизм образования и переноса, обломочный — состав (состоит практически из обломков (понятие строго не определено)). Понятие Терригенный отражает источник материала, хотя механогенными являются и значительные массы обломочного материала, образуемого в подводных условиях.
Биогенные породы[править | править код]
Хемогенные породы[править | править код]
Диагенез[править | править код]
Осадок, накопившийся на дне водоема или на поверхности суши, обычно представляет собой неравновесную систему, состоящую из твёрдой, жидкой и газовой фаз. Между составными частями осадка начинается физико-химическое взаимодействие. Активное участие в преобразовании осадков принимают обитающие в иле организмы.
Во время диагенеза происходит уплотнение осадка под тяжестью образующихся выше него слоев, обезвоживание, перекристаллизация. Взаимодействие составных частей осадка между собой и окружающей средой приводит к растворению и удалению неустойчивых компонентов осадка и формированию устойчивых минеральных новообразований. Разложение отмерших животных организмов и растений вызывает изменение окислительно-восстановительных и щелочно-кислотных свойств осадка. К концу диагенеза жизнедеятельность бактерий и других организмов почти полностью прекращается, а система осадок — среда приходит в равновесие.
Продолжительность стадии диагенеза изменяется в широких пределах, достигая десятков и даже сотен тысяч лет. Мощность зоны осадка, в которой протекают диагенетические преобразования, также колеблется в значительном диапазоне и, по оценке большинства исследователей, составляет 10— 50 м, а в ряде случаев, по-видимому, может быть и больше.
Катагенез[править | править код]
В эту стадию осадочные породы претерпевают существенные преобразования, сопровождаемые изменением химико-минералогического состава, строения и физических свойств. Основными факторами преобразования пород являются температура, давление, вода, растворенные в ней соли и газообразные компоненты, рН, Eh и радиоактивное излучение. Направленность и интенсивность преобразований в значительной степени определяются составом и физическими свойствами пород. В процессе катагенеза происходит уплотнение пород, их обезвоживание, растворение неустойчивых соединений, а также перекристаллизация и образование новых минералов.
Метагенез[править | править код]
На этой стадии происходит максимальное уплотнение осадочных пород, меняется их минеральный состав, структура. Преобразование пород происходит под влиянием тех же факторов, что и при катагенезе, но температура более высокая (200—300 °C), выше минерализация и газонасыщенность вод, иные значения Eh и рН.
Изменение структуры пород проявляется в укрупнении размера зерен, в упорядочении их ориентировки, перекристаллизации с исчезновением фаунистических остатков. Завершается стадия метагенеза переходом осадочных пород в метаморфические горные породы.
Условия залегания осадочных горных пород[править | править код]
Большинство осадочных пород залегает в виде пластов, или слоёв.
См. также[править | править код]
- Литология
- Астролитология
Примечания[править | править код]
- ↑ 1 2 Страхов Н. М. Основы теории литогенеза. М.: Гостоптехиздат. Т. 1- 3, 1960—1962.
- ↑ Логвиненко Н. В. Петрография осадочных пород. М.: Высшая школа, 1967
- ↑ Страхов Н. М. Осадкообразование в современных водоёмах. Избранные труды. М.: Наука, 1993. ISBN 5-02-002218-7
- ↑ Пустовалов Л. В. Петрография осадочных пород. М.- Л.: Гостоптехиздат, Т. 1 −3, 1940.
- ↑ Литология
Литература[править | править код]
- Осадочные горные породы / В. Т. Фролов // Океанариум — Оясио. — М. : Большая российская энциклопедия, 2014. — С. 507. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 24). — ISBN 978-5-85270-361-3.
- Осадочные горные породы / Н. В. Логвиненко // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
Из БРЭ:
- Эволюция осадочного процесса в океанах и на континентах. M., 1983.
- Логвиненко H. B. Петрография осадочных пород с основами методики исследования. 3-е изд. M., 1984.
- Фролов В. Т. Литология. М., 1992—1995. Кн. 1-3.
- Япаскурт О. В. Литология. М., 2008.
Из БСЭ:
- Розенбуш Г., Описательная петрография, пер. с нем., М., 1934.
- Страхов Н. М., Основы теории литогенеза, ч. 1-2, М., 1960-62.
- Ронов А. Б. и Ярошевский А. А., Химическое строение земной коры, ‘Геохимия’, 1967.
- Рухин Л. Б., Основы литологии, 3 изд., Л., 1969.
- Логвиненко Н. В., Петрография осадочных пород, 2 изд., М., 1974.
Ссылки[править | править код]
- Всё об осадочных горных породах
- Осадочные горные породы
Источник
Лекция 6. Генетическая классификация месторождений полезных ископаемых
Генетические классификации месторождений основаны на условиях образования месторождений. Генезис месторождений определяется по закономерной связи рудообразования с геологическими процессами.
Генетические классификации месторождений имеют большое значение для геологического прогнозирования и рационального направления поисковых и разведочных работ.
В настоящее время общепринятой является генетическая классификация месторождений полезных ископаемых, предложенная В.И.Смирновым (таблица 9).
Месторождения полезных ископаемых разделяются на три серии: эндогенную, экзогенную и метаморфогенную. Каждая серия в свою очередь подразделяется на группы, классы и подклассы.
Эндогенные (магматогенные) месторождения по условиям образования связаны с эндогенными геологическими процессами глубинных частей Земли. К эндогенным относятся магматогенные месторождения, формирование которых связано с магматическими и постмагматическими процессами. В эндогенной серии выделяются семь групп месторождений: магматическая, карбонатитовая, пегматитовая, альбитит–грейзеновая, скарновая, гидротермальная, колчеданная.
Экзогенные (поверхностные, гипергенные, седиментогенные) месторождения по условиям образования связаны с геологическими процессами, происходившими на поверхности и в приповерхностной зоне Земли.
Таблица 9
Генетическая классификация месторождений полезных ископаемых
| Серия | Группа | Класс | Подкласс |
| Эндогенная (магматогенная) | Магматическая | Ликвационный Раннемагматический Позднемагматический | |
| Карбонатитовая | Магматический Метасоматический Комбинированный | ||
| Пегматитовая | Простые пегматиты Перекристаллизованные пегматиты Метасоматически замещенные пегматиты | ||
| Альбитит- грейзеновая | Альбититовый Грейзеновый | ||
| Скарновая | Известковых скарнов Магнезиальных скарнов Силикатных скарнов | ||
| Гидротермаль-ная | Плутоногенный Вулканогенный Амагматогенный (телетермальный, стратиформный) | ||
| Колчеданная | Гидротермально-метасоматический Гидротермально-осадочный Комбинированный | ||
| Экзогенная | Выветривания | Остаточный Инфильтрационный | |
| Россыпная | Элювиальный Делювиальный Пролювиальный | ||
| Аллювиальный | Косовой Русловой Долинный Террасовый Дельтовый | ||
| Литоральный | Озерный Морской Океанический | ||
| Гляциальный | Моренный Флювиогляциальный | ||
| Осадочная | Механический Химический Биохимический Вулканогенно-осадочный | ||
| Метаморфогенная | Метаморфизо-ванная | Регионально-метаморфизованный Контактово-метаморфизованный | |
| Метаморфиче-ская |
Экзогенные месторождения формировались в результате процессов выветривания и вследствие механической, химической и биохимической дифференциации минерального вещества под влиянием солнечной энергии. В экзогенной серии выделяются три группы месторождений: выветривания, россыпная, осадочная.
Метаморфогенные месторождения образовывались в глубинных зонах земной коры под воздействием высоких давлений и температур. В метаморфогенной серии выделяют две группы месторождений: метаморфизованную и метаморфическую.
Основная литература: 1[32-36],2[52-55]
Контрольные вопросы
1 По каким признакам проводится генетическая классификация месторождений?
2 Как образовались эндогенные месторождения?
3 Как образовались экзогенные месторождения?
4 Как образовались метаморфогенные месторождения?
5 Какие генетические группы месторождений относятся к эндогенным образованиям?
6 Какие генетические группы месторождений относятся к экзогенным образованиям?
7 Какие генетические группы месторождений относятся к метаморфогенным образованиям?
Магматические месторождения образуются в процессе дифференциации и кристаллизации рудоносной магмы при высокой температуре (1500-8000С), высоком давлении и на значительных глубинах (3-5 км и более).
Магматические месторождения пространственно и генетически связаны с интрузивными массивами ультраосновного, основного и щелочного состава. Эти месторождения находятся среди дифференцированных интрузивных массивов. Вещественный состав руд магматических месторождений зависит от состава материнских интрузивных пород. Месторождения хромитов, платины и алмазов связаны с ультраосновными породами, титаномагнетитовые и сульфидные медно-никелевые месторождения ассоциированы с основными и ультраосновными породами, нефелин-апатитовые и редкоземельные месторождения приурочены к щелочным породам.
Магматические месторождения образуются на платформах и в геосинклинальных областях. Большинство месторождений располагаются на платформах и связаны с глубинными разломами и зонами тектоно-магматической активизации.
Геологический возраст магматических месторождений различный. Известны протерозойские, каледонские, герцинские, раннемезозойские и альпийские месторождения.
Промышленное значение магматических месторождений значительное. В магматических месторождениях заключены основные запасы алмазов, хромитов, апатита и титаномагнетитовых руд, из них получают около 90% платины, на их долю приходится около 60-70% никеля. При переработке руд магматических месторождений из них попутно извлекают медь, золото, кобальт, ванадий, селен, теллур и др.
Магматические месторождения в зависимости от условий образования и дифференциации рудоносных магматических расплавов подразделяются на следующие классы: 1) раннемагматические, 2) позднемагматические, 3) лик-вационные.
Раннемагматические месторождения формируются на ранней стадии кристаллизации магмы. При остывании и кристаллизационной дифференциации магматических расплавов высокотемпературные рудные минералы (алмаз, платина, хромит, циркон, монацит и др.) выделяются раньше или одновременно с силикатными минералами. Образование этих месторождений связано с процессами гравитации и аккумуляции рудных минералов в силикатном расплаве, в результате чего образуются участки, обогащенные рудными минералами.
Для раннемагматических месторождений характерны следующие признаки:
1) вкрапленные текстуры и кристаллическизернистые структуры руд;
2) постепенный переход между рудой и вмещающей породой;
3) неправильная форма рудных тел в виде гнезд, линз, пластообразных залежей.
Раннемагматические месторождения представлены алмазоносной кимберлитовой, хромитовой и лопаритовой рудными формациями.
К раннемагматическим месторождениям относятся месторождения алмазов в кимберлитовых трубках Якутии, Южной Африке и др., месторождения хромитов Бушвельдское и Великая дайка в Южной Африке, Ключевское месторождение на Урале, редкоземельное месторождение Ловозерское на Кольском полуострове.
Позднемагматические месторождения формируются в поздние стадии процесса кристаллизации магмы. В результате кристаллизационной дифференциации магмы образуется остаточный рудный расплав, насыщенный летучими компонентами (минерализаторами). Присутствие минерализаторов в магме понижает температуру кристаллизации рудных минералов, уменьшает вязкость и повышает подвижность магматического расплава. Кристаллизация рудоносной магмы начинается с выделения силикатных породообразующих минералов, а рудное вещество и летучие компоненты накапливаются в остаточном рудном расплаве. Кристаллизация этого остаточного рудного расплава приводит к образованию позднемагматических месторождений.
Для позднемагматических месторождений характерны следующие признаки:
1) эпигенетический характер рудных тел, представленных жилами, линзами и трубообразными телами;
2) преобладание массивных руд над вкрапленными и прожилково-вкрапленными рудами;
3) контакты рудных тел с вмещающими породами обычно четкие, резкие;
4) сидеронитовая структура руд.
Позднемагматические месторождения представлены хромитовой, титаномагнетитовой, апатит-магнетитовой и апатит-нефелиновой рудными формациями.
К позднемагматическим месторождениям относятся хромитовые месторождения Кемпирсайские в Западном Казахстане, Сарановское на Урале, титаномагнетитовые месторождения Кусинское, Гусевогорское, Качканарское на Урале, платиновое месторождение Бушвельдское в Южной Африке, апатит-магнетитовое месторождение Лебяжинское на Урале, апатит-нефелиновое месторождение Хибинское на Кольском полуострове.
Ликвационные месторождения образуются в процессе ликвации и разделения рудно-силикатной магмы на рудный (сульфидный) и силикатный расплавы. При понижении температуры растворимость сульфидов уменьшается и однородный магматический расплав начинает разделяться на сульфидный и силикатный расплавы. Причиной ликвации магматического расплава может быть ассимиляция магмой боковых (вмещающих) пород, нарушающих химическое равновесие. Геохимическими факторами, влияющими на ликвацию сульфидного расплава, являются концентрация серы, состав силикатной магмы и содержание в ней железа, магния, кремния и халькофильных элементов.
К ликвационным относятся сульфидные медно-никелевые месторождения. Главными рудными минералами являются пирротин, халькопирит, пентландит. Второстепенные и редкие минералы представлены магнетитом, кубанитом, талнахитом, и платиноидами. Руды имеют массивную, брекчиевую, вкрапленную и прожилков-вкрапленную текстуры. Для сингенетических руд характерны вкрапленные текстуры и для эпигенетических руд — массивные, брекчиевые и прожилково-вкрапленные текстуры. Форма рудных тел пластообразная, линзовидная и жильная.
Ликвационные месторождения относятся к халькопирит-пентландит-пирротиновой формации.
Типичными представителями ликвационных месторождений являются сульфидные медно-никелевые месторождения Садбери в Канаде, Монча-Тундра и Печенга на Кольском полуострове, Норильское, Октябрьское и Талнахское в Восточной Сибири. В Казахстане известны месторождения Южный Максут и Камкор.
Основная литература: 1 [51-66], 2 [59-81]
Контрольные вопросы
1. Как образуются магматические месторождения?
2. Как образуются ликвационные месторождения?
3. Как образуются раннемагматические месторождения?
4. Как образуются позднемагматические месторождения?
5. Какие полезные ископаемые характерны для ликвационных месторождений?
6. Какие полезные ископаемые характерны для ранне- и позднемагматических месторождений?
7. Какое промышленное значение имеют магматические месторождения?
Источник