Геологические условия образования

Оглавление 
 

Введение…………………………………………………………………………..3 

Геологические условия образования………………………………..…………..4 

Физико-химические условия образования……………………………….……..4 

Минеральный состав руд……………………………………….…………….….5 

Структура и  текстура руд………………………………......................................5 

Полезные ископаемые и примеры  промышленных

месторождений…………………………………………………………….……..6 

Заключение…………………………………………………………….…………7 

Список использованной литературы……………………………………………8 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

     Скарнами называются породы известково-силикатного состава, образовавшиеся метасоматическим путем в приконтактовой зоне интрузивов среди карбонатных  и в меньшей степени силикатных пород. Когда в них накапливается ценное минеральное сырье, образуются скарновые месторождения полезных ископаемых. Скарновые месторождения называются также контактовыми (В. Обручев, Ф.Шахов), контактово-метаморфическими (Ф.Хесс, Э. Ларсен), контактово-метасоматическими     (А. Бетехтин, П. Татаринов и др.), контактово-пневматилитовыми                 (Г. Шнейдерхен), пирометосоматическими (В. Линдгрен, А. Кнопф).

     По  составу исходных пород скарны подразделяются на три разновидности:

1. Известковые скарны, образованные при замещении известняков, наиболее распространенные. Типоморфные минералы – гранаты (гроссуляр-андрадит) и пироксены (диопсид-геденбергит).
2. Магнезиальные скарны, возникли при замещении доломитов. Типоморфные минералы – диопсид, форстерит, шпинель, флогопит, людвигит, магнетит, доломит.
3. Силикатные скарны – сформированы по интрузивным, аффузивным и реже осадочным силикатным породам. Состав их подобен известковым скарнам, наиболее характерным минералом является скаполит.

      В  этот класс объединены руды, образовавшиеся при воздействии еще горячего интрузива, раскристаллизованного  на холодные вмещающие породы. Основной геохимический процесс, при котором образуются рудные минералы этого класса – метасоматоз, происходящий в самом интрузиве или во вмещающей породе под воздействием горячего газово-жидкого раствора, отделившегося от магматического тела и под воздействием высокой температуры горячего интрузива. Таким образом, при всей сложности условий образования в общих чертах можно различить два вида этого процесса: контактово-термальный метаморфизм; контактовый метасоматоз. При процессах контактового метасоматоза изменение состава происходит не только во вмещающих пассивных породах (экзоконтактовые явления), но и в уже отвердевшей периферической части самой активной магматической породы (эндоконтактовые явления).  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Геологические условия образования 

      Для образования известковых магнезиальных  и силикатных скарнов необходимо внедрение кислых интрузивов в карбонатные  и силикатные породы в геосинклинальных и платформенных условиях.

      Месторождения локализуются в сводовых частях гнейсовых куполов, в сводах и на крыльях различных складок в участках их замыкания. В расположении отдельных скарново-рудных залежей в пределах рудных полей часто наблюдается контролирующая роль дизъюнктивных нарушений, зон трещинноватости, раздавливания.

      Наиболее значительные скарновые месторождения ранней стадии геосинклинального цикла связаны с плагиогранит-сиенитовой магматической формацией, средней стадии – с гранодиоритовой формацией, а поздней - с формацией малых интрузий.

      Альбититовые  и грейзеновые месторождения связаны с кислыми интрузивами с щелочным уклоном типа штоков, внедрившимся в условиях геосинклинального и платформенного режима развития земной коры.

      Термальные  скарны могут образовываться при  внедрении магматических пород  любого состава в породы различного происхождения.

      Скарны, содержащие минеральные месторождения, развиваются преимущественно на контактах с интрузиями среднего состава (гранодиориты, кварцевые диориты, монцониты). На контактах с кислыми  интрузивами (типичные граниты) они  встречаются реже и совсем редко образуются на контактах с основными и ультраосновными интрузивами.  

Физико-химические условия образования 

      Скарновые месторождения образуются в результате комбинированного действия тепла интрузивов и горячих минерализованных газовых  растворов. Наиболее обстоятельный анализ развития температурных полей вокруг остывающего интрузива провел Д. Казанли. Он считал, что вмещающие породы приконтактовой зоны крупных интрузивов на расстоянии до 200 м за 1000 лет прогреваются до 250 °С, а за 50000 лет – до 600  °С. По данным Ф.Шипулина, прогрев, вероятно, осуществляется быстрее, так как расчеты не учитывают влияния термодиффузионных и диффузионных потоков тепла. Типичное для скарнов оруденение образуется при температурах 100-900 °С.

      Диапазон  формирования скарнов гипабиссальной фации 1 -4 км, мезоабиссальной 4 -15 км, абиссальной – более 15 км.

      В процессе термального метаморфизма глинистые породы приобретают состав и структуру роговиков, песчаники  превращаются в кварциты, карбонатные  породы тоже перекристаллизовываются и вместо тонкокристаллических известняков образуются зернистые мраморы. При воздействии горячего интрузива на породы, обогащенные осадочным фосфоритом, образуется апатит, а углем – графит, но месторождения при этом образуются очень редко.

Минеральный состав руд 

      В железокобальтовых скарновых месторождениях промышленные руды состоят из кобальтосодержащего пирита, кобальтина, кобальтсодержащего арсенопирита, иногда скуттеродита, а также из минералов ряда саффлорит-лелленгита.

      В медных месторождениях главными рудообразующими минералами являются халькопирит, ассоциирующийся с пирротином, пиритом, борнитом, сфалеритом и молибденитом. При значительном развитии сфалерита или молибденита формируются комплексные медно-цинковые или медно-молибденовые месторождения. В редко встречающихся платиновых месторождениях руды сложены сперрилитом, куперитом и стибиопалладинитом.

      Вольфрамовые  руды состоят из вольфрамита с примесями граната и пироксена.

      В часто встречающихся свинцово-цинковых месторождениях рудными минералами являются галенит и сфалерит.

      Оловянные месторождения скарнового происхождения также встречаются редко, и их руды сложены касситеритом, шеелитом, сфалеритом, гематитом, кварцем, висмутином и др.

      В скарновых месторождениях бериллий обособляется в гельвине, даналите, хризоберилле, фенаките и берилле; золото – в палладистом золоте и в золотосодержащих сульфидах; бор – в людвигите, суаните и флюоборите.

      Альбититовые  скарны состоят из альбититовой основной массы с порфировыми выделениями кварца и микроклина, а также из пластинок слюд, амфиболов и пироксенов. Здесь ниобий концентрируется в скоплениях танталит-колумбита и пирохлор-микролита, цирконий вместе с гафнием накапливается в цирконе, циртоллите, палаконе; литий – в литиевых слюдах; бериллий – в берилле. Редкие земли в альбититах по щелочным гранитам представлены преимущественно иттриевой группой, а в альбититовых по нефелиновым сиенитам – цериевой группой.

      Главными  минералами грейзеновых руд являются кварц, мусковит, касситерит и вольфрамит. Второстепенные – турмалин, топаз, флюорит, микроклин, биотит, альбит, молибденит, берилл, лепидолит, цинвальдит.  

Структура и текстура руд 

      Наиболее  распространенные текстуры рудных агрегатов  – массивная, пятнистая, полосчатая, друзовая, брекчиевая; структуры – гранобластовая, порфиробластовая, пойкилобластовая, волокнистая и реликтовая. Все эти структуры и текстуры характерны для руд, образующихся под влиянием изменения температуры, давления и других метаморфизующих факторов. 
 
 

Полезные  ископаемые и примеры  промышленных

месторождений 

      Контактово-метасоматические месторождения имеют большое  практическое значение, главным образом  для железа. К этому типу относятся  такие месторождения, как гора Магнитная  и Соколовско-Сарбайское на Урале, Дашкесан (Закавказье), Тельбес (Западная Сибирь), Таежное (Якутия), Банат в Румынии и др. В них железо представлено магнетитом и гематитом.

      Большое значение имеет этот тип для вольфрама. Довольно крупные месторождения  шеелита находятся в Среднеазиатской шеелитовой провинции (Лянгар, Койташ, Ингичке и др.). Иногда к вольфраму присоединяются олово или молибден и образуются соответственно вольфрам-касситеритовые (Майхура в Таджикистане) или вольфрам-молибденовые месторождения (Тырны-Ауз на Северном Кавказе).

      Редки медные месторождения: Турьинские рудники (Урал), некоторые американские –  Бисби, Моренси и др.

      Очень редко встречаются месторождения  цинка с марганцем (Франклин-Фернес в США), чаще свинцово-цинковые (Дальнегорское, Алтын-Топкан).

      Месторождения золота также редки (Ольховские рудники, Чибижек в Красноярском крае).

      Еще реже встречаются небольшие месторождения  платины – Ваалкон, Цварфонштейн (Южная Африка).

      Мышьяковые  месторождения довольно обычны (Сырымат, Пянджкох в Средней Азии, Хедлей в Британской Колумбии, Коби в штате Монтана, США), чаще они содержат золото. 

      Промышленные  скопления урановой и ториевой руды в скарнах редки. Они известны в Австралии, Канаде (Банкроф).

      Из  нерудных ископаемых этого класса промышленные месторождения образуют хризотил-асбест, тальк, залегающие иногда в промышленных количествах в периферической части зоны гидроксильного скарна. Месторождения хризотил-асбеста известны в Западной Сибири (Асгашское), в штате Аризон (США) и в Трансваале, а месторождения талька – в Восточной Сибири (Онот) и в Канаде (Мэдок).

      При щелочном метасоматозе образуются комплексные  месторождения циркония, ниобия, иттриевых  редких земель, тория. В альбититах, связанных с нефелиновыми сиенитами, накапливаются цирконий, ниобий, цериевые редкие земли. Редкометалльно-альбититовые месторождения встречаются во многих районах мира: на Урале, в Туве, Забайкалье, Казахстане, Украине, Монголии, Китае, в Центральной Африке, Боливии, Бразилии, Австралии.

      Месторождения грейзенового вида контактово-метасоматических скарнов широко распространены в Центральном Казахстане, Восточном Забайкалье, на северо-востоке России, в Китае Западной и Центральной Европе. В этих районах данные месторождения связаны с кислыми гранитами и являются важным источником руд олова, молибдена, вольфрама и других элементов.

Заключение 

      Существует  две основные гипотезы для объяснения условий формирования скарновых  залежей.

     Автором первой (стадийная гипотеза)  является П. Пилипенко, который полагал, что  скарнообразование происходит при постепенном понижении температуры и что главная масса вещества, необходимая для образования скарновых месторождений, привносится извне скарнообразующими растворами при энергичном участии минерализаторов внешнего происхождения. При этом состав привносимых веществ постепенно изменяется, обусловливая, с одной стороны, зональное строение скарнов, а с другой – все их минеральное разнообразие. По составу и строению скарновых месторождений П. Пилипенко весь процесс их образования разделил на шесть фаз метасоматоза.

      Д. С. Коржинский предложил новую теорию образования месторождений этого  типа. По его представлениям, скарны образуются путем реакции карбонатных  пород с прилежащими к ним  силикатными породами с постепенным  проникновением кремнезема и глинозема силикатной породы в известняк, а извести – в обратном направлении. Эта реакция становится возможной в контактовых ореолах интрузий в силу повышения температуры. Она может осуществляться только в зонах циркуляции постмагматических растворов, выполняющих поры пород. Через эти поровые растворы происходят диффузионный обмен вещества между взаимодействующими породами, а также вынос и привнос более подвижных компонентов. Таким образом, во взаимодействии находятся три среды – две реагирующие породы и раствор.

      По  теории Д.С. Коржинского весьма трудно объяснить образование жилообразных типичных скарновых залежей, находящихся  внутри массива изверженной породы, где отсутствует контакт силикатной породы с карбонатной (месторождение  Чорух-Дайрон). По этой причине я больше склоняюсь к гипотезе П. Пилипенко.