Месторождения и история - Эдвард Эрлих

Месторождения Каратаусского типа приурочены к углисто-кремнисто-известково-доломитовым формациям. Толщи локализованы в пределах линейных рифтогенных структур. Характерна многоярусность в распределении оруденения, обогащенность рудных пластов органическим веществом, определяющим кристаллизацию рудных компонентов. Для них характерна минералогическая и геохимическая бариево-свинцово-цинковая специализация. Типичными примерами месторождений этого типа являются Миргалимсайское, Шалкинское в горах Каратау (Казахстан), Сумсарское, Джергалан (Кыргызстан), Сардана, Барвинское (Россия), цинковые месторождения восточного Теннесси (США).

Месторождения типа Миссисипи-Миссури локализуются в доломитовой рифогенной формации. Рудные залежи локализованы в барьерных рифовых постройках и сопряженных с ними карбонатных фациях. Они располагаются на разных стратиграфических уровнях. Морфология рудных тел контролируется конседиментационными структурами карбонатных осадков, сформировавшихся в условиях мелководья. Руды грубополосчатые, вкрапленные до массивных, Месторождения считаются в основном свинцоворудными, но среди них выделяются существенно цинковые или существенно свинцовые, обычно лишены барита. Содержание свинца в целом по району составляет 5.8 %, цинка – 1 %. Общие запасы оцениваются в 6.7 млн. тонн свинца и 1.5 млн. тонн цинка. К этому же типу относятся месторождения Пайн-Пойнт (Западная Канада), в среднедевонских коралловых рифах и, вероятно, в месторождениях Силезии (Польша), Сардана и Уруйское (Россия, Якутия). Из руд месторождений этого типа также извлекают медь, кадмий, серебро, кобальт, никель.

За время эксплуатации месторождений этого типа с 1720 года из них было добыто более 12 млн. тонн свинца и 11 милионов тонн цинка.

Приведенные в разделе первом этой главы сведения о различных формах медь-содержащих минералов (Габлина, 2008), открывают возможность нового подхода к анализу условий генезиса месторождений медистых песчаников и сланцев. На Удоканском месторождении было установлено широкое развитие нестехиометрических минералов – индикаторов низкотемпературных экзогенных условий образования. Среди них присутствуют реликты высокотемпературных тетрагональных форм. Автор приходит к выводу о том, что формирование месторождения протекало длительно на фоне литогенеза и последующих преобразований вмещающих отложений, а максимальные концентрации меди связаны с процессами метаморфизма и вторичного сульфидного обогащения. На месторождении Любин-Серошовице первичные руды на стадии катагенеза подверглись воздействию поздних окислительных растворов, приведшему к перераспределению с образованием зон гематитизации, выщелачивания и вторичного сульфидного обогащения и привнесению радиоактивных элементов и платиноидов.

Медь в сульфатных растворах может переноситься далеко от первичных месторождений до тех пор, пока они не попадут в восстановительную среду, богатую органикой. Так объясняется появление тонкодисперсной меди в торфяниках реки Левиха (Средний Урал) на значительном расстоянии от Левихинского медноколдчеданного месторождения (тот же источник, что и в работе Base metals). Обсуждая вопрос происхождения медистых песчаников и сланцев Пермского Предуралья, В. В. Болотов говорит, что открытие в них вулканогенного материала позволяет предполагать, что источники меди и полиметаллов связаны прежде всего с железосодержащими твердыми растворами. В период переотложения вулканитов полиметаллы высвобождаются из твердых растворов без нарушения целостности последних и переходят в седиментационные растворы. При наличии сероводорода в осадок выпадают сульфиды меди с образованием сингенетичных месторождений. Красноцветные породы в значительной мере насыщены железистыми минералами, иногда они составляют главную часть тяжелой фракции проб и протолочек. Высвобождение полиметаллов происходит, по-видимому, в ионной форме. В связи с тем, что вулканиты Пермского Предуралья первично обогащены карбонатным материалом, кальцит может замещаться ионами меди с образованием на поверхности карбонатов меди. Выше рассматривался пример cтратиформных медных месторождений Замбии, источником меди для которых могли служить связанные с вулканитами месторождения Катанги.

Общие вопросы металлогении меди

При всем поразительном многообразии генетических типов медных месторождений при просмотре материалов по их геологии сразу бросается в глаза тенденция к расположению их в виде линейных поясов большой (сотни километров) протяженности. Таковы линейные зоны медных месторождений Урала, Южной Америки, современных и древних островных дуг. Это объясняется совпадением поясов медных месторождений с вулканическими и интрузивными поясами. Пояса медных месторождений совпадают с вулканическими и интрузивными поясами. Оно отражает важнейшую черту металлогении меди – связь именно с вулканическими (а не вулкано-плутоническими или интрузивными) поясами. Другими словами, медные месторождения формируются в открытых системах, прямо связанных с дневной поверхностью. Месторождения массивных руд кипрского типа ассоциируются с базальтами, типичными для срединно-океанических хребтов, месторождения типа Куроко с поясами базальт-андезитового вулканизма характерными для островных дуг и связанных с ними раннеорогенных геотектонических систем (типа Камчатки). Во всех случаях, когда медные месторождения пространственно, и, возможно, парагенетически связаны с гранитными интрузиями, они также образуют линейные зоны, сформировавшиеся в ходе орогенических движений. Если «открытость» систем, связанных с вулканическими аппаратами, очевидна, то важно отметить особенности структуры медных месторождений меднопорфирового типа, свидетельствующих о газовых взрывах в период их образования. Порфировые структуры вмещающих пород и штокверковая форма рудных тел прямо свидетельствуют об этом.

Приведенные данные показывают зависимость медной минерализации от разных по составу вулканических комплексов. Тут важно подчеркнуть частую и очевидную связь медных месторождений именно с базальтовым вулканизмом, прекрасно выраженную для месторождений Кипрского типа и для месторождений типа Куроко. Не менее характерна история изучения типа вулканических проявлений с медными месторождениями Армении (Зограбян).

Постоянная порфировая структура гранитоидов, с которыми они связаны (что и определяет название типа месторождений этого типа), и обычная для них штокверковая структура рудных тел определенно свидетельствует о связи магматических систем, с которыми связаны рудогенерирующие гранитоиды с поверхностью. Меняется и состав апикальной части магматического комплекса – вместо базальтов, с которыми ассоциируются месторождения Кипрского типа и типа Куроко, медно-порфировые месторождения обычно ассоциируются с интрузиями гранитоидов, вместо прямого извержения лав на поверхность здесь формируются приповерхностные интрузии. Важно отметить, однако, что параллельно с изменением характера магматизма, с которым ассоциируются месторождения, происходит модификация металлогении. Медные месторождения, непосредственно связанные с вулканами, сменяются медно-молибденовым и кварц-молибденитовым месторождениями.

Другое происхождение имеют пояса стратиформных месторождений Замбии. Линейное их распределение отражает линейную складчатость пород, контролирующих структурную локализацию контролирующих их осадочных толщ.

Логическим продолжением этого тренда является подход, использованный в работе Ф. Пираджно (Piranjo, 2009), который при рассмотрении процессов локализации рудных месторождений во главу угла поставил геодинамику их формирования. Что существенно при этом, он, рассматривая геодинамику, не ограничился парой срединно-океанические хребты – островные дуги, т. е. изначально вышел за рамки теории тектоники плит. В основу его подхода положен анализ деформации кратонизированных блоков. К этому его логически привело рассмотрение рудных месторождений Китая и Австралии, основу структуры которых составляют кратонизированные блоки, разделенные подвижными поясами разного возраста и генезиса. Таким образом он прямо подходит к идеям «вихревых структур» Ли Сы-гуана и других структурных образований, связанных с вращением Земли.

Очень важный следующий шаг в понимании металлогенической специализации был сделан в работе А. А. Маракушева, И. А. Панеяха и С. И. Зотова (Маракушев, Панеях и Зотов, 2011). Они впервые, насколько мне известно, применили к колчеданным месторождениям идею Д. С. Коржинского (Коржинский, 1974) о трансмагматической природе рудообразующих флюидов. На этой основе они устанавливают связь взаимодействия трансмагматических флюидов с сульфуризацией глубинных магматических очагов, и делают попытку увязки тектонических, плутонических и вулканических процессов с рудообразованием. Связь колчеданного и полиметаллического рудообразования с кислым вулканизмом прослеживается в месторождениях архейского пояса Абитибе или миоценового пояса Куроко, а также в Уральской провинции. Описано современное образование цинково-медных руд совместно с подводными вулканическими извержениями в задуговом бассейне Восточное Мануа (Нов. Гвинея) (Pirajno, 2009). Образование колчеданных месторождений цинково-медных руд долгое время не связывалось с проявлением кислого вулканизма, но разбуривание рудоносных площадей Атлантики позволило выявить здесь жильную ассоциацию плагиогранитов с габбро (Sherwood-Lollar., Westgate, Ward, et al., 2002). Отмечается наличие двух трендов: Боуэновский, характеризующийся гомодромным развитием и последовательным понижением железистости пород в ряду базальты – риолиты. По преобладающему типу вулканических пород его можно назвать андезитовым. Магматизм этого типа сопряжен с разрушением континентальных сиалической коры, уменьшением ее мощности.