Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




15.09.2020


15.09.2020


15.09.2020


04.09.2020


03.09.2020


03.09.2020


21.08.2020


05.08.2020


05.08.2020


05.08.2020





Яндекс.Метрика
         » » Проблемы создания геолого-генетических моделей эндогенных рудных формаций

Проблемы создания геолого-генетических моделей эндогенных рудных формаций

21.10.2017

Модельные построения все шире привлекаются для познания закономерностей процессов рудообразования и создания непротиворечивых генетических концепций, объясняющих условия образования месторождений определенных типов и групп. Особое внимание уделяется разработке геолого-генетических моделей рудных формаций, поскольку широкое использование формационного метода исследований, в особенности принципов и методов рудноформационного анализа, является важнейшим элементом региональных и локальных металлогенических исследований и прогнозных построений. В настоящее время общепризнан тот факт, что учение о рудных формациях и разработка геолого-генетических моделей их главнейших типов составляют методологическую основу металлогенического анализа и прогнозирования месторождений полезных ископаемых.
Учение о рудных формациях занимает важное место в области знаний о месторождениях полезных ископаемых и составляет существенную часть теории рудообразования, объясняющей различные процессы, приводящие к концентрации полезных компонентов в земной коре, и металлогении, задача которой — выявление глобальных, региональных и локальных закономерностей размещения месторождений полезных ископаемых в конкретных структурах земной коры континентов и океанов. Это учение охватывает типизацию и выделение главных естественных типов рудных месторождений, выяснение условий их образования и построение геолого-генетических моделей рудных формаций, систематизацию рудных формаций для целей металлогенического анализа и прогнозирования. В него также входит обобщение данных по геолого-генетическим моделям конкретных рудных формаций с целью характеристики основных типов эндогенных рудообразующих систем и развития теории рудообразования.
Рудная формация как объект модельных построений — это группа однотипных рудных месторождений с характерными минеральным составом и последовательностью формирования минеральных парагенезисов, образующихся в сходной геологической обстановке. Она представляет собой закономерный продукт комплекса физических и физико-химических процессов, развивающихся в определенных геологических условиях, результаты которых фиксируются в земной коре в виде аномальных концентраций рудных компонентов. Раскрытие этих закономерностей составляет основное содержание учения о рудных формациях и является задачей модельных построений. Глубокая генетическая сущность рудных формаций, образующихся как следствие проявления в природе определенных тектонических, магматических, метасоматических и других процессов, имеющих непосредственное влияние на образование рудных месторождений и поддающихся количественной оценке, позволяет использовать их в качестве основного объекта для построения адекватных и эффективных генетических моделей. Поскольку рудные формации выделяются как группы месторождений, заключающие закономерные совокупности парагенетических минеральных ассоциаций, которые характеризуют определенные физико-химические и геологические условия рудообразования и геохимический профиль процесса, изучение типовых месторождений (генотипов) создает необходимые предпосылки для предмодельного параметрического описания объектов моделирования.
Важным этапом обобщения данных о геологических условиях и физико-химических параметрах природных процессов образования месторождений каждой рудной формации являются разработка и построение ее геолого-генетической модели. Рудная формация как группа однотипных месторождений прежде всего отвечает требованиям единства, что позволяет создать обобщенный модельный образ процесса рудообразования, исключающий широко развитые в природе явления конвергенции. Наиболее полное раскрытие существа процессов формирования и закономерностей локализации месторождений конкретной рудной формации происходит лишь при генетической интерпретации выявленных закономерностей и построении интегральной геолого-генетической модели рудной формации в объеме рудообразующей системы. Только при этом мы обоснованно можем оценить процесс в полном объеме причинно-следственных отношений и говорить о главных факторах рудообразования и разделительных (дивергентных) признаках рудных формаций в случаях их конвергенции и наличия переходных типов месторождений по составу, условиям залегания, отложения руд и другим признакам. Корректно построенная генетическая модель не только воспроизводит общую генетическую схему рудной формации, но и позволяет провести оценку достоверности выделения этой совокупности в данном объеме, уточнить границы рудной формации и с генетических позиций обосновать дальнейшее деление ее на субформации, минеральные типы или другие составные части. Таким образом, рудная формация, с одной стороны, является основой (объектом) для построения геолого-генетической модели, с другой — представление о ней может определенным образом трансформироваться с учетом данных, полученных при построении этой модели.
В процессе рудноформационного анализа при появлении новых уточняющих данных неоднократно приходится возвращаться к проверке правильности выделения и установления объема рудной формации и вносить коррективы в генетические понятия. Без построения геолого-генетических моделей рудных формаций невозможно полное объемное понимание рудно-магматических и других эндогенных рудообразующих систем в масштабе месторождения, рудного поля, рудного узла, что является научной основой крупномасштабного прогнозирования.


Создание геолого-генетических моделей рудных формаций — последующий естественный этап углубления теоретических построений после проведения их классификации. Этап создания моделей является главным для определения причинной обусловленности и сущности эндогенных процессов: их энергетики, источников металлов и флюидов, динамики, латеральной, вертикальной и временной эволюции рудообразующих систем, оптимальных условий концентрированного рудоотложения и выработки на этой основе научно обоснованных прогнозных и поисковых критериев. Общие принципы построения геолого-генетических моделей эндогенных рудных формаций, их место в познании и прогнозировании рудных месторождений были детально рассмотрены на I и II Всесоюзных совещаниях по этой проблеме для важнейших групп рудных месторождений. Использование модельных построений для выработки прогнозно-поисковых критериев, определения способов и последовательности проведения поисковых и оценочных работ рассмотрено в работах А.И. Кривцова.
Соотношение рудной формации и ее геолого-генетической модели, их место в системе познания и прогнозирования рудных месторождений отражены на схеме. Интегральная, или общая, геолого-генетическая модель рудной формации выступает как органичное объединение, совокупность элементов модели, учитывающих отдельные параметры или сумму ограниченного числа параметров и характеризующих геолого-генетические особенности рудообразующей системы в целом или ее составных частей. Сама интегральная модель является образным выражением динамической рудообразующей системы рудной формации с учетом ее пространственно-временной эволюции. Динамическая рудообразующая система охватывает всю совокупность эндогенных процессов, приводящих к формированию месторождений и рудопроявлений той или иной формации в пределах рудного узла и проявляющихся на различных глубинных уровнях: от корневых областей зарождения системы до верхних зон концентрированного рудоотложения и рассеяния рудных компонентов.
Интегральная геолого-генетическая модель органически объединяет три главные области динамической рудообразующей системы: корневую область магмо- и флюидозарождения, в которой генерируются эндогенные процессы, в конечном итоге определяющие энергетическое состояние и флюидный режим всей рудообразующей системы; зону транспорта (тепло- и массопереноса); область концентрированного рудоотложения и формирования ореолов рассеяния (рудное поле, месторождения, рудо-проявления). Соотношение и взаимосвязь этих главных областей в пространстве и времени создают общую структуру конкретных динамических рудообразующих систем, характерных для определенных эндогенных режимов формирования рудных формаций. Эти же факторы определяют общий вертикальный и латеральный размах рудообразующей системы в структурах земной коры, ее масштабы и параметры. При этом в верхней своей части (область рудоотложения) рудообразующая система, как правило, вещественно реализуется в виде суммы рудных проявлений (месторождения, рудопроявления, пункты минерализации и т. д.), геологически обычно выделяемых в качестве рудных полей и рудных узлов.
Каждая из выделенных областей характеризуется своими специфическими параметрами и набором элементов модели, которые предопределяют генетическую сущность динамической рудообразующей системы на данном глубинном уровне. Для корневой области системы — это источники энергии,- рудообразующих веществ и флюида (мантийные, коровые, смешанные); уровни магмогенерации и условия формирования магматических расплавов, потенциальная рудоносность магм; соотношение мантийной и коровой составляющих вещества и энергии; рудогенерирующая роль метаморфизма и др. (наиболее информативны геохимические и специальные изотопные методы исследования, глубинная геофизика, аэрокосмические методы, экспериментальные и расчетные данные и т. д.).
Зона транспорта может быть охарактеризована элементами модели, рассматривающими формы тепло- и массопереноса, гидродинамический режим в недрах, особенности развития глубинных дренирующих структур и другие вопросы (преобладающая информация — данные физического и физико-химического эксперимента, термодинамический анализ, геолого-структурный анализ глубинного строения рудного поля и т. д.).
Для области рудоотложения наиболее важными элементами модели являются типы геохимических барьеров, анализ физико-химического состояния системы, состав и свойства рудообразующих флюидов и растворов, формы переноса компонентов руд, величины градиентов физико-химических параметров, пределы устойчивости парагенетических минеральных ассоциаций, условия развития околорудного метасоматоза и формирования первичных геохимических ореолов рассеяния (информативны термобарогеохимические и изотопные исследования, парагенетический анализ, текстурно-структурные исследования механизма отложения руд, расчет гетерофазных равновесий в системе «многокомпонентный флюид — минералы руд и околорудные породы», анализ распределения рудных компонентов, минералов руд, тренд-анализ, математическое моделирование процессов рудообразования и др.).
В целом в настоящее время параметрическими описаниями в большей мере обеспечены модельные построения области рудоотложения, наиболее доступной для наблюдения и изучения, и в меньшей мере зоны транспорта флюидов. Недостаточно разработаны элементы моделей, характеризующие глубинные уровни развития динамических рудообразующих систем, включающие основные зоны зарождения и функционирования рудоносного магматизма, метаморфизма и рудогенерации, практически недоступные для наблюдения. Большие возможности для изучения рудогенерирующих процессов на этих глубинных уровнях и выделения типовых ситуаций развития рудогенеза в различной обстановке открываются с привлечением анализа динамических моделей метаморфических, магматических и постмагматических процессов на базе геологических и геофизических данных о глубинном строении земной коры, экспериментальных и теоретических достижений современной петрологии и рудообразования, а также внедрения в геологию новейших средств вычислительной техники.
Непременным условием при разработке интегральных геолого-генетических моделей рудных формаций является органичное взаимопроникновение геологических, физических и физико-химических построений. Только в этом случае модель может стать действительно геолого-генетической. Масштабность и специфика формирующихся рудных месторождений во многом определяются характером динамической рудообразующей системы и степенью и полнотой ее эволюционного развития.
Учитывая наиболее общие генетические особенности, можно выделить следующие классы природных эндогенных рудообразующих систем: рудно-магматические, рудно-метаморфические, гидрогенно-амагматичные, комбинированные. В свою очередь, в каждом классе могут быть выделены группы динамических рудообразующих систем, каждая из которых имеет свои специфические особенности. Тан, среди рудно-магматических систем различаются: собственно магматические, плутоногенпые, вулканогенные, интрателлурические (мантийные), комбинированные. Руднометаморфические системы подразделяются на метаморфизованные (комбинированные по своей природе), метаморфогенные и ультраметаморфо-генные. Для класса гидрогенно-амагматичных наиболее типичной является система глубинной циркуляции подземных вод и рассолов. Представителями рудообразующих систем комбинированного класса служат гидротермально-осадочные, сингенетично-эпигенетические и другие полигенные рудообразующие системы.
Типизация динамических эндогенных рудообразующих систем может в будущем стать хорошей основой для разработки генетической классификации рудных месторождений, в которой будут полно учтены природные особенности рудообразующих систем, их положение в структурах и истории развития литосферы, генетическая характеристика и физикохимические параметры процессов рудообразования.
В конкретной геологической обстановке при длительном и сложном развитии эндогенных процессов часто реализуется (возможно, при пространственной и временной разобщенности) несколько динамических рудообразующих систем, генетически связанных между собой. В подобных случаях формируются месторождения и рудопроявления последовательно проявленных рудных формаций, составляющих генетический ряд (рудный комплекс). Учитывая важное значение подобных генетических рядов рудных формаций для прогнозно-металлогенических построений, целесообразно ввести понятие об этой совокупности динамических рудообразующих систем и назвать ее эндогенной рудообразующей мегасистемой. Развитие эндогенной рудообразующей мегасистемы по времени соответствует циклу эндогенной активности, приводящему к формированию генетического ряда рудных формаций (рудного комплекса). Вопросы, связанные с выделением магматогеннорудных систем и соответствующих им рядов рудных формаций, а также их металлогенической систематикой, рассматривались в работах Г.Л. Поспелова, Г.М. Власова, Г.Н. Щербы и ряда других исследователей; метаморфогенные рудообразующие системы были охарактеризованы в работах Я.Н. Белевцева.
Построение геолого-генетических моделей отдельных рудных формаций и определения генетических взаимосвязей между родственными динамическими рудообразующими системами позволяют вскрыть общие генетические закономерности возникновения рядов родственных рудных формаций (рудных комплексов), обосновать функционирование эндогенных рудообразующих мегасистем и. таким образом, выявить более широкие и общие закономерности развития процессов рудообразования, которые приводят к формированию конкретных рудных районов, металлогенических зон и рудных провинций с определенной рудно-геохимической специализацией.