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 генетических моделей скарновых железорудных формаций

Проблемы создания генетических моделей скарновых железорудных формаций

21.10.2017

Построение генетической модели рудной формации — это, по существу, отображение в той или иной форме (словесной, графической, табличной) сведений о составе и структуре (взаимосвязи отдельных элементов) эволюционирующей рудообразующей системы. Вслед за Г.Л. Поспеловым под эндогенной динамической рудообразующей системой надо понимать совокупность взаимосвязанных элементов, взаимодействие которых приводит к появлению рудных масс. Элементы системы служат источниками энергии, вещества, транспортирующими агентами, формируют пути движения флюидов и среду рудоотложения. Как и любая система вообще, рудообразующая система характеризуется определенным набором элементов, взаимодействующих в пространстве и времени, в пределах которых она закономерно возникает, необратимо развивается и отмирает, оставляя следы деятельности в виде рудных масс. Она имеет, следовательно, определенную геометрию, время существования, набор элементов, которые для разных формационных типов могут быть иными.
Выполненный автором анализ показывает, что составные элементы систем, создающих скарново-магнетитовые месторождения, — это магматизм, метасоматизм, рудообразующие флюиды и вмещающая среда. Роль и значение каждого из них для месторождений разных формационных типов неодинаковы. Для скарновых железорудных формаций фанерозойских складчатых областей, образование которых может быть объяснено контактово-метасоматической моделью, определяющим является взаимодействие сининверсионных плутонов с карбонатновулканогенной вмещающей средой; для формаций докембрийских щитов основным структуро- и рудоформирующим фактором служит ультраметаморфизм (метаморфогенно-метасоматическая модель), а для месторождений зон активизации — деятельность интрателлурических или гранитизирующих флюидов (флюидно-метасоматическая модель).
И в качественных геолого-генетических, и в количественных физикохимических моделях следует учитывать возможное разнообразие источников энергии, флюидов, рудного вещества; интегральная модель должна быть «гибкой», учитывающей, при каком сочетании доминирующих факторов рудообразующей системы какой вид, масштаб и закономерности имеет распределение рудных масс. Степень изученности скарново-магнетитовых месторождений довольно высока, но не все вопросы исследованы однородно, что обусловливает сосуществование наряду с различными модификациями метасоматической гипотезы также вулканогенно-осадочной и даже интрузивно-магматической гипотез для объяснения их генезиса.
Имеющийся в распоряжении автора фактический материал по геологии, условиям формирования и составу руд в скарново-магнетитовых месторождениях разных металлогенических эпох, фаций глубинности, структурно-формационных зон позволяет утверждать, что причиной полемики и ошибок в интерпретации генезиса являются попытки универсализовать, распространить отдельные рациональные зерна вулканогенно-осадочной, метаморфогенной и магматической гипотез, применимых в очень малом масштабе, для объяснения всего скарново-железорудного процесса.
Сторонники вулканогенно-осадочного (метаморфогенного) генезиса руд настаивают на скарнировании «первичных» руд, а по мнению апологетов магматической гипотезы — скарны составляют контактовый ореол «рудных» магм.
Поскольку вопрос о времени и месте рудообразования является ключевым (и наиболее дискуссионным), рассмотрим его подробнее, основываясь на оригинальных материалах по изучению вещественного состава и текстурно-структурном анализе руд. Минеральный состав — это главная характеристика руд, определяющая их полезность, выбор способа поиска и технологию переработки. Именно вещественный состав служит одним из признаков при выделении формаций и субформаций, а также главным источником информации об условиях рудообразования. Для локального прогноза (а именно для его обоснования и создаются генетические модели) важно установить связи между текстурно-структурным обликом, составом руд, строением рудных залежей и условиями их формирования. Основываясь на тезисе генетической минералогии, утверждающем, что генезис минералов, представленных своими индивидами, записан природой на последних в виде свойств и состава и может быть считываем лишь с них самих, нами наряду с детальным минералогическим картированием и текстурно-структурным анализом руд предпринято углубленное исследование типоморфных особенностей магнетита и ассоциирующихся с ним минералов — формы и размеров зерен, строения их границ друг с другом и между разноименными минералами, вариаций состава, микроструктуры и свойств в разных парагенезисах, используя традиционные минераграфические и петрографические приемы вместе с методами термо-барометрии, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии, мессбауэровской спектроскопии, рентгеноструктурным, лазерным, атомноабсорбционным, рентгеноспектральным и другими анализами. Некоторые из этих методов при изучении магнетитовых руд применены впервые; их основы и главные результаты приведены в книге «Локальный прогноз...».
В результате исследований выяснено, что существует характерный набор признаков и свойств руд и магнетита, образованных в разной по химизму среде и на разных этапах рудообразующих процессов. Это является фактической основой для утверждения о тесной сопряженности и взаимосвязи скарнирования и оруденения; нашло подтверждение высказанное Л.И. Шабыниным предположение о кристаллизации части магнетитовых руд в магнезиальных скарнах в магматический этап, обосновано наличие реликтов метаморфогенных магнетитов в пироксен-скаполит-магнетитовых рудах абиссальной и гипабиссальной фаций и т. п. Установлено, что магнетит кристаллизовался либо совместно, либо после скарновых минеральных ассоциаций; скарны являются предрудными и рудовмещающими метасоматитами, а не послерудными, как об этом говорят сторонники иных воззрений. Образовавшись в один из этапов гидротермального цикла, магнетит претерпевает в последующем ряд сложных преобразований, что местами вызывает значительные изменения в его реальной структуре и составе.
Многие рудные поля скарново-магнетитовых месторождений насыщены интрузивными телами, принадлежащими к разновозрастным магматическим комплексам; скарнирование и сопутствующее ему магнетитовое оруденение в таких случаях проявляются также неоднократно. В состав рудных масс входит железо, привнесенное флюидами из глубинных зон (из магматического очага, мобилизованное из вмещающих пород или охлаждающихся плутонов), а также и ранее существовавшее в зоне рудоотложения в виде микрорудных фаций, рассеянное в породах или существовавшее в сульфидной, карбонатной, силикатной и других формах. Как показывают изотопные исследования, рудоносные флюиды имеют чаще всего смешанное происхождение, причем повсеместно проявлена следующая тенденция: в ядерной зоне общей гидротермальной системы, возникающей в ореоле остывающего интрузивного тела, преобладает магматическая вода, а в периферической — превалирует вода вмещающих пород, которая по мере развития процесса рудообразования, на его нисходящей ветви, характеризующейся снижением температуры, приобретает тенденцию проникать к центру системы, вытесняя ювенильные растворы. Скарновые месторождения не представляют исключения в этом отношении.
Исследование пространственно-временных и генетических соотношений скарнов и руд, их места в развитии сложных эндогенных рудообразующих систем позволяет уточнить и детализировать типы железооруденения в скарновых месторождениях. По времени кристаллизации магнетита вслед за В.А. Жариковым автор выделяет одновременный и сопутствующий типы оруденения. К одновременному типу относятся магнетитовые руды магматического этапа в магнезиально-скарновых месторождениях фанерозойских складчатых областей и зон ультраметаморфизма докембрийских щитов; В.А. Жариков полагает, что эти образования носят характер некондиционной минерализации, но отнюдь не оруденения, а Л.И. Шабынин утверждает, что эти руды составляют значительные по запасам залежи. Согласиться с мнением Л.И. Шабынина позволяет присутствие на таких месторождениях, как Таежное, Эмельджакское на Алданском щите, Маргоз, Нижнечинжебинское, Тейское и др. в Алтае-Саянской области, крупных рудных залежей, в которых высокотемпературный магнетит находится в парагенезисе только с форстеритом и шпинелью при отсутствии замещения их другими минералами (за исключением серпентинизации, значительно оторванной во времени от скарново-рудного процесса).
Во всех остальных минеральных типах скарново-магнетитовых месторождений оруденение относится к сопутствующему типу: оттожение руд сопровождается изменением состава скарновых минералов: если в начале процесса в известковых скарнах местами наблюдаются геденбергитизация салита, повышение железистости более глиноземистых гранатов и, наоборот, замещение андрадита более глиноземистым гранатом (в парагенезисе с магнетитом и сорудным гастингситом сосуществует гранат с железистостью 45—60%), то с повышением степени замещения скарновые парагенезисы сменяются амфиболами, биотитом, хлоритом. В центральных, наиболее богатых, частях скарново-рудных залежей, представляющих собой зоны наиболее интенсивно проявленного рудообразующего метасоматоза, реликты скарнов редки. Такое сим-метрично-зональное строение инфильтрационных скарново-рудных залежей характерно только для оруденения сопутствующего типа; магнезнально-скарновые магнетитовые залежи магматического этапа, относимые к оруденению одновременного типа, такой зональности не имеют. Возможно, что причиной этому являются неизменность во времени состава сквозьмагматических растворов и изменение в ходе процесса состава послемагматических.
В связи с неоднократным проявлением скарново-рудного процесса в узлах многофазного магматизма и с возможностью участия в составе эпигенетичных рудных залежей также и сингенетичных со скарнируемыми породами руд и микрорудных рассеянных скоплений представляется целесообразным выделять новообразованное, регенерированное и трансформированное железооруденение. Новообразованное оруденение появляется впервые в данном рудном поле, в первый гидротермальный цикл; регенерированное — это оруденение, наложенное на уже существовавшие скарново-рудные залежи предшествующего гидротермального цикла; обычно оно характерно для узлов многократных внедрений магматических масс. Трансформированное оруденение возникает в результате контактово-метасоматических изменений ранее существовавших сингенетичных с вмещающими породами карбонатных, сульфидных, титаномагнетитовых и кремнисто-железистых руд и микрорудных фаций. Во всех типах оруденения магнетит кристаллизуется метасоматическим путем при участии флюидов. В конкретных месторождениях встречаются руды одного или нескольких типов, причем в крупных и уникальных по запасам месторождениях сосредоточено наибольшее разнообразие руд.
Анализ всех материалов по геологии месторождений, рудных полей и районов позволяет утверждать, что минеральный состав, форма и масштаб накопления рудных масс обусловлены разнообразием структурногеологических и физико-химических условий их формирования. Последовательность смены минеральных ассоциаций, определяемая эволюцией физико-химических параметров флюидов в связи с понижением температуры, выдерживается повсеместно, но распространенность и набор типов околорудных метасоматитов и руд зависят не только от валового состава и термодинамических параметров флюидов и замещаемой среды, но и от геоструктурных условий, влияющих на кинетику и динамику метасоматоза. Например, в контактово-метасоматических месторождениях Алтае. Саянской складчатой области известен практически весь спектр околорудных пород: магнезиальные и известковые скарны, альбит-скаполитовые, пироксен-дашкесанитовые и хлорит-актинолитовые (гидросиликатовые) метасоматиты, которые вместе с околоскарновыми и близскарновыми породами составляют закономерные латеральные и вертикальные ряды, а также находятся во вполне определенных пространственно-временных соотношениях с рудами магматического и послемагматического этапов, с регенерированными и трансформированными рудами. В непосредственном контакте с предрудными интрузивами размещены магнезиальные скарны, скаполитовые породы и руды магматического этапа; в протяженных трещинных зонах — пироксен-дашкесанитовые и гидросиликатовые метасоматиты и руды, а в дальнем экзоконтакте — известково-скарновые и гидросиликатовые рудоносные ассоциации. В узлах многоактных внедрений магм многократно появляются одинаковые метасоматиты, но в разных количествах и с иным составом и набором минералов в продуктах отдельных гидротермальных циклов.
В месторождениях центральной части Алданского щита преобладают магнезиальные скарны прогрессивного этапа, скаполитовые метасоматиты и преобразованные магнезиальные скарны, причем среди толщ гранулитовой и амфиболитовой фаций парагенезисы и состав минералов (в том числе магнетита) в одинаковых породах отличаются. Характерно ограниченное распространение известковых скарнов и отсутствие гид-росиликатовых пород. В месторождениях ангаро-илимского типа развиты магнезиальные и известковые скарны, хлорит-серпентиновые метасоматиты, неизвестны сколько-нибудь значительные скопления пироксен-дашкесанитовых и альбит-скаполитовых пород. В месторождениях еравнинского типа распределение зональных рядов метасоматитов коррелируется со степенью трансформации первичных вулканогенно-осадочных руд и с удаленностью от контакта с активным плутоном.
Все это позволяет утверждать, что скарново-магнетитовые месторождения разного формационного и минерального типа обладают набором характерных связей геологических тел и структурных условий локализации, что обусловливает необходимость дифференцированного подхода при создании генетических моделей и выборе критериев локального прогноза скрытого оруденения.
Применение в прогнозно-поисковых исследованиях комплекса современных математических методов и ЭВМ для моделирования геологоструктурной и рудной зональности, определения наиболее информативных критериев и признаков, связанных с масштабом оруденения, выяснения надежности решений поднимает прогнозно-поисковые работы на качественно новую ступень. Поскольку в методическом плане главным остается метод аналогий, повышение эффективности прогноза требует дальнейших углубленных исследований эталонных месторождений, закономерностей формирования и распределения в них рудных масс, уточнения сведений о пространственно-временных соотношениях магматических, осадочных, метаморфических и метасоматических пород и руд, морфоструктурных особенностей их сочетаний, вертикального размаха и фациальной приуроченности оруденения.
Известная ограниченность геологической информации, получаемой при поиске и разведке скарново-магнетитовых месторождений редкой сетью скважин, должна преодолеваться путем исследования отрабатываемых месторождений, на что следует обратить особое внимание.
Применение новых методов исследования вещества, детального стадиального анализа позволит более обоснованно судить о механизме и кинетике рудообразующих процессов, лучше понять условия отложения и метаморфизма рудных масс, перейти от качественных геолого-генетических к количественным моделям и создать теоретические основы количественного локального прогноза скрытого оруденения.