Слайд 1Кафедра геологии, геохимии и экономики полезных ископаемых
2014 г.
МГУ им. Ломоносова
Слайд 2Эволюция Cu-Pb-Zn оруденения в истории Земли
Главные металлы в рудах полиметаллических
месторождений – Cu, Pb, Zn
Из рассеянных часто присутствуют – Cd,
Ag, Au, Se, Te, Ge, Tl, Ga и In
Слайд 3Медно-свинцово-цинковые месторождения
Мы рассматриваем на примере колчеданно-полиметаллических месторождений в широком смысле,
т. е. колчеданных месторождений, обогащённых этими цветными металлами в разных
пропорциях, с серно- и медно-колчеданными и свинцово-цинковыми полиметаллическими месторождениями как крайними представителями
Слайд 4Среднее содержание Cu, Zn, Ag, Pb в главных типах горных
пород, почвах и земной коре
Слайд 5Медь – типичный халькофильный элемент и главная масса ее заключена
в форме сульфидов
Эндогенные рудные концентрации связаны с базальтоидным и гранитоидным
магматизмом
В экзогенных условиях медь обладает высокой миграционной способностью
В зоне окисления выносится и отлагается ниже уровня грунтовых вод
Слайд 6Выделяют месторождения:
Магматические
Карбонатитовые
Скарновые
Гидротермальные плутоногенные (медно-порфировые)
Колчеданные
Стратиформные (медистые песчаники и сланцы)
Слайд 7Запасы меди в месторождениях:
Медно-порфировые - около 70 %
Медистые песчаники и
сланцы – около 20 %
Колчеданные – (5-8) %
Сульфидные медно-никелевые –
(2-2,5) %
Скарновые – (2-4) %
Карбонатитовые – (0,5-0,7) %
Слайд 10Схематическая карта расположения калчеданных месторождений Урала.
Кружками разного размера показаны месторождения:
- суперкрупные;
- крупные;
- средние;
- мелкие
Слайд 11Типы колчеданных месторождений в осадочно-вулканогенных породах
Слайд 12Геохимическая особенность Pb и Zn в магматическом процессе, обусловленная кристаллохимическим
сходством Pb2+ с K1+, а Zn2+ с Mg2+ и Fe2+
- тенденция свинца следовать за калием, а цинка за магнием и железом
Происходит накопление свинца в поздних дифференциатах гранитоидных серий и присутствие его как в изоморфной форме, так и в виде акцессорного галенита и самородного свинца
Цинк концентрируется в железо-магниевых силикатах (амфиболах, биотите) магматических пород
В осадочном процессе источники свинца и цинка коры выветривания пород континентальной коры основного для Cu и Zn и кислого для Pb состава. Для бассейна Черного и Азовского морей рудные элементы образуют следующий ряд подвижности:
Pb Co Sn Ag Mn Ni V Zn Cu
max min
Слайд 13Распределение средних взвешенных (на долю литотипов) содержания Zn и Pb
в
чёрных сланцах по стратиграфическому разрезу. Заштрихованная область
фоновых содержаний. Ф –
нижний предел фона, А1 – нижний предел аномалий
Слайд 14Pb и Zn:
Проявляют халькофильные свойства
Накапливаются в остаточных дифференциатах магматических
очагов и выносятся комплексными соединениями
Месторождения чаще принадлежат к эндогенно-зкзогенному типу,
формирование которого протекает в области разгрузки гидротерм в придонных осадках и в трещинах подводящих структур.
При этом более высокотемпературный сфалерит отлагается в нижних частях, а галенит - ближе к поверхности)
Слайд 15В зоне выветривания:
Свинец слабо мигрирует и накапливается в форме нерастворимых
соединений (англезит, церуссит)
Цинк выносится и накапливается как карбонат (смитсонит)
Слайд 16Pb - Zn руды образуют следующие типы:
Скарновые
Гидротермальные
Колчеданно-полиметаллические (в вулканогенных и
терригенных формациях)
Стратиформные (в карбонатных)
Слайд 19Распределение запасов суммы свинца и цинка (в % от мировых
запасов)
по периодам и типам месторождений (без учёта скарновых и жильных)
Слайд 20Медно-цинково-свинцовое оруденение в докембрии
Руды:
Метасоматические
В вулканогенных формациях
В карбонатно-терригенных формациях
Осадочные
Метаморфизованные
Условные обозначения:
АВ
– Австралийская пл.
АЛ – Алданский щит
АФ – Африканская пл.
БЛ –
Балтийский щит
КН – Канадский щит
ПЛ – щит Пилбара
Слайд 22 Эволюция медно-цинково-свинцового оруденения в фанерозое
I – Скарновые
II
– Жильные
III – В вулканогенных формациях
IV − В карбонатно-терригенных
Регионы
:
1 – В. Сибирь (Pb, Zn)
2 – Карпаты, Иран (Cu, Pb, Zn)
3 – С. Аппалачи
5 – З.Казахстан (Cu, Pb, Zn)
6 – Ю.Урал (Cu:Pb:Zn = 25:10:1)
7 – С. Мугоджары (50:10:1)
8 – Алтай (1:3:1)
9 – Рудные горы, Чешский массив
10 – Кураминская зона, З. ТяньШань (Zn:Pb=1.35:0.6)
11 – Канада, Балканы
12 – В. Забайкалье(Zn: Pb=1-1.5:1-10)
13 – Дальнегорское (Cu> Zn Pb)
14 – Босния и Герцоговина
15 – Ц. Тинтик (Zn:Pb = 4:5)
16 – Филиппины, Япония(Cu:Pb:Zn = 2:4:1)
17 – Колорадо (Zn:Pb=6:1+Ag), Мексика (Zn:Pb=2:1+Ag)
Слайд 29Выводы:
Медь занимает особое положение – это основной компонент всех типов
месторождений
Колчеданы с медью впервые формировались в архее и протерозое
в вулканогенно-осадочных комплексах зеленокаменных поясов щитов и платформ. В каледонскую и герцинскую эпохи они продолжали играть ведущую роль среди других типов
В киммерийскую и альпийскую эпохи уменьшились масштабы рудонакопления, однако рудоообразование в областях активного вулканизма продолжается и в настоящее время
Слайд 30
В фанерозое возникают медно-порфировые м-ния, связанные с умеренно кислыми интрузивами
вулкано-плутонических ассоциаций, свойственных мобильным поясам
Наиболее древние м-ния образовались в девоне,
карбоне и перми (Австралия, Казахстан), однако основная их масса возникла в позднем мелу – раннем палеогене и позднем неогене (США, Мексика, Центральная и Южная Африка, Западно-Тихоокеанский пояс)
Слайд 31Стратиформные месторождения меди ( медистые песчаники и сланцы) в молассовых,
флишоидных, терригенно-карбонатных и эффузивно-терригенных формациях возникли в предгорных и межгорных
окраинных прогибах и внутри платформ в мульдах. Главные пики накопления медистых песчаников приходятся на протерозойскую и герцинскую эпохи
Ликвационные сульфидные медно-никелевые месторождения в расслоенных базальтоидных комплексах формировались в периоды активизации платформ. Основная масса руд была образована в протерозое
Слайд 32В течение четырех миллиардов лет возникло 30 % запасов свинца
и цинка. Месторождения появились –
(2,5-1,8) млрд. лет, когда возникли
первые континенты. Главный пик рудогенеза Pb и Zn в докембрии приходится на период – (1,8-0,6) млрд. лет
Для докембрия характерно присутствие в раннем архее-среднем протерозое медно-цинково-колчеданных (с Au) месторождений рудогенез которых продолжался более
2,0 млрд. лет
В среднем протерозое-венде он сменился колчеданно-полиметаллическим с преобладанием цинка и свинца (с Ag), причем Cu-Zn руды ассоциируют с вулканогенными формациями, а Pb-Zn – с карбонатно-черносланцевыми
Слайд 33
Увеличение запасов свинца происходило на фоне повышения калиеносности вулканических и
магматических пород
Месторождения в вулканогенных формациях формировались на океанической коре в
зеленокаменных поясах и зонах спрединга в окраинно-континентальных бассейнах
Месторождения в карбонатно-черносланцевых формациях – на континентальной коре, в крупных прогибах авлакогенного типа
Слайд 34Основная масса запасов Pb и Zn (70 %) сформировалась в
фанерозое. В герцинидах Европы (Силезско-Краковский район и Центральный Французский массив)
рудовмещающими являются карбонатные толщи триаса, а в Альпийском поясе – карбонатные свиты нижней юры и палеогена
Возникновение этих руд - результат реювинации в связи с тектоническими перестройками в сопредельных областях. Правомерно мнение, что эти провинции и расположенные рядом с ними нефте- газоносные бассейны образованы единым флюидодинамическим механизмом
Слайд 35
В киммерийско-альпийских складчатых системах типичны скарновые и трещино-жильные образования, что
связано с возрастанием мощности и жесткости континентальной коры
Особенность периода -
появление на континентах провинций с регенерированными осадочно-катагеническими стратиформными месторождениями в карбонатных толщах
Слайд 36
Они приурочены на С. Американской платформе к ср. кембрию-ср. ордовику
и ср. девону-нижнему карбону. К последнему приурочены и подобные месторождения
на Южно-Китайской платформе и в каледонидах Ирландии и Казахстана
Максимум свинца и цинка в месторождениях мира приходится на палеозой. Характерна периодичность состава руд – конечные стадии периодов и этапов - более высокие содержания Pb и Ag.
Слайд 37Во времени происходит перемещение процессов свинцово-цинковой минерализации из областей с
океанической корой и корой переходного типа в области с континентальной
корой
Аналогичная картина характерна для железа, меди и ряда других металлов. Это объясняется тем, что сначала металлы концентрировались в зонах океанической коры, но в последующем, при экзогенной дифференциации, субдукции, гранитизации и общем орогенезе подвергались ремобилизации с образованием новых генетических типов месторждений