Слайд 1Лекция 7
Эволюция Mo-Sn-W –оруденения
В.И.Старостин
Слайд 2Месторождения малых цветных металлов- молибдена, вольфрама и олова связаны с
гранитоидами разной кремнекислотностью, кроме стратиформных образований.
Олово ассоциирует с лейкократовыми
гранитами; вольфрам - с лейкогранитами и нормальными гранитами; молибден - с гранитоидами более основного состава и при этом часто находится в парагенезисе с медью.
Слайд 5Молибденовое оруденение
В формировании месторождений участвовало два процесса – седиментогенез и
магматизм.
Молибден в осадочном процессе сорбируется органическим веществом и сульфидами железа
в породах черносланцевых формаций, а также в метаморфических толщах докембрия и в битуминозных сланцах фанерозоя.
Время накопления молибдена коррелируется с глобальными эпохами развития жизни на Земле, периодами формирования черносланцевых формаций.
Слайд 8Концентрация Mo в водах океана выше, чем в речных водах.
Обогащение океанических вод Mo происходит вследствие гальмиролиза океанической коры и
привноса его водами рек с континента.
Молибден концентрируется в осадках глубоководных зон в средах, обедненных кислородом.
Металлоносные венд-кембрийские черносланцевые формации формировались у подножия склонов пассивных окраин континентов и образуют планетарные зоны протяженностью тысячи километров.
Слайд 9 Главная эпоха накопления молибдена в
осадочных породах – венд-кембрийская (байкальский цикл), когда в обстановках океанических
бассейнов (на пассивных окраинах и в задуговых бассейнах) формировались Ni – V – Мо, U – V – Мо и Мо – W формации.
В герцинский цикл осадочный рудогенез переместился из океанов в морские бассейны на платформах, где молибден концентрировался в горючих сланцах.
В киммерийский и альпийский циклы осадочное рудообразование уменьшается, но проявляются инфильтрационные процессы, обусловившие развитие в межгорных впадинах руд урана с селеном и молибденом.
Слайд 10Молибден в эндогенных процессах
Масштабы Mo оруденения увеличиваются с
ростом мощности континентальной коры и перемещения очагов гранитообразования из нижней
в верхнюю её часть и с увеличением кремнекислотности магм.
Увеличивается содержания Mo: ультраосновные – основные – средние – кислые породы, а в ряду гранитоидов: габбро-диориты-плагиограниты-гранодиориты-граниты.
Содержание Mo в минералах возрастает в направлении от породообразующих (лейкократовые меланократовые) к акцессорным. Основная масса Mo находится в рассеянном состоянии в породах верхней коры.
Слайд 11
Сокращению накопления молибдена в
осадочном процессе противостоит резкое возрастание в эндогенных месторождениях от докембрия
к более молодым формациям ( максимум в кайнозое).
Эндогенные месторождения каледонского и герцинского циклов (формации Мо – Си и Au – Си – Мо скарновые, Мо-порфировая, W – Мо жильная и грейзеновая, Мо-жильная) формировались в зонах орогенных складчатых поясов на средней стадии их развития. Мо – W скарновая и Мо – Си порфировая формации проявились в пределах окраинно-континентальных вулканических поясов и на островных дугах, а W – Мо-жильная, Мо-штокверковая и Au – Мо-жильная и штокверковая в областях активизации.
Все тектонические циклы заканчиваются образованием низкотемпературных Мо – U руд на заключительной стадии развития складчатых поясов и областей платформенного орогенеза.
Слайд 13
Во времени изменение значимости генетических типов
месторождений:
PCm - жильный, Mz -, штокверковый и Kz - порфировый.
Для каждой эпохи характерен генетический тип : в PCm – вкрапленные зоны в амфиболитах, пегматитовые жилы с Мо и W, редкие штокверки;
В фанерозое – Мо – Си и Au – Си – Мо скарны, Мо – Си порфировые, W – Мо гидротермальные жилы и грейзены, Ni – V – Мо стратиформные и Мо – Se – U инфильтрационные (гидрогенные).
Слайд 14
Основные промышленные типы месторождений генетически связаны
с гранитоидами различных типов:
Mo –Cu - с
М-типом (островные дуги),
Cu –Mo, Mo, Mo-W - V- с I - S – типами {окраинно-континентальные вулканич. складч. пояса),
Mo-U и Cu-Mo - с Н-типом (обл. тектоно-магматич. активизации)
В процессе эволюции Земли происходит изменение состояния молибдена от рассеянного в осадочных и магматических породах к образованию эндогенных концентраций, суммарные запасы которых достигают максимума в кайнозое.
Слайд 17Вольфрамовое оруденение
В образовании вольфрамовых месторождений решающую роль имеет сочетание эндогенных
и экзогенных процессов. Для поведения вольфрама в осадочном процессе характерно
его многократное переотложение. При разрушении пород источника W переносится на глинистых частицах в сорбированном виде и входит в состав акцессорных минералов, а также мигрирует в форме коллоидных и истинных растворов.
Слайд 25Выводы
1. Наиболее высокие концентрации Sn, W, Mo характерны для верхней
части континентальной коры., а максимальные содержания установлены в лейкогранитах, кислых
парасланцах и рапакивиподобных метааляскитах. При возникновении кремнекислых расплавов за счет плавления метаморфических пород они обедняются данными элементами. Наибольшее число месторождений относится к жильному, скарновому и штокверковому типам. Месторождения молибдена относятся к порфировому и штокверковому типам. Среди месторождений олова и вольфрама преобладает (почти 50%) жильный тип. Частота встречаемости месторождений вольфрама скарнового и штокверкового типов меньше (20%). Месторождения олова, по сравнению с месторождениями других металлов, чаще связаны с интракратонными гранитами.
Слайд 26
2. Образование гранитоидных расплавов и связанных
с ними месторождений определяется соотношением мощностей верхняя/нижняя кора. В областях,
где это соотношение >1, преимущественно развиты лейкократовые граниты и месторождения олова. В областях, где это отношение близко к 1, в основном развиты граниты нормального ряда и месторождения вольфрама. В тех областях, где соотношение <1, преобладают гранитоиды повышенной основности и приуроченные к ним месторождения молибдена. В пределах одного месторождения чаще преобладает один металл, а другие металлы являются сопутствующими. Наиболее обычны металлогенические парагенезисы Sn-W и W-Мо.
Слайд 27
По мнению А.А. Ковалева (1985, 1999), крупные и очень крупные
месторождения W, Mo и Sn относятся к двум промышленно-генетическим типам:
скарноидному эксгаляционно-осадочному и грейзеноидному эксгаляционно-метасоматическому.
Месторождения обоих типов формируются рудообразующими системами одновременно в геодинамической обстановке спрединговых окраинных морей над астеносферными магматическими камерами в связи с трансформными разломами
Слайд 28Благородные металлы. Pt-Au-Ag
Триада платина-золото-серебро представляют переходный ряд от сидерофильных
к халькофильным элементам. Все они геохимически связаны с железом (Ag,
Au) и калием (Au, Ag, Pt). Серебро накапливается в заключительные стадии гидротермального процесса и типично для верхних структурных этажей рудоносных комплексов. Золото концентрируется на главных стадиях гранитизации рудоносных вулканогенно-осадочных формаций средних этажей развития вулканических поясов. Платиноиды формируются на начальных стадиях эволюции основного и ультраосновного магматизма.
Слайд 29Платиноиды
Металлы платиновой группы (МПГ) – платина (Pt), иридий (Ir), осмий
(Os), палладий (Pd), родий (Rh) и рутений (Ru) относятся к
сидерофильным элементам.
В земной коре они образуют ряд: Pd>Pt>>Ir>>Os>>Rh=Ru. Выделяют легкие МПГ (Pd, Ru, Rh), типичные для Pt-Cu-Ni сульфидных м-ний, и тяжелые (Pt, Os, Ir), развитые в Pt-Cr оксидно-силиктных рудах. Все они генетически связаны с основным- ультра-ультрамафитовым магматизмом.
Слайд 30При образовании архейской коры происходило селективное плавление мантийного вещества, и
действовал механизм дифференциации рудных элементов, в том числе и МПГ.
С
появлением гидросферы и атмосефры, возникли флюидные системы и экзогенные процессы. Включились механизмы вторичного рециклинга рудного вещества (магматогенного, метаморфогенного и экзогенного). Аномальные концентрации в формациях: Prt1 Pt, Pd, U, V; Prt3–Pz1 Pt, Pd, V и Pz3 – Pd, Pt, Cu, Zn, Pb.
Слайд 31Смена сидерофильной металлогении на халькофильную.
Эволюционный ряд : 1) архейские кратоны
(зеленокам. пояса с коматиитами);
2) протерозойские подвижные пояса;
3) тектоно-магматические
и тектоно-вулканические области протоактивизации PCm; 4) зоны Prt3-Cm мафитов;
5) фанерозойские обл. тектоно-магматической активизации;
6) зоны коллизионных фанерозойских офиолитов.
Слайд 32
1.В архейских зеленокаменных поясах МПГ в коматиитовых и в хромитовых
мафит-ультрамафитовых комплексах.
2.В протерозойских подвижных поясах и интракратонных впадинах. Попутно
с Au и U добывают осмистый иридий и платину из м-ния Витватерсранд (3-28 г/т, добыча 150-250 кг/год).
В будущем перспективны черносланцевые толщи Prt поясов. К особому типу относятся Mo-Au-Ni-Pt м-ния в Prt3 терригенно-карбонатных формациях. К этому типу относятся м-ния Южного Китая.
Слайд 33 3.Тектоно-магматический тип областей протоактивизации докембрия.
Крупные и уникальные с
платиноидами сульфидные медно-никелевые и хромитовые м-ния, связанные с основными и
ультраосновными формациями.
Из м-ний этого типа в мире добывают 65-75% МПГ в рудных провинциях: Бушвельд (ЮАР), Великая дайка (Зимбабве), Садбери (Канада) и Стиллутер (США).
Слайд 34Бушвельдский комплекс.
80% запасов МПГ мира. Оруденение в критической зоне
(нориты, пироксениты, анортозиты, перидотиты) - верхняя часть комплекса. Две зоны
(«рифы») сульфидного оруденения, с горизонтом между ними хромитовых руд (риф Меренского). Мощность с МПГ - 20 м.
Аномалии платиноидов имеются во всех типах пород комплекса (в пегматитовых и кварцевых жилах, в трубках гортонолитового дунита, в диопсид-гроссуляровых скарнах и др.).
Слайд 36
Тектоно-вулканические области протоактивизации докембрия
Перспективны на Pt
оруденение. Печенга-Имандра-Варзугская шовная зона на Кольском п-ве, включающая Печенгское рудное
поле где залежах Cu-Ni в интрузиях габбро-верлитов содержания Pt и Pd = 0,1 – 0,6 г/т.
Слайд 38
4. Позднепротерозойские рифтогенные структуры и палеобассейны
Зоны Prt3-Cm
мафитов; На Канадском щите к данному типу принадлежат сульфидные Cu-Ni
с МПГ м-ния района Дулут (Хартли, Баббит, Блу-Лейк и др.), приуроченные к габбро-перидотитовым и габбро-троктолитовым силлам (Pt и Pd = 1,5 – 10 г/т) , а в магнетит-ильменит-хромитовых м-ния Берг-Лейк- 5 г/т.
Слайд 405. Области фанерозойской тектоно-магматической активизации
Уникальные м-ния Норильского рудного района. Приурочены
к палеорифту и локализованы в силлообразных телах габбро-долеритовых интрузий, расслоенных
на пласты оливинитов, пикритовых долеритов и габбро-диоритов. Руды м-ний (Норильское I, II, Талнахское, Октябрьское) медно-никелево-платиноидные ( 0,25 - 4,0% Ni, 0,2 – 7,5% Cu, 40 – 60 г/т платиноидов). Данный район обеспечивает 98% запасов и до 90% добычи платиноидов России.
Слайд 42 Петролого-геодинамическую модель
Длительная история Таймыро-Норильской
трапповой рудномагматической системы. Шесть этапов (PR – P2). Добавление к
мантийно-коровому веществу ремобилизованных перегретыми расплавами дополнительной массы Cu, Au, Ag и МПГ, извлеченной из медистых песчаников игарского типа, возможных древних Cu-Mo и Cu-Ni м-ний, черносланцевых толщ или пород зеленокаменного пояса.
Слайд 436. Фанерозойские коллизионные офиолитовые формации
С дунит-гарцбургитовыми комплексами, развитыми
в офиолитовых поясах, связаны м-ния хромитов с МПГ Кемпирсайское (Казахстан),
Булькиза (Албания), Лека (Норвегия)).
Иной тип зональные дунит-клинопироксенит-габбровые массивы Урала (Нижнетагильский, и др.), с которыми связаны платиноносные россыпи. Эндогенная минерализация в обогащенных хромитом зонах в шлирово-струйчатых телах. Платиноносные хромититы альпинотипных офиолитов содержат в целом невысокие концентрации МПГ.
МПГ составляют 50 тыс. т. 1. 1. 15% - архейские
зеленокаменные пояса,
2. 5% - протерозойские подвижные пояса и интракратонные впадины,
3. 50% - области тектоно-магматической и тектоно-вулканической протоактивизации докембрия,
4. 5% - зоны позднепротерозойско-кембрийского ультраосновного магматизма,
5. 15% - фанерозойские области тектоно-магматической активизации,
6. 10% - зоны фанерозойских альпинотипных офиолитов.
(Ar -Prt) платиноиды поступали в результате ранних фаз плавления и
дифференциации первичных мафит-ультрамафитовых пород Земли, обогащенных тяжелыми металлами.
На позднем фанерозойском этапе происходил рециклинг МПГ из PCm м-ний и обогащенных платиноидами пород, а также мобилизация этих элементов из глубинных подкоровых резервуаров остаточной недеплетированной мантии, обогащенной тяжелыми металлами и флюидами.
В каледонско-герцинский период - новый тип м-ний в углеродистых формациях. Эти молодые аналоги покровно-шарьяжных PCm черносланцевых зон. Их относят в группу офиолитовых комплексов (Юкон, Сибирь, Казахстан, Ср. Азия, Китай, США, Канада).
Слайд 46
Золото
Запасы золота:юг Африки (42,9%), Азия
(17,4), С. Америка (16,5) и Ю. Америка (13,6), Австралия и
Океания (7,2) и Европ (2,4).
Главные геолого-промышленные типы (80%):
1. Пирит-кварцевые руды в зеленокаменных Ar поясах (6,8%),
2.Тонкое Au в железистых кварцитах PCm1 (>5,0%),
3. Уран-золоторудные кварциты Prt1 (~36,5%),
4. Пирит-арсенопирит-кварцевые руды в песчано-сланцевых
формациях рифея –(10,8%),
5. Эпитермальные Au-Ag и Au-Tl руды в фанерозойских
вулканогенных комплексах (12,2%),
6. Руды зоны окисления в породах терригенно-карбонатных и
карбонатных формаций – тип Карлин (5,6%),
7. Россыпные м-ния (~4,0%).
8.Комплексные медные и полиметаллические руды ( 10%).
Слайд 50Конец архея начало протерозоя и Kz.
Первый период
- незрелая континентальная кора - интенсивный мафит-ультрамафитовый магматизм (от 3,87
до 3,80 млрд.л.) Золото здесь совместно с медью и палладием, в ходе фракционной кристаллизации в коматиитах и супракрустальных комплексах по краям сводовых поднятий.
Становление Ar зеленокаменных поясов внедрение интрузий тоналит-трондьемитов
Наиболее ранние концентрации Au в базальных частях разреза древних щитов Ю. Африки – пояс Барбертон (3,6 млрд. лет) и З. Австралии – блок Пилбара (3,5 – 3,3 млрд. лет).
Слайд 52
Второй период. В Ar2 заложение зеленокаменных поясов, концентрации Au
в вулканогенно-осадочных, в том числе железорудных, формациях. В Ar3 проявились
процессы метаморфизма, гранитоидного магматизма Na и K-Na типов и рудной реювинации, плейт-тектоника и плюм-тектоника и Au сульфидные, медно-никелевые (с Pt и Au), колчеданные (с Au) и железистые кварциты (с Au). В конце архея в структурных зонах крупные Cu-Zn-Au м-ния в ассоциации с кислым и средним вулканизмом.
Слайд 53Позднеархейские зеленокаменные пояса (преимущественно Канадские), несмотря на общую схожесть с
более древними имеют еще и отличительные особенности. Более кислые вулканиты,
залегающие стратиграфически выше в разрезах, здесь обнаруживают сходство с фанерозойскими островодужными образованиями, возникшими в условиях субдукции. Кроме бимодальных, появляются пояса с гомодромным вулканизмом: известково-щелочная ассоциация из основных, средних и кислых вулканитов с незначительным количеством ультрамафитовых лав, что свидетельствует о коровом происхождении вещества (пояс Абитиби).
Слайд 54Позднеархейские зеленокаменные провинции Сьюпириор и блока Йилгарн содержат уникальные м-ния
золота. Структура провинции образована вулкано-плутоническими комплексами островных дуг, метаосадочными поясами
акреционных призм, плутоническими комплексами континентальных окраин и многочисленными фрагментами более древней коры с возрастом до 3 млрд. лет.
Спрединг и субдукция предопределили развитие окраинных морей, островных дуг, активных континентальных окраин, что сопровождалось появлением новых генетических типов золоторудных месторождений золото-сульфидно-кварцевой и золото-железисто-кварцитовой ассоциаций, широкое развитие получают образование колчеданного семейства..