Металлогения
Под прогнозом МПИ подразумевают научное предвидение наличия МПИ определенного типа или перспективных рудоносных площадей на основе известных закономерностей развития геологических объектов.
Прогноз – научно обоснованное состояние объекта.
Прогнозирование – процесс разработки прогноза.
В основе прогноза МПИ лежат 2 базовых положения:
-знание геохимических и геофизических особенностей, хим. элементов, их содержаний и комплексов в различных физ-хим. обстановках;
-представления о закономерном образовании, размещении и разнообразном изменении МПИ в земной коре в ходе геологической эволюции данного региона.
Металлогения (греч. металлоне – руда, генезис – происхождение)
Термин «Минерагения» используется параллельно
Методики прогнозирования основаны на нескольких принципах:
1. Принцип вероятного подобия (наиболее вероятно, что в сходных геологических обстановках со сходной историей развития происходит образование сходных по типу МПИ)
2. Принцип взаимосвязи характеристик рассеяния и концентрации хим. элементов. (Масштабы накопления какого-либо элемента в промышленных концентрациях в пределах каких-то определенных рудоносных площадей будут определять его распространение в з.к.)
3. Принцип обратной зависимости частоты встречаемости рудоносных объектов от их размеров. Позволяет вывести закономерности ранжирования м/р по их размерам.
4. Принцип соответствия. Предусматривает, что этелонные и оцениваемые объекты имеют сопоставимые масштабы.
5. Принцип последовательного приближения. Определяет стадийность ГРР. Подразумевает изучение объектов от большего к меньшему.
Весь процесс геологического прогноза сводится к решению ряда геологических задач:
- установление металлогенической специализации изучаемых структур. В пределах этих структур происходит выяснение закономерностей размещения во времени и пространстве объектов, перспективных на добычу ПИ.
- оценка величины и качества минерально-сырьевых ресурсов в пределах исследуемых объектов. Это подсчет прогнозных ресурсов.
- геолого-экономический анализ каждого из выделенных объектов для разработки оптимального объекта и дальнейшей разработки.
Это составные части геологического прогноза.
Геологический прогноз осуществляется на основе анализа геологических предпосылок и признаков в рамках определенных геологических структур.
Предпосылки:
- стратиграфические;
- литологические;
- структурные (структурно-тектонические);
- магматические (петрографические и петрологические);
- геохимические;
- геоморфологические;
- минералогические;
- климатические;
- геофизические.
Признаки поискового прогнозирования представляют собой конкретные геологические факты, показывающие нахождение определенных типов п/и.
Объектом прогнозирования являются рудные МПИ или рудные тела.
Основа рудообразования – геодинамические процессы.
Участки з.к. разделены на мобильные и стабильные области (геоструктуры) и они характеризуются своей металлогенической спецификой.
Металлогенические пояса и провинции – это подвижные части з.к. со сложной геологической структурой. Отвечают крупным участкам з.к. на уровне складчатых систем в пределах платформ или участков дна мирового океана. (Средиземноморский, Тихоокеанский)
Рудные зоны – охватывают несколько рудных полей.
Рудный узел – рудоносная площадь, включающая в себя взаимосвязные рудные поля и ряд м/р определенного типа.
Рудное поле – группы однотипных по происхождению, составу и структуре м/р.
Рудные тела – локальные скопления природного минерального сырья, приуроченные к определенным структурно-геологическим элементам в пределах м/р.
Виды прогнозирования:
1. Глобальное
2. Обзорное
3. Мелко-, средне-, крупномасштабное
4. Детальное
5. Локальное
Объекты обзорного прогнозирования=: либо вся территория РФ, либо отдельные крупные регионы (Урал, Сибирь, ВЕП, Якутия)
Мелкомасштабное прогнозирование. На стадии изучения недр. Масштаб 1:1000000, 1:500000. Используется геохимия, АФС и КС. Для некоторых участков составляются прогнозные карты 1:200000, 1:50000.
Среднемасштабное прогнозирование. Стадия регионал ьной геологии изучения недр. Составляются карты 1:200000, 1:100000. Выделение рудных регионов и узлов.
Оценка ресурсов по категории Р3.Возможность нахождения м/р на площади прогноза при среднемасштабном прогнощ=зировании должна подтверждаться наличием прямых признаков данных п.и. Оценка рес-сов производится м-дом аналогии, путем сравнения с эталонами. Исп-ся удельн. продуктивность (кол-ко п.и. на ед-цу площади и инте-ть орудинения – это предположительные параметры)
Крупномасштабное прогнозирование Стадия рег.геол. исследований тер-рии. Карты м-ба 1:50 000, 1:25 000. Работы ведутся по определённым видам п.и. Перспективность кот-ой была выявлена ранее. Оценка прогнозных ресурсов производится по категориям Р3 и Р2.
Детальное прогнозирование Стадия поисковых работ.Провод-ся в пределах бассейнов рудных узлов и полей, которые были выявлены при металлогенических исследованиях. Работы произв-ся в масс-бе 1:10 000. Произв-ся выделение геохим. и геофиз. аномалий на исследованной площади, участков проявлений п.и. Оценка ресурсов по категориям Р2 и Р1. Наиб. Перспективные объекты вкл-ся в фонд объектов для постановки оценочных работ.
Прогнозирование на стадии оценочных работ
Проводится на ранее обнаруженных проявлениях п/и, которые были выявлены при работах 1:50000, 1:10000. Для сложных по геологическому строению территорий работы могут вестись 1:5000/1:1000. Ведутся горные, буровые работы. По результатам вскрытия тел п/и, приблизительно оконтуриваются, устанавливается положение тел в пространстве. Подсчет по категории С2.
Прогнозирование на стадии разведки
Проводятся на м/р с уже выполненным технико-экономическим обоснованием промышленной ценности м/р.
Ведется:
- оценка ресурсов м/р на горизонтах, которые лежат ниже глубин, затронутых работами, если есть геохимические и геофизические предпосылки на продолжение тела п/и;
- оценка ресурсов новых ранее неизвестных тел п/и, вскрытых единичными скважинами и горными выработками, не разведанных ранее;
- переоценка ресурсов известных ранее, но не вовлеченных в разведку тел п/и.
Оценка ресурсов по категории Р1.
Теоретические основы прогноза
1. Рудообразующие процессы.
Рудообразование - накопление или металлов в определенных участках з.к.
Процесс рудообразования является частным явлением, которое сопровождает процессы формирования, становления и развития данного участка з.к.
Рудообразующие процессы можно рассматриваться как частные случаи породообразования.
Рудообразованиерудогенезрудонакоплениерудообразующий процесс.
Рудообразующий процесс в обобщенном виде состоит из 3 главных компонентов (циклов)
1. Отделение руд вещества от источника.
2. Перенос рудного вещества транспортирующими агентами.
3. Отложение рудного вещества в местах рудолокализации.
Еще необходим источник энергии.
Источники рудного вещ-ва:
- ювенильные
-подкоровые (связаны с базальтовой магмой)
-ассимиляционные (внутрикоровые)
-внемагматическая инфильтрация
Транспортирующие агенты:
-магм.расплавы
-газово-жидкие водные растворы глубинного происхождения
-поверхностные воды глубокой циркуляции
-воды морей и океанов
-атмосферные воды
Пути миграции транспортирующих агентов отвечают зонам повышенной ослабленности ЗК (тектонические разломы, зоны пересечения разломов, породы с повышенными коллекторскими свойствами, каналы миграции вод – реки, ручьи).
Области рудонакопления – участки ЗК, которые находятся на пути движения транспортирующих агентов, где происходит резкое изменение физ-хим состояния агентов, которое приводит к отделению рудообразующих компонентов, их осаждение и накопление. Это могут быть различные геохимические барьеры.
Источник энергии – глубинное тепло Земли.
Модели рудообразования
-Эндотермальная модель (если источники энергии имеют глубинное происхождение, транспортирующие агенты и рудное вещество тоже глубинные).
- Экзотермальная модель (источник энергии глубинные, в рудообразующий процесс вовлекаются экзогенные воды, которые приводятся в движение теплом Земли).
- Смешанная модель (наиболее распространенная, источник тепла имеет глубинное происхождение, минеральные растворы могут иметь эндо- и экзогенную природу).
Типы рудообразования
1. Магматогенные
- плутогенные
- вулканогенные
2. Седиментогенные (осадочные)
3. Метаморфогенные
Магматогенное рудообразование
1.Плутогенные рудообразующие процессы.
Процесс становление магматических тел является фактором миграции и накопления рудного вещества.
В зависимости от источников энергообеспечения и механизмов функционирования, плутогенные рудообразующие процессы делятся на разновидности:
- собственно магматогенное рудообразующие процессы . Предполагало изначально вхождение рудного вещества в материнские расплавы и его разделение и перераспределение вместе с разделением самих магматических расплавов.
В этих моделях большое значение имеет наличие летучих компонентов, а причина распределения руд и силикатных компонентов в расплавах обусловленная различием термодинамических процессов в областях зарождения магматических расплавов и в местах их кристаллизации.
Такие рудообразующие модели приводят к образованию крупных месторождений сульфизно-медно-никелевых руд, скоплений платиноидов в расслоенных базит-гипербазитовых комплексах – массив Бушвельд. Массив состоит из норитов и габбро (общ.мощн. 9000м). Верхняя часть лополита сложена красным гранитом (мощн. 2500м), габброидная часть массива разделена на 5 зон:
1зона сложена однообразными габбро и норитами (1700м)
2 зона(главная, мощн 4500м) сложена почти такими же габбро и норитами, но ее верхняя часть отделена от 1 зоны железорудным слоем (мощн 3м).
3 зона (критическая, мощн 750-900м). Характерна псевдостратификация. Сложена зона чередованием прослоев пироксенитов, анортозитов, перидотитов, хромитов. В основании зоны хромитовый горизонт, в верхней части которого – прослой норитов, которые содержат сульфидную руду с платиной.
4 зона (базальтовая) сложена норитов, габбро с тонкими прослоями пироксенитов.
5 зона – тонкозернистые закаленные нориты, диабазы, гибридные породы в основании лополита.
Предполагается, что Бушвельдский массив образовался из одной магмы, которая в результате дифференциации разделилась на гранитную и габброидную части. При кристаллизации габброидной части происходила псевдостратификация массива.
На основе этого массива разработана модель магматогенного рудообразования.
Для составления модели используются принципы:
1. Должно наблюдаться постоянство пространственно-временных ассоциаций рудных тел и интрузивных образований определенного состава и строения.
2. Рудные тела должны располагаться в однотипных частях разреза магматических тел.
3. Должна выдерживаться определенная зависимость геохимических характеристик руд от петрологических и петрохимических свойств соответствующих магматических пород.
4. Должны наблюдаться рудно-силикатные образования, состоящие из определенных минеральных ассоциаций, которые возникают в определенные периоды формирования массива.
Источником рудного вещества и его носителем являются соответствующие магматические расплавы. Пути и механизмы отделения рудного вещества и рудонакопления могут иметь свою специфику в зависимости от особенностей каждого конкретного массива.
В целом, модели объединены в 2 группы:
1. Допускается, что разделение магмы на рудную и силикатную части происходит на пути продвижения расплава к месту кристаллизации или в каких-то промежуточных магматических очагах. Поступление рудного и силикатного расплавов в место рудонакопления происходит в разное время.
2. Допускается, что поступление рудного вещества в зону рудонакопления происходит непосредственно из магматических камер, заполненных однородным рудно-силикатным расплавом. Разделение на рудную и силикатную части происходит в месте кристаллизации.
Большую роль играет проблема баланса/дисбаланса рудной и силикатной составляющих.
Преобладание рудного вещества в источнике может превышать рудное вещество в месте накопления в 1000 раз.
Рисунок с кучей стрелочек -
В магматогенных моделях магматические расплавы выступают одновременно как источник вещества и транспортирующий агент.
Плутогенные гидротермальные модели
1. Ортогенные. Носители рудного вещества – сами магматические расплавы. Они же и источник и транспорт рудного вещества.
Такие модели допускают вынос вещества магматических тел их флюидными составляющими с реализацией процесса рудонакопления в периферийных участках самого интрузивного тела или породах, вмещающих его.
2. Рециклинговая модель. Формирование оруденения происходит с участиемвод различного происхождения. Источник рудного вещества – магматический расплав, и в процессе оруденения участвует рудное вещество, мобилизованное из вмещающих пород.
Транспортный агент – воды различного происхождения. Главный источник энергии – магматический очаг и расплав.
Формирование руд происходит в 3 этапа:
1. При кристаллизации расплава происходит уменьшение объема тела, что приводит к образованию трещин в над-интрузивной зоне → образование пустотного пространства → в поры втягивается воды.
2. Пустоты
3. Под влиянием тепла магматического тела в движение приходят подземные воды с образованием конвективных потоков.
При циркуляции подземных вод происходит мобилизация рудного вещества вмещающих пород, которые вовлекаются в рудообразование. На 3 стадии процесс затухает.
Руды имеют ярко выраженную зональность.
Для функционирования рециклинговых систем главное значение имеет водонасыщенность окружающих пород и их проницаемость.
Большое значение для формирования оруденения имеет длительность процесса, скорость циркуляции вод и размах конвективных ячеек, которые обеспечивают циркулирующие подземные воды окружающих пород.
Транспортирующие агенты: магматогенные флюиды, вовлеченные в циркуляцию, воды вмещающих пород.
Продукты этих моделей: скопления рудного вещества, которые связаны с вулканическими комплексами пород.
Роль вулканизма в процессе рудообразования заключается в образовании различных по своей природе источников энергообеспечения и в участии большого количества жидких транспортирующих агентов.
Вулканогенно-гидротермальные модели
Ортогенная модель. Оруденение при реализации этой модели очень тесно связано с вулканическими и субвулканическими (дайки) телами.
В некоторых случаях не удается уверенно отнести рудные тела к продуктам вулканизма.
Источник энергии – сами вулканические тела, источник рудного вещества – вулканический расплав, транспорт – вулканический расплав и его флюидная компонента.
Рецикинговая модель.
Рисунок, где много стрелочек снизу с разных сторон поднимаются в одном месте на морском дне.
1. зона возникновения пирита и магнетита в результате восстановления сульфат-иона.
2. выщелачивание металлов из породообразующих минералов и их транспортировка в виде металл-хлоридных соединений.
3. реакции с железосодержащими силикатами с высвобождением железа, высвобождение водорода.
4. зона возникновения восстановленного флюида за счет водорода и углерода.
5.Углерод-водородные обменные реакции. Образование растворов высокой солености.
6. Образование металломагнетитов и прожилковых сульфидных руд.
7.Обр-ние сплошных сульфидных руд.
Необходима повышенная проницаемость придонных осадков, тепловой поток, большой объем воды, кот. обеспечивает питание всей рудообраз-щей системы.
Ист. руд. вещ-ва:донные осадки.
Транспорт: воды придонных осадков.
Место рудоотложения: граница донных осадков и морской воды.
Вулканогенно-сублимационное рудообразование.
В кратерных зонах соврем. вулканов. Сопровождается обр-нием серы.Объем формиующихся руд оч мал.
Вулканогенно-седиментационное рудообразование
Связано с экстракцией продуктов излияний и извержений в прилегающие бассейны.
Седиментогенные рудообразующие процессы.
Оч большое разнообразие механизмов переноса и отложения руд. вещ-ва.
Седиментогенные осадочные рудонакопления.
Перенос: механич., химич., биохимич..
Источник руд. в-ва:породы разного происхождения. Иногда руд.в-во в них наход-ся в рассеянном состоянии. Накопление большого объема руд.тела связано с масщтабами процесса, длительным временем рудообр-я.
Модель форм-ния руд типа Мансфельд.Оруд-е гидротермального типа на примере м/р медистых песчаников.
Ист.руд.в-ва:красноцв.отложения.Сu здесь в рассеян.состоянии. Сбор Сu происх.за счет подз.вод.
Способы проникновения и осаждения
1.путем фильтрации(Например, м/р Джесказган)
2.диффузионный путь
Путем фильтрации формир-ние гидротерм.оруд-ния может происх-ть на аллохтонных и автохтонных барьерах.
Ист.руд.в-ва: красноцв.терриг.отл-я.
Транспорт:подз.воды м/р.
Место рудоотл-я – участки З.к.,где происх. Смена красноцв.отл-ний на др.отл-ния.
2 типа м/р (гипергенных)
-коры выветривания(образ-ся когда идет вынос неруд. компоненты)
-россыпные(идет вынос обломков рудн.компонентов)
Метаморфогенные рудообразующие процессы
1)рудообразующие
2)рудопреобразующие
1-те процессы,кот-ые сопровожд-ся возникновением новых скоплений руд.в-ва.
2-те процессы, кот-ые харак-ся превращением ранее возникших скоплений руд.в-ва в иные формы с преобразованием ими новых качеств.
По механизму метаморфогенные проц-ы дел-ся на неск.видов,из кот. наиб. Значимые:
I.Метаморфогенно-гидротермально-плутоногенные м/р.
Реализуются в усл-ях палингенеза при ультраметаморфизме,когда возникают вторичные расплавы. Накопление вещ-ва происх. по принципу плутоногенных моделей.
Ист.руд.в-ва: вторич.расплавы.
Агенты переноса: чаще всего флюидные компоненты расплавов.
Место рудоотложения:граница расплава и вмещающих порд.
II.Метаморфогенно-гидротермальные м/р
Активное участие вод. Ист.руд.в-ва: рассеянные конц-ции руд.в-ва в геол.образ-ях, кот-ые подвержены метаморфизму. Транспортные агенты: метаморфогенные воды. Место рудолокации: участки термодинамических изменений. Энергообеспеение осущ-ся тепловыми потоками. Источник тепловых полей: глубинный магм.очаг, внедряющаяся интрузия, тект. деформации.
Могут образовываться достаточно крупные м/р Au,At,Pt в черносланцевых породах.
Напр, в м/р Au в PR-их толщах,из каждого км3 углеродистых толщ в рез-те их метам-ма и гранитизации, может высвобождаться до 7 тонн Au,и 1300000 тонн серы. В рез-те метам-ма конц-ция Au может увелич-ся в отдельных уч-ках высокоуглеродистых толщах до 30-130г/т.
Гидротермальная модель
Идут процессы выщелачивания и переноса минералов. Ист.энергии: глубинный магм. очаг,кот.приводит в действие рудообразование. Транспорт: воды различного происхожд-я (погребенные,метеорные(осадки),м.б.частично магматогенные,морские(если магм.очаг под дном моря)
Циркуляция вод по рециклинговой схеме: восход.движение-> выщелачивание-> восходящее движ.со сбросом в-ва на барьерах.
Характер скопления руд.в-ва: эпигенетический (рудоотл-я в уже сформированных толщах г.п.) и синтетический(на дне водоемов в ещё не литифицированных осадках)
Диагенетическая модель рудообразования
В рез-те: форм-ние глубинных рудопроявлений и мпи.
Энергообеспечение за счет увеличения гидростатич. давления при погружении –> разогрев подз.вод, кот-ые выступ. транспортными агентами. Берётся из осад.г.п., кот-ые подвержены уплотнению. Миграция в восходящ. направлении., опред-ся гидравлич.градиентом. Отложение рудного в-ва происх-т в литологич. или стр-ных эл-х в связи с изменением физ-хим. усл-й среды(на барьерах). нпр, согласные или секущие тела п.и.(по тект-им трещинам)
Из всех моделей рудообразования наиб-шей иненсивностью и масштабами накопления облад. рециклинговые и гидротерм. модели. Для их функционирования необх. высокий уровень водонасыщ-ти рудных форм, либо возм-ть притока вод из соседних уч-ков З.к.
Металлогенические обстановки
Гл. структуры: платформы, дно океана, подвижные пояса.
Металлогенические обстановки могут одновременно находиться в разных частях З.к.
Стадии развития З.к.:
1.предварительная(рифтовая) – происходит форм-ние конт-ой рифтовой сис-мы с грабеном в центр. части (Байкальский,Рейдский). Магнетизм осн. состава(с форм-нием г.п. УО и щелочного ряда) – связано образ-е карбонатитовых м/р.
2.молодая (тип Красного моря) Происх. раздвиг с миграцией плит в противоположные стороны от рифтовой зоны(спрединг). Появл-ся молодая океанич. кора.
3.зрелая стадия(нпр, Атлантический океан). Расширение океан. коры от зон спрединга. Конт.окраины. Процессы магм-ма крайне редки. В области шельфа и на материковом склоне идет накопление обломочного мат-ла.
Пассивн окр: вост. побережье Америки, зап. побережьн Африки, юж. побережье Индостана, сев ч-ть Автралии. Угленосн.,нефтегазоносн. бас-ны, россыпные м/р.
В засушливых регионах на пассивн. окраинах возможно обр-ние эвапаритовых бассейнов (Зап.Сахара)
4. стадия поглащения (тихоокеанская ст). нпр, Тихий океан. Хар-ся обратным движением литосф. плит -> образ-ние зон субдукции, где происх-т поглащ-е океанич. коры. Это активные окраины. Здесь много магм. очагов, широкое развитие магм-ма(осн. и кисл. состава, за счет ассимиляции магмы). Широкое развитие рудопроявлений и м/р магматогенного типа.(нпр, Филлипины, Курильские,Японские о-ва, Индонезия, от Аляски до Анд)
5.Заключит.стадия (средиземноморский тип). Активность зон спрединга затухает, формирование океанич коры прекращается, продолжается субдукция, кот. приводит к смыканию литосф. плит. океанич. кора покрывается осад. отложениями -> много осад. м/р. Продолжается активный магм-зм на акт-ных окраинах.
6.Заключительная стадия (Гималаи) Столкновение 2ух плит и возникновение межконт. орогена. Активный орогенез. Образование метаморфогенных комплексов. Магматизм затухает -> почти нет магматогенного ородинения.Нахождение магматоген.м/р возможно, но они были образованы на более ранних стадиях. Смешение и наложение геодинамических обстановок. нпр, Урал(где огромный спектр п.и.)
3 типа Металлогенических обстановок.
1. дна океанов
2. складчатых систем (подвижных поясов)
3. платформ
Геодинамическая обстановка дна океанов:
1.сох
2.окраинные моря
3.глубоководные желоба
4.островные дуги
5.абиссальные впадины
6.цепи вулканических островов ит.д.
Образование различных типов рельефа. По геоморфологич. хар-кам:
-конт. шельф
-конт. склон
-конт. возвышенности (5%)
-абиссальные равнины (41-42%)
-окенанич. хребты и поднятия (32-33%)
-отдельные вулк. сооружения (3%)
-глубоководные желоба и хребты(4%)
Геодинамические обстановки и металлогения СОХ
Массивы ультраосновных пород, образования хромитовых руд, платиноиды. Магматизм основного состава (габбро, базальты). Медно-колчеданное оруденение в базальтах.
Геодинамические обстановки, металлогения окраинных и задуговых морей.
Охотское, Китайское, Желтое моря. В пределах этих морей широко распространены осадочные комплексы терригенного и карбонатно-терригенного состава. Месторождения газа, нефти, угля, морские россыпи алмазов, золота, янтаря, платиноидов, хромита, магнетита.
Геодинамические обсановки ложа океанов и абиссальных долин
Ложе океана ровным слоем усеяно ЖМК и корками. Их происхождение связывают с зонами спрединга. Запасы от 350 млн. до 1,7 трлн.
Все ПИ на дне Мирового океана делятся на (по способу их образования и преобразования):
1 группа. ПИ, образованные в континентальной и прибрежно-морской обстановке и оказавшиеся под водой в результате трансгрессии. Месторождения на шельфе.
2 группа. ПИ образованы в прибрежно-морской зоне за счет волно-прибойной деятельности, которая частично либо полностью заполнена.
3 группа. ПИ, образованные на дне океана. Это продукты тех рудообразованных процессов, которые характерны для дна
29-04-2015, 00:55