Полезные ископаемые 22 (Ф). 7. Как образуются гидротермальные месторождения Классификация их по
 Скачать 0.69 Mb.
|
|
Генетические типы промышленных месторождений Бокситовые месторождения образовались в результате экзогенных процессов рудообразования. Выделяют два главных генетических типа бокситовых месторождений. I. Месторождения выветривания. Бокситы представляют собой остаточный продукт выветривания алюмосиликатных пород в условиях влажного тропического климата с сухими сезонами. Дня месторождения характерна плащеобразная форма рудных залежей и постепенный переход от руды к породе. Геологический возраст различный. К этому типу относятся месторождения Индии, Бразилии, Африки и США. В Советском Союзе нет промышленных месторождений, достоверно относящихся к данному генетическому типу. II. Осадочные месторождения бокситов — наиболее оби ирная и важная в промышленном отношении группа, к которой принадлежат все бокситовые месторождения России. Внутри этой группы месторождения подразделяются на две подгруппы: геосинклинальные и платформенные. К геосинклинальному типу относятся: девонские месторождения Урала, синийские Восточного Саяна и др., к платформенному — тихвинские и северо-онежские месторождения, верхнемеловые бокситы Казахстана и др. Условия образования прочих типов алюминиевого сырья разнообразны. Промышленные нефелиновые породы встречаются в виде крупных массивов, а также штоков, даек, а иногда и лакколитов в ассоциации с щелочными породами, связанными как с ультраосновной и основной, так и с кислой магмой. Наиболее вероятными областями развития щелочных пород являются платформы и области завершенной складчатости. Скопления алунитов встречаются в различных геологических условиях: в вулканогенных областях, в зонах вторичных кварцитов, в угленосных толщах, в зонах окисления сульфидных месторождений. Наибольший промышленный интерес представляют месторождений, образовавшиеся в зонах молодого вулканизма. Месторождения алунитов и других сульфатов 8 глинозема, связанных с процессами поверхностного сернокислого выветривания, имеют небольшое практическое значение из-за небольших масштабов и невысокого качества. В подавляющем большинстве случаев дистен, силлиманит и андалузит образуются в результате глубокого метаморфизма алюмосиликатных пород и в первую очередь глинистых сланцев. Мономинеральные дистеновые породы связаны с пневматолитическими процессами. Месторождения андалузита чаще всего связаны с зонами вторичных кварцитов, где встречаются совместные скоплениями диаспора и корунда и образуют концентрические скопления. Связь указанных минералов с зонами глубокого метаморфизма обусловливает приуроченность их месторождений к древним метаморфическим комплексам, обычно входящим в состав платформенного фундамента. Геологические предпосылки, благоприятные для поисков бокситовых месторождений Платформенный тип. 1. Сохранность пенеплена на поверхности платформенного фундамента. 2. Развитие достаточно мощной пестроцветной коры выветривания на алюмосиликатных породах, в верхней части, имеющей часто каолинитовый состав или следы гидраргиллизации, являющейся частично и глиноземом для образования бокситов. 3. Наличие впадин на поверхности платформенного фундамента, выполненных пестроцветными или серы- ми, в основном каолинитовыми глинами с примесью углистого вещества. 4. Развитие в составе формаций фундамента пород щелочного, основного или среднего состава; наличие более поздних интрузий, прорывающих формации фундамента, или сведения об их сульфидизации. 5. Наличие в пестроцветных континентальных образованиях глин каолинитового состава, железистых бобовин, свободных полуторных окислов глинозема. 6. Проявление бобовых железных руд озерно-болотной фации среди отложений, покрывающих платформенный фундамент. 7. Выходы бокситов, залегающих в основании платформенных отложений. 8. Развитие известняков с карстовыми образованиями и приуроченными к ним бокситовыми рудами. 9. Наличие обломков бокситов в пониженных частях рельефа. Геосинклинальный тип. 1. Развитие мощных формаций карбонатных пород в пределах, значительных по длительности отложений и мощности стратиграфических подразделений. 2. Мелководный характер карбонатных толщ, которые должны состоять в основном из рифогенных комплексов. 3. Наличие перерывов со скрытым несогласием. 4. Развитие в пределах района более древних магматических или метаморфических формаций, трансгрессивно перекрытых карбонатными отложениями. 5. Развитие в карбонатных породах, залегающих на базальном горизонте известняков, полуторных окислов глинозема. 6. Проявление в зонах стратиграфических перерывов карбонатных марганцевых руд, пластовых фосфоритов, силикатных железных руд и камневидных каолинов, образующихся в сходной с геосинклинальными бокситами геологической обстановке. 7. Обнаружение обломков бокситов или непосредственных их выходов. Основными методами поисков бокситовых месторождений являются: 1. Геологическое картирование в масштабах 1:100 000 - 1:50 000 (при региональных поисках) и 1:25 000— 1:10 000 (при детальных поисках), сопровождаемое бурением колонковых скважин глубиной 50-60 м и глубже и проходкой шурфов. 2. Аэрогеофизические съемки (магнитные и радиометрические). 3. Микромагнитометрическая съемка в масштабах 1:100 000 — 1:50 000 профилями, через 1-2 км с наблюдениями по профилю через 100 м для обнаружения и оконтуривания гидраргиллитовых бокситов, обладающих несколько повышенной магнитной восприимчивостью по сравнению с вмещающими их песчаниками и глинистыми сланцами. Установлено, что при этой съемке залежи гидраргиллитовых бокситов обнаруживаются в том случае, если мощность залежи составляет не менее одной десятой мощности наносов. 4. Метод вертикального электрозондирования ВЭЗ для обнаружения депрессий в древнем рельефе, к которым приурочены залежи бокситов. 5. Сейсморазведка и электропрофилирование для изучения рельефа фундамента бокситоносных пород, стратиграфического расчленения отдельных свит, выявления несогласных залеганий между отдельными комплексами пород. 6. Каротаж буровых скважин и ядерно-геофизичеоле методы. 9 82. Опишите формы залегания магматических пород. Приведите рисунки. Магматические горные породы слагают огромные пространства земной коры. Формы их залегания зависят от количества интрудируемого материала и геологических особенностей района. Выделяют согласные (конкордантные) формы залегания магматических пород, когда магма внедрилась согласно напластованию осадочных пород (лакколиты, лополиты, факолиты, силлы), и несогласные (дискордантные) формы залегания, не зависящие от напластования осадочных пород (батолиты, штоки, дайки, интрузивные жилы, вулканические некки и др.). Батолитами называются крупные, неправильной формы массивы интрузивных, главным образом гранитных, пород, занимающие по площади более 100 км 2 ; в длину они иногда достигают 500 км (рис. 1). Предположение о том, что батолиты являются бездонными телами, в настоящее время опровергается наблюдениями. Так, например, на Урале вертикальная мощность гранитных батолитов не превышает 3-4 км. Гранитные батолиты возникают, по всей вероятности, не только благодаря внедрению гранитного расплава, а в значительно большей степени благодаря процессу гранитизации или магматического замещения осадочно-метаморфических пород. В происхождении крупных массивов гранитоидов большую роль играют глубинные (мантийные) флюиды, названные Д. С. Коржинским сквозьмагматическими, которые и вызывают процесс гранитизации пород. Рис. 1. Формы залегания интрузивных пород Областями распространения батолитов являются горы Средней Азии, Алтай, Украинский кристаллический массив и т.д. За границей батолиты огромных размеров известны в Южной Америке, Канаде, на Аляске и во многих других местах. Массивы по площади до 100 км 2 называются штоками. Они имеют округлую или эллипсообразную форму поперечного сечения и на глубине связаны с батолитами. Для батолитов и штоков характерно распространение в складчатых зонах. Инъецированные (внедренные) магматические тела часто имеют причудливые и неправильные формы. Для некоторых из них имеются специальные названия: акмолит - имеет форму лезвия, гарполит — серпа, сфенолит — клина, этмолит — неправильной воронки, хонолит — тело неправильной формы (рис. 2). Все они характерны для гипабиссальных (полуглубинных) интрузий и мало распространены. 10 Рис. 2. Инъецированные магматические тела неправильной формы: 1 — акмолит; 2 — гарполит; 3 — сфенолит; 4 - этмолит; 5 — хонолит Из других несогласных интрузивных пород следует отметить интрузивные жилы, образующиеся в результате проникновения магмы в трещины. Дайками называются секущие интрузивные жилы, вертикальные или с крутым падением; контакты их параллельные. Дайки и жилы имеют мощность от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров. Как правило, они бывают сильно вытянуты в длину (по простиранию), иногда на многие километры. Мелкие жилоподобные ответвления от штоков и даек называются апофизами, они сравнительно быстро выклиниваются во вмещающих породах. Вулканическими некками, или жерловинами, называются вертикальные цилиндрические каналы, по которым двигалась лава от магматического очага к кратеру (рис. 3). Рис. 3. Разрез стратовулкана (по В. В. Белоусову): 1 — лапы (черное); 2 — паразитные центры извержения; 3 — жерловина; 4 — слои пирокластического материала В плане они имеют округлую или овальную форму. При разрушении вулкана они образуют останцы столбчатой формы (рис.4). Размеры некков от нескольких метров до сотен метров в диаметре. Среди согласных интрузивных тел обычно выделяют лакколиты, лополиты, факолиты и силлы (рис. 5). 11 Лакколиты имеют куполообразную или грибообразную форму; они образуются вязкими магмами, которые, распространяясь по слоистости, приподнимают вышележащие породы. Основание лакколитов близко к горизонтальному, а верхняя поверхность часто бывает изогнута наподобие хлебного каравая (рис. 5,5). Рис. 4. Андезитовый некк. Карадаг, Крым Примерами лакколитов могут служить небольшие горы в окрестностях Пятигорска (Бештау, Железная, Машук и др.), гора Аюдаг в Крыму. В одних случаях покрышка лакколита из осадочных пород может быть сохранена (гора Машук), в других — на поверхность выходят магматические породы. Лополиты в отличие от лакколитов имеют вогнутую чашеобразую форму (рис. 5,2). Факолиты образуются в складчатых структурах и представляют собой чечевицеобразные тела в сводах и мульдах смятых пород. Они возникают в результате заполнения магмой наименее плотных частей пород — в перегибах складок (рис. 5,4 и рис. 6). Рис. 5. Схематическое изображение согласных интрузивных тел (черное): 1 — силлы; 2 — лополит; 3 — лакколит; 4 — факолит 12 Рис. 6. Факолиты (черное) среди палеозойских складчатых толщ (по А. Баддингтону) Если легкоподвижная магма распространяется вдоль напластования осадочных пород, то образуются интрузивные залежи, пластовые интрузии, или силлы (рис. 5 и рис. 7). Формы залегания эффузивных пород зависят от типа излияния магмы и ее вязкости. Вытекающая из кратера жидкая лава стекает по конусам вулканов и, спускаясь, заполняет пониженные участки поверхности с образованием покровов и потоков. Покровы возникают в результате трещинных излияний на сравнительно ровную поверхность; обычно они представлены базальтами с относительно низким содержанием SiО 2 . Площади, занимаемые покровами, исключительно велики. Огромные плато, сложенные базальтами, достигают сотен тысяч квадратных километров. Они находятся в Сибири, Индии, Исландии, Северной и Южной Америке, мощность их достигает более 1 км. Потоки представляют вытекающую при извержении вулканов лаву, они имеют, как правило, удлиненную форму, нередко форму языков. Размеры их относительно невелики: в длину достигают первых десятков километров (обычно первые километры) при ширине 1—2 км, мощность их исчисляется первыми метрами и десятками метров. Рис. 7. Пластовые интрузии (силлы) диабазов (черное) среди карбонатно-терригенных пород палеозоя. Чехословакия (по В.В. Белоусову) Скорость передвижения лавы зависит от их вязкости. Лавы среднего и особенно кислого состава более вязки, чем основная базальтовая лава и перемещаются медленнее. Вязкая и малоподвижная лава при выходе на поверхность не растекается, а образует купола и конусы (рис.8). Геологический разрез через лавовый купол вулкана Менделеева на о-ве Кунашир (Курильские острова) показан на рис. 9. При рассмотрении рисунка видно, что молодая вязкая лава не растеклась далеко от центра извержения и образовала купол. Во время извержения вулкана Мон-Пеле на о-ве Мартиника в 1902 г. образовался обелиск застывшей лавы высотой около 300 м. При охлаждении магматических пород происходит их раскалывание по определенным направлениям с образованием кусков характерной формы — отдельностей; направления, по которым происходит это раскалывание, называются трещинами отдельности. Для интрузивных пород типичны глыбовая, пластовая, параллелепипедальная и матрацевидная отдельности, для эффузивных пород — шаровая или скорлуповатая и столбчатая или призматическая отдельности. Для последней характерно, что породы (обычно базальты) разбиты на сильно вытянутые шестигранные призмы — столбы, размером 10—15 см в диаметре и ориентированные перпендикулярно к направлению потока. Так называемые «канатные» лавы (наподобие связки канатов) являются промежуточными 13 образованиями между вязкой волнистой лавой и лавовыми потоками с призматический отдельностью. Рис. 8. Лавовый купол (по Вейншенку) Рис. 9. Геологический разрез через лавовый купол (ЛК) вулкана Менделеева на о. Кунашир (по Е. К. Мархинину): 1 — молодая вязкая лава; 2 — нижние лавы; 3 — туфы; 4 — верхняя лава; 5 — выходы вулканических газов; 6 — кольцевой разло.м Шаровая или подушечная отдельность возникает в результате затвердевания жидкой лавы в виде шаровых (подушечных) обособлений, что связано с изменением объема при охлаждении. Шаровая или подушечная отдельность характерна для подводных излияний основных магматических пород. 104.Опишите карбонатные породы, их практическое применение. Карбонаты — многочисленная группа минералов, которые имеют широкое распространение. В структурном отношении все карбонаты относятся к одному островному типу — анионы [СО 3 ] 2- представляют собой изолированные радикалы в форме плоских треугольников. Большинство карбонатов безводные простые соединения, главным образом Са, Mg и Fe с комплексным анионом [СО 3 ] 2- . Менее распространены сложные карбонаты, содержащие доба- вочные анионы (ОН) - , F - и С1 - . Среди наиболее распространенных безводных карбонатов различают карбонаты тригональной (ряд кальцита) и ромбической (ряд арагонита) сингоний. Карбонаты имеют обычно светлую окраску: белую, розовую, серую и т.д., исключение представляют карбонаты меди, имеющие зеленую или синюю окраску. Твердость карбонатов около 3-4,5; плотность невелика, за исключением карбонатов Zn, Pb и Ва. Важным диагностическим признаком является действие на карбонаты кислот (НС1 и HNO 3 ), от которых они в той или иной степени вскипают с выделением углекислого газа. По происхождению карбонаты осадочные (биохимические или химические осадки) или осадочно-метаморфические минералы; выделяются также поверхностные, характерные для зоны окисления и иногда низкотемпературные гидротермальные карбонаты. Карбонаты — важнейшие неметаллические полезные ископаемые (кальцит, доломит, магнезит), а также ценные руды на Fe, Zn, Pb, Си и другие металлы. 14 ПРОСТЫЕ БЕЗВОДНЫЕ КАРБОНАТЫ ТРИГОНАЛЬНОЙ СИНГОНИЙ К этой группе относятся: кальцит, магнезит, доломит, сидерит, родохрозит, смитсонит. Для них характерны ромбоэдрический облик кристаллов и совершенная спайность по ромбоэдру, белая черта и стеклянный блеск. Твердость их около 3-4. Кальцит Са[СО 3 ]. Кристаллы весьма разнообразны, главным образом ромбоэдры и скаленоэдры. Агрегаты зернистые (мрамор), землистые (мел), часто представляют собой натечные формы в виде сталактитов и сталагмитов. Цвет белый, наблюдаются также светлые оттенки разных цветов. Иногда прозрачен. Твердость 3. Плотность 2,7. Бурно реагирует даже с разбавленной соляной кислотой — шипит с выделением СО 2- Разновидности. Прозрачные бесцветные разности кальцита получили название исландского шпата, или оптического кальцита. Для него характерно сильное двойное светопреломление. Диагностика. Спайность совершенная по ромбоэдру. С НС1 реагируют со вскипанием (отличие от доломита). От арагонита отличается меньшей плотностью и спайностью. При нагревании в пробирке с раствором Со(NО 3 ) 2 порошок кальцита не изменяет цвета в отличие от минералов группы арагонита, которые становятся фиолетовыми. Происхождение. Широко распространен в природе в виде известняков, мела и мрамора. Известняки являются химическими или биогенными морскими осадками. Мрамор — пере- кристаллизованный известняк, образуется при региональном метаморфизме. Кальцит встречается также как поверхностный минерал в коре выветривания и как низкотемпературный гидротермальный — в рудных жилах. Месторождения. В России: в Грузии, Армении, в Средней Азии, на Урале — месторождения мрамора; по р. Нижней Тунгуске — исландский шпат, гидротермальный, в связи с траппами. За границей: Италия — мрамор, Исландия — исландский шпат в пустотах базальтов. Применение. Известняки употребляются в строительном деле, химической (известь, цемент, стекло, получение соды) и металлургической (флюс) промышленности. Месторождения их многочисленны. Мраморы — ценный облицовочный материал. Исландский шпат используется в оптических приборах (поляризационные микроскопы и др.). Магнезит Мg[СО 3 ]. Встречается в виде кристаллически-зернистых агрегатов и фарфоровидных плотных, скрытокристаллических масс. Цвет белый. Твердость 4-4,5. Плотность 3. Диагностика. Белая массивная разновидность похожа на кремень, но обладает более низкой твердостью. Агрегаты часто крупнозернисты. В НС1 разлагается только при нагревании. Происхождение. Метасоматическим путем — при замещении известняков растворами, содержащими магний (при этом предполагается, что магний выщелачивается из доломитовых толщ); при гидротермальной переработке богатых магнием ультраосновных пород и при их выветривании. Парагенезис: тальк, доломит, серпентин, опал. Месторождения. В России: Саткинское, в 50 км к юго-западу от Златоуста (Урал) и Савинское в Иркутской области. За границей: в Китае, Австрии и Канаде. Применение. Магнезит употребляется для изготовления огнеупорных кирпичей. Возможный источник магния. |