Классификация магматических месторождений

При остывании магматического расплава накопление рудообразующих минералов может происходить тремя путями.

- магма рудно-силикатного состава при охлаждении распадается на две несмешивающиеся жидкости (силикатную и рудную), кристаллизация которых приводит к образованию ликвационных месторождений;

- в силикатной магме металлы входят в состав минералов ранней кристаллизации, могут сконцентрироваться в ней до полного отвердевания оставшейся безрудной части расплава и образуют раннемагматические (сегрегационные, кумулятивные) месторождения;

- если в силикатных магмах содержится много летучих соединений, то рудные минералы кристаллизуются при более низких температурах, после затвердевания породообразующих силикатов, из остаточных расплавов, формируя позднемагматические (гистеромагматические, фузивные) месторождения.

4.4.1 Ликвационные месторождения

Связаны с магматическими породами габбровой и щелочной формаций, образующих в активизированных платформах пологие плоские расслоенные массивы.

Массивы имеют зональное строение, обусловленное переходом от наиболее меланократовых разностей в их основании к более лейкократовым основным породам у их вершины, и прогнуты вниз.

Для локализации рудоносных массивов благоприятно сочетание крупных разломов краевых или внутренних частей платформ с пологими синклиналями.

Типичными представителями ликвационных месторождений являются сульфидные Cu-Ni и Cr-Ti, связанные с габбровой формацией, а также редкоземельные, в щелочных породах.

Сульфидные медно-никелевые месторождения

Примеры месторождений:

- Калгурли (Австралия) архейского возраста,

- Садбери (Канада), Печенга (Кольский полуостров) протерозойского возраста

- Норильск и Талнах (Сибирь) мезозойского возраста

Материнскими породами этих месторождений являются гипабиссальные габбровые интрузии сложного комплекса, состоящего из трех стадий:

- излияние лав и образование вулканогенно-осадочных платформенных пород;

- внедрение рудоносных пластовых интрузий толеитового состава и расслоенного строения;

- локализация даек основного состава.

Рудные тела имеют разновидности: висячие зоны вкрапленных руд, донные залежи сплошных и вкрапленных руд, жилообразные тела.

Их образование происходит двумя путями: ликвационная кристаллизация на месте или на глубине.

Местное ликвационное расслоение:

- при снижении температуры в магматическом расплаве обособляются капли сульфидов, последующая кристаллизация которых приводит к образованию висячих залежей вкрапленных руд;

- при погружении таких сульфидных капель ко дну массива формируются донные залежи;

- когда сульфидная масса застывает после раскристаллизации интрузивного тела, часть ее может быть выжата по трещинам и образует богатые согласные и секущие жилы.

Ликвационная концентрация на глубине:

- расслоение силикатного и сульфидного расплавов происходит на глубине, сначала выделяется силикатный расплав, и после его раскристаллизации в подошву массива внедряется магма, обогащенная сульфидами, формирующая богатые руды донных частей интрузива (рисунок 10).

а – висячие вкрапленные руды; б – донные залежи; в - приконтактовые брекчиевые руды; г – жилы; породы: 1 – подстилающие, 2 – перекрывающие, 3 – вмещающие.

Рисунок 10 – Схема размещения рудных тел сульфидных медно-никелевых месторождений

Образование руд происходит в обстановке невысоких давлений при начальной температуре кристаллизации 700-600 ⁰С, постепенно снижающейся до 300-200 ⁰С.

Минеральный состав простой:

- главные – пирротин, пентландит и халькопирит (магнетит);

- нерудные – оливин, ромбический пироксен, гранат, моноклинный пироксен, эпидот, серпентин, актинолит, тальк, хлорит и карбонаты;

- второстепенные минералы – благородные металлы (золото, платина, палладий и др.), минералы меди (борнит, халькозин, ковеллин), минералы никеля (никелин, хлоантит, миллерит), минералы кобальта (арсениды и сульфоарсениды).

Изредка встречаются титаномагнетит, ильменит, хромшпинелиды, пирит, марказит, молибденит, сфалерит, галенит, самородное железо.

По запасам известны очень крупные объекты (сотни миллионов тонн).

Содержание: Ni – 0,4-3%; Cu – 0,5-2%; Pt – от следов до 20 г/т (Африка).

Хромит-титаномагнетитовые месторождения

Примеры месторождений:

- расслоенные массивы Южной Африки. Бушвельдский комплекс и Великая Дайка (Южная Африка). Сформировались среди метаморфических пород прототерозойского времени в результате внедрения магмы габбровой формации, с образованием руд хромитов, титаномагнетитов и платиноидов. Месторождения сосредоточены в критической зоне норитов (с платиноносными сульфидами). Содержат прослои хромитов, скопления сульфидов Fe, Ni, Cu, Pt, Pd.

Великая дайка – это линейно вытянутый в длину на 550 км лополит (шириной 6-7 км). Расслоенный массив габбро-пироксенитового состава с горизонтами хромитов.

Месторождения редких земель

Типичны для ликвационных магматических месторождений, приурочены к платформенному массиву щелочных пород, имеющему форму плоского конуса.

В его строении выделяют четыре комплекса:

- эвдиалитовые луявриты, слагающие верхнюю часть массива (мощность 150-500 м);

- дифференцированный комплекс щелочных пород основания (свыше 100 м);

- мелкие штоки пойкилитовых сиенитов;

- редкие дайки мончикитов и шонкинитов, а также более частые жилы щелочных пегматитов.

Оруденение приурочено к дифференцированной части комплека, где идет чередование трехчленных пачек фойяит-уртит-луявритов.

Минеральный состав: характерные редкоземельные минералы для: фойяитов – ломоносовит, мурмани, лампрофиллит и эдвиалит; уртитов – лопарит, апатит; луявритов – смешанная минерализация.

Оруденение: минералы TR, Ti, Nb, Zr.

4.4.2 Раннемагматические месторождения.

Формируются в результате выделения ранних рудных минералов в процессе кристаллизованной дифференциации, затем происходит их концентрация под действием силы тяжести.

К раннемагматическим месторождениям относятся хромиты в перидотитах, содержащие зерна платины и алмазов; титано-магнетиты в габброидах.

Особенности месторождений:

- постепенный переход рудных тел к магматическим породам;

- идиоморфизм рудных минералов, сцементированных позднее выделившимися породообразующими силикатами;

- рассредоточенный характер оруденения, редко образуются крупные месторождения.

Наиболее крупными являются месторождения алмазов.

Месторождения алмазов

Все месторождения алмазов связаны с трубками кимберлитов, которые контролируются разломами активизации древних платформ (Африканская, Индийская, Сибирская, Австралийская).

Кимберлиты выполняют крутопадающие цилиндрические полости, образуя трубообразные тела.

Сечение – до нескольких сотен и даже тысяч метров.

Глубина – более одного километра.

Состав: ультраосновная порода (выплавки мантийного вещества), трубки выполнены эруптивной брекчией, сцементированной кимберлитом.

Минералы: оливин, пироп, энстатит, диопсид, хромдиопсид, алмаз, хромит, ильменит, шпинель, магнетит, флогопит, апатит, графит.

При разрушении кимберлитов в шлифах встречаются: оливин, пикроильменит, пироп, хромдиодсид.

На Земле - 2000 кимберлитовых трубок (из них алмазоносных 1-3%).

Генезис (три точки зрения):

- алмазы образовались в результате ассимиляции кимберлитовой магмой углеродосодержащих пород;

- алмазы кристаллизовались в мантии и были захвачены кимберлитовым расплавом и вынесены к земной поверхности;

- алмазы кристаллизовались из самой кимберлитовой магмы.

Кимберлитовая ультраосновная магма с парагенетически выделившимися из нее минералами, такими как алмаз, оливин, ильменит, гранат и диопсид, зародилась на глубине >100 км, при очень высоком давлении. Затем магма поднималась вдоль разломов, создавая кимберлитовые дайки. При достижении некоторого уровня происходил газовый прорыв оболочки платформы, сопровождавшийся дроблением горных пород и заполнением диатермовых полостей.

Известны очень крупные месторождения (десятки млн. карат). Среднее содержание - 0,5 кар. на 1м³ породы.

4.4.3 Позднемагматические месторождения

Месторождения связаны с остаточными расплавами, обогащенными газово-жидкими минерализаторами, которые задерживают раскристаллизацию таких расплавов до конца отвердевания массивов материнских пород.

Особенности месторождений:

- эпигенетичный характер рудных тел (секущие жилы, линзы, трубки);

- ксеноморфный облик рудных минералов, цементирующих ранние породообразующие минералы;

- крупные масштабы месторождений.

Различают месторождения:

- хромитовые, связанные с перидотитовой формацией;

- титаномагнетитовые с габбровой формацией;

- апатитовые в щелочных массивах.

Месторождения хромитов

Хромитовые месторождения располагаются внутри гипабиссальных массивов ультраосновных пород.

Примеры месторождений:

- архейские (Западная Гренландия);

- протерозойские (Индия, США, Финляндия);

- каледонские (Норвегия);

- герцинские (Урал);

- альпийские (Албания, Куба, Индия)

Массивы по форме - лакколиты, лополиты и силлы, сложены в основании дунитами, выше располагаются гарцбургиты, лерцолиты и пироксениты.

Хромитовые руды сосредоточены в дунитах (внизу).

Форма рудных тел: линзы, жилы, трубы, гнезда, полосы (массивные и вкрапленные руды).

Текстуры полосчатые, пятнистые, брекчиевые, вкрапленные.

Структура мелко - и среднезернистая.

Минеральный состав:

Рудные – хромшпинелиды, нерудные – оливин, серпентин, хлорит, корбонаты, реже пироксен, амфибол, гранат, фуксит.

Запасы - сотни млн. т. при содержании Сr₂O₃ 35-40%.

Месторождения титаномагнетитов

Месторождения титаномагнетитовых руд залегают в дифференцированных массивах основных пород, связанных с габбро-пироксенит-дунитовой формацией.

Эти месторождения известны:

- в габброидных породах протерозойских и рифейских циклов (Канадский щит, Балтийский щит, Норвегия, Щвеция и др.);

- в основных породах каледонского цикла (ЮАР, Норвегия);

- в породах габбрового состава герцинского цикла (Урал).

Форма рудных тел - жилы, линзы, гнезда, вкрапленники лентовидной и неправильной формы.

Минеральный состав – рутил, ильменит, титаномагнетит, также встречаются магнетит, апатит, сульфиды (пирротин, пирит, халькопирит), породообразующие минералы основных пород (гранат, амфибол, серпентин, эпидот, хлорит, гематит, карбонаты).

Текстура руд вкрапленная, пятнистая, полосчатая, массивная. Структура сидеронитовая (распад титаномагнетита на ильменит и магнетит).

Известны крупные месторождения с запасами Ti - десятки млн. т. Руды комплексные, требующие обогащения.

Содержание Fe 10-53%, TiO₂ 2-4 до 20%, V 0,1-0,5%.

Апатитовые месторождения

Расположены в хибинском массиве щелочных пород Кольского п-ова с апатит-нефелиновыми залежами. Этот массив сформировался в период герцинской активизации Балтийского щита. Имеет форму лополита. Сложен хибинитами и нефелиновыми сиенитами; они обрамляются породами ийолита – уртитового ряда, с которыми связаны залежи апатита. Минеральный состав руд: апатит (25-75%), нефелин, эгирин, амфибол, сфен и титаномагнетит.

Апатит—магнетитовые месторождения

Эти месторождения связаны с породами сиенитовой магмы.

Примеры месторождений:

- Северная Швеция (рудное поле Кирунавара);

- США (Адирондайк);

- Мексика (Маркадо, Дуранго);

- Чили (Альгарробо);

- Россия (Лебяжихинское, Суроямское на Урале);

- Рудный Алтай (Маркакольское).

Форма рудных тел жилообразная, линзовидная, проявлена в контактах щелочных гипабиссальных пород.

Минеральный состав - магнетит (с примесью апатита до 15%), гематит, диопсид, амфибол, турмалин и др.