Читать книгу Месторождения и история - Эдуард Эрлих - Страница 23

При всем поразительном многообразии генетических типов медных месторождений при просмотре материалов по их геологии сразу бросается в глаза тенденция к расположению их в виде линейных поясов большой (сотни километров) протяженности. Таковы линейные зоны медных месторождений Урала, Южной Америки, современных и древних островных дуг. Это объясняется совпадением поясов медных месторождений с вулканическими и интрузивными поясами. Пояса медных месторождений совпадают с вулканическими и интрузивными поясами. Оно отражает важнейшую черту металлогении меди – связь именно с вулканическими (а не вулкано-плутоническими или интрузивными) поясами. Другими словами, медные месторождения формируются в открытых системах, прямо связанных с дневной поверхностью. Месторождения массивных руд кипрского типа ассоциируются с базальтами, типичными для срединно-океанических хребтов, месторождения типа Куроко с поясами базальт-андезитового вулканизма характерными для островных дуг и связанных с ними раннеорогенных геотектонических систем (типа Камчатки). Во всех случаях, когда медные месторождения пространственно, и, возможно, парагенетически связаны с гранитными интрузиями, они также образуют линейные зоны, сформировавшиеся в ходе орогенических движений. Если «открытость» систем, связанных с вулканическими аппаратами, очевидна, то важно отметить особенности структуры медных месторождений меднопорфирового типа, свидетельствующих о газовых взрывах в период их образования. Порфировые структуры вмещающих пород и штокверковая форма рудных тел прямо свидетельствуют об этом.

Приведенные данные показывают зависимость медной минерализации от разных по составу вулканических комплексов. Тут важно подчеркнуть частую и очевидную связь медных месторождений именно с базальтовым вулканизмом, прекрасно выраженную для месторождений Кипрского типа и для месторождений типа Куроко. Не менее характерна история изучения типа вулканических проявлений с медными месторождениями Армении (Зограбян).

Постоянная порфировая структура гранитоидов, с которыми они связаны (что и определяет название типа месторождений этого типа), и обычная для них штокверковая структура рудных тел определенно свидетельствует о связи магматических систем, с которыми связаны рудогенерирующие гранитоиды с поверхностью. Меняется и состав апикальной части магматического комплекса – вместо базальтов, с которыми ассоциируются месторождения Кипрского типа и типа Куроко, медно-порфировые месторождения обычно ассоциируются с интрузиями гранитоидов, вместо прямого извержения лав на поверхность здесь формируются приповерхностные интрузии. Важно отметить, однако, что параллельно с изменением характера магматизма, с которым ассоциируются месторождения, происходит модификация металлогении. Медные месторождения, непосредственно связанные с вулканами, сменяются медно-молибденовым и кварц-молибденитовым месторождениями.

Другое происхождение имеют пояса стратиформных месторождений Замбии. Линейное их распределение отражает линейную складчатость пород, контролирующих структурную локализацию контролирующих их осадочных толщ.

Логическим продолжением этого тренда является подход, использованный в работе Ф. Пираджно (Piranjo, 2009), который при рассмотрении процессов локализации рудных месторождений во главу угла поставил геодинамику их формирования. Что существенно при этом, он, рассматривая геодинамику, не ограничился парой срединно-океанические хребты – островные дуги, т. е. изначально вышел за рамки теории тектоники плит. В основу его подхода положен анализ деформации кратонизированных блоков. К этому его логически привело рассмотрение рудных месторождений Китая и Австралии, основу структуры которых составляют кратонизированные блоки, разделенные подвижными поясами разного возраста и генезиса. Таким образом он прямо подходит к идеям «вихревых структур» Ли Сы-гуана и других структурных образований, связанных с вращением Земли.

Очень важный следующий шаг в понимании металлогенической специализации был сделан в работе А. А. Маракушева, И. А. Панеяха и С. И. Зотова (Маракушев, Панеях и Зотов, 2011). Они впервые, насколько мне известно, применили к колчеданным месторождениям идею Д. С. Коржинского (Коржинский, 1974) о трансмагматической природе рудообразующих флюидов. На этой основе они устанавливают связь взаимодействия трансмагматических флюидов с сульфуризацией глубинных магматических очагов, и делают попытку увязки тектонических, плутонических и вулканических процессов с рудообразованием. Связь колчеданного и полиметаллического рудообразования с кислым вулканизмом прослеживается в месторождениях архейского пояса Абитибе или миоценового пояса Куроко, а также в Уральской провинции. Описано современное образование цинково-медных руд совместно с подводными вулканическими извержениями в задуговом бассейне Восточное Мануа (Нов. Гвинея) (Pirajno, 2009). Образование колчеданных месторождений цинково-медных руд долгое время не связывалось с проявлением кислого вулканизма, но разбуривание рудоносных площадей Атлантики позволило выявить здесь жильную ассоциацию плагиогранитов с габбро (Sherwood-Lollar., Westgate, Ward, et al., 2002). Отмечается наличие двух трендов: Боуэновский, характеризующийся гомодромным развитием и последовательным понижением железистости пород в ряду базальты – риолиты. По преобладающему типу вулканических пород его можно назвать андезитовым. Магматизм этого типа сопряжен с разрушением континентальных сиалической коры, уменьшением ее мощности.

При эволюции по второму типу, названному феннеровским, андезиты практически отсутствуют, вытесняясь контрастной ассоциацией базальтов с кислыми дифференциатами.

Богатые железом дифференциаты возникают в ходе эволюции магм по этому типу при флюидном на них воздействии.

Признаком глубинного магматизма служит «обращенность рельефа», свойственная континентальным депрессиям. Они выражаются в том, что углубление депрессий всегда сопровождается встречным воздыманием мантии, обусловленным глубинным магматизмом, в том числе гипербазитовым.

При образовании ультражелезистых дифференциатов руд под флюидным воздействием и те и другие могут приобретать сульфидную специализацию, хотя и принципиально-различную: медно-никелевую и медно-цинковую.

По представлениям авторов, колчеданные и полиметаллические (дисульфидные) месторождения образуются в результате развития соответствующего вулканизма, зоны питания которых лежат в верхних частях расслоенных магматических очагов.

Авторы говорят, что широкие вариации отношения железа к марганцу в кремнисто-железистых породах, ассоциирующихся с колчеданными рудами, отражают неравномерность глубинной сульфуризации, с которой связано их окисление, порождающее кварц-магнетитовые или кварц-гематитовые расплавы. Более того, при вовлечении в реакцию CO₂ генерируются углеводороды, как и в процессе дисульфидной сульфуризации. Дисульфидная сульфуризация ультражелезистых дифференциатов сопровождается генерацией углеводородов.

Углеводородное сопровождение образования сульфидных месторождений наглядно выражено в современном их развитии в океанах, где они постоянно ассоциируются с гидротермальными выходами и жидкостным просачиванием углеводородов (Cruse, Seewald, 2006).

В архейских колчеданных месторождениях пояса Абитиби в керне глубоких скважин описаны включения разнообразных углеводородов – метана, пропана, бутана, сходных с углеводородами хондрита Murchinson. (Sherwood-Lollar, Westgate, Ward, et al.2002). Все это подтверждает представления, развитые в работе В. И. Белоусова и автора о способности флюидов мигрировать сквозь мантию и генерации тепловой энергии в процессе окисления трансмагматическими растворами базальтовых расплавов (Эрлих, Белоусов, 2012). Рудогенерирующая способность флюидов осуществляется образованием в магматических системах ультражелезистых жидких фаз, проявляющих при сульфуризации химическое сродство к определенному парагенезису рудных минералов и экстрагирующих его из трансмагматических растворов. Экстракция меди выражена универсально, но сопровождающие медь халькофильные металлы представлены разнообразно, в зависимости от специфики подвергающихся сульфуризации базитовых ультражелезистых дифференциатов, отличающихся существенным содержанием в них магния. Они подвергаются моносульфидной дифференциации, что сопровождается концентрацией совместно с медью никеля и металлов платиновой группы. Это ведет к образованию формации медно-никелевых моносульфидных месторождений (типа Седбери).

Предполагается, что важнейшим событием на ранних этапах эволюции магматической системы явилось расслоение родоначальной магмы на два несмешивающихся расплава – рудный, обогащенный железом и силикатный, резко обедненный железом. Именно это расслоение, ликвация, привела к выделению и циркуляции обогащенных медью флюидов (Маракушев А А., И. А. Панеях и С. А. Зотов, 2011). Эта схема развития магматической системы имеет важные практические последствия с точки зрения рудоносности. Она, в частности, объясняет генезис медной минерализации в карбонатитовом теле Палабора (Южная Африка). Аналогичный процесс должен иметь место при формировании сложенных магнетитолитами дугообразных дайковых тел, обрамляющих центральное ядро массива Томтор. Предполагается, что как и руды шведского магнетитового месторождения Кируна, они сформировались в ходе ликвации родоначального магматического расплава. Это позволяет ожидать находку в карбонатитовом ядре значительной по размеру медной минерализации. Учитывая постоянную связь медной редкометалльной и редкоземельной минерализации, можно считать вероятным, что редкометалльная и редкоземельная минерализация массива Томтор связана именно с флюидами, формирующимися именно на этом этапе.

Все (или по крайней мере большинство) металлогеническх построений основано на попытках установлениях связи месторождений с определенным типом интрузий. И через химизм интрузий устанавливается связь с этапами тектонического процесса. В последние десятилетия много писалось о cвязях месторождений минерального сырья с дайковыми сериями или гипабиссальными интрузиями. Насколько я знаю, связь минеральных месторождений непосредственно с вулканическим процессом отмечается впервые.

Вопросы формирования стратиформных месторождений меди и других основных металлов. Гигантские размеры месторождений этого типа обусловлены большим объёмом гидротерм, исключительной проницаемостью вмещающих толщ, обусловленной интенсивным развитием зоны сдвига, и высокими концентрациями в них Fe.

Главной характерной чертой этих месторождений является отсутствие какой-либо видимой связи с магматическими проявлениями. Вопросы формирования стратиформных месторождений меди и других основных металлов связаны с двумя типами проблем: структурным контролем и вопросами источников рудного вещества и его миграции. Общие вопросы структурного контроля месторождений такого типа рассмотрены в главе 9 замечательной работы Ф. Пираджно (Pirajno, 2009), имеющейся в русском переводе В. И. Белоусова Предполагается, что их формирование связано с миграцией метаморфических флюидов. Гигантские размеры месторождений этого типа обусловлены большим объёмом гидротерм, исключительной проницаемостью вмещающих толщ, обусловленной интенсивным развитием зон сдвиговых деформаций, и высокими концентрациями в них металлов.