Файл: Кормилицын, В. С. Рудные формации и процессы рудообразования (на примере Забайкалья).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.10.2024
Просмотров: 81
Скачиваний: 0
по соотношениям в рудах сульфидов и кварца с карбонатами, флюо ритом и баритом, такие растворители составляли не менее 50% объема растворов, т. е. насыщенность, или степень концентрации, полимерных веществ в них была значительно ниже по сравнению с растворами первой группы. Это обстоятельство, по-видимому, являлось главной причиной более спокойного развития таких рудо носных систем как на подходе к земной поверхности, так и в местах рудоотложения, за исключением особых случаев, о которых будет сказано ниже.
Наличие большого объема низкомолекулярных растворителей придавало рудоносным системам особые свойства, что сказывалось определенным образом на ходе развития вещества руд и последо вательности минералообразования. Так, например, в сульфиднокарбонатных системах цепные линейные молекулы сульфидов свинца и цинка получали возможность сворачиваться в глобулы с последую щей их агломерацией в более крупные скопления шаровой формы. Глобулирование сульфидов нередко носило массовый характер.
В среде низкомолекулярпого карбонатного растворителя боль шие молекулы сульфидов, очевидно, обладали достаточной подвиж ностью и могли сливаться друг с другом, образуя ориентированные пачки цепей из множества больших молекул. Таким образом, из больших молекул создавались аморфные дендриты—основа будущих скелетных кристаллов этого минерала. Скорее всего, по такому же принципу происходила сегрегация больших молекул сульфидов в карбонатных и фторо-кальциевых растворах при образовании ритмично-полосчатых бурундучных руд.
Самой удивительной особенностью этих процессов является то, что сегрегация больших молекул полимерных веществ и их «само организация» в геометрически правильные глобулярные, дендритные и линейные пачечные формы происходила в аморфных системах и, как считают В. А. Каргин и Г. Л. Слонимский, заведомо без каких-либо фазовых превращений. Наличие больших количеств низкомолекулярных растворителей приводило такие системы к сба лансированному температурному режиму развития: затвердевание и кристаллизация полимерных веществ, т. е. сульфидов, наступали в них только тогда, когда температура той или иной системы в целом снижалась до температуры кристаллизации соответствующего раство рителя.
Отмеченные выше особенности в развитии комбинированных рудо носных систем позволяют в более реальном плане объяснить меха низм образования бурундучных текстур, глобулированных агрегатов сульфидов и скелетных форм минералов, а также понять, почему взвешенное положение скоплений тяжелых сульфидов в кварцевой, карбонатной, флюоритовой или баритовой среде не является противо естественным. Ведущей ролью карбонатов и других солей как глав ных растворителей и переносчиков полимерных сульфидов можно, наконец, объяснить причины приуроченности многих свинцовоцинковых месторождений к карбонатным породам. Встречая такие
20* |
307 |
породы, комбинированные рудоносные растворы останавливались в них, видимо, потому, что низкомолекулярные растворители ока зывались в химически родственной им среде и тут же кристалли зовались, оставляя полимерные сульфиды без пластификаторов. Скорее всего, именно эти обстоятельства заставляли сульфиды концен трироваться в карбонатных породах.
Среди растворов эндогенных солей, совершенно лишенных поли мерных веществ, особый интерес представляют низкомолекулярные фторо-кальциевые системы, из которых возникли своеобразные чисто флюоритовые и сульфидно-флюоритовые руды калангуйского типа. Поскольку сульфиды, представленные пиритом и марказитом, образовались в таких месторождениях в обособленную от флюоритовой стадию минерализации, мы не будем их рассматривать, а обра тимся еще раз к особенностям формирования собственно флюоритовых руд и месторождения в целом.
Как говорилось выше, мощные раздувы в жилах Калангуйского месторождения образовывались путем множества малоамплитудных подвижек стенок полостей и, как следствие этого, мгновенного увеличения жильного пространства и создания вакуума. Если оставить в покое «всесильную тектонику», то причины такого стран ного режима в раскрытии полостей следует искать и в этом случае в самих процессах рудообразования. При отсутствии выхода из полостей в атмосферу (а только при этом и могло возникать разре женное пространство) в них вряд ли могли проникать большие объемы гидротерм, привносивших кальций и фтор. Возможно, растворы представляли собой «сухую» газообразную смесь паров H F с окисью кальция, которые синтезировались в молекулы флюорита в жильной полости в результате реакции
4 H F -f- 2СаО = 2CaF2 + 2 Н 2 0 .
Синтез этих веществ, вероятно, сопровождался тепловыми взрывами, периодическое повторение которых, по-видимому, и приводило к многократному расширению полостей. Может быть, именно таким необычным генезисом объясняются и аномальные формы кристал лизации калангуйского флюорита в виде шестоватых почковидных агрегатов.
Таким образом, подход к рудоносным растворам как к особым полимерным системам позволяет объяснить многие стороны процес сов эндогенного рудообразования: перенос больших количеств метал лов в относительно небольших объемах растворов, активную роль растворов в формировании структур рудных полей и локальных структурных ловушек, предрудный гидротермальный метаморфизм вмещающих пород, пульсирующий механизм подачи растворов и стадийность процессов рудообразования, великое разнообразие текстур и структур руд, врожденные дефекты в кристаллических решетках полимерных минералов и т. д. Более углубленное пони мание перечисленных явлений и кроющихся за ними процессов не
308
только СБССобствует дальнейшему развитию науки о генезисе эндо генных месторождений, но и открывает новые перспективы в исполь зовании этих явлений в практических целях.
Так, например, взрывные явления, приводящие к образованию пучковых рудоносных структур, должны учитываться при выборе методики разведки целого ряда месторождений. Некоторые исследо ватели уже обратили на это внимание 157, 58, 59]. Стадийность рудо образования не всегда отвечает пульсирующей подаче рудоносных растворов, специализированных в магматических очагах, а является результатом распада сложных рудоносных систем на пути их сле дования. Это должно насторожить геологов при поисках месторожде ний, так как любое проявление минерализации, возникшее в результа те распада сложных систем, должно особо учитываться и оцениваться.
Несколько иное значение имеют парагенетические ассоциации минералов в рудах, особенно наличие в их составе нерудных жиль ных минералов, которые, как оказывается, во многом определяли свойства рудоносных растворов и характер распределения рудных минералов в общем объеме жильной массы.
При изучении текстур и структур руд особый интерес и значение приобретают надмолекулярные образования (линейные шлиры, слои или пачки, состоящие из рудных и нерудных кристаллических поли меров), так как они указывают на далеко зашедшие процессы распада и дифференциации рудоносных растворов, обычно приводящие к воз никновению рудных столбов.
Наконец, и сами экспериментальные исследования в области изучения процессов рудссбразования теперь уже не могут осу ществляться без учета свойств различных полимерных систем
и поведения больших молекул в растворах. Эти молекулы должны |
|
быть открыты и изучены в первую очередь. Совершенно очевидно, |
|
что |
новый подход к изучению эндогенных месторождений влечет |
за |
собой необходимость аналогичной переориентировки петрогене- |
тических исследований. |
Подробнее эта проблема рассматривается |
в специальной статье |
[106]. |
Приведенные примеры показывают, что полимеры открывают перед геологами-рудниками широкие перспективы новых теорети ческих поисков, которые неминуемо будут сопровождаться новыми генетическими выводами и практически важными открытиями. Безусловно, этот процесс повлечет за собой переоценку значения многих геологических фактов, а главное, укоренившихся традици онных представлений и всевозможных гипотез о роли циркулирую щих в земной коре термогидроколонн, поровых растворах, погребен ных рассолах, выщелачивания рудного вещества из вмещающих пород и т. д. Думается, что полимеры в скором времени позволят решительно изменить наши представления об источниках рудного вещества и генезисе многих эндогенных месторождений.
З А К Л Ю Ч Е Н ИЕ
Вопросы формационного анализа и генезиса месторождений полезных ископаемых, а также процессов рудообразования являются в настоящее время наиболее актуальными проблемами металлогении. Приемлемое для большинства геологов решение этих вопросов еще далеко от своего завершения, однако принципиальные позиции сторонников различных направлений определились довольно четко.
В настоящей работе в качестве основного исходного положения при выделении эндогенных рудных формаций выдвигается и обосно вывается принцип соответствия между геологическими (в частности магматическими) формациями и связанными с ними месторождениями. Суть этого принципа заключается в том, что каждой рудоносной геологической формации должна отвечать одна типовая рудная фор мация или парагенезис месторождений. В общем случае в рудную формацию могут входить месторождения и рудопроявления разных генетических типов и различного состава.
Как показывает опыт изучения эндогенных месторождений За байкалья и других регионов, в большинстве случаев типовые рудные формации представляют собой сложные многометальные ассоциации месторождений, среди которых (внутри одной формации) могут быть выделены пометальные группы, различные генетические и минераль ные типы месторождений. При таком подходе можно учесть, опознать и надлежащим образом оценить сходные по вещественному составу руд конвергентные месторождения, нередко повторяющиеся в различ ных типовых рудных сериях, а также разработать новую металлогеническую систематику месторождений, обеспечивающую научное прогнозирование последних.
Проблема изучения процессов рудообразования охватывает широ кий круг вопросов, включая источники рудного вещества, формы его переноса, природу рудоносных растворов, механизмы рудообра зования и т. д. Несмотря на разнообразие месторождений полезных ископаемых, в природе, несомненно, имели место общие законо мерно развивавшиеся процессы, в результате которых такие место рождения возникли. Рудные формации позволили подразделить эти процессы (или рудоносные системы) на генетические классы прежде всего в зависимости от характера связей оруденения с магма тизмом. Для эндогенных месторождений наметились два класса
310
рудоносных систем — с прямой генетической и парагенетической связью с магматическими образованиями. В работе показано, что системы обоих классов развивались в принципиально различной геологической и физико-химической обстановке, что нашло свое отражение в морфологии рудных тел и полей и в строении рудного вещества.
Для изучения процессов рудообразования особый интерес пред ставляют месторождения, сформировавшиеся из рудоносных систем второго класса. Рудная масса таких месторождений обычно обладает неравномерным распределением минералов с образованием шлировых, пятнистых, полосчатых, сгустковых и других обособлений. Изучение неоднородностей в составе и строении руд различных месторождений позволило сделать вывод о том, что это явление имеет общее значение и представляет собой результат самопроизвольной дифференциации осадка сложных концентрированных рудоносных растворов на фракции более простого состава.
Для объяснения этих и других явлений, характерных для рудо носных систем второго класса, использованы некоторые положения учения о полимерах. С этих позиций неоднородности в составе и строе нии руд представились в виде надмолекулярных образований, воз никших еще в жидкостных системах и сохранившихся в кристалли ческих рудных агрегатах. Применение теории больших молекул к процессам рудообразования позволило логически последовательно, просто и в полном соответствии с геологическими наблюдениями рассмотреть природу, транспортирующие возможности и другие свойства рудоносных растворов и особенности их поведения в меняю щихся геологических условиях.
Новая теоретическая база для дальнейшего изучения процессов концентрации рудных элементов и генезиса месторождений полезных ископаемых была найдена на стыке двух естественных наук — учения о месторождениях полезных ископаемых и современной химии высоко молекулярных соединений. Научный поиск привел автора к твердому
убеждению, |
что |
дальнейшее развитие многих отраслей геологии |
|
и, в частности, |
учения о полезных |
ископаемых не может осу |
|
ществляться |
без |
должного учета |
роли больших молекул и их |
надмолекулярных ассоциаций. В подтверждение этого положения
уместно привести слова И. |
В. Тананаева, который |
в предисловии |
к работе «Неорганические |
полимеры», изданной |
под редакцией |
Ф. Стоуна и В. Грехема, написал: «В конечном счете можно приз
нать, |
что современное положение с неорганическими полимерами |
уже |
позволяет видеть для этой области многообещающее будущее |
и всякую попытку приблизить его следует расценивать как важное мероприятие». Попытки автора привлечь внимание геологов к этой чрезвычайно важной и актуальной проблеме следует рассматривать как первые шаги в направлении сближения науки о генезисе эндо генных месторождений с современной химией и физикой полимеров.