CC BY
171НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ, 2007, №4
УДК 553.3/4
Генетическая классификация месторождений
А.Г. Павлов, В.Р. Филиппов
При составлении генетической классификации месторождений полезных ископаемых авторами учтены основные положения общей геологии, новые фактические материалы по геохимическим процессам и геологическим условиям, формирующим промышленные скопления минерального сырья.
The authors have made up the genetic classification of minerals deposits taking into account basis of Geology, new actual materials on geochemical processes and geological conditions which form industrial accumulation of raw minerals.
В настоящей статье при ее небольшом объеме и специфических задачах не приводится подробное описание рудообразующих процессов, а излагаются основные сведения для понимания генезиса и закономерностей размещения месторождений. В нее вошла лишь та основа, которая необходима для понимания механизма формирования месторождений полезных ископаемых.
В данной работе имеются некоторые расхождения в принципах подразделения классификационных единиц, а также в выделении генетических классов и типов с общепризнанными классификациями. Учитывая новые данные, накопленные за последние два десятилетия но геологии месторождений, механизму формирования рудных тел и источнику рудного вещества, авторы в некоторой степени изменили последнюю генетическую классификацию В.И.Смирнова, опубликованную в четвертом издании «Геологии полезных ископаемых» [6].
Выделение некоторых генетических типов в данной работе может вызвать сомнение со стороны других геологов, поскольку сведения о химизме рудоносных флюидов, методики определения температур и условий рудоотложения постоянно совершенствуются и, наконец, представления о принципах классификации у разных авторов могут не совпадать.
Попытки классифицировать проявления полезных ископаемых по различным признакам начались с XVI века, но наиболее научно обоснованные классификации составлялись с 1920 г.
ПАВЛОВ Алексей Гаврильевич - к.г.-м.н., доцент кафедры ПиРМПИ ГГИ ЯГУ; ФИЛИППОВ Василий Романович - доцент кафедры РГиГ ГГИ ЯГУ.
Авторы того времени брали за основу классификации форму, минеральный состав рудных тел, т.е. фундаментом группировки были приняты параметры руд, необходимые для разработчиков и промышленников. С истощением запасов лег-кооткрывасмых месторождений люди вынуждены были искать глубоко залегающие («слепые») рудные тела. Для того чтобы предсказать места залегания и быстро найти их, необходимо было теоретическое представление об условиях образования месторождений. С накоплением материалов по генезису месторождений появилась возможность группировать (классифицировать) их по некоторым общим особенностям условий образования.
Генетическое подразделение, предложенное в данной работе, составлено на основе классификаций, выработанных В.А. Обручевым [5], П.М. Татариновым и И.Г. Магакьяном [8], А.Г. Бстехтиным [1], В.И. Смирновым [6] (табл. 1) и другими знаменитыми учеными, посвятившими свои труды этой сложной теме. Со времени опубликования последних работ этих авторов прошло много времени, в научной литературе описывались новые факты о вновь открытых месторождениях. Все это позволяет усовершенствовать и переосмыслить научные достижения того времени.
По мнению авторов, все предложенные классификации имеют недостатки, заключающиеся в следующем: 1) нет общепринятого названия выделенной единицы в схеме классификации, т.е. до сих пор нет общепринятого мнения о том, как называть группу месторождений, выделенных по каким-то особенностям их образования (класс, тип, иногда используются буквенные или цифровые
Таблица 1
Серия Группа Класс Подкласс
Магматическая Лнквационный Ранне.магматичсский Позднемагматический
Пегматитовая Простые пегматиты 11ерскрнсталл1пованные пегматиты Метасоматически замещенные пегматиты
я « Карбонатитовая Магматический Метасоматический Комбинированный
г> ч Скарновая Известковых скарнов Магнезиальных скарнов Силикатных скарнов
О Альбитит-грсйзсновая Альбититовый Грейзеновый
Гидротермальная Плутоногснный Вулканогенный Амагматогенный (телстер-мальный, стратиформный)
Колчеданная Гидротсрмально-метасоматический Гидротермально-осадочный Комбинированный
Выветривания Остаточный Инфильтрационный
я я О Россыпная Элювиальный Делювиальный Пролювиальный Аллювиальный Косовый Русловой Долинный Дельтовый Террасовый
О О Литоральный Гляниальный Озерный Морской Океанический Моренный Флювиогляциальный
Осадочная Механический Химический Биохимический Вулканогенный
Метаморфогенная Метаморфизованная Регионально-мстаморфизованный Контактово-метаморфизо ванный
Метаморфическая
обозначения); 2) нет единообразия ранжирования в классификационной схеме; 3) часто остается непонятным, на какой основе была выделена генетическая единица в классификации; 4) при выделении крупных единиц (серий) не соблюдается основа «Общей геологии».
Учитывая вышеперечисленные недостатки, нами предлагается следующая ранжировка генетических единиц в классификационной схеме: серия - группа - подгруппа - класс - тип (табл. 2). Последнюю единицу - тип - иногда можно подразделить на виды. Самым крупным подраз-
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
делением является серия, которая подразделяется на группы и подгруппы. Последние подразделяются на классы, классы - на генетические типы. Перед каждой единицей можно употреблять слово «генетический».
11ри выделении генетической единицы внутри более крупной группы каждый раз учитываются определенные особенности (геохимические, физико-химические, геологические условия, материнский источник руды) формирования рудных тел.
глубинных частях земной коры. Эти месторождения формируются под воздействием внутренней энергии Земли, т.е. в связи с магматогенными и метаморфогенными процессами. Следовательно, эндогенная серия месторождений полезных ископаемых подразделяется на две большие группы: магматогенную и метаморфогенную.
Группа магматогенных месторождений. Формирование магматических тел - это сложный и длительный геохимический процесс, происходящий с самого начала образования жидкого расплава и до конца охлаждения магматического тела. По сегодняшним представлениям, в про-
Таблица 2
Серия Группа Подгруппа Класс Тип
Эндогенная Магматогенная Магматическая Ранне.чагматический Ультраосноиной
Основной
Ликваиионный Ультраосновной
Основной
Карбонатитовый Ультраосновной
Щелочной
Кислый
Пегматитовый Гранитный
Щелочной
Поздпемаг матический Ультраосновной
Основной
Щелочной
Постмагматичсская Контактовый (скарновый) Метасоматически й
Термальный
Гидротермальный Плутоногснный
Вулканогенный
Колчеданный
Метаморфогенная Метаморфизованный Мстаморфогенный
Метаморфический
Инфилы рационный
Остаточный
Выветривания Элювиальный, делювиаль-
ный. пролювиальный. гляцн-
Россыпной альныи. эоловый
Экзогенная Морской
Континентальный
Осадочная Химический Морской
Континентальный
Биохимический Морской
Континентальный
Поскольку месторождение полезного ископаемого - это естественное образование, происхождение которого тесно связано с геологическими процессами, развивающимися как на глубине (эндогенные), так и на поверхности Земли (экзогенные), следовательно, по условиям образования все месторождения можно разделить на две крупные серии: эндогенные и экзогенные.
Серия эндогенных месторождений
По условиям образования она связана с геохимическими процессами, происходящими в
НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ, 2007. №4 Э.Зэкээ №12
цсссс формирования интрузивного тела обособление некоторых рудных компонентов в виде твердых минералов или жидкого расплава происходит в расплавленной огненно-жидкой среде, другие рудные минералы выделяются после остывания силикатного расплава, также они образуются под воздействием еще не остывшей до конца интрузивной массы на окружающую среду. Такое понимание последовательности происхождения интрузивного тела позволяет подразделить группу месторождений на две подгруппы: магматическую и постмагматическую.
В подгруппу магматических месторождений полезных ископаемых включаются рудные тела, образующиеся непосредственно из магматического расплава. Учитывая физико-химические условия выделения рудных минералов, подгруппа подразделена на следующие пять классов: раннемагматический, ликвационный, карбонатитовый. пегматитовый и позднемагма-тический.
В класс раннемагматических месторождений включены месторождения, рудные минералы которых кристаллизуются первыми в жидком магматическом расплаве.
Месторождения, включенные в класс ликва-ционных, образуются при подразделении магматического расплава на две несмешивающисся жидкости: силикатную и рудную.
Месторождения в классе карбонатитовых месторождений, по ранним представлениям, имели тесную генетическую связь только с дифференцированными ультраосновными щелочными породами. Позже появились научные работы [4, 9], описывающие генетическую связь карбо-натитов с щелочными интрузивами и раскри-сталлизацией кислой магмы, ассимилировавшей на глубине осадочные карбонатные породы. Учитывая новые факты, автор считает необходимым расчленить этот класс на три генетических типа: ультраосновной, щелочной и кислый.
В пегматитовый класс месторождений полезных ископаемых, согласно теории А.Е. Ферсмана |10], включены руды, образующиеся из поздних порций остаточной силикатной магмы, обогащенной летучими компонентами. Пегматиты, имеющие промышленное значение, генетически связаны с двумя группами магматических пород. Учитывая материнский источник промышленно ценных пегматитовых залежей, автором в этом классе выделяются два
генетических типа руд: гранитный и щелочной. Основные, ультраосновныс и метаморфические пегматиты, не имеющие практического значения [10]. не включены в классификацию.
Класс позднемагматических месторождений. В силикатных магмах ультраосновного и щелочного состава, обогащенных летучими соединениями, металлы и их окислы кристаллизуются при низких температурах после затвердевания основной (силикатной) массы расплава. Механизм образования позднемагматических рудных тел сходен с условиями образования ликвацион-ных месторождений. Но из-за большой разницы минерального состава рудных тел и в какой-то степени геологических условий образования описанных месторождений можно сгруппировать их в отдельный генетический класс. Учитывая состав материнского источника, с которым связаны промышленные руды, в данном классе нами выделены три генетических типа месторождений: ультраосновной позднемагматический, основной позднемагматический и щелочной позднемагматический.
К подгруппе ностмагматических месторождений, согласно предыдущим исследователям, включены руды, кристаллизовавшиеся после затвердевания материнской силикатной магмы, и руды, образовавшиеся под воздействием горячего газового и водного растворов на вмещающие породы. В зависимости от геохимического процесса формирования руд в данной подгруппе выделены два класса: контактовый (скарновый) и гидротермальный. В этой подгруппе как отдельные классы (по В.И.Смирнову [7]) авторами не выделены альбитит-грейзеновый и колчеданный.
Класс контактовых (скарновых) месторождений. Основной геохимический процесс, при котором образуются рудные минералы этого класса - метасоматоз, происходящий в самом остывшем интрузиве или часто во вмещающей породе под воздействием горячего газово-водного раствора и термальное воздействие горячего интрузива на окружающие породы. В связи с этими особенностями происхождения руд в данном классе можно выделить два генетических типа месторождений: контактово-метасомати-ческий и контактово-термальный.
В контактово-мстасоматическом генетическом типе в зависимости от состава скарнирую-щихся вмещающих пород и состава высокотемпературного газово-жидкого раствора можно
ГЕНКТИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
выделить следующие виды: известковый, магнезиальный, силикатный и альбитит-грейзеновый. Последний обособлен нами в связи со специфичностью калий-натриевого метасоматоза, происходящего в основном в кислом интрузиве со щелочным уклоном и частично во вмещающих породах. Как было упомянуто выше, последний вид В.И. Смирновым [7] был выделен как отдельный класс в группе постмагматических месторождений.
Класс гидротермальных месторождений. Месторождения этого класса образуются при осаждении рудных минералов из циркулирующих в глубинах и под поверхностью Земли минерализованных горячих водных растворов. Учитывая источник раствора и особенности условий минералообразования, в этом классе можно выделить следующие типы месторождений: плутоногенный гидротермальный, вулканогенный гидротермальный, колчеданный и метамор-фогенный гидротермальный.
Группа метаморфогенпых месторождений. Формирование их происходит под воздействием высокой температуры и давления на горные породы. В настоящее время отсутствуют разработанные классификации мстаморфогенных месторождений. По нашей классификации месторождения, образующиеся на контакте с интрузивными породами, отнесены к контактовому (скарновому) классу. Поэтому здесь остается подразделение только регионально-метаморфо-генных месторождений. В зависимости от исходного состава метаморфизуемой породы и состава конечной метаморфизованной породы выделяются два класса месторождений: метаморфический и метаморфизованпый.
К классу метаморфических месторождений относятся промышленные месторождения, образовавшиеся в результате метаморфизма пород, не имевших до этого промышленного значения. В качестве примера можно привести образование из тонкозернистых малоценных в практическом отношении известняков в процессе регионального метаморфизма месторождений мраморов - ценных декоративных и облицовочных материалов.
Класс метаморфизованных месторождений. Когда руда в основном осадочного происхождения, подвергаясь региональному метаморфизму, не теряет свое первоначальное промышленное значение, то месторождение следует называть мстаморфизованным. Многие минералы при ме-
таморфизме псрекристаллизовываются. руды становятся компактными, количество вредных примесей, как правило, уменьшается но сравнению с первоначальным содержанием, но физико-химические и промышленные свойства руд после метаморфизма не изменяются.
Серия экзогенных месторождений
По условиям образования эти месторождения связаны с геохимическими процессами, протекающими в поверхностной зоне Земли. На поверхности и в приповерхностной части земной коры осуществляются два основных вида экзогенных процессов: выветривание и осадконакоп-ление с образованием скоплений определенных минералов. В связи с этим экзогенная серия подразделяется на две группы месторождений: выветривания и осадочную.
Группа месторождений выветривания. Комплексы горных пород, ранее прошедшие испытания физических параметров в глубинных условиях, попадая в приповерхностные части земной коры, претерпевают изменения минерального состава в результате химического и физического выветривания. При выветривании коренного рудного тела в зависимости от физико-химических свойств минералов, слагающих его, могут образовываться три класса месторождений: инфильтрационный, остаточный и россыпной.
Класс инфилыпрационных месторождений. Рудные тела этого класса образуются при выветривании коренных месторождений, сложенных химически неустойчивыми рудными минералами. Из коренной рудной залежи эти минералы растворяются в воде, выносятся в виде растворов и осаждаются в виде нерастворимых соединений в так называемых «геохимических барьерах». Выделение генетических типов в данном классе затруднительно.
Класс остаточных месторождений. Эти месторождения образуются, когда в коренном рудном теле растворяются и выносятся за его пределы водными растворами химически неустойчивые нерудные минералы. Коренная залежь самой природой обогащается рудными минералами в основном за счет выноса нерудных минералов.
Месторождения класса россыпных месторождений образуются вследствие концентрации
ценных минералок или самородных металлов среди рыхлых образовании коры выветривания. В зависимое™ от вида воздействующего экзогенного процесса на обломочный материал, формирующего россыпь, в этом классе можно выделить элювиальный, делювиальный, пролю-виапьный, гляциальный. эоловый генетические типы.
Группа осадочных месторождений. Осадочные месторождения полезных ископаемых этой группы образуются на дне континентальных и морских водоемов. в результате накопления рудных минералов в виде нерастворимых осадков или обломочного материала. В зависимости от условий осадконакопления в ней выделены три класса: россыпной, химический и биохимический. Выделение в этой группе вулканогенно-осадочного класса нам представляется лишним, так как образование нерастворимых соединений и их осаждение на дне из изверженного вещества - химический и гидротермальный процессы, и такие руды можно отнести к классу химических осадочных и вулканогенно-гидротермальных месторождений. Последний нами выделен как колчеданный генетический тип в гидротермальном классе.
Класс россыпных месторождений. Месторождения россыпей формируются вследствие концентрации ценных минералов среди рыхлых осадочных образований на дне водоемов, т.е. образуются в процессе разрушения и ггсрсотложс-ния ценного вещества коренных пород и руд силой движения воды. В зависимости от условий накопления полезных ископаемых в этом классе можно выделить следующие генетические типы месторождений: континентальная россыпь, морская россыпь. Как мы отметили выше, предыдущими исследователями все россыпные образования полезных ископаемых осадочного происхождения и выветривания были объединены в группу россыпных месторождений в экзогенной серии месторождений.
Класс химических осадочных месторождений. Продукты выветривания г орных пород перено-
сятся в виде истинных или коллоидных растворов. образуют осадочные горные породы на дне конечного водоема, среди которых могут быть минералы, имеющие промышленное значение. В зависимости от места скопления руд в этом классе можно выделить два генетических типа: континентальный осадочный и морской осадочный.
Кчасс биохимических осадочных месторождений. К биогенным или биохимическим осадочным месторождениям относятся руды, образовавшиеся в результате переработки отложений остатков вымерших живых организмов или растений. В зависимости от типа бассейна осадконакопления также можно выделить два генетических типа месторождений: континентальный биохимический и морской биохимический.
Литература
1. Бетехтин А.Г. Гидротермальные растворы, их природа и процессы рудообразования // Основные проблемы в учении о магматических рудных месторождениях. - М.: Изд-во АН СССР, 1953. -С. 122-275.
2. Годлевский М.И. Магматические месторождения // Генезис эндогенных рудных месторождений. - М.: Недра, 1967. - С. 7-73.
3. Катульский В.К. О магматических и гидротермальных месторождениях// Изв. All СССР. Сер. геол.
- 1947.-X»5.-С. 147-148.
4. Морален В.М., Емельянов A.A. Карбонатитовые месторождения индийской платформы (флюориг, апатит, вермикулит). - М.: ВИЭМС, 1973. - С. 32.
5. Обручев В.А. Рудные месторождения. - М.; Л.: Новосибирск. 1934. - 595 с.
6. Смирнов В.И. Геология поло чных ископаемых. -М.: Недра. 1962.-669 с.
7. Смирнов В.И. Геология рудных месторождений.
- М.: Недра, 1982. - С. 419-545.
8. Татаринов П.М., Магакьян И.Г. Опыт классификации ггостмагматических месторождений // Записки Всссоюзн. минер, об-ва. - 1949. -№3. - С. 14-16.
9. Усков М.Н. Карбонаты месторождений и проявлений апатита Алданског о шита // Эндогенные карбонаты Якутии. - Новосибирск: Наука. 1980. - С. 55-83.
10. Ферсман А.Е. Пегматиты. - М.: Изд-во АН СССР, 1940.
