Тема 4. Магматические месторождения

Магматические месторождения образуются в процессе остывания и дифференциации металлоносной ультраосновной, основной или щелочной магмы. Как правило, такие месторождения являются составной частью массива магматической породы, в которой они залегают.

По А.Н. Заварицкому (1926) среди магматических месторождений вы­деляются три класса: 1 - раннемагматические (алмазоносные кимберлиты и лампроиты), 2 - позднемагматические (месторождения титаномагнетитовые, апатит-нефелиновые, хромитовые и др.), 3 - ликвационные (медно-никелевые месторождения. Два первых класса объединяются часто в кристаллизационные месторождения.

Для раннемагматических месторождений характерны рудные тела, представленные пластообразными залежами, полосами, небольшими штоками, гнездами. Для месторождений алмазов типичны тела трубчатой формы. В позднемагматических месторождениях обычны линзы, жилы, зоны вкраплен­ных руд. Для ликвационных месторождений характерны пластообразные зале­жи сплошных руд, приуроченные к подошве массива (донные залежи) и зоны вкрапленных руд внутри массива (висячие залежи), отмечаются также жилы сплошных и брекчиевых сульфидных руд.

Для многих магматических месторождений отмечается постепенный переход от руды к вмещающей породе через зоны затухающей рудной вкрап­ленности. Жилы и линзы сплошных руд обычно имеют четкие контакты. В раннемагматических месторождениях рудные минералы обладают хорошо вы­раженным идиоморфизмом, т.е. правильными кристаллографическими фор­мами. В позднемагматических и ликвационных месторождениях, наоборот, рудные минералы, образующие вкрапленность, ксеноморфны, выполняют про­межутки между более идиоморфными зернами вмещающей породы (сидерони-товая структура). Околорудные изменения вмещающих пород отсутствуют.

Рудные формации магматических месторождений

1. Формация самородной платины* б основных и ультраосновных поро­дах. В природе самородная платина обычно встречается в виде твердого рас­твора с железом и платиноидами (осмий, иридий, родий, рутений, палладий). На Урале самородная платина обычно ассоциирует с хромитом в гнездо-, жи-лообразных и неправильной формы залежах среди дунитов и, реже, пироксени-тов (Нижне-Тагильское месторождение). В Бушвельдском стратифицирован­ном лополите (ЮАР) платина в рассеянном состоянии встречается в дунитах, залегающих в форме трубообразных тел, а также в пластообразных телах нори-тов и анортозитов, где она сопровождается сульфидами (пентландит, пирротин, халькопирит, пирит и др.). Все эти месторождения чаще относят к позднемаг-матическим, но некоторые геологи считают их раннемагматическими.

2. Формация хромитовая. Включает месторождения двух классов: позд-немагматические и раннемагматические. Позднемагматические месторождения характерны для складчатых областей и приурочены к массивам ультраоснов­ных пород. Хромитовые залежи в виде пласто-, линзообразных и неправильных тел залегают среди серпентинизированных дунитов и перидотитов. Большин­ство промышленных месторождений мира относится к этому типу - Кемпир-сайское (Казахстан), Сарановское (Урал), а также месторождения Турции, Югославии, Кубы.

К раннемагматическим, размещающимся в пределах платформ, отно­сится уникальное Бушвельдское месторождение (ЮАР), приуроченное к одно­именному стратифицированному лополиту ультраосновных-основных пород, среди которых выявлено более 20 пластов хромитов мощностью от 0,2 до ,8 м и протяженностью многие десятки километров. Подобные пластовые тела хро­митов известны в пределах Великой Дайки в Зимбабве.

Текстуры руд полосчатые, пятнистые, нодулярные и массивные. Струк­туры мелко- и среднезернистые. Руды сложены хромшпинелидами, иногда фиксируется магнетит. Из нерудных распространены оливин, серпентин, сиде­рит, магнезит, реже отмечаются пироксен, амфибол, тальк. В рудах нередко содержатся платиноиды.

3. Формация титаномагнетитовая. Месторождения залегают в стратифи­цированных массивах ультраосновных и основных пород на древних платфор­мах и в массивах габброидов и пироксенитов в складчатых областях. Форма рудных тел - пластообразные залежи, жилы, линзы, гнезда, а также различные зоны вкрапленных руд. Текстуры руд вкрапленные, массивные и полосчатые. Типичной структурой является сидеронитовая. Главными минералами руд яв­ляются ильменит, магнетит, титаномагнетит, иногда рутил, шпинель, пирит и гематит. Нерудные - плагиоклаз, оливин, пироксен, амфиболы и хлориты. Руды преимущественно вкрапленные и реже сплошные. Генезис позднемагматиче-ский. Месторождения этого типа известны в России (Урал - Кусинское, Гусево-горское; В. Саян - Мало-Тагульское), а также в Канаде, США, Индии, Норве­гии, Швеции. Руды этих месторождений нередко содержат ванадий.

4. Формация медно-никелевая (с платиной и кобальтом). Месторожде­ния приурочены к основным, реже ультраосновным породам в пределах плат­форм. Главными минералами руд являются пентландит, халькопирит, пирро­тин, иногда к ним присоединяются магнетит, кубанит и минералы платины -палладий, сперрилит. Нерудные - оливин, роговая обманка, плагиоклаз. Руды сплошные и вкрапленные. Форма рудных тел - пластообразная, линзообразная, реже жильная. Все месторождения относятся к классу ликвационных.

Медно-никелевые руды выделяются тем, что представлены характер­ными сульфидами - пирротином, халькопиритом, пентландитом. Пирротин (Fe₇Sg) - это сопутствующий минерал, имеет блестящий темнобронзовый цвет (вид "новой бронзы") и слабую магнитность. Видимые невооруженным глазом зерна пентландита отличаются от пирротина хорошо выраженной спайностью и несколько более светлобронзовым цветом (вид "старой бронзы"). Руды мас­сивные и вкрапленные. Морфология и степень концентрации вкрапленников сульфидов чрезвычайно разнообразны, но вкрапленность всегда ассоциирует с темными породами: габбро, норитами, перидотитами.

Крупные месторождения известны в России - это Норильская группа (Талнах, Октябрьское, Норильск-Н); Мончегорское и Печенга на Кольском по­луострове; Байкальское и Чайское в Северном Прибайкалье, а также в Канаде (Садбери и Томпсон), в Африке (Инсизва) и др.

ным относятся и рудные минералы, не являющиеся полезным ископаемым в данном рудном теле, например пирит в сфалерит-галенитовых рудах.

О колорудноизмененные породы - это породы, окру­жающие рудное тело и характеризующиеся изменением состава и строения в связи с образованием руды. Интенсивность изменения бывает различной: от вкрапленности отдельных рудных и жильных минералов до полного замеще­ния боковых пород вновь образованными минералами. Наиболее часто встре­чаются такие изменения как окварцевание, карбонатизация, пиритизация, сульфидизация и др.

Рудные минералы - это минералы, содержащие полезные ком- поненты (металлические и неметаллические) в виде основных элементов или £ элементов-примесей, используемых в промышленности. Например, магнетит

содержит в качестве основного компонента железо, халькопирит - медь, гале­нит - свинец.

В зависимости от того, в каких количественных соотношениях находят­ся рудные и сопутствующие минералы, различают два типа руд: массивные или сплошные и вкрапленные. К массивным обычно относятся руды, в которых

5. Формация алмазоносных кимберлитовых и лампроитовых трубок. Кимберлитовые трубки известны только в пределах древних платформ, испы­тавших процессы тектономагматической активизации: Сибирская, Африкан­ская, Бразильская, Индийская, Северо-Американская, Австралийская. Лам-проитовые трубки располагаются по периферии платформ в подвижных зонах. Трубки ламироитов (Аргайл, Эллендейл-1У), в которых содержание алмазов достигает 4-8 кар/т¹ , в настоящее время выявлены на северо-западе Австра­лии (район кратона Кимберли). Месторождения относятся к раннемагматиче-ским.

В России наиболее известными алмазоносными районами являются: в Якутии - Малоботуобинский (трубки Мир, Интернациональная), Далдыно-Олокитский (трубки Удачная, Юбилейная, Айхал, Сытыканская); в Архан­гельской области (трубки Карпинского 1 и II, Ломоносовская, Геофизическая и др.). Петрографически кимберлит представляет собой субвулканическую ульт­раосновную породу порфировой структуры и повышенной щелочности, имею­щую верхнемантийное происхождение.

Алмазоносными являются всего 3-6 % кимберлитовых трубок. Наи­большую алмазоносность имеют те трубки, в которых встречается ассоциация минералов-спутников алмазов: пироп, хромдиопсид, пикроильменит, оливин и включения ксенолитов глубинных пород.

В кимберлитовых трубках наиболее алмазоносными являются кимбер­литовые брекчии. Содержание алмазов в них варьирует от 1 до 4-6 карат/т. Слабоалмазоносными являются кимберлитовые туфы, слагающие верхние час­ти трубок ("туфовые шапки"), а также массивные и флюидальные кимберлиты корневых частей трубок (около 0,5-1 карат).

Образцы кимберлитов доставлены из многих трубок Якутии. Для всех образцов характерны брекчиевая или брекчиевидная текстура. Цвет пород раз­личен: от почти черного до светло-серого, что обусловлено различной степе­нью их выветривания. Наиболее типичны образцы с голубовато-зеленоватой окраской.

6. Формация апатит-нефелиновая. Уникальным является Хибинское ме­сторождение апатит-нефелиновых руд на Кольском полуострове, приурочен­ное к одноименному массиву щелочных пород. Месторождение позднемагма-тическое. Главные рудные минералы: апатит - руда на фосфор, нефелин - гли­ноземное сырье (руда на алюминий). Текстура вкрапленная, структура кри-сталлическизернистая. Формы рудных тел - штокверки (для апатита) и штоки (для нефелина).

Многочисленные образцы апатито-нефелиновых руд характеризуют Хибинское месторождение. Порода состоит из мелких прямоугольных кри­сталликов нефелина, чаще серого с зеленоватым оттенком, и зернистого агре­гата апатита, полупрозрачного с различными оттенками (серым, зеленоватым), иногда сахаровидной структуры. Количественные соотношения этих минера­лов различны. Текстура чаще массивная и неяснополосчатая. В качестве сопут­ствующих отмечаются сфен (коричневые "конвертики"), эвдиалит (малиново-красный), лопарит (металлически черный), эгирин (иголочки темно-зеленого цвета) и титаномагнетит. Руды, как правило, комплексные, помимо Р2О5 (14-18 %), в промышленных концентрациях отмечаются AI2O3, ТЮ₂, а также и редкие элементы. Редкоземельно-ниобиевая минерализация характерна для месторож­дения Ловозеро, а апатитовая для месторождения Кукисвумчор, находящихся в пределах Хибинского массива. В Восточной Сибири - это месторождения Кия-Шалтырское, Мухальское и Нижне-Бурульзайское.

В кафедральной коллекции имеются образцы из месторождений почти всех перечисленных выше формаций.

Достаточно широко представлены образцы хромитовых руд уральских месторождений. Среди образцов имеются как массивные (сплошные), так и вкрапленные руды. Последние могут быть от густо- до убоговкрапленных. Со­путствующим (нерудным) минералом является серпентин, нередко подвер­женный процессам выветривания.

Титаномагнетитовые руды представлены преимущественно вкраплен­ными разностями из месторождений Урала и Восточного Саяна. Во многих об­разцах макроскопически рудные вкрапленники не различимы, однако, эти об­разцы действуют на магнитную стрелку. Вмещающими породами этих руд яв­ляются габброиды, нередко мелкозернистые (это Мало-Тагульское месторож­дение в В. Саяне) или более грубозернистые пироксениты Урала (Качканарское месторождение). • , ■.■ ■ • ■ , ,,, • ,->• - ■