Реферат: Полезные ископаемые
Пневматолитовые возникают, когда процесс минералообразования происходит из летучих соединений, выделившихся из магмы и поступающих в трещины земной коры.
Гидротермальные образуются при заполнении трещин минералами, выпавшими в осадок из горячих водных растворов.
В жилах встречается большое количество минералов. Многие из них имеют практическое значение: их используют в качестве полезных ископаемых.
В пегматитовых жилах содержится кварц, полевые шпаты, слюда, горный хрусталь, драгоценные камни( топаз, берилл, изумруд), а также минералы содержащие радиоактивные и редкоземельные элементы.
В пневматолитовых жилах содержатся, например, топаз, флюорит, вольфрамит, молибденит.
С гидротермальными жилами связаны месторождения рудных минералов: галенита, сфалерита, халькопирита, а также золота, серебра.
Магматические месторождения.
Горные породы, образованные из магмы, называются магматическими. Породы магматического происхождения слагают более 60% объема земной коры. Они весьма разнообразны по условиям залегания, строению, химическому и минералогическому составу. Магматические горные породы – не случайные смеси минералов, а закономерные их ассоциации. По генезису минералы изверженный пород можно разделить на минералы главной фазы магматической кристаллизации и эпимагматические, т.е. послемагматические. Минералы главной фазы магматической кристаллизации образуют основную массу горной породы. Строение магматических горных пород определяется условиями образования. Эффузивные горные породы образуются в условиях быстрого застывания на поверхности Земли или вблизи нее. В зависимости от скорости застывания в эффузивной породе могут присутствовать участки нераскристаллизованного магматического вещества в виде силикатного стекла. Сравнительно неглубокие магматические внедрения застывают быстрее глубоко залегающих интрузий и вследствие этого кристаллизуются в менее благоприятных условиях. Текстура магматических пород также дает указания на условия их образования. Породы, возникшие из относительно медленно застывших и активно перемещавшихся лав, сохраняю признаки в виде закономерной ориентировки удлиненных кристаллов в стекловатой массе. Магматические породы, образованного из однотипного расплава и имеющие одинаковый химический состав, в зависимости от условий застывания заметно различаются по структурно-текстурным признакам и форме залегания. В каждой группе пород выделяют интрузивные породы – глубинные и полуглубинные, эффузивные породы, подразделяемые на относительно неизменные и заметно измененные.
При образовании магматических горных пород возникают месторождения определенных полезных ископаемых. Они залегают главным образом среди изверженных горных пород и образуются в процессе дифференциации и кристаллизации магма при температуре около 800-1500С° и давлении в сотни атмосфер. Месторождения полезных ископаемых собственно магматического происхождения встречаются преимущественно в массивах ультраосновных и основных изверженных пород. Таковы месторождения хромов, минералов группы платины, сульфидов железа, никеля, меди и кобальта, титаномагнетитов, алмазов, графита, апатита, некоторых редкометалльных минералов. Типичным примером являются известные медно-никилевые месторождения Мончегорского района на Кольском полуострове. В результате разделения исходной магмы на силикатную и сульфидную в породах ультраосновного и основного составов обособились скопления сульфидов. Их крупные массы благодаря своему большому весу сконцентрированы в нижней части массива изверженных пород, внедрившихся в толщу гнейсов. Часть сульфидного расплава была отжата в трещины в верхней части массива. Такое же происхождение имеют медно-никелевые сульфидные месторождения Норильска, а в Канаде – крупнейшее месторождение Садбери. Другие месторождения магматического месторождения – месторождения хромитов на Урале, в Южной Африке, Турции и в других местах. Магматическое происхождение также имеют титано-магнетитовые месторождения Урала. Оригинальный тип магматических месторождений это трубки взрыва, заполненные раздробленной ультраосновной породой (кимберлитом), содержащей алмазы. Такие месторождения были открыты в Южной Африке, в Якутии. Магматические месторождения в изверженных породах кислого и среднего состава встречаются значительно реже. Наиболее известный пример – крупнейшее месторождение магнетитовых руд Каруна – Северная Швеция, которое рассматривают как продукт дифференциации сиенитовой магмы. В некоторых случаях граниты могут быть обогащены ценными редкометалльными минералами. Так в Северной Нигерии разрабатывают граниты, обогащенные колумбитом, цирконом и другими. С дифференциацией щелочных магм связаны месторождения апатита и некоторых редкометалльных минералов. Наиболее яркий пример – уникальное Хабинское месторождение апатитов, залегающие в массиве нефелиновых сиенитов.
Пегматитовые месторождения.
Наиболее характерным образованием магматизма являются пегматиты – крупнозернистые породы, состав которых близок к материнской интрузии, но обычно отличается повышенным содержанием летучих компонентов – фтора, лития, бериллия, воды. Разработаны оригинальные представления о пегматитах как о промежуточных образованиях между изверженными горными породами и рудными жилами. Остаточный магматогенный газовый раствор, проникая по трещинам в породу, способствует ее перекристаллизации с образованием крупнокристаллической структуры. Раствор координирует имеющиеся минералы, на место которых выпадают новые. Следовательно, пегматиты рассматриваются как перекристализованные участки материнских пород. Наиболее распространены пегматиты гранитов и гранодиоритов, хотя известны пегматиты, генетически и пространственно связанные с интрузиями щелочных, ультраосновных и основных магм. Пегматиты образуют жилы, линзовидные и неправильной формы тела. Мощность их колебания от 1 до 20-30 м, протяженность – от нескольких метров до 300-500м. Часто многие десятки и сотни этих тел группируются в большие по площади пегматитовые поля. Такие образования известны в Карелии, Юго-Восточном Забайкалье и других местах. Пегматитовые тела имеют зональное строение, причем от периферии к середине структура становится более крупной, а в центральной части имеются полости (занорыши), в которых образуются крупные кристаллы. Подавляющая часть пегматитов образовались в глубинных условиях при высоких давлениях. Характерными особенностями их являются:
а) крупные и гигантские размеры зерен минералов;
б) особая структура и текстура, выражающаяся часто в закономерном срастании минералов и зональном строении пегматитовых тел;
в) сложные минеральные ассоциации, среди которых значительное место занимают минералы с легколетучими компонентами и редкими металлами.
В пегматитах Норвегии обнаружены кристаллы ортоклаза величиной 10×10 м² и массой 100 т, а на Урале была целая каменоломня, расположенная в кристалле амазонита. Пластины слюды в пегматитах достигают величины 5-7 м, в пегматитах Волыни был обнаружен кристалл морина более 2 м. В виде гигантских кристаллов встречаются не только распространенные, но и редкие минералы. В пегматитах США встречались кристаллы берилла длинной 5,5 м, толщиной 1,2 м, массой 18 т (штат Мэн) и кристаллы сподумена длиной 12,8 м, шириной до 2 м, массой около 100 т (штат Южная Дакота). В пегматитах Бразилии был найден кристалл топаза в 117 кг и кристалл аквамарина длиной 47 см.
Постмагматические или метосамотические месторождения.
Постмагматические месторождения всегда возникают позже тех пород, которые их вмещают. Образуются под воздействием остаточных магматических расплавов. Процесс рудообразования происходит на глубинах от 300 до 4500 м от поверхности. На контактах интрузивных массивов в условиях воздействия высокой температуры и подвижных компонентов происходит глубокое преобразование вмещающих пород, сопровождающееся их перекристаллизацией и образованием серии специфических минералов. Для контактового минералообразования исключительно важное значение имеют явления метосамотоза, которые именно здесь поучают наиболее яркое выражение. Легкоподвижные компоненты, в виде газов и растворов поступающие из остывающего интрузивного массива, в результате взаимодействия с этими легко реагирующими породами образуют мощные метасоматические тела, которые называют скарнами. Минералогический состав скарнов весьма своеобразен. Преобладающие минералы в них – кальциевые гранаты (обычно андрадит, реже гроссуляр), кальциевые пироксены (диопсид); распространены также лучистые роговые обманки, кальцит, кварц, хлорит, магнетит, гематит, сульфиды и многие другие. Иногда заметно зональное строение скарнов. В непосредственной близости от интрузивного тела скарны сложены наиболее высокотемпературными минералами, магнетитом, гематитом, андрадитом. От интрузива преобладают эпидот, лучистые амфиболы, хлориты, сульфиты. Для периферических участков типичны кварц, кальцит, иногда флюорит и барит.
Со скарнами связаны многочисленные рудные месторождения меди, свинца и цинка, молибдена и вольфрама, кобальта и других металлов. Широкой известностью пользуются железорудные скарновые месторождения Урала – горы Магнитная, Благодать. Скарновым является также крупное молибденово-вольфрамовое месторождение Тырныауз на Северном Кавказе. Среди скарнов из рудных месторождений наиболее крупные по запасам – магнетитовые месторождения железных руд это Кустанайские, Уральские, Горно-Шорские и другие. Скарновые полиметаллические месторождения представлены линзами, гнездами и вкрапленностью сульфидов свинца и цинка, среди пироксен-гранатовых скарнов месторождения Далтнегорское в России и Франклин-Ферное в США. Из золоторудных месторождений Синюхинское в Горном Алтае и Натальевское в Кузнетском Алатау.
Гидротермальные месторождения.
Процессы, совершающиеся под воздействием остаточных магматических растворов, в условиях более низких температур называются гидротермальными. Гидротермальные минеральные образования, несмотря на значительно меньшую их массу по сравнению с магматическими горными породами, имеют весьма важное значение, так как с ними связано образование месторождений важнейших полезных ископаемых, главным образом руд цветных, благородных и редких металлов. Среди гидротермальных образований, формирующихся на значительной глубине, до 5 км, довольно четко различают высоко- и низкотемпературные.
Для высокотемпературной стадии глубинного гидротермального процесса характерно образование штокверков. Они представляют собой сложную систему ветвящихся трещин небольшой мощности, заполненных гидротермальными минералами. Штокверки в плане достигают 1 км и более. Глубинные высокотемпературные гидротермальные процессы образуют крупные жилы, линзы, пластообразные метасоматические залежи. Основной жильный материал – кварц. В значительном количестве встречаются турмалин, мусковит, флюорит, топаз, берилл. Среди рудных минералов типичны золото, молибден, висмутин, пирротит, пирит, гематит, вольфрамит и другие. Минеральные образования гидротермального типа сопровождаются разными рудными месторождениями. Таковы кварцево-золоторудные месторождения Урала и северо-востока России, кварцево-касситеритовые месторождения Рудных гор (в Чехии) и кварцево-турмалиново-касситеритовые и касситеритово-сульфидные месторождения Восточной Сибири, Корнуэлла в Великобритании, кварцево-молибденовые и вольфрамовые месторождения Забайкалья, кварцево-вольфрамовые месторождения Португалии, юго-востока Азии и Забайкалья. Типичным примером месторождений данного типа является кварцево-вольфрамовое Джидинское месторождение в Бурятии. Месторождение представлено системой кварцево-гюбнеритовых жил с сульфидами.
Более низкотемпературные глубинные гидротермальные образования представлены преимущественно жилами или телами неправильной формы, возникшими в процессе инфильтрационного метасоматоза. Для относительно низкотемпературных гидротермальных месторождений характерны менее интенсивные околожильные изменения, чем для высокотемпературных. Здесь в зонах околожильных изменений развиваются мелкочешуйчатые светлые слюды, кварц, хлориты, карбонаты. Типичные представители гидротермальных образований этого типа – месторождения колчеданных руд Среднего Урала, а также полиметаллических (свинцово-цинковых с примесью серебра) руд Алтая, Кавказа (Садонское месторождение) и Забайкалья. Наиболее низкотемпературными считаются сурьмяные и ртутные месторождения. Их примерами являются крупнейшее в мире месторождение киновари Альмаден (Испания) и месторождение Хайдаркен в Средней Азии. Они представлены кварцево-кальцитовыми, местами с флюоритом, жилами, содержащими одну киноварь или антимонит и киноварь. К этой группе также относится Никитовское месторождение киновари (Донбасс). Гидротермальные месторождения, сформированные на небольшой глубине (менее 1 км), но в широком температурном интервале, отличаются разнообразием минерального состава и обычно залегают среди эффузивных пород или малых интрузий. Формы рудных тел и их вещественный состав разнообразны. В высокотемпературных гидротермальных месторождениях малых глубин встречаются совместно такие минералы, как турмалин, вольфрам и касситерит, с одной стороны, и халцедон, сфалерит, галенит - с другой. Высокотемпературные гидротермальные образования малых глубин наиболее хорошо представлены олово-вольфрамово-серебрянными месторождениями Боливии. Примером может служить известное месторождение Потоси, в котором на протяжении нескольких веков добывали серебро. В этом месторождении среди рудных минералов присутствуют как высокотемпературные (касситерит, вольфрамит), так и низкотемпературные минералы сурьмы и серебра. В России к этому типу относится свинцово-оловорудное месторождение Хрустальное Приморского края, в котором руды состоят из касситерита, галенита и других сульфидов. Низкотемпературные минеральные образования этого типа формируются в настоящее время в районах активного вулканизма, осаждаясь из сольфатар, гейзеров и прочих горячих источников. Известно осаждение реальгара и аурипигмента в отложениях гейзеров Йеллоустонкого национального парка США, в отложениях сольфатар Италии, горячих источников на Камчатке.
Экзогенные месторождения – выветривания.
Экзогенные месторождения полезных ископаемых возникают в результате геологических процессов, протекающих в поверхностной зоне земной коры. Среди них выделяют месторождения выветривания и осадочные месторождения.
Процессы изменения горных пород на поверхности Земли под влиянием непосредственного влияния солнечных лучей, колебаний температуры воздуха, замерзающей в пустотах горных пород воды, кислорода, углекислоты, а также организмов населяющих поверхность Земли и самую верхнюю часть земной коры, объединяют под общим понятием «выветривание».
Выветривание – процесс механического и химического разрушения горных пород под влиянием колебаний температуры, воды, газов, в результате деятельности растительных и животных организмов.
Верхняя часть земной коры, где происходят процессы выветривания, называется корой выветривания. Процесс выветривания очень сложен и включает многочисленные частные процессы и явления – механические, физико-химические, химические и биогеохимические. Состав продуктов выветривания в значительной мере обусловлен минералогическим составом исходных горных пород. При выветривании происходит не только разрушение первичных минералов, но и возникновение еще более многочисленных новых, гипергенных. Большая часть глинистых минералов, многочисленные сульфаты, карбонаты, минералы оксидов железа, алюминия, марганца, титана и многие другие имеют гипергенное происхождение. Выветривание нельзя рассматривать только как процесс разрушения горных пород. Процесс выветривания может прерваться на любой стадии первичной минерализации и образования коры выветривания, в связи с неблагоприятным изменением физико-географических условий или под воздействием геологических событий (например, тектонитовое поднятие территории, сопровождаемое эрозией коры выветривания, или наоборот, опусканием региона и захоронение коры выветривания под осадками). Следовательно, очень древняя кора выветривания может быть неполно развитой, а геологически более молодая кора, развивавшаяся на протяжении более длительного времени, может оказаться более хорошо сформированной.
Карбонатные коры образование, которых происходило в условиях жарких аридных ландшафтов, вероятно, в переменно-влажном климате. Карбонатная кора сложена скрытокристаллическим кальцитом, масса которого плотно цементирует обломки окружающих пород. На отдельных участках эта кора представлена скоплениями конкреций, имеющих разную форму и размеры от нескольких сантиметров до 0,5 м. Карбонатные коры широко распространены в странах Ближнего Востока, в Северной Африке, Мексике, местами встречаются в Южной Европе. Реликты карбонатных кор имеются в Средней Азии, Южном Казахстане, Крыму. Гипсовая кора сложена мелкокристаллическими или шестоватыми кристаллами гипса. Текстура ее плотная или рыхлая, ноздреватая. Эта кора встречается во многих засушливых областях Азии и Северной Африки. Фрагменты гипсовой коры сохранились в некоторых районах Северной Азии и Казахстана. Особенно большую площадь она занимает на Устюрте.
С корами выветривания связаны разнообразные месторождения полезных ископаемых, в том числе весьма крупных. Известное железорудное месторождение Курской магнитной аномалии, представляет собой в верхней, наиболее богатой части древнюю, раннепалеозойскую кору выветривания магнетитсодержащих кварцитов. В мезозойской коре выветривания Южного Урала имеются крупные залежи никелевых и железных легированных руд, а также каолинита. Во многих странах известны месторождения бокситов, образовавшихся при выветривании горных пород силикатного состава. Особенно благоприятны для этого нефелиновые сиениты.