Литохимические поиски по первичным ореолам.

Первичный геохимический ореол рудного тела представляет собой окаймляющую рудное тело зону рудовмещающих пород, обогащенную или обедненную теми или иными элементами в результате их привноса, выноса или перераспределения в процессе рудообразования.

Поскольку образование первичных ореолов обязано рудоотложению, то есть процессам концентрации химических элементов, не следует называть их ореолами рассеяния, оставляя этот термин для обозначения вторичных (гипергенных) геохимических ореолов, возникающих в процессе ликвидации (рассеяния) ранее сформированных месторождений.

Каждая залежь полезного ископаемого по периферии промышленных содержаний ценных компонентов окружена областью их убывающих (некондиционных) содержаний, постепенно приближающихся к местному фону. Эти представления о первичных ореолах сформировались прежде всего применительно к рудным месторождениям и получили наиболее широкое развитие при поисках и разведке этих месторождений.

Многие рудные месторождения характеризуются отсутствием четких границ. Оконтуривание таких месторождений производится по результатам опробования исход из рентабельности их отработки при определенных среднем и бортовом содержаниях полезного компонента в добываемых рудах. Оруденелые породы за контуром бортового содержания относятся к первичному ореолу. Часто при длительной эксплуатации или изменении технологии добычи и обогащения принимаются решения о снижении бортового содержания, в результате чего размеры рудных тел увеличиваются за счет их первичных ореолов. Поэтому в большинстве случаев граница "руда – первичный ореол" имеет не геохимический а геолого-экономический смысл. Внешняя граница первичного ореола, если он не ограничен позднейшими тектоническими нарушениями или эрозионным срезом, в равной мере имеет условный смысл в силу асимптотического приближения аномальных содержаний химических элементов к уровню местного геохимического фона. Таким образом, рудное тело и его первичный ореол должны рассматриваться в качестве единой, сложно построенной литохимической аномалии – зоны рудной минерализации с условным внешним контуром и определенными внутренними закономерностями пространственно-упорядоченного распределения химических элементов.

В практике геохимических поисков под первичными ореолами чаще всего понимаются аномально высокие содержания различных элементов в коренных породах. Задачей литохимических поисков по первичным ореолам является выявление и оконтуривание областей этих аномально высоких концентраций. И вовсе не всегда в каждом ореоле удается выявить рудное тело. Зачастую повышенные содержания элементов не соответствуют рудным телам. Существует, например, понятие зон рассеянной минерализации. Зоны рассеянной минерализации образуются тогда, когда процесс концентрации полезного компонента по каким-то геологическим причинам не достигает промышленных размеров.

Различным типам месторождений характерен различный элементный состав первичных ореолов. Под элементным составом первичных ореолов подразумевается перечень элементов, образующих аномальные концентрации в околорудном пространстве месторождений того или иного типа. Еще одно понятие, часто употребляющееся в поисковой геохимии – элементы-индикаторы. Элементами-индикаторами принято называть элементы, характерные для первичных ореолов того или иного типа оруденения. Геохимическими исследованиями на многих месторождениях установлено, что ореолы рудных месторождений во всех случаях многокомпоненты.

Тип объекта	Состав ореолов
Медно-никелевые	Cu, Ni, Co, Ba, Pb, Zn, Ag, Bi, Sn, Be, W, Zr
Медноколчеданные	Ba, Ag, Pb, Cd, Zn, Bi, Cu, Co, Mo
Железорудные в скарнах	Mn, Pb, Cu, Zn, Ni, V, Sn, Sr, B, Zr, Mo, Co, Fe, Ti, Cr, Y, Sc
Вольфрам-молибденовые в скарнах	Ba, Ag, Pb, Zn, Sn, Cu, W, Mo, Co, Ni, Be, V, Y
Висмутовые в скарнах	As, Pb, Ag, Zn, Co, Cu, Bi, Ni
Оловорудные	Sn, Pb, As, Cu, Bi, Zn, Ag, Mo, Co, Ni, W
Полиметаллические в скарнах	Sb, Cd, Ag, Pb, Zn, Cu, Ni, Bi, Co, Mo, Sn, W, Be
Золоторудные	Au, Sb, As, Ag, Pb, Zn, Mo, Cu, Bi, Co, Ni, W, Be
Медно-молибденовые	Cu, Mo, As, Ag, Pb, Zn, Bi, Co, Ni, Be, W
Урановые	U, Ag, Pb, Zn, Cu, Mo, Co, Ni, V
Сурьмяно-ртутные	Sb, Hg, As, Cu, Ag, Pb, Zn, Be, Co, Ni, W, Sn
Ртутные	Hg, Ba, Ag, Pb, Zn, Cu, Co, Ni, Sn, Mo, W
Стратиформные свинцово-цинковые	Ba, As, Cu, Ag, Pb, Zn, Co, Ni, Be, V

В составе 35-40 главнейших элементов-индикаторов Овчинников Л. Н. выделяет 8 «сквозных» элементов, присутствующих в первичных ореолах эндогенных месторождений большинства генетических (формационных) типов — Cu, Zn, Pb, Co, Ni, Sn, Mo, Ba. 7 элементов — Sc, Ti, Cr, V, Sr, Y, Zr — характерные компоненты первичных ореолов месторождений литофильных металлов и сидерофильных металлов. Be, Na, K, Bi, W участвуют в образовании первичных ореолов литофильных месторождений и обширной халькофильной группы месторождений, включая содержащие сульфиды золоторудные, редкометальные и флюоритовые месторождения. Из ореолов многих месторождений возможен вынос железа с образование зон осветления, а также элементов группы железа — Ti, V, Cr, Sc.

Характерной особенностью первичных ореолов явля­ется зональность их строения, выражающаяся в законо­мерном изменении концентраций некоторых химических элементов в надрудных, околорудных и подрудных час­тях ореола. Геохимическая зональность первичных орео­лов особенно четко проявляется в изменении отношения содержаний легкоподвижных и малоподвижных элемен­тов-индикаторов оруденения друг к другу и к основному рудному компоненту в различных частях ореола. Рас­сматриваемая закономер-ность позволяет отличать обна­жающиеся на поверхности надрудные срезы месторож­дений от подрудных.

Различают вертикальную (или осевую) зональность горизотальную (или поперечную) зональность.

Наиболее полно вертикальная зональность проявлена на гидротермальных сульфидных месторождениях. Исследованиями зональности первичных ореолов посвящены многочисленные научные работы Григоряна С. В. и Овчинникова Л. Н.На основе изучения более 300 различных месторождений авторы приводят обобщенный ряд зональности отложения элементов (снизу вверх):

W(1)—Be—As(1)—Sn(1)—Au(1)—U—Mo—Co—Ni—Bi—W(2)—Au(2)—Cu(1)—Zn—Pb—Sn(2)—Ag—Cd—Au(3)—Cu(2)—Hg,As(2),Sb—Ba

Помимо обобщенного ряда существуют ряды вертикальной зональности, рассчитанные для различных типов оруденения, которые при соблюдении общей тенденции. (таблица)

Тип месторождений	Ряды зональности элементов-индикаторов
Редкометальные пегматиты	W-Nb-Na-Sn-Cs-Rb-Li-As
Вольфрамовые скарново-шеелитовые	W-Ba-Sn-(Bi,Mo)-Zn-(Pb,Ag)
Вольфрамовые грейзеновые	Be-Sn-Bi-W-(Zn,Pb,Cu)
Вольфрамовые кварц-гюбнеритовые	Bi-(Sn,Be)-Co-W-Zn
Вольфрамовые кварц-шеелитовые	(W,Mo,Bi)-Be-Sn-Ag
Оловорудные кварц-касситеритовые	(As,Be,W)-B-Sn-Cu-(Zn,Ag,Pb)
Оловорудные сульфидно-касситеритовые	(W,Mo,As,Co)-(Zn,Cu)-(Zn,Ag,Pb)
Медноколчеданные	Mo-Co-As^2-Cu-Zn-Pb-Ag-As^1-Ba
Полиметаллические скарновые	Sr-(W,Mo)-Co,Bi-Cu-Zn-Pb-Ag-(Sb,As)-Ba-I
Полиметаллические жильные	W-As^2-Sn-Co-Bi-Cu-Zn-Pb-Ag-As^1-Ba-I
Золоторудные высокотемпературные	(Be,W,Au,As^2,Ni,Co)-Cu-Zn-(Pb,Ag,As^1-Sb)
Золоторудные среднетемпературные	(Co,W,Be)-Bi-(Sn,Mo)-Cu-Au-Zn-Pb-(Ag,As,Sb)
Золоторудные низкотемпературные	(W,Bi,Sn)-Mo-(Cu,Zn)-Pb-Au-Ag-(As,Sb)-Ba-Hg
Меднопорфировые	(B,W,Co,Sn)-(Mo,Cu)-Bi-Au-(Zn,Pb,Ag)-Sb-As-Ba-I
Стратиформные свинцово-цинковые	Be-Ni-Co-Zn-Pb-Ag-Cu-As-Ba
Ртутные	(Bi,Mo)-Cu-Zn-Pb-Ag-(Hg,As,Sb)
Сурьмяно-ртутные	(Ni,Co,W)-Mo-Cu-Zn-Pb-Sn-Ag-(Sb,As)-Hg

Примечание: Взаимоотношения элементов, заключенных в скобки, в ряду не установлены.

Наблюдаемая зональность гидротермальных месторождений осложняется многостадийным характером рудоотложения и последующим метаморфизмом, однако существование общей устойчивой закономерности не ставится под сомнение. Для объяснения универсального характера зонального ряда отложения элементов приводятся различные физико-химические обоснования — константы растворимости соединений элементов, показатели устойчивости простых и комплексных ионов при различных значениях рН Eh, различия в скорости перемещения (подвижности) гидратированных ионов в растворе, значения энергии кристаллических решеток и др. Н. И. Сафронов считал основной причиной зонального отложения элементов из гидротерм различия их ионизационных потенциалов, с увеличением которых возрастает энергия гидратации иона и снижается его подвижность. Ряд авторов (Овчинников) считают, что невозможно объяснить зональность влиянием только какого-то одного фактора. Именно огромное разнообразие и соизмерность одновременно действующих факторов определяют наблюдаемую устойчивость рядов зонального отложения элементов.

Первичные ореолы собственно магматических месторождений возникают при ликвационной и кристаллизационной дифференциации расплава, ведущей к рудообразованию. Этим путем формируются, например, сингенетические месторождения медно-никелевых сульфидных вкрапленных руд в нижних частях дифференцированных ултраосновных инрузий. В промышленных рудах этого типа содержание мели и никеля достигает нескольких процентов, областью первичного ореола является верхняя зона убогих вкрапленников, отвечающая незавершенности процесса к моменту застывания массива. Зональное распределение металлов по вертикали отмечается и в этом случае. Оно обусловлено опережающим продвижением на глубину более тяжелого пентландита (Fe,Ni)₉S₈ (плотность – 4,95г/см³) по сравнению с более легким халькопиритом CuFeS₂ (плотность – 4,28г/см³).

Менее изучены первичные ореолы собственно осадочных, экзогенных рудных месторождений

Поперечная зональность отражает различия в величинах параметров ореолов элементов, расположенных вкрест простирания рудных тел. Эта зональность определяется концентрацией элементов в рудных телах и ореолах, их подвижностью и фоновыми содержаниями во вмещающих породах. Ниже приведены ряды элементов, отражающие поперечную зональность первичных ореолов различных по составу месторождений. Первыми в рядах, как правило, расположены элементы — основные промышленно ценные компоненты руд. (таблица)

Тип месторождений	Ряды поперечной зональности
Свинцово-цинковые в скарнах	Zn-Pb-As-Ag-Cu-Sb
Свинцово-цинковые жильные	Pb-Ba-Zn-Ag-Cu-As-Co
Шеелитовые в скарнах	W-Mo-Cu-Ba-Zn-Pb
Кварц-золоторудные	Au-As-Bi-Ag-Pb-Sb-Cu-Be-Mo-Co-Zn
Меднопорфировые	Au-Cu-Mo-Ag-As-Sb
Медно-молибденовые	Cu-Mo-Zn-Pb-Co-Ni-Sn-Be-W-Bi-As-Ba-Ag
Медно-висмутовые	Cu-Bi-Pb-Ag-As-Ba-Zn-Co
Сульфидно-касситеритовые	Sn-Cu-Ag-Zn-Pb-As-W
Кварц-касситеритовые	As-W-Ag-Sn-Cu-Zn-Pb
Ртутные	Hg-As-Ba-Cu-Pb-Zn-Ni-Ag-Co
Свинцово-цинковые стратиформные	Ag-Pb-Cu-As-Ba-Co-Zn-Ni

В отличие от вертикальной (осевой) зональности, почти единообразной для различных по составу месторождений, поперечная зональность в силу отмеченной выше зависимости от состава руд специфична для каждого типа месторождений.

Практически в каждом рудном районе наряду с промышленными месторождениями встречаются и зоны рассеянной минерализации (ЗРМ), не содержащие концентрированного оруденения.

Сравнительное изучение геохимических особенностей ЗРМ и ореолов промышленного оруденения позволило установить некоторые их различия, которые могут быть использованы для их разграничения:

1. Аномалии, связанные с ЗРМ, отличаются от надрудных первичных ореолов большим набором элементов-индикаторов.

2. В строении ЗРМ отсутствует контрастная осевая зональность

3. В строении ЗРМ отсутствует контрастная поперечная зональность

Дата добавления: 2015-07-15