Скарновые месторождения

Скарновое рудообразование – самый сложный постмагматический процесс, поскольку связан с особенностями поведения газово-жидких растворов, которые, во-первых, сами являются носителями огромного числа различных металлов и, во-вторых, выходя за пределы магматического очага, их высокотемпературные и часто агрессивные растворы экстрагируют вещества вмещающих пород. Обогащаясь металлами разрушенных минералов.

Скарновые месторождения формировались на всей протяженности развития земной коры. Существуют на всех континентах и являются практически самыми богатыми по концентрации рудных веществ. Тем не менее, до сих пор отсутствует единая модель образования скарновых месторождений.

Скарновыми считаются рудные месторождения, которые локализованы в скарновых породах, причем скарны и руды составляют отдельные стадии метасамотического процесса, но связаны общностью структурного положения.

Скарнами принято называть породы, сложенные силикатами кальция, магния, железа, марганца, алюминия, возникших при высокотемпературном метасамотическом преобразовании эффузивов, туфов, силикатных и карбонатных пород в зонах воздействия на них газово-жидких магматических растворов.

Обычно эти процессы называются пневматолитическими, т.к. все образования минералов происходят при непосредственном участии летучих компонентов, выделившихся из магмы. Путем пневмотолиза непосредственно из магмы выносятся металлы и образуются месторождения полезных ископаемых.

Своеобразные скарновые или, как их еще называют, контактово-метасамотические месторождения с участием летучих образуются, когда газово-жидкие растворы выходят за пределы магматического очага. Внедряясь по ослабленным зонам огненно-жидкий раствор с летучими компонентами с температурой порядка 1000°С вступает во взаимодействие с вмещающими горными породами. Раствор, активно воздействуя на минералы пород, разрушает их кристаллические решетки и экстрагирует все содержащиеся в них металлы.

Скарновые месторождения, как правило, зональны. На контакте с вмещающими породами образуются безрудные пироксено-гранатовые скарны. Одновременно или несколько позже из газово-жидкого рудного раствора выносятся и отлагаются во внутренней части этой зоны оксиды железа, меди, кобальта, цинка.

Считается, что вынос железа из магмы осуществляется либо в виде хлористого (FeCl₂) или хлорного (FeCl₃) железа, возможно в виде вюстита (FeО). В участках скарнообразования железных руд типичны околоскарновые зоны осветленных пород, связанных с появлением безжелезистых силикатных минералов. Это подтверждает точку зрения о разрушении темноцветных железосодержащих минералов газово-жидкими растворами и экстрагировании железа. По мнению геологов, придерживающихся точки зрения, что экстрагированного из силикатных минералов типа оливинов, пироксенов и гранатов железа, вполне достаточно для последующей его концентрации с образованием промышленных железорудных месторождений.

Сложной является расшифровка механизма рудоотложения при образовании скарновых месторождений. Судя по морфологии залежей, сульфидное рудообразование тесно примыкает, а иногда и налагается на процессы магматического оруденения. Так в скарновых железорудных месторождениях основная фаза магнетит всегда ассоциируется с пиритом, причем в большинстве случаев количество пирита увеличивается с глубиной рудной залежи. А это, по-видимому, является следствием последовательного внедрения сначала магнетитового раствора, а затем проникновения в область оруденения серы.

По данным Д.С. Коржинского и В.А. Жарикова главной причиной, вызвавшей отложение руд, является падение температуры, движущегося по трещинам горных пород газово-жидкого раствора и изменение кислотности самого раствора. Для полного проявления оруденения помимо определенных факторов влияния физико-химических и тектонических условий благоприятно сказывается длительное развитие послемагматической стадии существования всего вулканического комплекса.

Преимущественная локализация оруденения именно в скарнах объясняется особенностями физических и химических свойств этих пород. Скарны обладают повышенной пористостью и большой хрупкостью, поэтому они легко проницаемы для растворов. Скарны наиболее растворимы под действием горячих газово-жидких растворов, легко подвергаются гидролизу, в процессе которого создается щелочная среда, необходимая для нейтрализации кислых рудоносных растворов. Скарны обладают высокой удельной теплоемкостью, что способствует притоку тепла и растворов преимущественно к этим породам.

В целом механизм рудоотложения – это главным образом процесс метасамотического замещения скарнов, осадочных и магматических пород рудными минералами.

Скарновые рудные месторождения обнаружены практически во всех рудных регионах земного шара. В каждой группе месторождений, образовавшихся из одного магматического очага, минералы близки по составу. Территориально разделенные скарны имеют разный минералогический состав и структуру, потому что их происхождение связано с различными магматическими очагами и главное минералогическим составом вмещающих пород. В геологическом отношении, чем древнее скарновые месторождения, тем труднее определить их генетические признаки, поскольку породы самих скарнов и, главное, околоскарновые породы за время их существования претерпели значительные фазовые превращения.

Особенностью скарновых месторождений является их групповое расположение вокруг магматических комплексов. Они формируются там, где газово-жидкие растворы пересекают породы, благоприятные для сканирования и рельеф, способствующий рудонакоплению. Примерами являются скарновые железорудные месторождения Урала и Казахстана.

Морфологически скарновые месторождения отличаются значительным разнообразием. Рудные тела имеют форму линз, штоков и пластовых залежей.

Размеры выхода руд тоже колеблются от 1,5 до 2,5 км в длину. Не взирая на большое разнообразие скарновых месторождений, рудовмещающими являются известковые и магматические породы. В них известны месторождения практически всех металлов, кроме хрома, сурьмы и ртути. Наиболее значительны известково-скарновые месторождения железа, кобальта, меди, платины, вольфрама, молибдена, свинца, цинка, золота, олова, бериллия, скандия, ниобия, редких земель, тория, урана. Для магнезиальных скарнов типичны месторождения бора, железа, цинка и флогопита.

В России самой крупной железорудной провинции является Урал (г. Магнитная, Благодать, Высокая). В Западной Сибири (Темиртау, Таштагол, Шалым, Абакан, Анзас и др.), в Восточной Сибири (Рудногорское, Коршуновское, Таежное, Гаринское и др).

В Казахстане (Соколовское, Сарбайское, Качарское, Кеньтюбе, Атансор и др).

За границей аналогичные месторождения обнаружены в США, Норвегии, Швеции, Японии, Австралии, КНР и др.

Запасы железных руд скарновых месторождений достигают 600 млн.т. при содержании железа 35-55%.

В железокобальтовых скарновых месторождениях, относительное количество которых невелико, кобальт встречается в виде кобальтсодержащего пирита, который отлагается в месторождениях практически одновременно с магнетитом. Мышьяковистые соединения кобальта, наоборот, формируются на поздней стадии рудообразования в ассоциации с сульфидами, кварцем, карбонатами.

Медное оруденение в скарнах распространено довольно широко. Оно тесно связано с магнетитовыми рудами, образуя комплексные магнетит-халькопиритовые месторождения. Главный рудообразующий минерал халькопирит (CuFeS₂) встречается совместно с пиритом (FeS₂), пирротином (Fe_X-1S), сфалеритом (b-ZnS). Этот комплекс обычно формируется на поздних стадиях скарнового рудообразования. В России среди скарновых месторождений меди известны Туринские рудники на Урале, месторождения в Кузнецком Алатау.

Платиновые месторождения очень редки. К ним принадлежат скарны северной части Бушвельдского комплекса ЮАР.

Вольфрамовые месторождения приурочены к отдельным скарновым провинциям. Вольфрам образует минерал шеелит (CaWO₄), иногда связанный с сульфидной минерализацией. Редки твердые растворы вольфрамита (Fe,Mn)WO₄, представляющие промежуточные члены ряда ферберит (FeWO₄) – гюбнерит (MnWO₄). В России такие месторождения известны на Дальнем Востоке, Хакасии, Якутии и на Южном Урале. Из зарубежных: США, Канада, Финляндия, КНР, Турция, Бразилия, Боливия, Австралия, Япония и др.

Среди скарновых месторождений известны молибденовые, свинцово-цинковые, оловянные, ниобиевые, золотые, редкоземельные, урановые, ториевые, борные, бериллиевые и огромное количество нерудных месторождений. Среди нерудных флогопитовые, графитовые, хризотил-асбеста, талька и др.

Дата добавления: 2015-07-21