Лекция 12 (2 часа). Колчеданные месторождения

Общая характеристика, минеральный состав руд, геотектонические обстановки колчеданообразования. Обобщенная модель рудообразования. Типы колчеданных месторождений: кипрский, уральский, алтайский.

Вопрос 1. Общая характеристика. К колчеданным относятся месторождения, в рудах которых преобладают сульфиды железа – пирит (около 90% руд), пирротин, в меньших количествах присутствуют марказит, халькопирит, борнит, сфалерит, галенит, блеклые руды. Нерудные минералы, количество которых невелико, представлены баритом, кварцем, карбонатами и хлоритом. Характерной особенностью является приуроченность месторождений к поясам вулканогенно-осадочных пород. Типичные формы рудных тел – линзы, жило- и пластообразные залежи и штоки, вкрапленные и прожилковые зоны. По текстурным особенностям различают массивные, слоистые и прожилково-вкрапленные руды. Колчеданные залежи сопровождаются ореолами измененных вмещающих вулканогенных пород, превращенных в пиритизированные кварц-серицитовые, кварц-серицит-хлоритовые и другие метасоматиты.

Колчеданные месторождения образуются в океанических трогах с субмаринным базальтоидным вулканизмом, островодужных обстановках с дифференцированным риолит-базальтовым и риолит-андезит-базальтовым вулканизмом. Характерна их связь с малыми субвулканическими интрузиями основного и кислого состава. Месторождения контролируются локальными вулканическими структурами, которые являются элементами более крупных вулканических построек. Протяженность рудных залежей – до первых километров при мощности десятки метров, иногда до 100 м. Глубина распространения – многие сотни метров (до 2 км).

Вопрос 2. Генетические особенности колчеданных месторождений – обобщенная модель рудообразования. Колчеданные месторождения относятся к полигенным образованиям, которые формировались длительно – в два-три этапа, расчленяющихся на стадии минералообразования. Генезис этих месторождений – комплексный: вулканогенно-гидротермальный и вулканогенно-осадочный. Обобщенная модель колчеданообразования может быть рассмотрена на примере Гайского медно-колчеданного месторождения, приуроченного к стратовулкану, который сложен лавами, лавобрекчиями и вулканическими туфами базальтового и риолит-дацитового состава. Жерло вулкана выполнено несколькими поколениями некков, экструзивов и субвулканических тел кислого состава. Над жерловиной находится кратерно-кальдарная депрессия с базальтовыми лавами, туфами. В верхней части месторождения находится «Стержневая линза», представленная богатыми цинко-медно-колчеданными рудами и выполняющая вулканическую кальдеру. Ниже её распространены прожилково-вкрапленные халькопирит-пиритовые бедные руды.

Образование руд связано с деятельностью вулканогенных растворов, которые поднимались по ослабленным зонам вулканической постройки – жерлу вулкана, синвулканическим трещинам. По пути следования этих рудоносных растворов откладывались прожилковые и вкрапленные руды в виде крутопадающих зон. Если растворы просачивались в горизонты пород, хорошо проницаемых и легко поддающихся метасоматическим замещениям (например, туфы кислого состава), образовывались метасоматические пластообразные колчеданные залежи. Их генезис вулканогенно-гидротермальный – вулканогенно-метасоматический. Если горячие рудоносные растворы прорывались на дно океана, при их встрече с холодной морской водой происходило массовое осаждение минералов в виде вулканогенно-осадочных залежей пластовой, линзовидной формы. Это самые богатые массивные руды месторождения.

Вулканогенно-осадочные руды при высоте столба воды 200 м и температуре эксгаляций 215°С отлагались при температуре не более 200°С. Согласно В.Смирнову, вулканогенно-метасоматическое рудообразование в подстилающих породах для различных колчеданных месторождений характеризуется более высокими температурам и большим их диапазоном: высокотемпературные 450°С и выше, среднетемпературные, наиболее распространенные, с начальной температурой 300°С и низкотемпературные – менее 200°С.

Вопрос 3. Типы колчеданных месторождений. По составу руд, связям с различными вулканическими формациями, геодинамическим обстановкам колчеданные месторождения могут быть представлены следующими основными типами: серноколчеданным (кипрский тип), медно-колчеданным (уральский тип), колчеданно-полиметаллическим (алтайский тип или тип Куроко).

Серноколчеданные месторождения сложены пиритовыми рудами с небольшой примесью кварца. Пирит служит источником для получения серной кислоты. Образуются в спрединговых обстановках, пространственно и генетически связаны с недифференцированным базальтоидным вулканизмом. Месторождения этого типа известны на Кипре, Урале (Карабашское), в Испании, Японии.

Медно-колчеданные месторождения пространственно и генетически связаны с контрастными риолит-базальтовыми формациями и образуются в субдукционных обстановках. Руды представлены преобладающими сульфидами железа (пиритом, мельниковитом, марказитом) и халькопиритом; второстепенные рудные минералы – сфалерит, пирротин, блеклые руды, галенит и др. По химическому составу руды являются комплексными и могут содержать в промышленно извлекаемых количествах свинец, цинк, серу, селен, теллур, золото, серебро, кадмий, индий, таллий, галлий. Месторождения данного типа распространены на Урале (Сибай, Гай, Учалы, Блявинское), Кавказе (Уруп, Кафан).

Колчеданно-полиметаллические месторождения пространственно и генетически связаны непрерывными вулканогенными формациями – риолит-андезит-базальтовыми. Главными рудными минералами являются пирит, сфалерит, галенит, реже халькопирит, среди жильных минералов преобладают кварц, барит. Месторождения данного типа развиты на Рудном Алтае (Риддер-Сокольное, Зыряновское, Тишинское), в Прибайкалье (Холодненское), Забайкалье (Озерное), в Казахстане (Жайрем, Текели), в Грузии (Маднеули), в Японии (Куроко), в Испании (Рио-Тинто).

Литература: [1], с. 158-172; [2] с. 182-196; [5], с. 39-251