Стратиформные (телетермальные) месторождения
Месторождения медистых песчаников и сланцев-халькозин-борнит-халькопиритовые).Пластовые рудные тела вкрапленных и прожилково-вкрапленных халькозин-борнитовых и халькопиритовых руд залегают в алевролитах, глинистых сланцах и мергелях (месторождения Германии, Польши, Заира, Замбии) и в песчаниках (Заир, Замбия; Джезказган и Удокан в СССР). В пестроцветных осадочных толщах оруденение приурочено к серым песчаникам. Продуктивные осадочные толщи мощностью от нескольких сот метров до 1–2 км сложены обычно в синклинальные складки. Возраст вмещающих пород различный: от протерозоя до неогена. Крупные промышленные месторождения известны главным образом в докембрийских, каменноугольных и пермских отложениях.
Пласто, ленто- и линзообразные рудные тела залегают согласно с вмещающими породами. Оруденение чаще всего многоярусное. Так, на Джезказганском месторождениив девяти рудоносных горизонтах насчитывается 26 рудных пачек (рис. 54). Протяженность отдельных рудных тел достигает нескольких километров при мощности от 1 до 20 м и более. Самые крупные рудные тела достигают иногда огромных размеров (площадь – несколько квадратных километров, мощность – несколько десятков метров).
Пластовые рудные тела сопровождаются жильными и жилообразными телами, приуроченными к разрывным нарушениям.
Рис. 54. Схематический разрез Джезказганского месторождения:
1 – рудоносные слои серых песчаников; 2 – конгломераты; 3 – песчаники; 4 – известняки, мергели, песчаники; 5 – разрывные нарушения; 6 – рудные залежи
Рудные минералы обычно образуют богатые линзы, струи, ленты, прожилки, гнезда и часто приурочены к скоплениям органических остатков. Главные рудные минералы – халькозин, борнит и халькопирит; ковеллин, галенит, сфалерит и пирит играют небольшую роль; изредка встречаются арсенопирит, блеклые руды, аргентит, молибденит, карролит и другие. Содержание сульфидов в первичных рудах колеблется от 3 до 15%. По мере удаления от рудных тел количество сульфидов во вмещающих породах постепенно уменьшается.
По мощности пластов и по латерали наблюдается чередование медистых отложений халькозиновой, борнит-халькозиновой, борнит-халькопиритовой, халькопиритовой и пирит-халькопиритовой минерализации. Наиболее отчетливо минеральная зональность проявлена на месторождениях типа медистых сланцев. В месторождениях медистых песчаников зональность более сложная.
Тдавный промышленный элемент – медь (содержание в руде 1,5–5%); промышленное значение могут иметь также Со, Ag, Pb, Zn, Cd, Ni, Au, Mo и другие элементы. Из руд месторождений Заира и Замбии в больших количествах извлекается кобальт.
Генезис медистых песчаников дискуссионен. Пластовая согласная форма рудных тел, отсутствие околорудных гидротермальных изменений вмещающих пород, отсутствие интрузивных образований и ряд других фактов позволяют считать эти месторождения осадочными. Однако наличие на некоторых месторождениях дорудных разрывных нарушений, минеральной зональности по отношению к этим разрывам, стадийность процесса минерализации и другие факторы дают возможность другим исследователям относить медистые песчаники к гидротермальным метасоматическим.
Свинцово-цинковые (галенит-сфалеритовые) месторождения в карбонатных породах.Рудные тела пластообразной и линзовидной формы залегают согласно с вмещающими породами и приурочены к благоприятным горизонтам, сложенным доломитами, известковистыми доломитами и реже известняками. На некоторых месторождениях известны рудные тела и более сложной формы – рудные ленты, гнезда и жилы, связанные между собой апофизами. Располагаясь в пределах благоприятных горизонтов, эти рудные тела контролируются как согласными, так и секущими разрывными нарушениями. Протяженность рудных тел колеблется от десятков метров до 4 км, мощность – от 0,5 до 60 м.
Руды имеют простой минеральный состав. Главные минералы – галенит и сфалерит; второстепенные – халькопирит, пирит, марказит, гематит, энаргит; жильные – сидерит, доломит, кварц, барит, анкерит, флюорит, а также глауконит и диккит. Текстуры руд вкрапленные и про-жилково-вкрапленные, иногда массивные и полосчатые.
Вмещающие породы вблизи рудных тел подверглись доломитизации и баритизации.
Содержание свинца в рудах колеблется от 1 до 7%, цинка – от нуля до 6%. Ценные попутные компоненты – серебро, кадмий, германий, барит, флюорит.
Месторождения описываемого типа известны в США, СССР, Канаде, ФРГ, Польше, Алжире, Тунисе и других странах. К разряду крупнейших относятся стратиформные свинцово-цинковые месторождения США (шт. Миссури, Висконсин, Айова, Теннесси). США – одна из крупнейших стран в мире по запасам и добыче свинца и цинка. На долю стратиформ-ных месторождений в этой стране приходится не менее половины всех запасов и столько же добычи свинца и цинка.
В СССР стратиформные месторождения известны в Казахстане, Средней Азии и других районах. Наиболее типичным является Миргалимсайское месторождение, которое находится в Южном Казахстане (хр. Каратау). Пластообразные рудные тела приурочены к верхнедевонским известнякам (рис. 55). Руды состоят в основном из галенита и барита с подчиненным количеством пирита, сфалерита, аргентита, халькопирита, гематита и доломита.
Рис. 55. Схематический разрез Миргалимсайского месторождения:
1 – известняки; 2 – доломиты; 3 – брекчированные известняки; 4 – рудные тела; 5 – разрывные нарушения
Во многих районах стратиформное свинцово-цинковое оруденение связано с рифовыми постройками карбонатных толщ. Месторождения этого типа детально изучены в США. Одно из них – Флетчер, имеет довольно простое строение. Карбонатные породы, глинистые сланцы и песчаники горизонтально залегают над докембрийским выступом метаморфических пород (рис. 56). Зона свинцово-цинкового оруденения прослежена на 8 км при ширине около 300 м, средняя мощность ее 6,1 м. Рудное тело залегает согласно с изменяющимся простиранием слоев по мере того как они огибают поднятие. Руды полосчатые, вкрапленные и прожилково-вкрапленные. Основными минералами являются галенит, сфалерит и халькопирит. Отношение Pb:Zn:Cu составляет приблизительно 40:4:1. В рудах присутствуют пирит, марказит, кальцит, доломит.
Рис. 56. Схематический разрез одного из месторождений США:
1 – докембрийские образования; 2–3 – формация Ламотт (2 – конгломераты, 3 – песчаники); 4 – карбонатные породы формации Бонн-Терр; 5 – рудные тела
Таким образом, стратиформные свинцово-цинковые месторождения обладают следующими характерными особенностями: 1) на месторождениях отсутствуют магматические образования; 2) оруденение приурочено к рифам и горизонтам благоприятных карбонатных пород; 3) пластовые или пластообразные рудные тела сочетаются с рудными телами более сложной морфологии; 4) руды имеют простой минеральный состав; 5) сфалерит имеет высокие содержания кадмия. Вопросы генезиса стратиформных месторождений являются дискуссионными. Одни геологи рассматривают их как первичноосадочные сингенетичные, претерпевшие диагенетическое, катагенетическое и метаморфическое преобразование. Другая группа геологов считает описываемые месторождения эпигенетическими гидротермальными, связанными с залегающими на глубине и не вскрытыми эрозией интрузивными породами. Некоторые геологи полагают, что стратиформные месторождения образовались под воздействием химически активных атмосферных вод глубокой циркуляции. И, наконец, развивается гипотеза о полихронном и полигенном происхождении описываемых месторождений. Она основана на том, что эти месторождения имели длительную историю развития, несут черты как сингенетического осадочного происхождения, так и эпигенетического образования. Следовательно, рудообразование начиналось с формирования сингенетичных и синхронных с вмещающими породами вулканогенно-осадочных и осадочных руд, претерпевших диагенетическое и катагенетическое преобразование. На более позднем этапе в связи с деятельностью подземных горячих минерализованных вод привносилась дополнительная порция руд, происходило переотложение минеральной массы и формировались эпигенетические секущие рудные тела.