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.
В гумидных ландшафтах обильные кислые растворы фильтруются вниз, растворяя рудные минералы. Вверху в результате окисления и гидролиза железа, которые образуют железную шляпу, как бы прикрывающую месторождения. Под железной шляпой может образоваться горизонт, из которого полностью выщелочены руды и где сохранилась лишь «сыпучка» из устойчивых минералов (кварца, барита). В зависимости от конкретных географических условий, строения месторождения и состава руд кора выветривания имеет различные горизонты. Так, для рудных месторождений Казахстана типичны горизонты богатых окисленных руд и вторичного сульфидного обогащения. На медно-колчеданных месторождениях Урала кора выветривания представлена мощной железной шляпой и горизонтом выщелачивания (сверху кварцево-баритовая, снизу колчеданная «сыпучка»), а зона вторичного обогащения слабо выражена. В резко аридных ландшафтах пустыни Атакама (Чили) кора выветривания рудных месторождений отличается мощным горизонтом сульфатов. Сравнительно молодая кора выветривания месторождений Кавказа плохо выражена. В лесных ландшафтах умеренного пояса возникают новообразования гидрогетита и псиломелана; в степных - кальцита; в пустынных - гипса.
Осадочные месторождения.
Поверхностная толща литосферы на 80% сложена осадочными горными породами (95% из них имеют морское происхождение). Они сформировались на поверхности Земли в результате накопления минеральных масс, образовавшихся в процессе разрушения существовавших горных пород. Процессы разрушения и накопления новых горных пород на поверхности Земли идут повсеместно: в пустынях, на дне морей и океанов, в речных долинах, горных областях. Условия образования накладывают существенный отпечаток на их облик. В одних случаях осадочные породы состоят из обломков разрушающихся пород, в других - из скопления органических остатков, в третьих - из кристаллических зерен, выпавших из водных растворов. Осадочные горные породы по происхождению делятся на три группы: обломочные, образовавшиеся в процессе механического накопления обломков ранее существовавших пород; химические, образовавшиеся при выпадении осадков из растворов; породы биохимического происхождения.
Механические осадочные месторождения образуются за счет минерала, возникшего при физическом выветривании. При переносе взвешенное вещество осаждается последовательно в зависимости от формы, размера частиц, их удельного веса, скорости и массы водного потока; этот процесс называется механической дифференциацией осадков. Среди механических осадков условно выделяют месторождения обломочных пород (валуны, галечники, гравий, пески, глины) и россыпи (золота, алмазов, платины и других).
Механические обломочные месторождения образуются под действием водных потоков в долинах рек, озерных и прибрежных зон морей, причем, в последнем случае они являются, обычно более крупными и качественными. Основная масса осадочного материала поступает в виде твердых частиц разного размера (обломков горных пород и минералов) и в растворенном состоянии. Для литоральной зоны участки, покрытые илистыми осадками, на небольшом расстоянии сменяются скоплениями песка, гальки и валунов. Могут образовываться обильные аккумуляции обломков раковин, в значительном количестве здесь накапливаются отмершие водоросли.
Россыпями, или россыпными месторождениями, называются скопления обломочного материала, содержащие ценные устойчивые минералы с большим удельным весом. Разрабатывают россыпи золота, касситерита, вольфрама, циркона, алмазов и других. В нашей стране широко известны россыпи месторождения золота на Южном Урале, в Сибири, на северо-востоке страны, а за границей - на Аляске, в Калифорнии (США), Восточной Австралии и многих других местах. Большая часть россыпей золота приурочена к аллювиальным отложениям. В строении россыпи выделяют плотик, пласт и торфа. Пласт - это аллювиальные отложения, содержащие россыпное золото. Плотик - основание, на котором залегает пласт. На поверхности плотика часто образуются трещины и карманы, обогащенные золотом. Торфа - условное название пустой толщи, покрывающей золотоносные отложения. Золото в россыпях присутствует в виде мелких пластинок разной формы, обычно уплощенных и сглаженных. Мировой известностью пользуются россыпи касситерита на Малаккском полуострове и островах Банка и Белитунг в Индонезии, монацита в прибрежных песках Бразилии и Индии, алмазов в Южной Африке, танталита и колумбита в Нигерии и Заире.
Химические осадочные месторождения образуются в поверхностных условиях на дне морских, озерных водоемов и болот за счет минеральных веществ, находившихся ранее в растворенном состоянии в воде. Источником для образования месторождений является морская вода, а также продукты химического выветривания горных пород и руд. Растворенные вещества отлагаются на дне водоемов в виде химических осадков путем кристаллизации из истинных растворов или коагуляции из коллоидных растворов. Для образования соляных месторождений требуется существование барров, создающих узкие заливы, через которые проходит ограниченное количество морской воды. Второе необходимое условие - природный климат в районе залива, при котором испарение воды в заливе превышает ежегодный приток воды через барр. На месторождениях солей рудные тела представлены пластовыми залежами, а в складчатых областях антиклинальными, синклинальными складками и соляными куполами. Минеральный состав залежей - гипс, ангидрид, калийные, магнезиальные соли, бораты. Попутно с солями извлекаются и соединения редких металлов: цезия, рубидия и других. В России наиболее крупные месторождения - в Иркутской области (Усолье), в Забайкалье и в Якутии. Месторождения химических осадков из коллоидных растворов образуют скопления руд железа, марганца, алюминия и других. Морские месторождения геосинклинального типа залегают среди известняков и имеют форму пластов. К этому типу относятся отдельные месторождения Северного Урала, Боксонское в Красноярском крае, некоторые месторождения Салаирского кряжа и другие. Озерные и долинные месторождения бокситов расположены на платформах и образованы в небольших континентальных озерах. Линзовидные и неправильные по форме залежи боксидов залегают среди песчано-глинистых отложений.
Биохимические осадочные месторождения возникают в результате жизнедеятельности организмов, которые концентрируют в себе большое количество тех или иных элементов. К этому генетическому типу относятся месторождения известняков, диатомитов, фосфоритов и каустобиолитов. Органогенные известняки образуются при накоплении и уплотнении скелетов морских животных. Осадочные месторождения серы образуются при восстановлении сульфатов биохимическим путем. Месторождения фосфоритов - за счет больших скоплений фосфатных (отмерших) организмов. Осадочные морские месторождения фосфоритов по условиям образования делятся на платформенное и геосинклинальное. Платформенные месторождения, в образовании которых организмы играют основную роль, занимают значительные площади, но отличаются небольшой мощностью. Геосинклинальные месторождения фосфорита, в образовании которых решающую роль играли процессы осадочной химической дифференциации, имеет пластовую форму, сложные условия залегания.
Горючие ископаемые.
Уголь. Большую часть энергии во всем мире получают за счет сжигания ископаемого топлива - угля, нефти и газа. В ядерной энергетике тепловыделяющие элементы промышленных реакторов на АЭС состоят из урановых топливных стержней.
Уголь является важным национальным природным ресурсом в первую очередь благодаря своей энергетической ценности. Среди ведущих мировых держав только Япония не располагает большими запасами угля. Хотя уголь - самый распространенный вид энергоресурсов, на нашей планете имеются обширные территории, где угольных месторождений нет. Угли различаются по теплотворной способности: она самая низкая у бурого угля и самая высокая у антрацита
Нефтегазоносные осадочные бассейны обычно связаны с определенными геологическими структурами. Практически все крупные залежи нефти приурочены к участкам земной коры, которые в течение длительного времени испытывали прогибание, в результате чего там накопились особенно мощные осадочные толщи.
Нефть и газ встречаются в породах разного возраста - от кембрийских до плиоценовых. Иногда нефть добывается и из докембрийских пород, однако считается, что ее проникновение в эти породы вторично. Наиболее древние залежи нефти, приуроченные к палеозойским породам, установлены главным образом на территории Северной Америки. Вероятно, это можно объяснить тем, что здесь наиболее интенсивные поиски проводились в породах именно этого возраста.
Бoльшая часть нефтяных месторождений рассредоточена по шести регионам мира и приурочена к внутриматериковым территориям и окраинам материков: 1) Персидский залив - Северная Африка; 2) Мексиканский залив - Карибское море (включая прибрежные районы Мексики, США, Колумбии, Венесуэлы и о. Тринидад); 3) острова Малайского архипелага и Новая Гвинея; 4) Западная Сибирь; 5) северная Аляска; 6) Северное море (главным образом норвежский и британский секторы); 7) о. Сахалин с прилегающими участками шельфа.
Мировые запасы нефти составляют более 132,7 млрд. т. Из них 74% приходится на Азию, в том числе Ближний Восток (более 66%). Наибольшими запасами нефти обладают: Саудовская Аравия, Россия, Ирак, ОАЭ, Кувейт, Иран, Венесуэла.
Метаморфогенные месторождения.
Метаморфогенные месторождения разделяются на метаморфические и метаморфизованные.
Метаморфические месторождения возникают в процессе метаморфизма горных пород, не представляющих до этого промышленной ценности, за счет перегруппировки минерального вещества. Метаморфические месторождения представлены преимущественно неметаллическими полезными ископаемыми. Известны месторождения мраморов, кварцитов, яшм, андалузита, ставролита, графита и других. При метаморфизме углей за счет высокой температуры изверженных пород образуются месторождения графита (Тунгусские месторождения). При региональном метаморфизме глинистых сланцев образуются метаморфические сланцы (дистеновые, силлиманитовые, андалузитовые, кианитовые), являющиеся сырьем для извлечения глинозема, огнеупорами и сырьем для получения сплавов с кремнием - силуминов. Месторождения их известны в Карелии (Кейвское), в Северном Прибайкалье (Мамское), в Бурятии (Кяхтинское), в Саянах (Кайское) и в Индии.
Метаморфизованные месторождения образуются при процессах регионального и термального контактового метаморфизма за счет ранее существовавших месторождений полезных ископаемых. При этом форма, состав и строение тел полезных ископаемых преобритают метаморфические признаки, но не изменяется промышленное применение минерального сырья. К метаморфизованным месторождениям относятся месторождения металлических полезных ископаемых - железа, марганца, золота и урана, реже неметаллов - апатита, графита, наждака и других. Железорудные месторождения осадочного генезиса в процессе метаморфизма превращаются в метаморфизованные. Происходит преобразование гидрооксидов железа в магнетит и гематит, опал перекристализуется в кварц, уменьшается количество вредных примесей. Руды приобретают облик железистых кварцитов, сидерит замещается магнетитом и кварцем. К этому типа принадлежат наиболее крупные железорудные месторождения КМА, Хинган - Россия, Верхнее озеро - США. Крупнейшее в мире месторождение золота - Витватерсранд, содержащее также огромные запасы урана и, собственно, ураноносные конгломераты Блайнд-Ривер. За счет песчаников образуются кварцы - ценный материал, применяемый в химии, металлургии, как огнеупор и абразив. Их месторождения это Шокшинское в Карелии, Билимбаевское на Урале, Антоновское в Западной Сибири.
Список используемой литературы
1. Добровольский В.В. «Геология», М.: ГИЦ ВЛАДОС 2001
2. Иванова М.Ф. «Общая геология с основами исторической геологии», М.: Высшая школа 1969
3. Никонова М.А.; Данилов П.А. Землеведение и краеведение. - АКАДЕМА 2002.
4. Интернет. Сайт «Геология»
Страницы: 1, 2
