авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |

Физико-геологические модели формирования рудоносных систем юга дальнего востока россии

-- [ Страница 3 ] --

Геохимия литосферы. Для геохимической характеристики литосферы Приамурья как среды формирования РС автором были привлечены данные химических (более 1000), спектральных (около 3000) и спецанализов (данные геолого-съемочных партий). По геотрансекту ГСЗ г. Свободный – Комсомольск-на-Амуре – Татарский пролив были построены геохимические модели по 12-ти породообразующим элементам: O, Si, Al, Fe, Mg,Ca, Nа, K, Mn, Ti, P, H, составляющим 92% по массе и 98% по объему литосферы (рис. 2). Первоначально была построена сейсмогравитационная модель по значениям Vр и (Потапьев, 1985; Подгорный, 1999; Копылов,1997). По совокупности величин скорости, плотности и их корреляционных зависимостей от петрохимических элементов с учетом петрофизических, геологических данных производилась идентификация пород в каждом блоке литосферных слоев. Согласно проведенной идентификации для каждого типа пород (в основном смешанного) по данным статистического и корреляционного анализов определялось осредненное содержание породообразующего геохимического элемента с вычетом доли кислорода (по валентности). Содержание последнего определялось как сумма его долей по 11-ти элементам. Средневзвешенная величина содержаний элемента осуществлялась по его вкладу в данный тип пород с учетом величины Vр и . Наибольшая проблема при построении модели заключалась в соотношении разных типов пород в пределах гранито-метаморфического, гранулит-базитового и надастеносферного слоев. Для осадочного слоя соотношения песчаников, алевролитов, глинистых и кристаллических сланцев, интрузивных и вулканических пород определялось по разрезам и геологическим картам. В верхней части гранито-метаморфического слоя распределение – гранитов (30–60 %), гранодиоритов (10–20 %), гранито-гнейсов (30–50 %) и основных пород (2–5 %), осуществлялось по величине их вклада в значение Vр и , при этом использовались корреляционные зависимости плотности, скорости и породообразующих элементов, имеющих прямую (AI, Mg, Mn, Ca, Ti, Fe, P) и обратную (O, Si, Na, K, H) зависимости. В нижней части гранитно-метаморфического слоя резко уменьшается доля гранитов (3–7 %), гранито-гнейсов (3–10 %), возрастает роль гранодиоритов (5–20%) и особенно диоритов (50–60 %). В гранулит-базальтовом слое, в верхней части преобладают габбро (50–70 %), доля диоритов уменьшается до 10–15 %, габбро-диориты составляют 20–30 %, базальты 10–20 %. В нижней части гранулит-базальтового слоя возрастает роль основных пород – базальтов (30–50 %), пироксенитов (20–50 %), перидоти- тов (10–15 %) и уменьшается роль габбро (10–15 %), норитов (10–20 %), амфиболиты составляют 3–5 %. Надастеносферный слой в большей мере представлен перидотитами (30–50 %), пироксени-

тами (10–30 %), эклогитами (5–10 %), гранат-пироксенитами (10–15 %), гранат-перидотитами

(10–30 %), гранат-пироксенитами (10–15 %), шпинель-перидотитами (10–20 %), оливинитами

(5–10 %), дунитами (3–10 %), роль базальтов (10–20 %) снижается (Копылов, 2007). На 12-ти построенных моделях отражена закономерность изменений каждого элемента в литосферных слоях (рис. 2). В верхней части земной коры наиболее высокие концентрации характерны для O, Si, H и К, в нижней для- Fe, Ca, Ti, Mg последний является типичным представителем мантии, для средней – Al, Mn, Na, P. Приведенные геохимические модели по основным породообразующим элементам не являются жестко фиксированными из-за недостаточно четких критериев по распределению количественных соотношений между различными типами пород в гранито-метаморфическом, гранулит-базальтовом и надастеносферном слоях. Вместе с тем, наблюдается закономерное нарастание основных и ультраосновных пород в гранулит-базальтовом и надастеносферном слоях с преобладанием перидотитов над другими типами ультрабазитовых пород. Под Буреинским массивом верхняя мантия представлена в основном деплетированными гранатовыми перидотитами, а под Сихотэ-Алинской областью недеплетированными шпинелевыми перидотитами (Копылов, 2007). Геохимический спектр элементов в пределах геотраверса, весьма широк, представлен более чем 50 элементами. Мерой количественного накопления элементов служила величина коэффициента концентрации, определяемая отношением среднего содержание элемента для серии пород к кларку его содержаний в земной коре. По величине коэффициента (К) для каждого элемента в пределах серии пород автором определялась возможность участии этих серий в формировании РС. Их характер и металлогеническая специализация приведена в таблице 2.1.

Таблица 2.1.

Концентрация рудных элементов относительно кларков в рудоносных системах различной металлогенической специализации.

Уровень концентрации Отношение ср. содержаний к кларку (К) Металлогеническая специализация рудоносных систем Типы месторождений
1 Очень низкий 3-5 Si, Al, K, Na, Ca, Fe, Кварциты, алуниты, железорудные
2 Низкий 6-30 Ti, Mn, S, V, Mg, P, Rb Титаномагнетитовые, марганцевые, апатитовые
3 Умеренный 31-300 Ni, Co, Cu, Zn, Pb, Cr, TR, Th, U, Zr, Nb, Y, Yb, Sc, Pd, Ta Медноникелевые, полиметаллические, рассеянные
4 Высокий 301-10000 Sn, As, W, Be, Li, Hf, Tl, Mo, Au,Ge, Ga, Ag, Pt, Ir, Rh, In, Os Оловорудные, золоторудные, редкометальные,
5 Очень высокий 10001-20000 и > Bi, Sb, Re, Hg, Cd Сульфидные

Высокая дисперсия предельных коэффициентов химических элементов обусловлена их разной способностью к миграции и содержанием в литосфере. Так при формировании РС для элементов 1–2 групп требуется гораздо меньше энергии, чем для 3–5 групп, в связи с этим последние образуются многоэтапно и длительным путем. Согласно приведенной геохимической характеристике литосферы как среды формирования РС в пределах консолидированной коры при всем многообразии химических элементов круг минералов, принимающих участие в образовании РС весьма ограничен. К таким минералам относятся: кварц, полевые шпаты, слюды, амфиболы и пироксены. При широких вариациях их содержаний и количественных соотношений в целом, можно говорить о количественной однородности среды формирования РС.

Кроме геохимических полей, отличающихся интенсивностью (1000–20000 кратных) концентрирования элементов (промышленных рудных тел) в природе более широко развиты геохимические поля со средним (10–100 кратным) и низким (до 10 кратного) уровнями концентрирования. Количество рудных и редких элементов в таких геохимических полях концентрирования, по-видимому, во много раз превышает их массу в геохимических полях интенсивного (промышленного) концентрирования. Так значительными по площади (500–3000 кв.км.) участками повышенных значений в геохимических, геофизических полях выделяются Комсомольский, Хинган-

ский оловорудные, Кировский, Березитовый золоторудные и Каларский титанорудные районы, в

то время как рудные зоны в их пределах составляют по площади первые единицы кв.км.

Эволюция элементов в литосфере. При рассмотрении распространенности геохимических элементов в координатах геологического времени, можно проследить закономерность их изменения в количественном и пространственном отношении. Содержание геохимических элементов в литосфере неизменно зависит от характера происходящих в ней геологических процессов. Вместе с тем на каждом этапе развития Земли как планеты, в том числе и в регионе Дальнего Востока, происходила необратимая эволюция вещественного состава земной коры, литосферы и верхней мантии. Для анализа эволюции в распределении элементов по региону Приамурья были использованы материалы спектральных, силикатных и химических (более 1000) анализов магматических образований разных исследователей и автора. Для приведения данных к одному уровню был использован коэффициент изменчивости содержаний элементов и окислов, определяемый через кларковые величины для каждой эпохи образования магматических пород. По данным средних концентраций ряда петрогенных и редких элементов в разновозрастных гранитах, гранодиоритах, диоритах и габбро установлен рост количества редких элементов от древних образований к более молодым. Так, содержание Sn в молодых гранитах возрастает вдвое по сравнению с протерозойскими гранитами. Также отмечается увеличение некоторых редких элементов –Li, Nb, Rb, Yb и петрогенных окислов –MgO, К2O, FеO и Fe2O3. Вместе с тем отмечено уменьшение содержаний в гранитах – из петрогенных –CaO, Na2O, из редких – Sr. В древних габброидах фиксируется повышение содержаний петрогенных MgO, CaO, K2O элементов, а также элементов фемического профиля –Ni, Co, Cr и Cu, в молодых габброидах – редких элементов –Nb, Zr, Rb, Sr, Sn, Be, Yb. По коэффициенту изменчивости наиболее высокие градиенты характерны для Fе2O3 и MnO. В целом для Дальневосточного региона в гранитах отмечается величина коэффициента изменчивости часто более единицы, т. е. выше кларковых (по Дэли), за исключением Na2O и K2O, что указывает, вероятно, на происходивший здесь значительный метасоматический процесс. Для габброидов, напротив, характерно превышение над кларковыми содержаний петрогенных окислов –Fe2О3, FeO, Na2O, K2O, TiO2, за исключением MgО и СаО. Для гранитов молодых и древних комплексов юга ДВ содержания редких элементов, превышающие кларковые значения, характерны для Yb, Sr, Мо, для Sn – только для мезозойских гранитов. Для протерозойских габбро характерно превышение кларковых содержаний Cr, Co, Ni, Cu и Nb.

Глава 3. Барьеры и их роль в образовании рудоносных систем и месторождений

Барьерные явления имеют весьма широкое развитие в происходящих в литосфере процессах Земли как на макроуровнях, так и на микроуровнях. Барьеры возникают в эндогенных, экзогенных процессах и представляют собой различные граничные поверхности от плоской линии до объемных структур и имеют много общих черт. Вместе с тем, в литературе вопросу барьеров уделено мало внимания, это особенно касается рудных процессов, происходящих в эндогенных условиях. Данная работа представляет собой дальнейшую разработку анализа барьерных явлений применительно к эндогенным условиям, где влияние последних весьма велико при локализации руд (Копылов, 1997; 2001; 2009; 2010).

Методика исследований. Изучение эндогенных (петрофизических, геодинамических, электрохимических) барьеров базируется на данных измерений автором физико-механических, электрохимических свойств на образцах и в естественных условиях на коренных выходах, канавах, расчистках, траншеях, штольнях в пределах Комсомольского, Хинганского, Баджальского оловорудных, Кировского, Березитового золоторудных, Каларского титанорудного районах и Янканских золото-меднорудных и колчеданных проявлений. На образцах производилось измерение плотности, магнитной восприимчивости, пористости, удельных электрических сопротивлений, поляризуемости, скорости продольных сейсмических волн, прочности, влагонасыщенности, электрохимической активности , пьезоактивности, на рудных минералах (пирит, арсенопирит, халькопирит, пирротин, магнетит) – электронно-дырочной проводимости и электрофизических характеристик ранней стадии ВПРС, ЧИМ, МДИ. На ориентированных образцах проведено изучение анизотропных свойств (скорости и проводимости) вмещающих пород и метасоматитов. По Комсомольскому району было охвачено изучением петрофизических свойств около10000 образцов, из них –510 ориентированных, по Хинганскому – около 6000, по Каларскому около 5000, Кировскому –1250, Березитовому – 1850, по Янканскому – 1650, из них 120 ориентированных.

Барьеры рудоотложения. Вблизи границ различных сред возникают области с контрастными свойствами, в которых происходят резкие изменения физико-химических процессов; эти области называются барьерами. По условиям проявления барьерных явлений представляется наиболее целесообразным произвести подразделение барьеров на два больших класса: экзогенные и эндогенные, а по масштабам их проявления– на микробарьеры и макробарьеры. Для эндогенных барьеров при их возникновении характерны условия высоких температур и давлений. Они развиваются в магматических, метаморфических образованиях при действии горячих гидротермальных и флюидных растворов. Экзогенные барьеры образуются в зонах гипергенных процессов, в озерных, морских, лагунных условиях. Их характеристика и систематика наиболее полно приведена А.И. Перельманом (1968) для зоны гипергенеза. По размерам барьеры весьма различны. К макробарьерам следует относить барьеры, на которых происходит накопление значительных масс рудного вещества с возможным образованием рудопроявлений и месторождений. Образование микробарьеров происходит как на атомном уровне, так и на барьерах с малой концентрацией элементов. К этим типам барьеров можно отнести почвенные иллювиальные горизонты, в которых формируются вторичные ореолы многих рудных элементов. Также к микробарьерам относятся различные пленочные барьеры на поверхности водной глади рек, озер и т.д. Образование барьеров происходит на микроуровнях, так возникают область дырочной и электронной проводимости (p-n) среди металлов, являющейся основой теории полупроводников. Другим барьером на микроуровне является граница между металлами и вмещающей средой, водой и др. Так, в кубическом сантиметре металлического кристалла, для примера золота, существует около 1022 свободных электронов, которые могли бы его покинуть за 1,3 секунды согласно расчета, если бы не было для них барьеров (Копылов, 2007).

Петрофизические барьеры рудоотложения определяют морфологию рудных тел. При локальном прогнозировании большое значение придается физико-механическим свойствам пород и палеотектоническим полям напряжений. Не вдаваясь в описания широкого спектра пород, можно выделить для всех рудных районов независимо от типа и масштабов рудного процесса, четыре типа структурно-петрофизических барьеров (рис. 3–6). К первому типу следует отнести наличие в верхней части разреза прочных, плотных, слабо пористых пород, являющихся своеобразной покрышкой–барьером в форме горизонтальных слоев, горизонтов. Типичным примером этого типа структурного барьера в Комсомольском оловорудном районе являются породы амутской свиты, представленные андезитами и их туфами. Подстилающие породы холдоминской свиты, сложенные конгломератами, туфоконгломератами, туфопесчаниками, представляют собой по физико-механическим свойствам благоприятную среду для рудоотложения. Второй тип барьеров имеет противоположное сочетание. Верхняя часть разреза более пористая и проницаемая для гидротермальных растворов по сравнению с нижней частью разреза. На границе этих двух петрофизических групп пород происходит резкое падение давления флюидной и газовой фаз, и выпадение из раствора рудного вещества. Третий тип рудовмещающего разреза характеризуется сравнительно однородным литологическим составом, но имеет резко выраженную анизотропность пород. Этот тип петрофизического барьера характерен для многих золоторудных, оловорудных, железорудных районов. Наиболее ярко этот тип барьеров проявлен в Комсомольском, Хинганском оловорудных, Верхне-Селемджинском, Уркиминском золоторудных районов, где он выражен в эшелонированных тектонически ослабленных зонах. Условия рудообразования здесь происходили в зонах контрастных смен петрофизических параметров, пористости, микротрещиноватости, морфологии пор и др. Четвертый тип петрофизических барьеров – это латеральные и вертикальные неоднородности, особенно характерные для вулканических образований. Эти барьеры в большей степени контролируют вкрапленные рудообразования, о чем свидетельствует наличие неравномерной сульфидной, главным образом, пиритовой минерализации в пределах Амутской, Хинганской, Хаканжинской, Покровской и др. ВТС.

Геодинамические барьеры (рис. 7–8) связаны с активными тектоническими процессами, которые определяют масштабы и темп перемещения минерального вещества и растворов (Копылов,2007; Старостин, 1990). Движущей силой служит избыточное давление во флюидной фазе, которое приводит к отгонке минерализованных растворов в трещинные зоны. Геодинамические

барьеры (растяжения, сжатия и смешанные) образуются при двух тектонических режимах: растя-

жения и сжатия. Для условий растяжения характерно возникновение складок поперечного изгиба

при вертикальных блоковых движениях. Сжимающие условия в этом случае ориентированы вертикально и веерообразно расходятся в стороны от положения оси нагрузки. Первый тип геодинамического барьера особенно характерен для зон минерализации Хинганского, Баджальского, Березитового и др. рудных районов (Копылов, 2007). В общем случае подобные барьеры рудоотложения имеют место в рудных полях, не только в оловорудных, золоторудных, но и других районов, связанных с интрузивными и субвулканическими телами. Для барьеров второго и третьего типов характерно изменение физико-механических свойств в широком диапазоне. Наиболее оптимальными петрофизическими характеристиками для барьеров будут толщи, сложенные вулканическими образованиями мела с хрупкими и слабопластическими свойствами. Динамика интрузивно-купольных и очаговых структур и связанных с ними геодинамических барьеров проанализирована автором в Комсомольском рудном районе, по данным ДП масштаба 1:10000. По результатам анализа зон развития трещиноватости четко выделяется Амутская очаговая структура, Силинская, Капральская, Пурильская, Элиберданская интрузивно-купольные структуры. В пределах выделенных структур низкими значениями сопротивлений фиксируются барьеры растяжения, выраженные ослабленными тектоническими зонами концентрической конфигурации и радиальными разломами. Наиболее четко в поле к фиксируются зоны растяжения концентрического характера в виде концентров, указывающих на многоэтапность происходящих подвижек.

Барьеры летучих возникают с момента кристаллизации интрузии. На ее основании, оставшиеся ниже летучие в ходе дальнейшей кристаллизации в основном своем объеме будут отжиматься в глубинные части интрузии, создавая ниже еще одну зону низкотемпературных расплавов (Таусон, 1977). В нижнем очаге низкотемпературных расплавов уровень концентрации фтора, воды и летучих и связанных с ними редких элементов, вероятнее, будет ниже, чем в верхнем очаге, куда летучие частично будут поступать снизу, через барьер зоны начальной кристаллизации.

Гравитационно-сегрегационные барьеры возникают при сингенетическом образовании руд. Скопление минералов на ранней стадии кристаллизации магм происходит по размерности, по плотности и форме частиц. Возникновение барьера происходит за счет разности скорости движения растворов, разности температур образования минералов, и соответственно вязкости растворов. Наиболее тяжелые рудные частицы под действием сил гравитации опускаются в нижние части пластовых рудных тел.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.