Инфильтрационные месторождения

Инфильтрационными называются месторождения, которые образуются при выщелачивании полезных компонентов из одних пород, переносе их грунтовыми водами и отложении в других породах.

Образование рудных залежей происходит в толщах пород метасома- тическим путем или в трещинах путем выполнения полостей.

Многие инфильтрационные месторождения имеют промышленное значение. Так формируются месторождения Fe, U, Mn, Си, V, фосфоритов, гипса, магнезита, боратов.

Геологические условия образования. Определяются характером вмещающей среды. Благоприятными факторами для рудоотложения являются породы, содержащие химически активные вещества (органические остатки, карбонатный цемент и др.), и зоны трещиноватости. Разрывная и складчатая тектоника определяет пути движения растворов и формы рудных тел.

Геологический разрез Яковлевского месторождения (по Ф. И. Вольфсону и др., 1982)

Рис. 7.26. Геологический разрез Яковлевского месторождения (по Ф. И. Вольфсону и др., 1982)

  • 1 — четвертичные отложения; 2 — палеоген-неоген: пески с прослоями глин; 3 — верхний мел: мел, мергели с прослоями песков и глин в нижней части; 4 — верхняя юра: песчаники; 5 — средняя юра: глины, пески;
  • 6 — нижний карбон: известняки; 7 — переотложенные руды; 814 — верхний протерозой: 8 — филлиты подрудной толщи (К1) невыветрелые (а) и выветрелые (б); железистые кварциты (К2): 9 — мартит-гидрогематитовые грубополосчатые, 10 — железослюдковые и железослюдково-мартитовые тонко- и среднеполосчатые, 11 — филлиты надрудной толщи (К3) невыветрелые (а) и выветрелые (б); руды 12 — железослюдково-мартитовые (синька),
  • 13 — мартит-гидрогематитовые, лимонит-гидрогематитовые; 14 — межрудные гидрогематитовые сланцы; 15 — бокситы латеритного типа: 16 — аллиты

Формы рудных тел — пластообразные залежи больших размеров, но с непостоянной мощностью, с наличием карманов, гнезд; залежи неправильной формы. Кроме того, встречаются жильные тела, системы прожилков, вкрапленники. На месторождениях урана распространены роллы — рудные тела серповидной формы, обусловленной движением потока рудоносных растворов (рис. 7.27).

Минеральный состав. Состав руд инфильтрационного происхождения имеет ряд особенностей.

Так, уран в виде карнотита (К20 • 21Ю2 • V205 • пН20) накапливается в зонах внутрипластового окисления среди проницаемых толщ песчаников и карбонатных пород. Ролловые формы рудных тел (серповидные в поперечном сечении, лентовидные в плане) инфильтрационного гидрогенного происхождения локализуются на границах различных геохимических сред в условиях аридного климата. Часто инфильтраци- онные урановые руды образуют пластообразные, линзовидные, лентообразные тела в древних речных руслах среди аргиллитов, песчаников и конгломератов, содержащих органические остатки — месторождения плато Колорадо в США (рис. 7.28), Витимского района в Восточной Сибири (рис. 7.29).

Схема строения роллового тела с указанием комплекса рудных компонентов (по В. И. Данчеву и др.)

Рис. 7.27. Схема строения роллового тела с указанием комплекса рудных компонентов (по В. И. Данчеву и др.):

1 — руда; 2 — аргиллит; 3 — песчаник

Форма урановых рудных тел, приуроченных к песчаникам древнего русла реки на месторождении Монумент Валли, плато Колорадо (по П. Керру)

Рис 7.28. Форма урановых рудных тел, приуроченных к песчаникам древнего русла реки на месторождении Монумент Валли, плато Колорадо (по П. Керру):

1 — конгломераты; 2 — аргиллиты; 3 — песчаники; 4 — окаменелые растительные остатки; 5 — урановая руда

Нисходящие подземные воды, образовавшие рудные тела, содержали повышенные концентрации U, V, Мо. Кислород этих вод и сульфат-ион обеспечивали окисление пород — смену геохимической обстановки. Перераспределение металлов и их концентрация происходят обычно до глубины 700 м (месторождения плато Колорадо, США). Кроме карнотита, в урановых рудах присутствуют минералы урана тюямунит, уранофан, отенит, торбернит и ванадиевые минералы, а также малахит, лазурит, хризоколла, эритрин, пиролюзит и др.

Схематическая карта Хиагдинского месторождения урана (по материалам ПГО Сосновгеология)

Рис. 7.29. Схематическая карта Хиагдинского месторождения урана (по материалам ПГО Сосновгеология):

  • 1 — фундамент неогеновых вулканогенно-осадочных образований, перекрытый базальтами; 2 — выступы гранитоидов витимканского комплекса на дневной поверхности; 3 — погребенные вулканические аппараты; 4 — разрывные нарушения установленные (а), предполагаемые (б); 5 — контур палеодолин с продуктивными неогеновыми отложениями; 6 — осевые линии палеодолин;
  • 7 — рудные залежи с содержанием урана более 0,01 % и метропроцентом по пересечению более 0,075 (а) и менее 0,075 (б); 8 — участки опытного подземного выщелачивания и их номера

Железо в инфильтрационном процессе переходит в раствор в коллоидном состоянии в виде золей водных окислов. Грунтовыми водами эти золи переносятся на значительные расстояния. Встречаясь с карбонатными породами, они отлагаются в виде лимонита и других минералов (Алапаевское месторождение, Урал). Часто образуются конкреционные бурые железняки — болотные и дерновые руды.

Медь переносится в виде медного купороса CuS04 на значительные расстояния и осаждается в благоприятных условиях. Происходит отложение Си путем замещения цемента песчаников, если он известковый. В процессе участвуют восстановители (битуминозные вещества, остатки растений, животных, бактерии). Это — тонкорассеянные вкрапленные руды. Нередки стволы деревьев, замещенные халькозином. Состав руд: самородная Си, халькозин, малахит, лазурит.

При образовании марганцевых руд Мп переходит в раствор из уль- траосновных пород, особенно серпентинитов. Он переносится в форме геля и отлагается в виде карбоната МпС02.

Физико-химические условия образования. Наиболее активно разложение исходных пород осуществляется в зоне аэрации (см. рис. 7.22), где температура колеблется от +20 до -20 °С и происходят гидратация, окисление и другие описанные выше процессы. Определяющую роль при формировании инфильтрационных месторождений играют химизм вмещающих пород и состав рудоносных растворов. Например, уран выносится из сульфидизированных толщ, транспортируется в виде иона уранила (U02S04)2+ и отлагается при наличии осадителей (фосфатов, ванадатов, сульфатов, органики).

Важная роль принадлежит геохимическим барьерам. Это участки смены условий миграции растворов. А. Перельман выделяет барьеры: механические, связанные с торможением движения грунтовых вод; физико-химические, связанные с резким изменением химической обстановки. Последняя определяется наличием щелочно-кислотных и окислительно-восстановительных условий — смена красноцветных и сероцветных фаций вмещающих пород. Важным фактором является залегание проницаемых пород среди глинистых водоупоров и, как указывалось, наличие осадителей (органического вещества, вторичных восстановителей — H2S, битумов).

Наиболее важные рудные формации: 1) урановая, уран-ванадие- вая — U, V, Se, Rn (США, Плато Колорадо); 2) бурых железняков (Новгородская область, Урал, Западная Сибирь); 3) марганцевых карбонатных руд (Урал).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >