Волкова Т.П.
Метасоматизм, рудообразование, полезные ископаемые.-
Киев: Логос, Труды ИГОС НАН и МЧС Украины, 2003

Основой прогнозирования и оценки месторождений полезных ископаемых служит система геологических критериев и признаков, по которым определяются наиболее вероятные области локализации оруденения, его размеры и качество. При мелкомасштабном прогнозировании наиболее велика роль рудноформационного анализа. Он позволяет выявить главные факторы, на основе которых принципиально решается вопрос о рудоносности той или иной территории. В целом оценка прогнозных ресурсов тем достовернее, чем больше благоприятных оруденению факторов положено в ее основу [1].

Однако в процессе поисков геологу необходимы критерии для крупномасштабного прогнозирования и оценки выявляемого оруденения. Обычно они разрабатываются на основе системного анализа геофизических и геохимических полей уже выявленных и изученных рудных проявлений . Основной целью локального прогнозирования остается определение вероятных масштабов и качества прогнозных ресурсов в пределах ограниченных участков, выделенных как объекты прогноза и расцениваемых как потенциальные месторождения. Объектами оценки здесь уже становятся не такие крупные единицы как провинции, зоны и узлы, а непосредственно рудные тела, месторождения, отчасти рудные поля. Соответственно меняется и комплекс признаков, служащих исходной базой прогнозирования. Достоверность прогноза гарантируется лишь тогда, когда удается установить закономерности развития рудогенной системы.

Современная концепция образования рудных месторождений рассматривает их формирование как результат многоэтапного процесса дифференциации и концентрирования рудного вещества, реализующего переход металлов от первоначального рассеянного состояния в земной коре и мантии к концентрированному - в месторождениях [2]. На этом базовом положении основан системный анализ площади поисков, который позволяет последовательно выделять все меньшие площади с возрастающей степенью дифференцированности рудного вещества: рудные районы> рудные поля > месторождения. Основным принципом прогнозно-поисковых работ становится выделение и анализ многоуровневых аномальных геохимических полей (АГП). Надежность результатов определяется комплексом информативных геохимических критериев, которые разработаны в результате изучения и обобщения опыта изучения многих десятков месторождений различных рудно-формационных типов. Оценка АГП производится на каждом уровне по их размерам, морфологии, составу, структуре, интенсивности проявления, степени дифференцированности и коррелированности элементов-индикаторов [9].

Основу такой методики составляет принцип многоуровневого концентрирования низкокларковых элементов. Известно, что ресурсы и степень концентрации в земной коре для каждого элемента связаны тесной корреляционной зависимостью с кларком и могут быть рассчитаны по уравнению регрессии [3]. Для высококларковых элементов (кларк концентрации более 1%), собственные минералы которых играют породообразующую роль, максимальное накопление в месторождениях достигает 10-20 кларков при больших объемах и осуществляется за один этап. Низкокларковые элементы, напротив, способны создавать очень высокие концентрации (свыше сотен кларков) на небольших участках, но зато очень длительным многоэтапным путём, при огромных затратах энергии [4]. Реализация этого принципа осуществляется в разнообразных генетических условиях, но всегда путем многоэтапной дифференциации и концентрации [6]. Только на площадях, где наиболее полно прошли процессы дифференциации и сепарации рудного вещества, формирутся промышленные эндогенные месторождения низкокларковых рудных элементов.

Что же является общей характеристикой таких площадей? Это интенсивное проявление эндогенных процессов, сопровождающихся поступлением в земн ую кору дополнительной рудообразующей энергии. Она необходима для пере хода рудных элементов от рассеянного состояния к концентрированному. За с чет дополнительной энергии происходит мобилизация рудных элементов из породообразующих и акцессорных минералов, содержащихся в геохимически специализированных породах, появляются их собственные минералы. Масш табы и степень концентрации зависят от длительности и интенсивности энер гетического воздействия, связанных с эволюцией крупных блоков земной коры . В случае поступления достаточного количества энергии и сохранности в тече ние всего времени благоприятной среды для образования минералов одной гр уппы (литофильных), происходит формирование всех локальных уровней рудо генной системы. Рассматривая рудогеннную систему при прогнозе оруденени я от уровня строения редкометальной субпровинции до отдельных месторож дений, оценку ее перспективности в практике поисковых работ принято выр ажать соответственно фоновыми, ореольными и промышленными концентр ациями. Такая концентрационная зональность связана с неодинаковой скоро стью накопления элементов низкокларковых рудных элементов [230]. Последн ие присутствуют во всех аномальных геохимических полях, находясь в разной форме и уровнях содержаний. Повышение содержаний рудных элементов св язывается с двумя видами рудоконцентрации, обусловленных действием разл ичных факторов рудоносности. Пассивная рудоконцентрация проявляется на в сех уровнях рудогенной системы и связана с мобилизационным фактором. Пос тупление дополнительной энергии способствует извлечению рудных элементо в из породообразующих и акцессорных минералов на больших площадях и пер отложению их в виде собственных минералов в локальных структурах. Активн ая рудоконцентрация проявляется в основном на конечных этапах концентраци и и связана с отложением рудного вещества на различных геохимических барье рах. К их числу относятся различные сорбционные и электрохимические явлен ия, скачки кислотно-щелочных и термодинамических условий среды []. Главным критерием ее продуктивности становится поступление достаточного количества энергии для достижения промышленных уровней концентрации, ьных месторождений.

Особенно ярко выражен эти процессы для редких элементов, имеющих кларк онцентрации порядка 10-3-10-5 %. Первый уровень фоновых близкларковых содержаний редких элементов дифференцирован по типам пород (Кк = 0,5 - 3). Этот уровень обусловлен главными породообразующими процессами и хара ктеризует геохимическое поле провинции и субпровинции. Например, повыш енные кларки редких элементов на площадях развития щелочных породах. Вто рой уровень концентрации элементов рудного комплекса (Кк=3-10) проявлен в асчетные формулы аномальных значений, а следовательно и оценку продукти вности площадей. При геохимическом картировании наиболее целесообразно ее представление в виде гистограмм.

Рудные районы обычно характеризуются закономерным сочетанием нескольки х геологических формаций и обладают отчетливым металлогеническим профи лем [4]. Рудные поля являются областью распространения пород одной геологи ческой формации, для которой свойственны повышенные кларки концентрац ии определенной группы рудных элементов. Так, например, для редких метал лов рудопродуцирующим геологическим формациям присуще максимальное обогащение щелочами, способствующим их концентрации вместе с летучими компонентами. Щелочные и субщелочные породы имеют максимальные клар ки редких элементов, обеспечивая геохимическую специализацию регионов их развития. Дальнейшее концентрирование редких элементов осуществляется в пределах локальных структур, затронутых тектоно-магматической активизацией. Одним из ведущих методов поисковой геохимии в связи с минимальными вре менными и материальными затратами всегда было литохимическое опробова ние и поиск по вторичным ореолам рассеяния. За предыдущие годы, когда поис ковые работы характеризовались большими объемами, накопился достаточно обширный материал полуколичественных спектральных анализов по многим рудным районам Украины. Элементарная статистическая обработка этого мате риала позволяет выявить строение рудогенной системы в пределах и наличи е (или отсутствие) многоуровневого концентрирования в ее пределах. При знаком геохимической специализации пород служит повышение частоты в стречаемости сверхкларковых содержаний элементов типоморфного компле кса. Одной из крупных металлогенических субпровинций является Приазовь е, в пределах которого известны месторождения и рудопроявления черных, ц ветных и редких металлов. Частичная обработка данных литохимического о пробования, проведенного здесь в течение предыдущих 10-15 лет, показа ла наличие различной металлогенической специализации Западного и Восточн ого рудных районов Приазовья [7]. Дальнейшая более детальное изучение в и х пределах отдельных рудных полей также позволяет выявить несколько уровн ей концентрации рудных элементов. Центры максимальной эндогенной актив ности и связанное с ними распределение рудных элементов легко фиксируютс я повышением дисперсий содержаний для целого ряда элементов типоморфно го комплекса в рудогенных структурах различных рангов. Простейшая методика обработки первичных данных состоит в определении частоты встречаемости проб повышенных концентраций для каждого элемента в сравнении с клар ком литосферы (по А.П.Виноградову), а затем построении гистограмм содерж аний элементов рудного комплекса. Они служат статистической характерист икой геохимического процесса концентрирования элементов. Для ее постр оения весь объем имеющихся данных полуколичественного спектрального анал иза разбивается по классам : На рисунке 1 и 2 приведены данные распределени я содержаний редких элементов в пределах Володарского рудного поля, Азовс кого рудного поля, вк лючающего несколько рудопроявлений редких металлов, и Азовского месторож дения.

Процесс перехода рудных элементов из рассеянного состояния в концентриров анное характеризуется смещением центров законов распределения. Вначале сред нее значение для рудных элементов смещается в область надфоновых содержан ий с усилением встречаемости сверхкларковых значений, что фиксируется поя влением логнормальных, левоасимметричных законов распределения (рису нки 1а и 2а ). Переход к ореолам (рисунки 1б и 2б), а затем к рудным телам (рису нки 1в и 2в) определяется появлением правоасимметричных гистограмм со см ещением среднего в сторону повышенных содержаний рудных элементов. С п омощью гистограмм устанавливается относительное количество проб для поинт ервально взвешенных содержаний, образующих аномальную часть кривой (соде ржания выше кларковых значений). Неоднородность распределения содержаний рудных элементов характеризует степень дифференцированности строения карт ируемых площадей. Более эффективной является компьютерная обработка данны х, позволяющая производить не только статистическую оценку, но и площадное геохимическое картирование, выделяя потенциально рудные площади различны х масштабов [7].

Ступенчатый механизм многоуровенной концентрации рудного вещества неи зменно обнаруживается в формировании месторождений любых полезных ис копаемых. Количество уровней концентрации определяется числом этапов э нергетических воздействий на данную систему, а кратность обогащения при этом зависит от типа механизма рудоконцентрации, длительности его действия и термодинамических параметров миграции. Многоуровневое рудоконцентри рование не является случайным, оно подчинено фундаментальным принципам с амоорганизации живой и неживой материи. Как отмечалось выше, рудные про цессы, теоретической моделью которых является эволюционная постепенност ь рудообразования, характеризуются более низким уровнем энтропии последующ их продуктов процесса.

Принятие модели многоуровневого концентрирования рудных элементов откры вает новые возможности для повышения достоверности оценки перспективнос ти месторождений. Ее точность в значительной степени определяется достигнут и концентрации, проявляется по-разному в различных металлогенических подр азделениях и всегда имеет определенную зональность.

В зональности рудного района, узла, поля, месторождения, тела положение элем ентов определяется их центробежно-центростремительными свойствами. В зав исимости от состава минералообразующей среды и масштабов ее распространен ия, максимальные концентрации элементов с различными ЦЦС занимают опре деленное положение в ряду зональности - центральное, промежуточное либо пер иферийное [228].

ЛИТЕРАТУРА

1. Пущаровский Ю.М., Меланхолина Е.Н., Моссаковский А.А., Пущаровский Д.Ю., Руженцев С.В. Глубинная тектоника Земли: строение, структурная асимметрия, геодинамика геосфер // ДАН России, 1999, т.366, №1, с. 88-92.

2. Овчинников Л.Н. Прикладная геохимия. - М: Недра, 1990. - 247 с.

3. Щербаков Ю.Г. Геохимическая эволюция и рудные формации // Проблемы эндогенного рудообразования и металлогении. - Новосибирск: 1976, с.77-84.

4. Скурский М.Д. Редкометальная металлогения. - М: Недра, 1993. - 272 с.

5. Летников Ф.А. Рудогенерирующая сущность процессов гранитизации и металлогения гранито-гнейсовых куполов // Металлогения раннего докембрия СССР. - Ленинград: Наука, 1984. - С. 57-65.

6. Зарайский Г.П., Балашов В.Н. Тепловое разуплотнение горных пород как фактор формирования гидротермальных рудных месторождений // Геология рудных месторождений, 1981, №6. - С.19-35.

7. Плющев Е.В., Шатов В.В. Геохимия и рудоносность гидротермально-метасоматических образований. - Л: Недра, 1985. -247 с.

8. Галецкий Л.С., Шевченко Т.П. Трансрегиональные рудоконцентрирующие мегазоны активизации Украины // Рідкісні метали - погляд у майбутнє. - Київ: збірник наук.праць ІГН НАНУ, 2001, с. 33-34

9. Ляхович В.В. Факторы рудогенерирующей способности гранитоидов. - М: Наука,1983. - 255 с.

10. Овчинников Л.Н. Прогноз рудных месторождений. - М.:Недра, 1992.-308 с.

11. Волкова Т.П. Рудоконцентрирующая структура Восточного Приазовья // Труды ДонГТУ, 2001, серия горно-геол., вып.23, с.85-88

12. Принципы прогноза и оценки месторождений полезных ископаемых /Под ред.В.Т. Покалова. - М: Недра, 1984.- 332 с.

13. Харченков А.Г. Принципы и методы прогнозирования минеральных ресурсов. - М:Недра, 1987. - 230 с.

14. Овчинников Л.Н. Прогноз рудных месторождений. - М.:Недра, 1992.-308 с.

15. Питулько В.М. Основы интерпретации поисковой геохимии, Л.Недра,1990. - 336 с.

16. Таусон Л.В., Гундобин Г.М., Зорина Л.Д. Геохимические поля рудно- магматических систем. - Новосибирск: Наука, 1987. - 202 с.

17. Скурский М.Д. Редкометальная металлогения. - М: Недра, 1993. - 272 с.

18. Волкова Т.П. Информационный анализ при прогнозе эндогенного оруденения // Труды ДонГТУ, 2001, серия горно-геол., вып.32, с. 31-37.

19. Григорян С.В., Морозов И.И. Вторичные литохимические ореолы при поисках скрытого оруденения. - М: Наука, 1985. - 238 с.

20. Кременецкий А.А., Буренков Э.А., Головин А.А. Разномасштабные геохимические прогнозно-поисковые работы: принципы и технология // М: Недра, Разведка и охрана недр, 2002, №5, с.2-11.

21. Мельников В.С., Павлишин В.И., Бугаенко В.Н., Семка В.А. Редкие элементы Украины // Минералогический журнал, 1998, №1. - С. 92-107.

22. Волкова Т.П. Рудоконцентрирующая структура Восточного Приазовья // Труды ДонГТУ, 2001, серия горно-геол., вып.23, с.85-88