Подготовка участка рудоотложения

Многие эпигенетические месторождения, т. е. такие, в которых руда образовалась позднее вмещающих пород, расположены на участках, подвергшихся благоприятным доминерализационным изменениям. В результате таких изменений вмещающие породы приобретают свойства, которые способствуют их реакциям с рудоносными растворами. Весь комплекс разнообразных доминерализационных изменений называется подготовкой участка рудоотложения. В случае сингенетических месторождений, т. е. таких, в которых руды образовались одновременно с вмещающими породами, рассматривать доминерализационные изменения нет необходимости, поскольку про такие месторождения нельзя сказать, что они были локализованы в ранее существовавших породах. Процессы, составляющие суть подготовки участков рудоотложения, протекают одновременно или последовательно по нескольким направлениям. Любой дорудный процесс, в результате которого увеличивается проницаемость пород, ведет к химическому изменению или повышению их хрупкости, что создает благоприятные условия для осаждения руд из рудоносных растворов. Следовательно, сам характер подготовки участка рудоотложения зависит как от типа вмещающих пород, так и от природы подготавливающих агентов, в числе которых могут быть воздействия теплоты, растворов, тектонических движений, проявляющихся либо порознь, либо в различной комбинации друг с другом. Обычными процессами, составляющими дорудную подготовку участков рудоотложения, являются процессы окварцевания, доломитизации и перекристаллизации.

Эпигенетические месторождения почти всегда формируются в течение периодов тектонической активности в позднюю фазу магматических процессов, что позволяет считать подготовку участков рудоотложения одной из форм проявления магматизма. Так, например, процессы доломитизации и метасоматического рудообразования во вмещающих породах, окружающих охлаждающийся интрузив, проявляются последовательно. Доломитизация способствует увеличению хрупкости пород, а в результате последующих тектонических подвижек, обусловленных давлением, возникающим в магматическом очаге, происходит дробление доломитизированных пород, что в свою очередь ведет к образованию брекчий, обеспечивающих свободную циркуляцию рудоносных растворов. Поскольку рудоносные растворы отделяются на поздней стадии остывания магматических масс, то к этому времени вмещающие породы оказываются уже доломитизированными и раздробленными; иными словами, пористая среда для рудоотложения оказывается подготовленной.

Доминирующую роль в подготовке участка рудоотложения играют химические процессы, а среди этих последних, вероятно, наиболее распространенным следует считать привнос кремнезема и отложение его либо в форме кварца, либо в виде силикатов. Наиболее важный тип окварцевания — образование так называемой формации джаспероидов, т. е. скрытокристаллического кварца, который отлагается из гидротермальных растворов и замещает вмещающие породы. Джаспероиды распространены в Ледвилле (Колорадо), Мёталин-Фолсе (штат Вашингтон) и во многих других рудных районах, где они образуют крупные жесткие массивы, выступающие в рельефе в виде холмов вдоль зон скалывания и разломов. Чаще всего джаспероиды развиваются в известняках и доломитах, а в ряде районов руды приурочены именно к джаспероидам. В некоторых районах распространения джаспероидов породы сначала были окварцованы с образованием мелкозернистого кварца, а затем разбиты разломами. Брекчирование окварцованных пород способствовало созданию полостей, по которым стала возможной циркуляция растворов, причем следует отметить, что зоны повышенной проницаемости пород зачастую имеют довольно значительные размеры. (He все джаспероиды, вмещающие руду, брекчированы, однако окварцевание само по себе, в химическом смысле, создает более благоприятные условия для последующего рудоотложения, чем те, которые связаны со значительной проницаемостью пород.) Ганнинг отмечал, что на руднике «Прайватир» (остров Ванкувер, Канада) рудные минералы сконцентрированы в трещинах, развитию которых способствовало дорудное окварцевание известково-глинистых вмещающих пород. Хрупкость окварцованных пород приводила к образованию четко выраженных разломов, развитие которых лишь в незначительной степени сопровождалось возникновением обломков и мелкого пылевидного материала. Эти породы относительно инертны по отношению к рудообразующим растворам и под их действием не становятся менее твердыми. По существу влияние растворов на вмещающие породы сводится к дальнейшему развитию сети трещин, лишенных глинки трения (пылевидного и пастообразного материала) и каких-либо околотрещинных изменений. В тех случаях, когда те же жилы рассекают кварцевые диориты, мощность жил резко уменьшается, поскольку диориты в период образования разломов дробятся и перетираются, а затем подвергаются гидротермальному изменению; как глинка трения, так и продукты гидротермального изменения существенно понижают проницаемость среды.

В некоторых районах подготовка участков рудоотложения сводилась к простой перекристаллизации вмещающих пород, которая увеличивала их проницаемость и хрупкость. Перекристаллизация обычно пространственно связана с интрузивами, причем последние прогревают толщу вмещающих пород еще до появления в них рудоносных растворов. Вследствие высокой температуры в трещины начинают поступать и циркулировать по ним гидротермальные растворы, тогда как при более низких температурах разнообразные реакции в растворах и осаждение из них металлов могут происходить раньше.

Одним из видов дорудной подготовки вмещающих пород является скарнообразование. Скарнами называются породы, состоящие главным образом из известковых силикатов, возникших в результате привноса в известняки кремния, алюминия, железа и магния. Во многих скарновых зонах залегают рудные тела, образовавшиеся одновременно с вмещающими скарнами или несколько позже, так как скарны представляют собой более подходящую среду для руд по сравнению с обычными вмещающими породами, в силу большей проницаемости и специфических химических свойств. Обычно считают, что скарны в первую очередь замещаются рудами, поскольку они легко брекчируются и становятся проницаемыми для рудоносных растворов. Однако это не всегда так, ибо в одних случаях скарновые зоны не брекчированы, но тем не менее избирательно замещены рудами, а в других — скарны и руды образованы одновременно. Таким образом, сонахождение руд и скарнов не может быть связано исключительно с механическими свойствами последних; по-видимому, оно объясняется действием ряда физико-химических факторов.