Билет 9

1. Ликвационные месторождения

К ликвационным относятся промышленные месторождения медно-никелевых руд, известные в Канаде, Африке и СНГ. Они тесно связаны с базальтоидными породами. Руды комплексные: кроме меди и никеля они содержат кобальт золото, серебро, селен, теллур. Главные минералы — пирротин FeS (магнитный колчедан), пентландит (Fe,Ni)S, халькопирит CuFeS2 (медный колчедан).

Эти месторождения отличаются от месторождений хрома и титана. Рудные тела встречаются не только среди материнских интрузивов, но выходят и за их пределы. Руды халькофильные, состоят в основном из сульфидов. Месторождения эти возникают, формируются и изменяются в течение всего процесса становления интрузива. Образуются они магматическим путем, но в их развитии, возможно, некоторую роль играют и постмагматические процессы. Глубина образования месторождений различная. Примерами гипабиссальных месторождений могут служить Норильск I (глубина 2,5 км) и месторождения Печенги (глубина 2 км). К месторождениям мезоабиссальной фации и отчасти абиссальной относят риф Меренского (~8 км) и Монче-Тундру (5 км).

Ликвационные месторождения образуются путем разделения жидкого однородного магматического расплава на несмешивающиеся силикатные и рудные жидкости. Так, при плавке сульфидных медных руд в шахтных печах получаются несмешивающиеся и разделяющиеся между собой по плотности сульфидный расплав (штейн) и силикатная масса (шлак). Ликвация экспериментально доказана для силикатных и сульфидных масс И. Фогтом, Я. И. Ольшанским и др.

Я. И. Ольшанский в 1947-1950 гг. опубликовал результаты своих исследований по сплавлению сульфидов с силикатными минералами пород средней основности. Оказалось, что при температуре выше 1500°С, особенно в присутствии минерализаторов, сульфиды в известной степени растворимы в силикатном расплаве. По мере понижения температуры растворимость сульфидов уменьшается и первичная магма начинает разделяться на сульфидный и силикатный расплавы. Он установил, что сульфидный расплав обладает высокой подвижностью и текучестью.

Ликвацией можно объяснить формирование сульфидно-никелевых месторождений в основных породах. В начальной стадии процесса ликвации магмы образовались, вероятно, небольшие жидкие каплевидные выделения сульфидов в жидкой же силикатной магме. Затем эти капельки соединялись между собой в более крупные и под действием силы тяжести опускались вниз. У постели интрузива таким путем формировались жило- или пластообразные рудные тела, получившие название «донных залежей». Типичным примером таких месторождений являются медно-никелевые месторождения Садбери в Канаде и Монче-Тундра на Кольском полуострове.

Под действием внешних тектонических сил рудный расплав может, по-видимому, переместиться внутри интрузива и даже выйти за его пределы и образовать так называемое инъекционное, или отщепленное, месторождение. Действительно, в районе месторождения Садбери да и в некоторых месторождениях Советского Союза (Норильское) наблюдаются сульфидные залежи не только в габбровой интрузии, но и во вмещающих ее вулканогенных породах.

В. К. Котульский (1948 г.), рассматривая общие вопросы формирования медно-никелевых месторождений, впервые высказал гипотезу абиссальной ликвации. По его мнению, сплошные и вкрапленные сульфидные руды различаются не только морфологически, но и по условиям образования. Накоплению сплошных сульфидов способствовала контаминация магматическим расплавом кислых пород, приводившая к уменьшению растворимости сульфидов в нем. При внедрении одной силикатной магмы она продолжала дифференцироваться, в результате происходила ликвация с образованием придонных вкрапленных руд.

Рассматривая образование медно-никелевых месторождений Норильского района, Н. С. Зонтов (1959 г.) выделяет сингенетическое оруденение и рудные жилы, генетически связывая то и другое с интрузивом дифференцированных габбро-диабазов. Н. С. Зонтов и сингенетическое, и жильное оруденение относит к ликвационно-магматическим образованиям, в которых сульфидный расплав обособился в жидко-магматическую стадию, а сульфиды кристаллизовались в послемагматическую стадию в уже затвердевшем интрузиве.

На месторождении Монче-Тундра кроме вкрапленных руд типа донных залежей обнаружены сульфидные жилы в ультраосновных породах. Эти жилы приурочены к крутопадающим тектоническим трещинам, не выходят за пределы ультраосновных пород, имеют резко выраженные контакты и представлены почти сплошными сульфидными рудами (пирротин, пентландит, халькопирит, магнетит Fe2+Fe23+O4 и изредка пирит). Некоторые исследовател склонны были относить их к гидротермальным образованиям, А. Г. Бетехтин (19551) убедительно доказал их магматический генезис.

По данным Н. М. Годлевского (1968), о магматическом ликвационном и сингенетическом образовании сульфидных руд свидетельствуют:

1. морфология сульфидного горизонта, полностью подчиненного общей структуре массива;

2. отсутствие контроля оруденения со стороны трещиноватости;

3. расположение сульфидов в интерстициях между силикатами и в виде капель;

4. расслоение капель, внизу которых тяжелый пирротин а вверху — более легкий халькопирит;

5. отсутствие структур замещения силикатов сульфидами.

В гипабиссальных медно-никелевых месторождениях развивается метаморфизм руд. Наложенный гидротермальный метаморфизм описан для руд Печенги и выражается в образовании своеобразных метасоматитов — низкотемпературных: тальк-карбонатных и кварцевых жил и прожилков, в которых иногда наблюдаются сульфиды. Такие гидротермальные процессы поздние, наложенные и не связаны с основным оруденением.