- •I. 51.01.01 «Геология и разведка месторождений
- •28 Октября 2005 г., протокол №
- •Предисловие
- •Лекция 1
- •Объекты и содержание минералогии
- •Значение минералов для человека
- •История развития минералогии
- •История развития минералогии в России
- •Лекция 2
- •Минералы в строении вселенной Минералы метеоритов
- •Строение земной коры и минералогическая зональность
- •Химическая связь
- •Кристаллическая структура минералов
- •Лекция 3
- •Полиморфизм и полиморфные модификации
- •Псевдоморфозы (ложные кристаллы)
- •Явление изоморфизма
- •Типы изоморфизма
- •Изоструктурные минералы
- •Твердые растворы
- •Лекция 4
- •Химический состав минералов
- •Химические анализы
- •Расчет формул минералов
- •Расчет формулы сфалерит
- •Расчет формулы граната
- •Причины кристаллизации минералов
- •Аморфные и скрытокристаллические минералы
- •Лекция 5
- •Морфология кристаллов Закон постоянства гранных углов
- •Двойниковые сростки кристаллов
- •Микрорельеф поверхности кристаллов
- •Пирамиды и зоны роста кристаллов
- •Расщепленные кристаллы, скелетные кристаллы и дендриты, метасомы, пойкилосомы
- •Включения в кристаллах
- •Облик и габитус кристаллов
- •Морфология кристаллических агрегатов
- •Лекция 6
- •Физические и химические свойства минералов
- •Анизотропия свойств кристаллов
- •Физические свойства изоморфных смесей
- •Оптические свойства
- •Отражение и преломление света
- •Поляризация и двойное лучепреломление
- •Светопроницаемость (прозрачность)
- •Лекция 7
- •Окраска минералов
- •Собственные окраски минералов Окраска за счет избирательного светопоглощения
- •Анизотропия окраски
- •Игра и переливы цвета
- •Чужеродные окраски
- •Лекция 8
- •Цвет черты
- •Люминесценция
- •Плотность
- •Механические свойства
- •Твердость
- •Спайность, излом
- •Лекция 9
- •Прочность минералов
- •Магнитные свойства минералов
- •Электрические свойства
- •Пьезоэлектричество
- •Пироэлектричество
- •Радиоактивность
- •Лекция 10
- •Определение и описание минералов
- •Макроскопическая идентификация минералов
- •Физические свойства минералов
- •Морфология кристаллов
- •Цвет и черта
- •Твердость
- •Плотность и методы ее определения
- •Лекция 11
- •Спайность, отдельность и излом
- •Прочность
- •Специальные физические тесты
- •Люминесценция
- •Магнетизм
- •Электрические свойства
- •Радиоактивность
- •Минеральные ассоциации
- •Химические тесты при изучении минералов
- •Растворимость
- •Вкус и запах
- •Лекция 12
- •Лабораторные методы определения минералов
- •Устройство микроскопа
- •Оптические методы определения минералов
- •Изучение прозрачности
- •Изучение формы зерен
- •Исследование включений
- •Определение оптического класса
- •Определение показателя преломления
- •Изучение окраски минерала и плеохроизма
- •Определение силы двупреломления
- •Угол погасания
- •Изучение минералов в сходящемся свете
- •Лекция 13
- •Основные методы определения ювелирных минералов
- •Рефрактометр. Определение показателя преломления
- •Полярископ
- •Рефлектометр
- •Определение окраски ювелирных камней
- •Цветной фильтр Челси
- •Дихроизм и дихроскоп
- •Спектроскоп
- •Лекция 14
- •Методы исследования структуры минералов
- •Дифракция рентгеновских лучей
- •Виды дифракционных исследований
- •Порошковый метод рентгенографии
- •Монокристалльный метод рентгенографии
- •Дифракция нейтронов
- •Дифракция электронов и электронный микроскоп
- •Методы исследования химического состава минералов
- •Электронно-зондовый микроанализ
- •Рентгеновский флуоресцентный анализ
- •Лекция 15
- •Генетическая минералогия
- •Среды минералообразования
- •Причины и способы минералообразования
- •Типы минеральных месторождений
- •Лекция 16
- •Эндогенное минералообразование
- •Магматический этап минералообразования (магматические минеральные месторождения)
- •Лекция 17
- •Минеральные ассоциации пегматитов
- •Гидротермальное минералообразование
- •Полезные ископаемые гидротермальных образований
- •Контактово-метасоматическое минералообразования
- •Скарны и грейзены
- •Полезные ископаемые скарнов
- •Полезные ископаемые грейзенов
- •Метаморфическое минералообразование
- •Минеральные ассоциации метаморфизованных месторождений
- •Минеральные ассоциации метаморфических месторождений
- •Лекция 18
- •Экзогенное минералообразование Минералы коры выветривания
- •Минералы осадочных пород
- •Обломочные осадочные месторождения
- •Хемогенные осадочные месторождения
- •Биогенные осадочные месторождения
- •Диагенетическое минералообразование
- •Заключение
- •Литература
- •Дополнительная
- •Оглавление
Гидротермальное минералообразование
Гидротермальные образования представлены чаще всего небольшими телами, чаще всего жилами. Образуются такие жилы в трещинах, ослабленных зонах, разломах, в результате кристаллизации минералов из горячих растворов (температуры до 400 ˚С и ниже). Такие жилы образуются после завершения собственно магматического процесса (кристаллизации расплава), и генетически с ним связаны. Для гидротермальных жил застывающие интрузии являются источником тепла и гидротермальных растворов. Также гидротермальные растворы (растворенные химические элементы) могут проникать из более глубоких частей земной коры и даже мантии по глубинным разломам. Кроме того вещество в растворы также попадает из вмещающих осадочных пород, что делает минеральный состав гидротермальных образований очень разнообразным.
Подавляющая масса гидротермальных месторождений генетически связана с интрузиями кислого состава и образуется в условиях средних и малых глубин (максимальная глубина – первые километры). Строение гидротермальных жил часто сложное и неоднородное.
а б
Рис. 28Внутреннее строение гидротермальных жил.а– секреционная жила
обычно имеет резкие контакты с окружающими горными породами, кристаллы кварца нарастают на стенки трещины и растут внутрь жилы; б – метасоматическая жила образуется за счет постепенного разъедания и химического преобразования окружающих
горных пород (по А. Г. Булаху, 1999).
Наряду с жилами простого строения и симметричной зональностью (закономерной сменой минеральных парагенезисов от периферии жилы к центру), чаще гидротермальные образования имеют сложное строение (рис. 28).
Это связано с тектонической деятельностью района, постепенным или периодическими приоткрываниями трещин, дроблением, сжатием и др. Многостадийность минерализации приводит к появлению в одной и той же жиле минералов разного возраста, разного состава. Наложение новых минеральных парагенезисов выражается либо в образовании разновозрастных, иногда пересекающихся прожилков в ранее отложенном материале, либо брекчий, в которых обломки ранних минеральных образований цементируются более поздними.
Полезные ископаемые гидротермальных образований
В гидротермальных месторождениях распространены минералы таких важнейших для промышленности элементов как цветные металлы – Cu,Pb,Zn; редкие металлы –W,Sn,Mo,Ni,Co,Bi,As,Sb,Hg,Te; благородные металлы –AuиAg; радиоактивные металлы –U; отчасти редкие земли и иногда черные металлы –FeиMn. С некоторыми гидротермальными месторождениями связаны нерудные полезные ископаемые – тальк, асбест, флюорит, барит, магнезит, исландский шпат (кальцит), алунит и др.
Главная масса металлогенных элементов концентрируется в виде сульфидов, арсенидов, в меньшей степени в виде самородных металлов (Ag,Au,Bi,Cu,As,Sb,Te) , отчасти в виде кислородных соединений (Sn,W,Fe,Mnи др.).
Главная масса гидротермальных жил сложена обычно почти сплошным кварцем. При этом сульфидсодержащие кварцевые массы содержат многочисленные пустоты выщелачивания и трещинки, заполненные продуктами окисления сульфидов (лимонитом, медной зеленью, медной синью и др.).
Гидротермальные рудные месторождения характеризуются широким разнообразием минеральных ассоциаций, которые зависят, в первую очередь от состава гидротермальных растворов и состава вмещающих пород.
Рассмотрим наиболее распространенные типичные гидротермальные месторождения.
Кварц-вольфрамитовые, кварц-шеелитовые, кварц-молибденитовые, кварц-касситеритовыежилы наблюдаются в непосредственной близости или внутри гранитоидов (Забайкалье). Основным минералом таких жил является кварц, в массу которого вкраплены рудные минералы. В таких жилах может присутствовать флюорит, топаз, турмалин, берилл, полевые шпаты, слюды и различные сульфиды. Разнообразие минерального состава таких жил весьма велико.
Золотосодержащие кварцевыежилы чаще всего не содержат примесей других минералов, хотя в некоторых случаях (как, например, Березовское месторождение, Ю. Урал) содержат сульфиды – пирит, галенит, халькопирит, арсенопирит и др. Из нерудных минералов могут присутствовать в значительных количествах кальцит, барит, доломит.
Гидротермальные месторождения сульфидных рудявляются наиболее распространенными (Урал). По своему минеральному составу они весьма разнообразны и различаются по промышленному содержанию в них того или иного металла: медные, свинцово-цинковые, полиметаллические, мышьяковые, ртутные, сурьмяные и др. Нерудные минералы чаще всего представлены кварцем и карбонатами.
Флюоритовые месторожденияявляются типично гидротермальными (Забайкалье). Флюорит как спутник встречается во многих гидротермальных и метасоматических месторождениях, однако в некоторых случаях при низкотемпературном гидротермальном процессе флюорит может образовывать самостоятельные месторождения. Сплошные массы флюорита иногда образуют концентрически-зональные агрегаты радиально-лучистого строения с различной окраской разных зон и отдельных кристаллов(фиолетовый, зеленый, розовый, молочно-белый). Встречаются и совершенно бесцветные прозрачные кристаллы. В ассоциации с флюоритом в небольших количествах может присутствовать пирит, марказит, халькопирит, галенит, кварц, кальцит, иногда гематит, барит, халцедон, адуляр и др.
Баритовые гидротермальные месторожденияобразуются не глубоко вблизи поверхности в условиях низких температур (месторождения Грузии). Наряду с преобладающим баритом могут присутствовать сульфиды (пирит, галенит, халькопирит, сфалерит и др.), сидерит, кварц, цеолиты, а иногда окислы железа – гематит.