Типоморфные признаки минералов

Типоморфные признаки минералов (в т.ч. технологические) выявляются при сочетании минералогических (с учетом онтогении индивидов и агрегатов) исследований с комплексом современных физико-химических методов изучения вещества и технологическим экспериментом, предопределяя выбор схемы обогащения. На их основе оцениваются ведущие геолого-структурные и минералого-технологические факторы обогатимости ПИ. При этом необходимо учитывать, что они:

– отражают систему взаимосвязанных ТП минералов и ассоциаций, дифференцированных с жизнью индивидов и их агрегатов в ЕГТС, – наследуются в проявлении двойственной природы свойств минералов и определяют выбор оптимальной технологии обогащения различных видов ПИ,

– формируются и изменяются в природном и технологическом спектрах гранулометрии, что крайневажно учитывать в технологической схеме обогащения (ТСО),

– существенно отличаются на наноуровне, т.к. в ТСО все большую роль начинает играть размерный фактор сосуществующих минералов. Наноуровень, отвечая граничному, переходному характеру, объединяет и минералообразующие элементы (атомы, ионы, молекулы, кластеры…) и наноиндивиды, и наноагрегаты.

Этой размерности соответствуют наноблоки, анатомические элементы, дефекты, «наноорганы» минеральных индивидов. Поэтому при выявлении характерных ТП минералов потребуется новый подход к получению и оценке минералого-технологической информации.

Необходимо также учитывать факторы, влияющие на показатели переработки руд по существующим схемам – крупность выделений, наличие генераций и модификаций минералов, габитус кристаллов, особенности их структуры, наличие примесей и т.д. Немаловажно изучение и таких характеристик, как: унаследованность состава руд от вмещающих пород; характер и степень тектонической деятельности (особеннмикротектоники– Б.П.) с учетом крепости и степени ошламования руд, окисленности поверхности минералов и др. В.М. Изоитко подчеркивает, что эти характеристики, определяя ТП руд и минералов, сказываются

на технологических процессах через уже отмеченные выше факторы. Важно иметь ввиду, что для каждого генетического типа ПИ характерны свои ТМ.

Типоморфные свойства минералов россыпей могут быть их цвет, крупность выделений, морфологии кристаллов, хим. состав, в т.ч. состав главных компонентов и элементов-примесей, структурные особенности, отражающиеся в физ. свойствах - электрических, оптических, магнитных и др., изотопный состав. Наиболее часто при решении задач поисков и прогнозирования россыпей и их коренных источников используются следующие

Проблема разработки минералогических критериев поисков месторождений полезных ископаемых вызывает необходимость сформулировать основные принципы построения минералогических моделей, которые отражают наиболее общие закономерности фило- и онтогенического развития гидротермальных рудообразующих систем:      

1) принцип вещественного наследования;  2) принцип временной и фациальной эволюции рудообразования;  3) принцип интенсивности процесса рудообразования и неординарности условий минералообразования в пределах крупномасштабных объектов.     

 При построении минералогических моделей важна разработка систем (совокупностей) типоморфных признаков, получаемых по парагенным минералам или по различным особенностям одного минерала, что позволяет более достоверно охарактеризовать комплексы взаимосвязанных особенностей генезиса. Обоснование надежности минералогических выводов должно подтверждаться результатами комплексного анализа химизма отдельных звеньев рудообразующих систем — магматических образований, предрудных и синрудных метасоматитов.      Таким образом, совокупности индикаторных характеристик минералов разностадийных и разноэтапных парагенезисов, различных уровней эрозионного среза рудных тел, разномасштабного оруденения можно рассматривать в качестве примеров минералогических моделей формирования оруденения.      Выявление месторождений различных формационных типов осуществляется на основании петрографо-геохимического и минералого-геохимического картирования метасоматитов, что позволяет прогнозировать рудно-формационную принадлежность оруденения в том или ином районе, выделять максимально благоприятные для возникновения оруденения участки и отличать рудоносные блоки от безрудных в условиях близкого петрографического состава метасоматитов.      Минералы предрудных региональных метасоматитов, являясь индикаторами среды минералообразования, могут быть также индикаторами степени перспективности той или иной территории на промышленное оруденение. В связи с этим картирование фаций метасоматитов, определяющих геохимический фон различных участков, надо считать основой при локальном прогнозировании слепых рудных тел.      Условия рудоотложения отражаются в образовании определенных минеральных ассоциаций, появлении характерных для данной обстановки минералов-индикаторов, а также типоморфных особенностей ряда минералов. Ввиду того что любой процесс должен вызывать появление сопряженных признаков в парагенных ассоциациях элементов и в составе минералов, в нерудных минералах, являющихся постоянными спутниками оруденения, должны отражаться черты, присущие конкретным рудообразующим системам.      Проведенные исследования позволили выявить индикаторные особенности породообразующих минералов из рудных парагенезисов месторождений, сформировавшихся в различных блоках земной коры и ассоциирующих с гранитоидами различного состава. Различия геодинамических и структурных условий формирования месторождений различных формационных типов определяют неодинаковые щелочно-кислотные и окислительно-восстановительные параметры рудообразования, что проявляется в типоморфизме минералов.      Оценка стадийности и зональности оруденения важна при поисково-оценочных работах в пределах конкретных рудных районов. Под стадийностью минералообразования принято понимать смену во времени минеральных парагенезисов, разделенных интервалами тектонической активности и сформированных при устойчивых геологических и физико-химических условиях. Для каждой стадии минералообразования характерны свои минеральные ассоциации, т. е. минеральные агрегаты с устойчивым сонахождением разных минералов. Иногда один и тот же минеральный вид может кристаллизоваться на различных стадиях минералообразования. В таком случае правомерно говорить о генерациях минерала. Изменение физико-химических условий во времени вызывает и изменение состава и свойств последовательных генераций минерала, которые, таким образом, могут выступать как объективные критерии при анализе стадийности минералообразования и сопоставлении различных участков оруденения.      Ограниченность возможностей непосредственного определения длительности интервалов минералообразования вызывает необходимость выявления относительных возрастных критериев образования минералов и их парагенезисов. Онтогенический подход при минералогических исследованиях позволяет выделять генерации минералов ― минеральные виды, кристаллизующиеся на различных стадиях минералообразования. Эволюция физико-химических параметров гидротермальных растворов во времени вызывает изменение конституции и свойств последовательных генераций минералов, что позволяет использовать их в качестве критериев стадийности минералообразования при генетических построениях и поисково-оценочных работах.     

 Определение различных уровней эрозионного среза рудной минерализации необходимо при локальном прогнозировании промышленного оруденения. Фациальная зональность в пределах рудных тел формируется под влиянием градиента направленного изменения физико-химических параметров минералообразования, которое контролируется падением температуры по мере удаления от каналов тепломассопереноса и продвижения во вмещающих породах. Относительная открытость геологических структур является одним из важных факторов, влияющих на глубину, положение и вертикальную протяженность рудных интервалов.      Оценка степени денудации рудных тел основана на четко выраженной минералогической зональности вдоль потока рудообразующих растворов и изменении конституции и свойств отдельных минералов и минеральных ассоциаций по вертикали. Глубина эрозионного среза, по мнению А. И. Гинзбурга, определяется: а) по смене минеральных ассоциаций по вертикали; б) по минералам-индикаторам подрудного и надрудного среза; в) по закономерной эволюции кристаллографических форм; г) по закономерному изменению химизма минералов с глубиной; д) по накоплению фтора по отношению к ОН-группам в минералах при переходе к верхним горизонтам рудных тел; е) по возрастанию температур гомогенизации с глубиной; ж) по характеру околорудных изменений.      Теоретические основы для выявления признаков масштабности оруденения вытекают из главных принципов рудообразования и геологических факторов возникновения крупных и уникальных месторождений. Наиболее благоприятные условия для формирования таких месторождений возникают благодаря сочетанию двух противоположных тенденций: максимальной подвижности элемента в области переноса и минимальной ― в зоне отложения. Одним из механизмов действия осадительных барьеров является изменение свойств растворов в градиентном поле температуры и давления при его взаимодействии с вмещающей породой за счет действия фильтрационного или диффузионного эффектов, изменения pH, Eh,активности, фугитивности, разрушении комплексных соединений, обменных реакций и др. В соответствии с законом минералогенетического резонанса и учитывая зависимость конституции и свойств минералов от различных геологических факторов, логично предположить, что можно выявить и такие типоморфные особенности минералов, которые отражают аномальные условия в земной коре, приводящие к возникновению крупных и уникальных по масштабу месторождений.      Ввиду того что образование крупномасштабных объектов всегда является многостадийным, а в ряде случаев наблюдается и многоэтапность их формирования, на таких объектах проявлено максимально возможное количество разновозрастных (дорудных, рудных и пострудных) парагенезисов при наибольшем количестве минеральных классов, видов и разновидностей. Минеральные ассоциации, формирующиеся во время последовательных стадий минералообразования, либо проявлены в различных системах рудовмещающих структур, образуя определенную зональность, либо накладываются друг на друга, что сопровождается явлениями замещения минералов и телескопирования руд. Нередко наблюдается и многоярусное размещение оруденения. Характерной особенностью крупных месторождений является совмещение в пространстве продуктов разностадийного и разноэтапного минералообразования.      Исследования в системе вмещающая порода ― рудное тело показали, что первые генерации гидротермальных минералов образуются за счет и на месте породообразующих минералов вмещающих пород и имеют преимущественно сегрегационно-метасоматический генезис. По мере приближения к рудоносным образованиям процессы перекристаллизации в околожильном пространстве сопровождаются укрупнением минеральных фаз, их обособлением. В этом направлении уменьшается количество породообразующих минералов, увеличивается количество новообразованных рудных минералов, растет степень разнозернистости пород. Переотложение вещества в жильные полости способствует формированию в экзоконтакте прожилков и жил оторочек из рудных и породообразующих минералов. Для них характерно проявление микрозональности нескольких порядков: от макро- до микроуровня. Взаимодействие длительно развивающейся гидротермальной системы с вмещающими породами, наложение растворов из разных источников приводит к появлению аномальных парагенезисов элементов и минералов, а также многочисленных генераций, зарождений и разновидностей минералов, многие из которых сохраняются лишь в виде реликтов метасоматически замещенных кристаллов.      Сравнение химизма породообразующих минералов из крупных и мелких месторождений в пределах одноименных рудных полей показывает, что породообразующие минералы объектов, имеющих различную продуктивность, чутко реагируют на различия условий минералообразования. В составе этих минералов из маломощных тел в значительной степени сказывается влияние боковых пород, а всоставе крупных рудных тел ― рудоносного флюида. Для высокопродуктивных объектов характерно более интенсивное протекание процесса рудообразования, что отражается в высокой суммарной газонасыщенности минералов из этих объектов, а также в большой доле в них флюидофильной составляющей рудообразующих растворов.      Образование богатого оруденения характеризуется не только высокой активностью летучих, участвующих в переносе вещества, но и резким изменением этой активности на геохимическом барьере, высокой гетерогенностью распределения полезных компонентов в околорудных ореолах, а также продолжительным сохранением устойчивости контрастного изменения активности химических элементов на геохимическом барьере. Обобщенным показателем масштабов рудных тел может служить интенсивность процесса минералообразования, которая оценивается по количеству новообразованных минералов на единицу площади или объема, по степени переработки ранних минералов более поздними процессами. Важнейшими характеристиками богатого оруденения являются и изотопные системы, несущие информацию о значительной длительности процессов минералообразования и о наличии следов мантийно-корового взаимодействия при формировании рудоносных систем.      Таким образом, главными минералогическими особенностями крупных и уникальных месторождений, которые следует учитывать при прогнозировании рудных объектов, являются: разнообразие минеральных классов, видов и их разновидностей, обилие во многих индивидах микронеоднородностей, метасоматических замещений, а также нестандартность состояния изотопных систем, фиксирующих длительность и глубинность их формирования. Из индикаторных особенностей минералов в первую очередь необходимо учитывать необычные ассоциации элементов-примесей, а также проявление в составе и строении минеральных индивидов характеристик, свидетельствующих об интенсивности и длительности процессов минералообразования.