Инфильтрационные месторождения

Инфильтрационными называются месторождения, которые образуются в условиях, когда часть продуктов выветривания уносится водными растворами в область циркуляции грунтовых вод и отлагается слабо минерализованными растворами в виде новых минералов. Образование рудных залежей происходит в толщах пород метасоматическим путем или в трещинах путем выполнения полостей.

Многие инфильтрационные месторождения имеют промышленное значение. Так формируются месторождения Fe, U, Mn, Cu, V, фосфоритов, гипса, магнезита, боратов.

Геологические условия образования. Определяются характером вмещающей среды. Благоприятными факторами являются породы, содержащие химически активные вещества (органические остатки, карбонатный цемент и др.) и зоны трещиноватости. Разрывная и складчатая тектоника определяет пути движения растворов и формы рудных тел.

Формы рудных тел - пластообразные залежи больших размеров, но с непостоянной мощностью, с наличием карманов, гнезд, залежи неправильной формы. Кроме того, встречаются жильные тела, системы прожилков, вкрапленники. На месторождениях урана распространены роллы - рудные тела серповидной формы, обусловленной движением потока рудоносных растворов (рис. 58).

Минеральный состав.Состав руд инфильтрационного происхождения имеет ряд особенностей.

Так, уран в виде карнотита (К₂О . 2UO₂. V₂О₅. nН₂О) накапливается в зонах внутрипластового окисления среди проницаемых толщ песчаников и карбонатных пород. Ролловые формы рудных тел (серповидные в поперечном сечении, лентовидные в плане) инфильтрационного гидрогенного происхождения локализуются на границах различных геохимических сред в условиях аридного климата. Часто инфильтрационные урановые руды образуют пластообразные, линзовидные, лентообразные тела в древних речных руслах среди аргиллитов, песчаников и конгломератов, содержащих органические остатки - месторождения плато Колорадо в США (рис. 59), Витимского района в Вост. Сибири (рис. 60).

Нисходящие подземные воды, образующие рудные тела, содержали повышенные концентрации U, V, Mo. Кислород этих вод и сульфат-ион обеспечивают окисление пород – смену геохимической обстановки. Перераспределение металлов и их концентрация происходят до глубины 700 м (месторождения плато Колорадо, США). Кроме карнотита в урановых рудах присутствуют минералы урана тюямунит, уранофан, отенит, торбернит и ванадиевые минералы навахоит, наскоит, а также малахит, лазурит, хризоколла, эритрин, пиролюзит и др.

Железо в инфильтрационном процессе переходит в раствор в коллоидном состоянии в виде золей водных окислов. Грунтовыми водами эти золи переносятся на значительные расстояния. Встречаясь с карбонатными породами, они отлагаются в виде лимонита и других минералов (Алапаевское месторождение, Урал). Часто образуются конкреционные бурые железняки – болотные и дерновые руды. Медь переносится в виде медного купороса CuSO₄ на значительные расстояния и осаждается в благоприятных условиях. Происходит отложение Cu путем замещения цемента песчаников, если он известковый. В процессе участвуют восстановители (битуминозные вещества, остатки растений, животных, бактерии). Это - тонкорассеянные вкрапленные руды. Нередки стволы деревьев, замещенные халькозином. Состав руд: самородная Cu, халькозин, малахит, лазурит.

При образовании марганцевых руд Mn переходит в раствор из ультраосновных пород, особенно серпентинитов. Он переносится в форме геля и отлагается в виде карбоната MnСО₃ (Халиловское на Урале).

Минералы бора образуются при выветривании соленосных толщ. Растворы солей, содержащие бор, циркулируют в гипсовой толще и отлагаются в виде прожилков, линз, тел неправильной формы, содержащих борные минералы гидроборацит, ашарит, улексит.

Физико-химические условия образования. Формирование инфильтрационных месторождений определяется химизмом вмещающей среды и составом рудоносных растворов. Важная роль принадлежит геохимическим барьерам. Это участки смены условий миграции растворов. А.Перельман выделяет барьеры: механические, связанные с торможением движения грунтовых вод; физико-химические, связанные с резким изменением химической обстановки. Последняя определяется наличием щелочно-кислотных и окислительно-восстановительных условий – смена красноцветных и сероцветных фаций вмещающих пород. Важным фактором является залегание проницаемых пород среди глинистых водоупоров и наличие осадителей (органического вещества, вторичных восстановителей - Н, Н₂S, битумов).

Наиболее важные рудные формации: 1 - урановая, уран-ванадиевая - U, V, Se, Rn (США, Плато Колорадо); 2 – бурых железняков (Новгородская область, Урал, Зап. Сибирь); 3 – марганцевых карбонатных руд (Урал).