Генетическая классификация главнейших структур руд

Структуры руд подразделяются на первичные и вторичные (табл. 5). Первичные структуры формируются при отложений ми­нерального зерна и коллоидного вещества из расплавов и раство­ров в процессе дифференциации и кристаллизации магмы, седи­ментации и диагенеза осадка, заполнения пустит в породах и ру­дах, метасоматического замещения пород и руд. Вторичные структуры формируются при изменении минерального зерна и коллоидного вещества в процессе диагенеза, и метаморфизма пород и руд, механического и химического выветривания.

Первичные структуры подразделяются на четыре морфогенети-ческие группы: I — зернистые, II — коррозионные, III — метазер-нистые, IV — коллоидные.

I. Зернистые структуры. Характеризуются сростками кристаллических зерен. При процессах кристаллизации образуют­ся полнокристаллические равномернозернистые агрегаты с разме­рами зерен от 0, 001 мм до нескольких сантиметров. В зависимости от величины кристаллических зерен различают крупно- средне- и мелкозернистые структуры. Эти структуры развиты в минераль­ных агрегатах, отложившихся при кристаллизации, расплавов и растворов в магматических очагах, океанах, морских и озерных бассейнах, в открытых трещинах и пустотах горных пород и руд. Форма кристаллических зерен идиоморфная (нередко округлен­ная), гипидиоморфная, скелетная и аллотриоморфная. Кристаллы ранее выделившихся минералов очень редко обладают правильной кристаллической формой. Обычно они разъедены остаточными растворами. Кристаллические зерна отличаются однородным, зо­нальным, секториальным, двойниковым и пойкилитовым строе­нием.,

В зависимости от формы, размера и характера срастания кри­сталлических зерен выделяются разнообразные морфологические виды зернистых структур. Если агрегат сложен идиоморфными и гипидиоморфными зернами, то его структура идиоморфнозерни-стая. Если почти все зерна имеют аллотриоморфную форму, то структура агрегата аллотриоморфнозернистая.

Иногда агрегат сложен шестоватыми идиоморфными зернами; в полосках или друзах шестоватые зерна располагаются перпен­дикулярно к поверхности нарастания и заполняют пустоты частич­но или полностью. Структура таких агрегатов называется гребен­чатой. Иногда шестоватые или пластинчатые зерна располагают­ся в виде лучей вокруг Центров кристаллизации; в этом случае структура называется радиально-лучистой.

Срастания зерен различной степени идиоморфизма (идиоморф-ных, гипидиоморфных и аллотриоморфных) представляют гипидиоморфнозернистую структуру. Разновидностью гипидиоморфно-зернистой структуры является сидеронитовая. Она характеризует­ся срастанием идиоморфных зерен нерудных минералов (оливин, пироксены, амфиболы, плагиоклазы) с аллотриоморфными зерна­ми рудных минералов (магнетит, титаномагнетит, ильменит, пир­ротин, пентландит, халькопирит и др.). Для сидеронитовой струк­туры характерно наличие зазубренных границ зерен минералов, выделившихся раньше. Для кристаллических агрегатов с зернами различной формы и величины характерны порфировидная и пой-килитовая структуры.

В порфировидной структуре крупные кристаллы являются ран­ними индивидами в агрегате мелких поздних аллотриоморфных зерен. В пойкилитовой структуре мелкие кристаллики представ­ляют собой ранние образования внутри крупных аллотриоморф­ных зерен.

II. Коррозионные структуры. Образуются при разъеда­нии кристаллов и зерей ранее выделившихся минералов остаточ­ными расплавами и растворами, изменившими в процессе мине-ралообразования химический состав, температуру и давление. Из остаточных растворов выделяются новые минералы, содержащие реликты и скелетные формы ранних минералов. По расположению остатков иногда можно восстановить размеры и форму первона­чального зерна. При замещении аллотриоморфнозернистых моно­минеральных агрегатов наблюдаются многочисленные реликты, располагающиеся в замещающем минерале вдоль границы разъедания. Как правило, идиоморфные зерна труднее поддают­ся замещению, чем зерна неправильной формы и раздробленные. Внутренние части кристаллов легче замещаются по сравнению с гранями. В некоторых случаях наблюдается избирательное за­мещение отдельных внутренних зон в кристалле. Коррозионные структуры в кристаллическом агрегате распространены подчиненно по сравнению с зернистыми. В группе коррозионных структур объединяются следующие морфологические виды: скелетная, ре­ликтовая и разъедания.

Скелетная структура формируется при разъедании идиоморф­ных и гипидиоморфных зерен с образованием скелетных форм.

Реликтовая структура формируется при глубоком разъедании кристаллических зерен остаточными растворами.

Структура разъедания характеризуется зазубренными граница­ми между ранними и поздними минералами данной ассоциации; образуется при незначительном разъедании.

III. М ет а з ер н и сты е структуры. Характеризуются сро­стками метакристаллов и метазерен, образовавшимися в процессе роста в твердой среде при метасоматическом замещении пород, руд и минералов.

Метакристаллы и метазерна отличаются зональным, сектори-альным, двойниковым и ситообразным строением. Зональное и ситообразное строение зерен является типоморфным для данной группы структур. Ситообразное строение метакристаллов и метазерен обусловлено включениями окружающих минералов,, захва­ченных ими при росте. В мономинеральных агрегатах метакри­сталлы и метазерна часто имеют разные размеры (от сотых долей миллиметра до нескольких сантиметров) в результате различия условий кристаллизации при росте в неоднородной твердой среде. Структура метасоматических агрегатов неравномернометазерни-стая.

Среди метазернистых структур различают идиоморфнометазер-нистую, гребенчатую, радиально-лучистую, аллотриоморфномета-зернистую, гипидиоморфнометазернистую, скелетную, порфироме-тазернистую. В метасоматических рудах наиболее широко распро­странены идиоморфнометазернистая, аллотриоморфнометазерни-стая и порфирометазернистая структуры.

Идиоморфнометазернистая структура (рис. 14) наблюдается в минеральном агрегате, сложенном метакристаллами идиоморфной и гипидиоморфной форм. Метакристаллы имеют прямые границы без следов коррозии, ситообразное изональное внутреннее строе­ние. Разновидностями идиоморфнометазернистой структуры явля­ются гребенчатая и радиально-лучистая метасоматического гене­зиса.

Аллотриоморфнометазернистая структура (рис. 15) развита в минеральном агрегате, сложенном метазернами аллотриоморфной формы. Границы метазерен прямые и зазубренные, внутреннее строение ситообразное и зональное.

Гипидиоморфнометазернистая структура характеризует строе­ние минерального агрегата, представляющего сростки метакри­сталлов; и метазерен. Разновидностью этой структуры является скелетная метазернистая.

Порфирометазернистая структура наблюдается в минеральном агрегате, в котором метакристаллы или метазерна реко отличают­ся размерами.

IV. Коллоидные структуры. Встречаются в минераль­ных агрегатах сферической и фестончатой формы, сложенных мельчайшими частицами минералов от 0, 002 до 0, 0002 мм и менее. Форма коллоидных частиц различается в электронном микроскопе при увеличении в несколько тысяч раз. Агрегаты характеризуются аморфным строением и трещинками усыхания — радиальными и концентрически-зональными. Коллоидные структуры в агрегатах неустойчивые, подвергаются раскристаллизации и переходят в метаколлоидные. Среди коллоидных структур различают гелевую, концентрически-зональную и перлитовую.

Гелевая структура — это аморфное строение коллоидного ве­щества с трещинками усыхания — радиальными и концентрически-зональными. Трещинки усыхания могут быть пустыми или выпол­нены рудными и нерудными минералами. Гелевая и скрытокри-сталлическая структуры различаются рентгено-структурным ана­лизом.

Концентрически-зональная структура наблюдается в агрегатах сферической формы. Отдельные зоны-концентры отличаются друг от друга по окраске или по мощности, или по твердости и пори­стости. Концентрически-зональное строение коллоидных масс сви­детельствует о прерывистом характере их отложения.

Перлитовая, или шариковая структура характеризует строение минерального агрегата, состоящего из сферических частиц-шари­ков, тесно сросшихся друг с другом или расположенных в другом минерале. Строение шариков однородное, с трещинками усыха­ния. Такая структура часто присуща агрегату пирита и урани­нита.

Вторичные структуры (см.. табл. 5) подразделяются на две морфогенетические группы: I — кристаллобластические; II — ка-такластические и кластические.

I. Кристаллобластические структуры. Характерны для таких минеральных, агрегатов, в которых морфологической единицей являются кристаллобласты — минеральные зерна, обра­зующиеся в процессе перекристаллизации и раскристаллизации минерального вещества в твердом состоянии. Кристаллобластиче­ские структуры — полнокристаллические; зерна в них наблюдают­ся под микроскопом или макроскопически. Они подразделяются на собственно кристаллобластические, метаколлоидные и распада твердых растворов.

Собственно кристаллобластические структуры. Формируются в процессе перекристаллизации в твердом состоянии агрегатов зернистого, метазернистого, обломочного и коллоидного строения. Новые зерна — кристаллобласты — возникают на месте первичных минеральных зерен и коллоидного вещества. В минеральном агре­гате сначала развиваются тонкозернистые структуры, а затем по­степенно образуются мелко-, средне- и крупнозернистые. Пере­кристаллизация руды может происходить как с изменением, так и без изменения минерального состава. Особенно значительные изменения состава руд, происходят при метаморфизме руд осадоч­ных месторождений железа, марганца, алюминия и др.

Наиболее типичными формами для кристаллобластов являют­ся изометричная, округлая, пластинчатая. Иногда зерна линзооб­разной, призматической и пластинчатой форм ориентированы па­раллельно друг другу. Крупные идиобласты и ксенобласты харак­теризуются пойкилитовым строением, которое обусловлено вклю­чениями мелких бластов других минералов. В некоторых кристал-лобластах наблюдаются включения, представляющие собой про­дукты распада твердых растворов или остатки ранних минералов, захваченные в процессе перекристаллизации. Характерная особен­ность внутреннего строения бластов — их однородное строение. Иногда в кристаллобластах выявляются после травления реликты зонального строения или реликты двойников превращения.

Перекристаллизации особенно легко подвергаются минералы низкой и средней твердости (галенит, халькопирит, сфалерит, ан­тимонит и др.). Минералы очень низкой твердости (молибденит) и очень высокой (касситерит) с трудом изменяются. В крупнозер­нистых агрегатах новообразование тонкозернистой массы кристаллобластов начинается на границах зерен и двойников или по трещинкам. В процессе глубокой перекристаллизации в зернах уничтожаются зональное строение, двойники роста и эмульсиевид-ные твердые включения, а также разрушаются структуры, распада твердых растворов, коллоидные, метаколлоидные, зернистые, мета-зернистые, коррозионные и катакластические.

В этой подгруппе выделяются следующие морфологические виды структур: идиоморфнобластическая, скелетная, аллотрио-морфнобластическая, или гранобластическая, гипидиоморфнобла-стическая, ориентированнобластическая и порфиробластическая.

Идиоморфнобластическая структура характеризует строение минеральных агрегатов, сложенных идиобластами изометричной, удлиненной и пластинчатой форм без признаков коррозионных границ между зернами.

Аллотриоморфнобластическая, или гранобластическая, струк­тура (рис. 16) наблюдается в минеральных агрегатах, в которых развиты ксенобласты направленной и округлой форм.

Ориентированнобластическая структура встречается в полосча­тых минеральных агрегатах, в которых развиты идиобласты в форме пластинок и линзочек, ориентированные параллельно друг другу.

Гипидиоморфнобластическая структура наблюдается в агрега­тах, сложенных бластами различной степени идиоморфизма.

Порфиробластическая и пойкилобластическая структуры на­блюдаются в агрегатах с бластами различных размеров.

Метаколлоидные структуры. Образуются, при раскристаллииза-ции геля в твердом состоянии. В коллоидных массах при их из­менении возникают мелкие пустоты и поры, распределенные не­закономерно, иногда -заполненные поздними минералами. В мета-коллоидных агрегатах сохраняются первичные формы: сфериче­ская, колломорфно-полосчатая, а также.иногда наблюдаются ре­ликты концентрически-зонального строения, поры и трещинки усы­хания. Морфологическими видами мета коллоидных структур явля­ются радиально-лучистая и волокнистая.

Радиально-лучистая и волокнистая структуры формируются лри раскристаллизации агрегатов сферической и колломорфно-по-лосчатой форм. В концентрически-зональных агрегатах бласты радиально-лучистой и волокнистой форм переходят из одной зоны в другую. В дальнейшем может происходить преобразование ра-диалыю-лучистых и волокнистых структур в гранобластические.

Структуры распада твердых растворов. Наблюдаются в слож­ных по составу минералах — твердых растворах, отложившихся при относительно высоких температурах из расплава или раство­ра. При понижении температуры твердые растворы становятся неустойчивыми и распадаются в твердом состоянии на более про­стые химические соединения. При распаде твердого раствора про­исходит миграция атомов до полного обособления минералов друг-ют друга. Границы между бластами минералов, возникающих при распаде, прямые. Главной особенностью структур распада твер­дых растворов является форма бластов, прямые границы и посто­янные количественные соотношения между минералами (табл.6).

В рудах явления распада твердого раствора характерны для таких минералов, которые отличаются близкими кристаллохими-ческими свойствами, например, магнетит — ильменит, пирротин — пентландит, сфалерит — халькопирит, халькопирит — кубанит, борнит — халькопирит, борнит — халькозин, платина — иридий, халькозин — неодигенит, сфалерит — станнин, халькопирит — блеклая руда, ульвошпинель — магнетит, хромит — ильменит, таусманит — якобсит и др. В работах [10, 15] приведен обзор различных типов распада твердых растворов в минералах.

Морфологические виды структур в этой группе: эмульсионная,.звездчатая, решетчатая, графическая, пламеневидная и петельча­тая. При перекристаллизации агрегатов структуры распада твер­дых растворов преобразуются в гранобластические.

Эмульсионная структура (рис. 17) формируется в начале про­цесса распада. В твердом растворе образуются эмульсионные весьма тонкие рассеянные включения нового минерала, например, эмульсии халькопирита в сфалерите, пирротина в сфалерите, халь­копирита в станнине и др. Иногда эмульсиевидные включения приурочены к двойниковым швам и спайности минерала-«хозяина» или располагаются по зональности роста.

Звездчатая структура примечательна формой бластов в виде звездочек или крестов в главном минерале, например, звездочки сфалерита в халькопирите.

Пластинчатая и решетчатая структуры (рис. 18) характеризу­ются расположением пластинок и веретенец нового минерала по спайности в главном минерале. Они типичны для срастаний таких минералов, как магнетит—ильменит, ильменит — гематит, бор­нит — халькопирит, пирротин — пентландит, халькопирит — куба-нит и др.

Графическая структура представляет строение, в котором про­дукт распада образует в минерале-«хозяине» включения червеоб­разной, изогнутой формы с прямыми границами. Этот вид структу­ры типичен для срастаний сфалерит — халькопирит, халькопи­рит— борнит, галенит — бурнонит и др.

Петельчатая структура — это срастания прожилкообразных включений с прямыми границами минерала-«гостя» в минерале-«хозяине». Такая структура возникает при медленном охлаждении руды, когда продукты распада мигрируют к границам зерен глав­ного минерала и заполняют пространство между ними. Характер-на для срастаний пирротина и пентландита.

Пламеневидная структура представляет такое строение руды, когда минерал-«гость» в форме клиновидных включений распола­гается в минерале-«хозяине» вдоль трещинок или границ с другим минералом, например, пентландит в пирротине.

II. Катакластические и кластические структуры. Сложены кла-стическими зернами — обломками минералов. Обломки кристалли­ческих зерен, метазерен, бластозерен и коллоидного вещества об­разуются при динамометаморфизме и механическом выветривании. Под воздействием агентов метаморфизма и выветривания хрупкие и твердые минералы становятся трещиноватыми, дробятся на об­ломки различных форм и размеров, а пластичные минералы под­вергаются смятию, что выражается в изменении формы зерен, ориентированном расположении трещин спайности и отдельности, двойниковых швов. Пластинчатые мягкие минералы расщепляются на более мелкие частицы или претерпевают вязкое течение и за­полняют трещинки дробления в хрупких минералах с образова­нием мелких прожилков-просечек.

Катакластические структуры — вторичные. В этих структурах обломки разделены трещинками. Морфологические виды катакластических структур: раздробленная, гранокластиче-ская, тонкокластическая, порфирокластическая, ориентированно-кластическая, ориентированнозернистая, смятия и расщепления.

Кластические структуры — первичные. Они формиру­ются одновременно с минеральным агрегатом в процессе отложе­ния. Кластические зерна переносятся водой, воздухом или ледни-комна различные расстояния и вновь отлагаются в виде окатан­ных, полуокатанных и остроугольных обломков. Морфологические виды кластических структур: обломочная и разновидности ее — псефитовая, псаммитовая, алевролитовая и пелитовая.

Структура раздробленная, или дробления (рис. 19), наблюда­ется в агрегате зерен минералов, разбитых трещинами на остро­угольные обломки. Если обломки более или менее одинаковы по размерам, такая структура называется гранокластическдй, если обломки разной величины — порфирокластической; минеральные массы, сложенные мельчайшими обломками (меньше 0, 01 мм), ха­рактеризуются тонкокластической структурой.

Структура ориентированнокластическая наблюдается в агрега­те обломков линзовидной формы, которые вытянуты параллельно полосчатости или сланцеватости.

Структура смятия (рис. 20) наблюдается в мономинеральных агрегатах. мягких минералов (галенит, сфалерит, молибденит, халькопирит и др.). Признаки смятия — изогнутые трещинки спай­ности и двойниковые швы, возникновение полисинтетических двой­ников давления в зернах.

Структура расщепления (см. рис. 20) наблюдается в смятых, развальцованных агрегатах волокнистых и пластинчатых минера­лов (молибдените, графите, слюде, хризотил-асбесте и др.). При одностороннем давлении зерна таких минералов легко разделя­ются по плоскостям совершенной спайности на все меньшие и меньшие индивиды — в десятые, сотые и тысячные доли милли­метра.

Среди кластических структур широко распространена обломоч­ная. Обычно перемещенные обломки пород или руд скреплены цементом, отложившимся в момент их осаждения; Разновидностя­ми обломочной структуры являются псефитовая, псаммитовая, алевролитовая и пелитовая. Все эти термины заимствованы из осадочной петрографии и впервые применены к рудам А. Г. Бетех-тиным в 1937 и Л. В. Пустоваловым в 1940 г. Псефитовая струк­тура характеризуется обломками размером от 1 до 100 мм и бо­лее; псаммитовая структура выделяется при размере обломков от 0, 1 до 1 мм; алевролитовая — от 0, 01 до 0, 10 мм; пелитовая — при размере обломков менее 0, 01 мм.

Глава 6