«Экономические аспекты геологии»

Рис. 1. Графическое представление изменения объема при выветривании гранита Джорджии.

Минеральные продукты, сформированные путем выветривания из общих магматических пород, включают почвы, глину, бокситы и некоторые руды железа, хромита и никеля. Опять же, коммерческая важность этой группы невелика по сравнению с продуктами, сформированными другими способами, описанными ниже.

Те же процессы выветривания, описанные выше для магматических пород, вызывают значительные изменения экономического значения в месторождениях, сформированных как магматические последействия. В некоторых случаях они приводят к удалению менее ценных минералов, тем самым концентрируя более ценные, а также к размягчению породы и облегчению ее обработки; а в других случаях они стремятся удалить ценные компоненты, которые затем могут быть переотложены непосредственно ниже или могут быть полностью вынесены из окрестностей. Оксидные зоны многих рудных тел сформированы этими процессами.

Осадочные процессы

Осадочные горные породы формируются путем удаления и отложения продуктов выветривания поверхности суши. Воздух, вода и лед, движущиеся под влиянием гравитации и других сил, все помогают в этом переносе. Сломанные или измененные материалы горных пород могут быть просто перемещены вниз по склонам на небольшое расстояние и переотложены на поверхности, формируя один тип наземных или субаэральных отложений, или они могут быть перенесены и отсортированы потоками. Когда они отлагаются в потоках или вблизи их устьев, они известны как речные, аллювиальные или дельтовые отложения. Когда они переносятся в озера и отлагаются, они формируют озерные отложения. В конечном итоге большая их часть, вероятно, будет перенесена в океан и отложена как морские осадки.

Часть выветрелых веществ переносится механически в виде глины и песка, которые идут на формирование сланцевых и песчаниковых осадков. Часть переносится в растворе, как, например, карбонат извести и карбонат магния, которые идут на формирование известняка и доломита. Некоторые из растворенных веществ никогда не переотлагаются, а остаются в растворе в виде солей в море, наиболее распространенной из которых является хлорид натрия. Некоторые из растворенных веществ выветривания, такие как кальцит, кварц и оксид железа, переносятся вниз и отлагаются в пустотах горных пород, где они действуют как цементы.

Осадки в целом состоят из трех основных типов — сланцев (каолин, кварц и т. д.), песчаников (кварц, полевой шпат и т. д.) и известняков или доломитов (карбонаты извести и магнезии). Из них группа сланцев является безусловно самой распространенной. Существует, конечно, много осадков с составом, промежуточным между этими типами. Существуют также осадки, состоящие из крупных неразложившихся фрагментов первоначальных горных пород, сцементированных для формирования конгломератов, или состоящие из мелких фрагментов первоначальных горных пород, сцементированных для формирования аркозов и граувакк. Их, однако, можно рассматривать просто как стадии изменения, которые в повторяющихся циклах выветривания должны в конечном итоге привести к созданию трех основных групп — сланцев, песчаников и известняков.

Минеральные продукты, сформированные осадочными процессами, включают песчаники, известняки и сланцы, используемые как строительный камень и дорожные материалы; некоторые осадочные месторождения железа, такие как руды Клинтон юго-востока Соединенных Штатов и бразильские руды; важные месторождения фосфатов; большинство месторождений соли, гипса, поташа, нитратов и т. д.; сравнительно немногие и неважные медные месторождения; и важные россыпные месторождения золота, олова и других металлов, а также драгоценных камней. С помощью органических агентов осадочные процессы также объясняют первичное отложение угля и нефти.

Выветривание осадочных горных пород

После того как осадочные горные породы сформированы и во многих случаях покрыты более поздними осадками, они могут быть снова выведены на поверхность земными движениями и эрозией, где они, в свою очередь, подвергаются выветриванию. Выветривание осадочных горных пород происходит по линиям, уже указанным для магматических пород. Обычно формируются остаточные покровы нечистой глины и песка. Минеральный состав осадочных пород изначально отличается от состава магматических пород, поэтому результирующие продукты находятся в несколько иных пропорциях; но изменения одинаковы по виду и стремятся лишь продвинуть общий процесс изменения дальше в том же направлении — то есть к производству нескольких веществ, таких как глина, кварц, оксид железа и кальцит, которые транспортируются и переотлагаются для формирования глины, песка и известняка. Циклы такого рода могут повторяться бесконечно.

В результате выветривания осадочных пород образуются некоторые почвы, определенные промышленные глины, железные руды, свинцово-цинковые руды и другие ценные минеральные продукты.

Консолидация, цементация и другие глубинные изменения пород.

Цементация. Как только формируются остаточные продукты выветривания или отлагаются осадочные породы, будь то на воздухе или в воде, начинаются процессы консолидации. Оседание, инфильтрация цементирующих материалов и новообразования или перекристаллизация исходных минералов породы — все это играет свою роль в данном процессе. Ил или глина превращаются в сланец, песок — в песчаник или кварцит, мергель — в известняк или мрамор. Таким образом могут заполняться все мельчайшие пустоты между зернами, а также более крупные отверстия, такие как трещины и разломы. В то же время цементирующие материалы могут замещать некоторые исходные минералы породы, причем новые минералы либо сохраняют, либо разрушают исходные текстуры. Этот процесс иногда называют метасоматическим замещением. Магматические породы, как правило, плотные и поэтому не так сильно подвержены процессам цементации, как осадочные; однако некоторые из наиболее пористых фаз поверхностных лав, а также любые трещины в магматических породах могут подвергаться цементации. Все эти изменения можно объединить общим термином «цементация».

Особая фаза консолидации и цементации возникает вблизи интрузивных магматических пород под воздействием тепла, давления и веществ, выделяемых магматической породой. Это называется контактовым метаморфизмом или термальным метаморфизмом. Эти процессы становятся еще более эффективными при протекании в связи с более интенсивным метаморфизмом, описанным в следующем разделе.

Благодаря цементации некоторые распространенные породы, особенно осадочные, становятся достаточно плотными и прочными, чтобы использоваться в качестве промышленных продуктов, таких как строительный камень и дорожные материалы.

Более важными в качестве минерального сырья являются сами цементирующие материалы. Обычно это кварц, кальцит или оксид железа, не представляющие особой ценности, но местами они включают коммерчески ценные минералы, содержащие золото, медь, серебро, свинец, цинк и многие другие минеральные продукты.

Простым и прямым наблюдением, не вызывающим споров, является тот факт, что многие минералы отлагаются в виде цемента в пустотах пород или замещают породы. С другой стороны, относительно источника растворов, приносящих эти минералы, существуют значительные разногласия. В целом, обычные цементирующие материалы, такие как кварц и кальцит, а также некоторые промышленные минералы, явно образуются как побочные продукты выветривания, переносятся и переотлагаются водами, проникающими с поверхности вниз. Так называемое вторичное обогащение многих ценных жил — это лишь одна из особых фаз цементации из поверхностного источника. В других случаях считается, что глубокая циркуляция обычных грунтовых вод может захватывать рассеянные минеральные вещества из значительной зоны и переотлагать их в концентрированном виде в жилах и других основных каналах. Что касается других цементирующих материалов, предполагается, что их конечный источник находится в магматических интрузиях; фактически, месторождения этого общего характера демонстрируют все переходы от тех, что явно сформированы поверхностными водами независимо от магматической активности, до тех, что имеют контактово-метаморфический характер, и других, относящихся к категории «магматических последействий».

Гипотезы и выводы играют значительную роль в достижении любого заключения относительно источника цементирующих материалов, в результате чего часто остается широкое поле для различий во мнениях и акцентах на относительной важности различных источников рудных минералов.

Динамический и контактовый метаморфизм. Под поверхностью породы не только цементируются, но могут деформироваться или перетираться в результате динамических движений, вызванных огромными земными напряжениями; породы могут претерпевать пластическое течение. Результатом часто является поразительная трансформация характера пород, затрудняющая распознавание их первоначальной природы. Кроме того, магматические интрузии могут сдавливать и перетирать соседние породы, одновременно изменяя их под воздействием тепла и привноса новых материалов. Этот процесс можно назвать контактовым метаморфизмом, но поскольку он приводит к перетиранию пород, он тесно связан с динамическим метаморфизмом. Последний термин также применяется к менее глубоким изменениям в связи с магматическими интрузиями, которые приводят лишь к цементации без перетирания.

Динамический и контактовый метаморфизм в некоторых случаях могут приводить к образованию пород, идентичных по внешнему виду тем, что возникают в результате обычных процессов цементации и перекристаллизации без движения. Например, трудно определить, насколько сильным было движение при образовании мрамора, поскольку оба вида процессов, по-видимому, дают почти одинаковый результат. Однако обычно эффект динамического метаморфизма заключается в создании параллельного расположения минеральных частиц и сегрегации однородных минеральных частиц в полосы, что придает породе сланцеватую или гнейсовидную структуру, и такие породы тогда становятся известными как сланцы или гнейсы. Обычно они обладают способностью раскалываться по параллельным поверхностям, что называется кливажем. Развитие сланцеватой или гнейсовидной структуры сопровождается перекристаллизацией материала породы, создавая новые минералы пластинчатого или столбчатого типа, адаптированные к этому параллельному расположению. Даже состав породы может существенно измениться, хотя это, пожалуй, не самый распространенный случай. В то время как при выветривании порода разрыхляется и дезинтегрируется, в нее обильно добавляются такие вещества, как диоксид углерода, кислород и вода, и развиваются легкие минералы простого состава, при динамическом метаморфизме, напротив, диоксид углерода, кислород и вода обычно удаляются, минералы соединяются, образуя более тяжелые и сложные минералы, пористость устраняется, и в целом порода становится гораздо более плотной и кристаллической. В то время как сегрегация материалов характерна для поверхностных продуктов выветривания, противоположная тенденция — смешивание и агрегация — является правилом при динамическом метаморфизме, несмотря на отмеченную выше незначительную сегрегацию.

Динамический метаморфизм по большей части неблагоприятен для развития минеральных продуктов. Рудные тела, попавшие в зону, где активны эти процессы, могут быть глубоко изменены, но обычно не обогащены. Одним из исключений из этого общего правила является развитие кливажа у глинистого сланца, что позволяет легко его раскалывать и тем самым придает ему ценность. Контактовый метаморфизм, с другой стороны, может приводить к образованию ценных месторождений полезных ископаемых (см. стр. 20, 45-46).

МЕТАМОРФИЧЕСКИЙ ЦИКЛ КАК ПОМОЩЬ В ИЗУЧЕНИИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Все описанные выше химические, минералогические и текстурные изменения в породах могут быть коллективно названы метаморфизмом. Фаза метаморфизма, связанная с поверхностным выветриванием, аналогичными изменениями под поверхностью и образованием осадков, называется катаморфизмом или разрушительным изменением. Фаза метаморфизма, связанная с созидательными изменениями в породах вследствие цементации, динамических движений и магматических влияний, называется анаморфизмом. Некоторые геологи ограничивают термин «метаморфизм» изменениями, связанными с контактовым и динамическим метаморфизмом, и называют полученные продукты метаморфическими породами.

Зона, в которой катаморфизм наиболее активен, обычно вблизи поверхности, называется зоной катаморфизма. Более глубокая зона, в которой преобладает анаморфизм, называется зоной анаморфизма. Четких пределов глубины для этих зон не существует. Данная порода может подвергаться катаморфизму, в то время как породы по обе стороны от нее на той же глубине могут испытывать анаморфизм.

В результате катаморфизма породы разрушаются, образуя поверхностные породы, а в результате анаморфизма поверхностные породы снова консолидируются и изменяются, образуя высококристаллические породы, которые по многим своим характеристикам не отличаются от магматических пород, из которых все породы ведут свое конечное происхождение. Другими словами, анаморфизм стремится к воспроизводству магматических пород, хотя редко полностью достигает этого результата. Эти две основные группы изменений вместе составляют метаморфический цикл. Некоторые породы проходят через все фазы цикла, но другие могут переходить непосредственно от одной фазы к продвинутой, минуя промежуточные стадии. Например, магматическая порода может стать сланцем, не проходя промежуточную стадию осадконакопления.

Породы не являются постоянными в своем состоянии, но практически во все времена и в любых местах претерпевают тот или иной вид метаморфизма, который стремится адаптировать их к окружающей среде. Концепция пород как представляющих фазы или стадии в прогрессивном ряду изменений, называемом метаморфическим циклом, значительно помогает в сопоставлении и удержании в памяти многих деталей природы и происхождения пород, а также позволяет взглянуть в некоторой перспективе на условия, которые привели к образованию пород. Сланцеватая осадочная порода начинает рассматриваться как конечный продукт длинного ряда изменений, начинающихся с магматических пород и проходящих через стадии выветривания, осадконакопления, цементации и т. д., каждая из которых была ответственна за определенные минералогические, химические и текстурные особенности, характеризующие породу в настоящее время. Чередование созидательных и разрушительных изменений метаморфического цикла и повторения самого цикла периодически перерабатывают земные материалы в новые формы. Обычно циклы не являются полными в том смысле, что они редко возвращают породу в точно такое же состояние, из которого она начала. Осадочных пород образуется больше, чем превращается в сланцы и гнейсы, а сланцев и гнейсов образуется больше, чем превращается обратно в магматические породы. Соли в океане постоянно накапливаются. Конечным результатом метаморфического цикла является, следовательно, накопление материалов одних и тех же видов. Побочным продуктом этих накоплений является сегрегация промышленных минеральных продуктов.

Метаморфический цикл становится логической и удобной геологической основой для сопоставления, интерпретации и классификации минеральных продуктов. Из-за огромного разнообразия материалов и условий, представленных в месторождениях полезных ископаемых, требуются колоссальные усилия, чтобы запомнить их как независимые сущности; но как инциденты или стадии в хорошо известном ходе метаморфического цикла их существенные характеристики могут быть легко запомнены и удержаны в определенной перспективе.

Руды определенных металлов, таких как железо, встречаются почти в каждой фазе метаморфического цикла — как магматические последействия, как продукты выветривания, как осадочные породы и как сланцы. Руды каждой из этих нескольких фаз имеют групповые характеристики, которые служат для их отличия по важным признакам от руд, принадлежащих к другим фазам цикла. Установив положение любой конкретной руды в метаморфическом цикле, можно сделать ряд надежных выводов относительно минералогического состава, формы, протяженности и других условий, знание которых необходимо для оценки коммерческих возможностей.

СНОСКИ:

[1] Кларк Ф. У., Данные по геохимии: Бюллетень 695, Геологическая служба США, 1920, стр. 35.

[2] Кларк Ф. У., Данные по геохимии: Бюллетень 695, Геологическая служба США, 1920, стр. 33.

[3] Кларк Ф. У., Данные по геохимии: Бюллетень 695, Геологическая служба США, 1920, стр. 22-23.

ГЛАВА III

НЕКОТОРЫЕ ХАРАКТЕРНЫЕ ЧЕРТЫ ГЕОЛОГИИ И КЛАССИФИКАЦИИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

РАЗЛИЧНЫЕ МЕТОДЫ КЛАССИФИКАЦИИ

Минеральные продукты могут быть классифицированы по использованию, коммерческой значимости, географическому распространению, форме и структуре, минералогическому и химическому составу или происхождению. Каждая из этих классификаций полезна для определенных целей. Геолог обычно предпочитает классификацию, основанную на происхождении или генезисе. Однако в следующих главах о минеральных ресурсах такая классификация не является основной из-за стремления подчеркнуть экономические аспекты. Минеральные товары рассматриваются как единицы и по группам использования. Некоторые минеральные товары имеют так много различных видов происхождения в разных регионах, что распределение их по нескольким генетическим группам при описании сделало бы невозможным сохранение единства, необходимого для рассмотрения экономических аспектов.

Хотя в описательных главах делается много ссылок на происхождение, читателю может быть трудно собрать их в единую перспективу; по этой причине мы в самом начале суммируем некоторые характерные черты происхождения месторождений полезных ископаемых и их геологической классификации.

Для неспециалиста причина акцента на происхождении часто не ясна. «Практический» человек часто рассматривает эту фазу предмета как нечто второстепенное по отношению к непосредственным экономическим вопросам — как площадку для безобидных теоретиков. Ответ экономического геолога заключается в том, что только знание происхождения позволяет прийти к пониманию условий, которые так хорошо позволяют отвечать на многие практические вопросы. При разведке месторождений полезных ископаемых очевидно, что понимание видов геологических условий и процессов, при которых, как известно, развивается данный тип месторождения, приводит к исключению многих неперспективных территорий и концентрации работ на благоприятных участках. При формировании любой оценки месторождений полезных ископаемых за пределами непосредственно вскрытой площади — например, при оценке глубины, формы, изменения ценности, минералогического характера или перерывов из-за разломов — трудно сформировать какое-либо разумное представление о вероятностях, если не понятна история месторождения. Если, например, известно, что руда образована горячими водами, связанными с остыванием магматических пород, следует ожидать иных условий ниже зоны наблюдения, чем если руда образована поверхностными водами. Если рудное тело сформировано как единый эпизод в простых геологических условиях, интерпретация возможностей в данной ситуации может сильно отличаться от интерпретации, применяемой там, где история была более сложной. Если поверхностные условия предполагают возможность вторичного обогащения руд, интерпретация подземных условий будет отличаться от тех, что применяются там, где нет доказательств такого обогащения.

Там, где месторождение полезных ископаемых полностью вскрыто в трех измерениях, часто можно решить экономические вопросы тоннажа, качества, формы и ценности без помощи геологии. Также, где условия сравнительно просты и единообразны по всему району, локального знания других рудников может быть достаточным основанием для ответа на эти вопросы для любого нового разрабатываемого объекта. Эмпирических методов может быть достаточно. Однако редко условия бывают настолько простыми, что не требуется никаких геологических выводов. Даже там, где проблемы решаются без привлечения геолога, геологические выводы необходимы при интерпретации известных фактов и их экстраполяции. Часто бывает так, что практик имеет в уме довольно сложный набор геологических гипотез, основанных на его индивидуальном опыте, которые делают так называемые теории геолога консервативными по сравнению с ними. Геолог подходит к конкретной проблеме с багажом установленных геологических принципов и наблюдений, и его первая мысль — установить все местные условия, которые помогут расшифровать полную историю месторождения полезных ископаемых. Нет такого факта, касающегося истории, как бы далек он ни был от практических вопросов, который не мог бы быть потенциально ценным.

С этим отступлением для объяснения акцента геолога на происхождении минеральных продуктов мы можем вернуться к рассмотрению нескольких принципов генезиса пород и минералов, которые оказались значимыми при изучении минеральных продуктов.

В предыдущих главах было указано, что месторождения полезных ископаемых — это лишь инциденты в массе обычных пород; что они создаются теми же процессами, что создают обычные породы, что ни один из процессов, затрагивающих месторождения полезных ископаемых, не является уникальным для этих минералов, и что большинство обычных пород при случае сами используются как минеральные ресурсы. Эти факты подчеркиваются для того, чтобы стало ясно, что изучение месторождений полезных ископаемых не может быть отделено от изучения пород, и что изучение последних необходимо для того, чтобы привести месторождения полезных ископаемых в их надлежащую перспективу. Погружение в детали месторождения полезных ископаемых облегчает исследователю возможность забыть или минимизировать эти отношения.

Тем не менее, при изучении месторождений полезных ископаемых, и особенно месторождений металлических минералов, некоторые геологические особенности заметно выделяются на общем фоне, указанном выше. Наше обсуждение этих особенностей будет следовать порядку генезиса пород, указанному в описании метаморфического цикла.

НАЗВАНИЯ

Любая классификация месторождений полезных ископаемых на основе происхождения является более или менее произвольной. Четких границ, подразумеваемых использованием названий классов, в природе не существует. Месторождения полезных ископаемых настолько сложны и настолько взаимосвязаны по происхождению, что классификация по генезису указывает только на существенные и центральные признаки класса; она не определяет резко границы классов.

Практически невозможно для любого геолога представить классификацию, которая была бы принята без оговорок другими геологами, хотя может быть достигнуто согласие по существенным признакам. Трудности в достижении согласия усугубляются наследием прошлого в виде названий, определений и классификаций, которые не совсем соответствуют современным концепциям, основанным на более полной информации, — но которые, тем не менее, стали настолько прочно утвердившимися в литературе, что трудно избежать их использования. В ходе исследований придумывается много новых названий, чтобы более точно соответствовать конкретной ситуации, но только в счастливых случаях эти новые названия выдерживают конкуренцию с традиционным обращением и авторитетом старых названий. Геолог часто находится в отчаянии в своей попытке выразить свои идеи ясно и точно, и в то же время использовать термины, которые будут понятны его читателям и не вызовут ненужных споров.

В качестве иллюстрации вышесказанного можно сослаться на несколько терминов, обычно используемых в экономической геологии, таких как «первичный», «вторичный», «сингенетический», «эпигенетический», «супергенный», «гипогенный», «проторуда» и т. д.

Наиболее часто используемыми из этих терминов являются «первичный» и «вторичный». Почти невозможно определить их таким образом, чтобы охватить все концепции, для которых они использовались, и все же в своем контексте они были очень полезны для передачи существенных идей. Руда, образованная прямыми процессами осадконакопления, иногда называлась первичной, тогда как руда, образованная более поздним обогащением этих осадков, называлась вторичной. Руда, образованная непосредственно магматическими процессами, называлась первичной, тогда как руда, образованная обогащением такой первичной руды более поздними процессами, называлась вторичной. Однако ясно, что эти термины являются лишь относительными, применимыми к конкретной последовательности, и что они не фиксируют абсолютное положение руды в последовательности, применимой ко всем рудам. Например, руды, отложенные непосредственно как осадки или россыпи, могут быть получены в результате эрозии ранее существовавших рудных тел — в этом случае иногда бывает удобно называть осадочные руды или россыпи вторичными, а более ранние руды — первичными. Или сульфидное месторождение, возникшее в результате магматических воздействий, может претерпеть два или три последовательных обогащения, каждое последующее из которых является вторичным по отношению к предыдущему, но первичным по отношению к последующему. Несмотря на эти очевидные трудности, термины «первичный» и «вторичный» могут быть вполне понятными как указывающие на относительный порядок развития при заданном наборе условий.

Термин «сингенетический» использовался для месторождений полезных ископаемых, образованных процессами, аналогичными тем, которые сформировали вмещающие породы, и в целом одновременно с ними, а «эпигенетический» — для тех, которые были привнесены в ранее существовавшие породы. В некоторых случаях «сингенетический» может быть примерно синонимом «первичного», а «эпигенетический» — «вторичного», и все же первичная руда может быть эпигенетической. Например, сульфиды цинка в известняках долины Миссисипи (стр. 54-55) являются эпигенетическими, и все же они являются первичными по отношению к более позднему обогащению. Эти два набора терминов призваны передать несколько разные идеи и не являются взаимозаменяемыми.

Рэнсом [4] предложил, особенно для жильных и контактовых месторождений, ряд названий, который имеет значительное преимущество в определенности: гипогенные руды, образованные в целом восходящими неокисляющими растворами, возможно, горячими; супергенные руды, образованные в целом окисляющими и поверхностными растворами, изначально холодными и движущимися вниз; и проторуды, или металлизированные породы или жильные вещества, которые слишком бедны по содержанию, чтобы классифицироваться как руды, но которые были бы превращены в руды, если бы процесс обогащения был доведен достаточно далеко. В этой связи Рэнсом определяет первичную руду как необогащенный материал, который можно выгодно добывать. Учитывая общее использование терминов «первичный» и «вторичный» как выражающих последовательную связь развития руды, сомнительно, что это более точное определение вытеснит старое использование. Также можно отметить, что коммерческие условия могут потребовать, согласно этим определениям, обозначения руды как проторуды в одно время или в одном месте и как первичной руды в другое. Гипогенные руды преимущественно первичные, а супергенные руды преимущественно вторичные, но и те, и другие могут включать как первичные, так и вторичные руды.

Термины этих нескольких классификаций перекрываются и стремятся выразить разные аспекты одной и той же ситуации. Хотя в определенных применениях они почти синонимичны, в других — нет.

В этом тексте автор, безусловно, не избежал трудностей в отношении вышеупомянутых названий, да и, по правде говоря, не предпринимал никаких исключительных усилий для этого. Его главная цель — передать в несколько элементарных терминах понятную идею о центральных особенностях экономической геологии. В основном используются наиболее широко принятые термины. Почти на каждом шагу можно было бы, в интересах точности, вводить уточняющие дискуссии о названиях — но ценой нарушения непрерывности и перспективы в изложении основного предмета. Автор не хочет преуменьшать необходимость тщательной и точной номенклатуры; но он считает важным, чтобы студент сосредоточил свое внимание на центральных объективных фактах предмета и чтобы он не был введен в заблуждение иногда чрезмерно настойчивой пропагандой определенных названий или классификаций в предпочтение другим. Если факты поняты, у него обычно не будет трудностей в суждении о значимости разнообразия названий, предложенных для выражения этих фактов. Если же, с другой стороны, студент подходит к предмету с готовым набором названий и определений, выученных наизусть, он рискует воспринимать факты только под одним углом и через искаженную перспективу.

МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ КАК МАГМАТИЧЕСКИЕ СЕГРЕГАЦИИ В МАГМАТИЧЕСКИХ ПОРОДАХ

В этот класс включены месторождения, которые кристаллизуются внутри тела магматической породы, почти, если не совсем, одновременно с соседней породой. Эти месторождения образуют один из основных типов сингенетических месторождений.

Титанистые магнетиты составляют широко распространенный, но в настоящее время коммерчески недоступный класс железных руд. Кристаллы магнетита этих месторождений прорастают с другими компонентами магматической породы, обычно типа габбро, и сами месторождения по существу являются магматическими породами. Их формы по большей части неправильные, границы плохо определены, а концентрация варьируется. Хотя их магматическое происхождение ясно, существует мало согласия относительно точных условий, которые определили их сегрегацию в расплавленной породе. Часто наблюдается тенденция руд следовать определенным первичным слоистым структурам в магматической массе, факт, причина которого не очевидна.

Никелевые руды Садбери в Онтарио, Канада, основной источник никеля в мире, залегают главным образом внутри и вдоль нижней границы большой интрузивной магматической массы основного типа, называемой норитом, и локально руды выступают за пределы границы в соседние породы. Их текстуры и их совместная кристаллизация с первичными минералами магматической породы позволяют предположить, что они по существу являются частью массы норита и что они кристаллизовались во время некоторых сегрегационных процессов, которые были эффективны до того, как магма затвердела. Рядом с рудами могут находиться гранитные породы, которые, подобно рудам, по-видимому, являются сегрегациями из магмы норита. Локально как руды, так и ассоциированные гранитные породы замещают основное тело норита таким образом, что это указывает на их несколько более позднюю кристаллизацию. Однако тесная ассоциация руд с первичными минералами в магме, вместе с их отсутствием в более высоких частях норита и в посторонних породах далеко от контакта, указывают другим исследователям на то, что они не были привнесены извне блуждающими растворами, которые последовали за интрузией основной магмы, а что они были сегрегированы внутри магмы по существу на месте. Залегание этих тяжелых руд вблизи основания норита естественно предполагает, что они были сегрегированы путем оседания на дно расплавленной магмы, но этот вывод подразумевает определенные физические условия магмы, которые еще не были доказаны. Опять же, точная природа процесса и роль, которую играют в нем водные и газообразные растворы, являются предметом некоторых сомнений и споров. Разрешение этой проблемы ожидает решения более общей проблемы происхождения и кристаллизации магм.

В этом общем классе магматических месторождений можно упомянуть также алмазы, платину, хромит, корунд и другие минеральные продукты, хотя для формирования промышленных руд многих из этих веществ потребовалась дальнейшая концентрация путем выветривания и осадконакопления.

Пегматиты — это крупнокристаллические кислые дайковые породы, которые часто сопровождают крупную магматическую интрузию и которые, очевидно, кристаллизовались несколько позже основной магматической массы. Они могут представлять собой либо четко ограниченные дайки, либо более неправильные тела, которые переходят в окружающую магматическую массу. Они имеют состав, примерно сходный с ассоциированной магматической породой, но обычно иное соотношение минералов. Они, вероятно, являются результатом дифференциации материнской магмы. Пегматиты представляют особый интерес для экономического геолога из-за частоты, с которой они несут промышленные минералы, такие как драгоценные камни, слюда, полевой шпат, касситерит (оловянная руда) и другие. Они демонстрируют полный переход от даек с определенно магматическими характеристиками к жилам, состоящим в основном из кварца, в которых доказательства магматического происхождения не столь ясны. Таким образом, пегматиты обеспечивают связующее звено между рудами прямого магматического происхождения и рудами, образованными как «магматические последействия», которые обсуждаются в следующем параграфе. Аплиты — это мелкозернистые кислые магматические породы примерно того же состава, что и пегматиты, и часто показывают те же общие отношения к рудам.

МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ВНУТРИ И ВБЛИЗИ МАГМАТИЧЕСКИХ ПОРОД, КОТОРЫЕ СФОРМИРОВАЛИСЬ СРАЗУ ПОСЛЕ ОСТЫВАНИЯ И КРИСТАЛЛИЗАЦИИ МАГМ ПОСРЕДСТВОМ ГОРЯЧИХ МАГМАТИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ.

Эти месторождения тесно связаны по месту и времени с магматическими породами, либо интрузивными, либо эффузивными, и обычно считаются происходящими примерно из того же источника; и все же они дают четкие доказательства того, что были отложены после того, как соседние магматические породы полностью кристаллизовались и растрескались. Таким образом, это эпигенетические месторождения. Они сами по себе не являются магматическими породами и не составляют пегматиты, но часто переходят в пегматиты и принадлежат к той же общей стадии в последовательности событий. Они включают месторождения, образованные контактовым метаморфизмом. Иногда их обозначают общим термином «магматические последействия» — термин, также применяемый в некоторых случаях к пегматитам. Некоторые геологи проводят различие между месторождениями «глубоких жил» (стр. 43) и «контактово-метаморфическими» месторождениями, но эти два типа настолько тесно связаны по месту и происхождению, что для наших целей они будут рассматриваться вместе.

Руды этого класса явно отлагаются из блуждающих растворов, которые странствуют через отверстия всех видов в магматической породе и наружу в соседние вмещающие породы. Они также замещают боковые породы; известняк особенно восприимчив. Это фаза контактового метаморфизма. Некоторые из наиболее важных металлоносных месторождений принадлежат к этому классу, включая большинство золотых, серебряных, медных, железных, свинцовых и цинковых руд западной части Соединенных Штатов и медные месторождения озера Верхнее.

В целом, руды этого класса более обильны вокруг интрузивных магматических пород, то есть вокруг магматических пород, которые остановились и остыли, не достигнув поверхности, — чем в ассоциации с эффузивными магматическими породами, которые излились на поверхность в виде лавовых потоков, — но последние отнюдь не являются незначительными, включая такие месторождения, как медные руды озера Верхнее, медные руды Кеннекотт на Аляске, некоторые из золото-серебряных месторождений Голдфилда и других лагерей Невады, и многие другие.

Существует общее сходство в последовательности событий, показанной изучением рудных тел, связанных с интрузивами. Во-первых, вторжение магмы, приводящее к контактовому метаморфизму соседних пород, иногда с заметными, а часто и без заметных эффектов сдавливания на вторгнутые породы; во-вторых, остывание, кристаллизация и растрескивание как магматической породы, так и соседней породы; в-третьих, введение рудоносных растворов в эти трещины — иногда как единый эпизод, иногда как длительный и сложный процесс, формирующий различные типы минералов на последовательных стадиях. Этот порядок может в некоторых случаях повторяться циклами, и перекрытие последовательных событий является общей чертой.

Одним из интересных фактов является то, как магматическая масса вторгалась и экстенсивно изменяла вмещающие породы в некоторых минеральных районах — в некоторых случаях путем их сдавливания и смятия, а в других без значительного нарушения их структурного залегания. Последнее проиллюстрировано в районе Бингем в Юте и районе Филипсбург в Монтане. В таких случаях так мало доказательств сдавливания вмещающих пород, что возникает вопрос, как такие большие массы интрузивов могли быть введены без большего нарушающего структурного эффекта. Это естественно ведет к рассмотрению общей проблемы способа продвижения магм через соседние породы — предмета, который все еще в значительной степени находится в области спекуляций, но который не исключается тем самым из поля споров. Факты такого рода, по-видимому, благоприятствуют позиции некоторых геологов, что магмы могут ассимилировать породы, в которые они вторгаются.

Доказательства магматического источника

Никто никогда не видел ни одного из этих месторождений в процессе формирования; поэтому вывод о том, что они возникли из горячих растворов, либо водных, либо газообразных, либо тех и других, которые были по существу «последействиями» магматической активности и происходили из того же первичного источника, что и ассоциированные магматические породы, является выводом, основанным на косвенных доказательствах того рода, который суммирован ниже:

(1) Тесная ассоциация как по месту, так и по времени с магматическими породами. Это относится не только к отдельным месторождениям, но и к определенным группам месторождений, которые имеют общие характеристики и которые составляют металлогеническую провинцию; также к группам того же геологического возраста, которые указывают на металлогеническую эпоху (стр. 308-309). Ассоциация с магматическими породами в одном месте могла бы быть совпадением, но ее частое повторение вряд ли может быть так объяснено. Часто отмечается зональное расположение минералов вокруг интрузивов. Геологические данные часто показывают, что процессы рудоотложения были завершены до следующего геологического события — как, например, в районе Тонопа в Неваде (стр. 236), где руды были сформированы в связи с определенными вулканическими потоками и были покрыты более поздними потоками, не несущими руды, без какого-либо значительного интервала эрозии между двумя событиями.

(2) Общий контраст в минералогическом и химическом составе, текстуре и минеральных ассоциациях между этими рудными минералами и минералами, которые, как известно, образуются обычными поверхностными агентами при обычных температурах. Последние несут характерные доказательства своего происхождения. Когда, следовательно, обнаруживается минеральная группа, которая показывает контрастные доказательства, ясно, что действовали какие-то другие агенты; и естественное предположение состоит в том, что растворы были горячими, а не холодными; что они пришли снизу, а не сверху.

(3) Контраст между характером и составом этих руд (и их ассоциированной жильной породы) и характером и составом боковых пород, вместе с отсутствием выщелачивания боковых пород, благоприятствует выводу, что рудные минералы являются чужеродными веществами, привнесенными из посторонних источников. Поскольку источник не очевиден сверху, а наблюдаемые там процессы не являются такими, чтобы привести к этим результатам, делается вывод, что отлагающие растворы были горячими и пришли снизу.

(4) Тот факт, что многие из рудных минералов никогда не развиваются при обычных температурах на поверхности. Для некоторых из них экспериментальная работа также указала на высокую температуру как на необходимое условие их формирования.

Кварц, который является обычным спутником руд и часто составляет основную жильную породу, служит геологическим термометром в том смысле, что он обладает точкой инверсии или температурой, выше которой он кристаллизуется в определенной форме, а ниже которой — в другой. В месторождениях этого класса часто обнаруживалось, что он кристаллизуется при более высоких температурах.

Кварц иногда показывает пузырьки, содержащие жидкость, газ и мелкие тяжелые кристаллы, вероятно, оксида железа, как в районе Клифтон-Моренси в Аризоне. Ясно, что рудоносные растворы в этих полостях до кристаллизации тяжелых минеральных включений удерживали в растворе не только гораздо большие количества минеральных веществ, чем может быть поглощено водой при обычных температурах, но также такое вещество, как оксид железа, которое совершенно нерастворимо при обычных холодных условиях.

(5) Ассоциация руд с минералами, несущими фтор и бор, со многими силикатными минералами, такими как гранат, амфиболы, пироксены, слюда (серицит) и другие, и с другими минералами, которые, как известно, являются характерными образованиями внутри или вблизи магматических масс и которые, как известно, не образуются под воздействием агентов выветривания на поверхности. Отмечаются различные характерные группировки этих ассоциированных минералов. В известняке большая часть массы может быть замещена гранатом и другими силикатами в матрице кварца. В магматической породе рудоносные растворы могли изменить боковую породу в плотную смесь кварца, серицита и хлорита. Там, где преобладает серицит, изменение называется серицитовым изменением. Там, где важен хлорит, его иногда называют хлоритовым или «пропилитическим» изменением. Хлоритовые фазы обычно находятся дальше от месторождения полезных ископаемых, чем серицитовые фазы, что указывает на менее интенсивные и, вероятно, более холодные условия отложения. Локально с рудами ассоциируются другие минералы, как, например, в районе Голдфилд в Неваде (стр. 230), где алунит замещает магматическую породу. Алунит — это сульфат калия-алюминия, который отличается от серицита тем, что сера занимает место кремния. В кварцитах свинцово-серебряных рудников района Кер-д’Ален в Айдахо (стр. 212) сидерит или карбонат железа является характерным материалом жильной породы, замещающим боковую породу.

Кварц в некоторых случаях, как отмечено выше, дает доказательства высокотемпературного происхождения и, следовательно, магматической ассоциации. Джаспероидный кварц, как хорошо проиллюстрировано в районе Тинтик в Юте (стр. 235), может показывать текстуру и кристаллизацию, предполагающие отложение из коллоидного раствора — процесс, который может происходить как при холодных, так и при горячих условиях, но который, как считается, ускоряется теплом.

Определенные минералы, такие как магнетит, ильменит, шпинель, корунд и т. д., часто встречаются как первичные сегрегации внутри массы магматической породы. Эти и другие минералы, включая минералы олова и вольфрама, монацит, турмалин, рутил и различные драгоценные камни, характерно развиты в пегматитах, которые, как известно, являются магматическими породами, кристаллизовавшимися на более поздних стадиях магматической интрузии. Когда, следовательно, такие минералы обнаруживаются в других месторождениях полезных ископаемых, магматический источник является правдоподобным выводом. Например, в медных жилах Бьютта, Монтана (стр. 201), найдены касситерит (оксид олова) и вольфрамовые минералы. Их присутствие, следовательно, добавляет еще один пункт к доказательствам источника горячих вод снизу.

(6) Случайное существование горячих источников вблизи этих месторождений полезных ископаемых. Там, где горячие источники имеют недавний возраст, они могут предполагать своим теплом, устойчивым потоком и минеральным содержанием, что они происходят из эманаций от все еще остывающих магм. В лагере Тонопа (стр. 236) холодные и горячие источники существуют бок о бок, демонстрируя такие контрасты, что предполагают, что некоторые из них обусловлены обычной циркуляцией с поверхности, а другие могут иметь глубокий источник внизу, в остывающих магматических породах. Это доказательство не является окончательным. Горячие источники в целом не показывают доказательств рудоотложения в каком-либо масштабе, приближающемся к тому, который должен был быть вовлечен в формирование этого класса рудных тел. Многое было сделано из незначительных количеств металлических минералов, найденных в нескольких горячих источниках, но минеральное содержание мало, и вывод отнюдь не уверен, что воды являются первичными водами от остывания магматических пород внизу.

В этой связи ртутные месторождения Калифорнии (стр. 259) вносят уникальную линию доказательств. В районах недавних лав сульфид ртути (киноварь) фактически отлагается из горячих источников предполагаемого магматического происхождения, воды которых несут карбонат натрия, сульфид натрия и сероводород — химическую комбинацию, известную экспериментально как растворяющую сульфид ртути. Окисление и нейтрализация этих растворов горячих источников вблизи поверхности выбрасывает сульфид ртути. В то же время серная кислота, таким образом образованная, экстенсивно выщелачивает и обесцвечивает окружающие породы. Такое обесцвечивание является обычным вокруг ртутных месторождений. Когда вспоминается, что ртутные месторождения содержат незначительные количества золота и серебра и сульфидов других металлов; что они тесно связаны с золото-серебряными месторождениями; и далее, что такие золото-, серебро- и другие сульфидные месторождения часто содержат незначительные количества ртути, — легко предположить возможность того, что эти минералы могли аналогичным образом иметь свое происхождение в горячих растворах снизу. Присутствие ртути в месторождении тогда становится наводящим на мысль о условиях горячих вод.

(7) Руды иногда встречаются в инвертированных желобах, указывающих на отложение растворами снизу, как, например, в седловидных золотых рудах Новой Шотландии и Австралии, и в некоторых медных рудах лагеря Джером в Аризоне (стр. 204). Это залегание не указывает, были ли растворы горячими или холодными, магматическими или метеорными, но в связи с другими доказательствами иногда рассматривалось как значимое для магматического источника внизу.

Возможно, ни одна из этих линий доказательств не является окончательной; но вместе они создают сильный аргумент в пользу вывода, что растворы, которые отложили руды этого класса, были горячими, пришли из глубоких источников и, вероятно, были первичными растворами, выделенными остывающими магмами.

Вывод о том, что некоторые руды происходят из магматических источников, основанный на доказательствах описанного выше рода, не означает обязательно, что руда происходит из непосредственно соседней части остывающей магмы. Фактически, доказательство является решающим, возможно, в большинстве случаев, что источник минеральных растворов был несколько ниже; что эти растворы могли возникнуть в том же плавильном котле с магмой, но что они поднялись независимо и немного позже — возможно, по тем же каналам, возможно, по другим.

Возможное влияние метеорных вод на отложение руд этого класса

Вряд ли безопасно, при существующих знаниях, применять вышеуказанный вывод ко всем месторождениям полезных ископаемых с магматическими ассоциациями, или в любом случае полностью исключать другой агент — а именно, грунтовые воды поверхностного или метеорного происхождения, которые присутствуют сейчас и могут предполагаться часто присутствовавшими в породах, в которые были введены руды. Такие воды могли быть нагреты и приведены в энергичную циркуляцию введением магматических масс, и тем самым могли получить возможность эффективно искать и сегрегировать мелко рассеянные частицы руды с широких площадей. Это было предложено как вероятность для медных руд Кеннекотт на Аляске (стр. 200) и для медных руд Эли, Невада. В лагере Голдфилд (стр. 230) руды тесно связаны с алунитом таким образом, что предполагают общее происхождение. Было найдено трудным объяснить присутствие алунита иначе, чем через агент поверхностных окисляющих вод, действующих на сероводород, идущий снизу.

В ранние дни экономической геологии был относительно больший акцент на возможной эффективности грунтовых вод в концентрировании руд этого типа. С признанием доказательств более глубокого источника, связанного с магмами, акцент быстро качнулся в другую крайность. Хотя доказательство того, что магматический процесс был важным, является надежным, трудно увидеть, как и в какой именно степени этот процесс мог быть связан с действием грунтовых вод — которые, вероятно, присутствовали в нагретом состоянии вблизи контакта. Возможно, никогда не будет возможно тесно различать эти два агента. Кажется вероятным, что на некоторых стадиях они были настолько тесно связаны, что конечный результат отложения не может быть специфически приписан ни одному, ни другому.

Зональное расположение минералов, связанных с магматическими породами

Во многих горнодобывающих районах накапливаются доказательства того, что месторождения полезных ископаемых этих магматических ассоциаций были отложены с грубым зональным расположением вокруг магматической породы. В Бингеме, Тинтике и Бьютте (стр. 204, 208, 235) медные руды в целом находятся ближе всего к магматической породе, а свинцовые, цинковые и серебряные руды — дальше. Более того, кварцевая жильная порода вблизи магматической породы, вероятно, содержит минералы, характерные для горячих растворов, в то время как дальше такие минералы, как доломит и кальцит, появляются в жильной породе, что предполагает более холодные условия. В Корнуолле (стр. 262) оловянные руды встречаются близко к интрузивам, а свинцово-серебряные руды — дальше. Переходы отнюдь не являются единообразными; рудные столбы одного класса руды могут локально резко пересекать или проходить сквозь те, что принадлежат к другому классу.

Существование зон, расположенных горизонтально или по площади вокруг интрузивов, предполагает также возможность вертикального зонального расположения по отношению к глубоким источникам растворов. Конечно, когда принимается во внимание вторичная концентрация с поверхности, описанная позже, может быть заметное зональное распределение в вертикальном направлении, но это не первичная зональность. Несколько жил и районов показывают доказательства вертикальной зональности, по-видимому, связанной с первичным отложением; по большей части, однако, в любом одном руднике или лагере пока мало доказательств первичной вертикальной зональности. С другой стороны, определенные группы минералов характерны для интенсивных условий тепла и давления, как указано грубой перекристаллизацией и высокой степенью метаморфизма пород, с которыми они ассоциированы; и другие группы имеют такие ассоциации, чтобы указывать на гораздо менее интенсивные условия температуры и давления. Глубина — это только один фактор, определяющий интенсивность условий, но она дает удобный способ указать их; поэтому месторождения полезных ископаемых, ассоциированные с магматическими породами, иногда классифицируются экономическими геологами на основе глубоких, промежуточных и мелких глубин формирования.

Существует значительное количество минералов, которые образуются во всех трех этих зонах, хотя и в разных пропорциях. Сравнительно мало таких, которые равномерно характерны для одной зоны. В целом, возможно удовлетворительно противопоставить месторождения полезных ископаемых, представляющие очень интенсивные метаморфические условия, обычно ассоциированные с формированием на большой глубине, тем, что сформированы на поверхности или вблизи нее; но есть много месторождений с промежуточными характеристиками, которые трудно удовлетворительно разместить.

Доступные месторождения глубокой зоны ассоциированы с плутоническими магматическими породами, которые были глубоко эродированы, а не с поверхностными лавами. Они характеризуются минералами золота, олова, железа, титана, цинка и меди, а иногда вольфрама и молибдена, в жильной породе из кварца, которая содержит также минералы, такие как гранат, корунд, амфибол, пироксен, турмалин, шпинель и слюда. Минералы глубокой зоны не отличаются от минералов пегматитов в их группировке и ассоциациях.

Месторождения, сформированные на малых глубинах, связаны с эффузивными породами и интрузивами вблизи поверхности. Эрозия не была глубокой. Характерны ртуть, серебро и золото (теллуриды, самородные металлы и сульфиды серебра), сурьма, свинец и цинковые минералы, вместе с алунитом, адуляром и баритом. Металлическая медь также не является редкой. Очень часто материал жильной породы в большей степени кальцит, чем кварц, тогда как кальцит не присутствует в глубокой зоне. [5]

Тенденция доказательств в последние годы благоприятствовала выводу, что основные руды, ассоциированные с магматическими породами, не развивались на очень больших глубинах. Даже в пределах нашего узкого диапазона наблюдения есть разница в пользу более мелких глубин, и самые большие глубины, которые мы можем наблюдать, в конце концов, лишь тривиальны в масштабе Земли.

Обзор месторождений полезных ископаемых штата Юта позволил сделать обобщение, что руды чаще связаны с интрузивными штоками, чем с формами, известными как лакколиты, и что внутри и вокруг интрузивных штоков руды гораздо более обильны вблизи верхней части или апекса штока, чем на глубине. В тех частях региона, где эрозия удалила все, кроме более глубоких частей штоков, рудные тела встречаются реже. Будет интересно проследить за проверкой этого обобщения в других частях мира.

Ученый постоянно стремится к поиску лежащей в основе простой истины. Подобные проблески порядка и симметрии в распределении руд вокруг магматических пород, которые дают вышеуказанные факты, побуждают воображение к созданию концепции простого типа или модели распределения руд вокруг интрузий. По этой причине мы не должны упускать из виду тот факт, что в нынешнем состоянии знаний типичным и очевидным случаем является неравномерное и гетерогенное распределение, и что существуют многочисленные вариации и противоречия даже для самых простых обобщений, которые могут быть сделаны. Наблюдателя неоднократно поражает причудливое распределение руд вокруг магматических масс по сравнению с их регулярностью расположения в ходе осадочных процессов, которые будут обсуждаться позже. До сих пор не объяснено, как интрузия, подобная граниту Бьютта, может создавать так много различных типов руд в разных местах вдоль своей периферии или внутри своей массы, и при этом, по-видимому, в одних и тех же общих условиях и временном диапазоне. Трудно также разглядеть законы, согласно которым последовательные миграции магмы из того, что кажется единым глубоко залегающим источником или «плавильным котлом», могут переносить столь контрастные минеральные растворы. Далеко под поверхностью, вне пределов нашего наблюдения, очевидно, существует удивительная лаборатория для соединения и очистки руд, но о ее точном местоположении и природе ее процессов мы можем только догадываться.

Другие особенности распределения минералов, связанных с магматическими породами, указываются их группировкой в металлогенические провинции и эпохи (см. стр. 308-309).

Связь контактного метаморфизма с рудными телами вышеуказанного класса.

Отложение руд магматического происхождения во вмещающих породах, в которые внедряются магматические породы, является фазой контактного метаморфизма. Обычно там, где происходит это отложение, наблюдаются дальнейшие обширные замещения и изменения вмещающих пород, приводящие к образованию больших масс кварца, граната, пироксена, амфибола и других силикатов, а в некоторых случаях кальцита, доломита, сидерита, барита, алунита и других минералов. В широком смысле отложение руд в контактах магматических пород при контактном метаморфизме является лишь эпизодом в гораздо более широко распространенных и обширных изменениях такого рода. Именно поэтому тема контактного метаморфизма представляет интерес для экономистов-геологов. Образовавшиеся здесь минералы, которые не являются рудными, проливают много света на природу рудоносных растворов, условия температуры и давления, а также на процессы, которые локально и попутно развивают рудные тела. Однако эта тема является сложной, и ее полное обсуждение относится к трактатам по метаморфизму. Мы можем отметить лишь несколько наиболее важных особенностей.

На протяжении многих сотен ярдов породы, прилегающие к интрузиям, могут быть метаморфизованы почти до неузнаваемости. Это особенно верно для известняка, который может быть полностью превращен в сплошные массы кварца и силикатов. Сланцы и песчаники обычно подвергаются менее существенному воздействию. Сланцы становятся плотными, высококристаллическими породами типа «роговика» с порфировыми выделениями силикатных минералов. Пески и песчаники становятся высококристаллическими кварцитами, испещренными порфировыми выделениями силикатов. Иногда даже эти породы могут быть в значительной степени замещены другими минералами, как в районе Кер-д’Ален, где кварциты, прилегающие к рудным жилам, могут быть полностью замещены карбонатом железа.