Вещественный состав тел полезных ископаемых отличается от состава умещающих пород повышенным содержанием определенных химических элементов и минеральных комплексов. Концентрации элементов во вмещающих породах по мере удаления от продуктивных тел снижаются, стремясь к величине кларкового содержания. Кларк – это среднее содержание элемента, вычисленное по большому числу проб, отобранных на различных участках земной коры. Значения кларков определены для основных разновидностей магматических и осадочных пород. Для магматических формаций отмечается прямая зависимость потенциальной рудоносности величины кларков.
Содержание отдельных элементов в рудных телах в десятки, иногда сотни и даже тысячи раз превышает их кларки. Число, показывающее, во сколько раз содержание полезного компонента в руде выше его кларка в земной коре, называется коэффициентом минимальной промышленной концентрации.
По геохимическим данным 76,5% всей массы земной коры составляют кислород и кремний; 23,08% приходится на алюминий, железо, кальций, калий, натрий, магний, титан и марганец; 1% – на водород. Доля остальных элементов – менее 0,5%. Кларки элементов убывают по мере увеличения массовых чисел ядра атома.
Высокой химической активностью из широко распространенных элементов обладают кислород и сера. Для большей части элементов характерны оксидные (кислородные) соединения – их называют литофилъными. Элементы с выраженным сродством с серой составляют группу халькофилъных, а связанные с железом образуют небольшую группу сидерофильных элементов (рис. 14).
Минеральный состав тел полезных ископаемых обусловлен условиями их Образования. Магматогенные группы рудных формаций представлены гипогенными минералами, часть которых, устойчивых к окислительным процессам, переходит в экзогенные формации, представленные, кроме того, вновь образованными, так называемыми гипергенными минералами. В осадочных формациях их называют также аутигенными.
Минералы, входящие в состав рудных тел, подразделяют на рудные, содержащие полезные компоненты, и жильные, которые также могут представлять ценность как попутное сырье.
По составу полезных компонентов выделяют монометалльные: (простые) и полиметалльные, или комплексные, руды. В последних обычно содержатся ценные, а иногда вредные примеси. Ценные примеси являются сопутствующими полезными компонентами. Они характерны для магматогенных рудных формаций.
Полезные компоненты и их комплексы, приуроченные к определенным геологическим формациям и геоструктурам (см.табл. 2), образуют в них химические и минеральные ассоциации, что обусловлено физико-химическими свойствами элементов.
Согласно М.Д. Исаенко, в состав минеральных ассоциаций, длительно накапливавшихся, входят парагенетические ассоциации минералов (парагенезисы), сформировавшиеся совместно или одновременно.
Процесс рудо образования подразделяют на этапы и стадии. Этап охватывает период минералообразования в условиях определенного генетического процесса. При формировании полезной рудной минерализации в два или более этапов оруденение называют полигенным. Стадии отражают прерывистость рудообразования наличием минеральных генераций, фиксирующих разновозрастные выделения минералов.
Важную роль играет изоморфизм, выражающий способность химических элементов замещать друг друга в кристаллах и минералах. На рис. 14 приведены горизонтальные и вертикальные ряды изоморфизма металлов в порядке увеличения их массовых чисел. Наибольшим числом изоморфических связей характеризуются железо, медь, цинк, алюминий, титан, олово, цирконий. Некоторые металлические элементы встречаются только в виде изоморфных примесей, они не образуют собственных минералов. Такие металлы называют рассеянными.
Фазовый (рациональный) состав выражает количественное соотношение в природных типах и промышленных сортах руд одного и того же полезного компонента, содержащегося в различных минералах и их группах. Например, фазовый состав медной руды характеризуется соотношением в ней долей сульфидной (первичной и вторичной), карбонатной, оксидной, сульфатной и силикатной меди в соответствующих минеральных группах.
Изначальной формой вещественных образований, слагающих рудное тело, являются цельные или обломочные минеральные зерна, кристаллы или однородные аморфные выделения. Форма, размеры и характер срастания этих индивидов в минеральные агрегаты характеризуют структуру руды. Конфигурация, общая ориентировка и взаимное пространственное расположение минеральных агрегатов формируют текстуру руды.
Структуры руд в основном изучают под микроскопом, а текстуры руд – макроскопически в очистных и проходческих забоях, обнажениях, кернах и крупных пришлифовках. Из многообразия структур и текстур выделяют типичные для каждого генетического класса месторождений (табл.3).
Таблица 3. Генетически-типоморфные текстуры и структуры руд
| Генетические типы | Текстура | Структура |
| Магматические: ликвационные раннекристаллизационные, позднекристаллизационные Карбонатитовые Пегматитовые Скарновые Альбитит-грейзеновые Гидротермальные Выветривания Осадочные Метаморфические | Сфероидально-вкраплённая Нодуляоная Шлировая Полосчато-узловатая Блоковая, друзовая Полосчато-унаследованная, пятнистая Прожилково-вкраплённая Крустификационная, прожилковая, вкраплённая Каркасная, почковидная, пористая, ячеистая Оолитовая, слоистая, рыхлая Сланцеватая, гнейсовидная, плойчатая, дроблённая | Порфировая Идиоморфнозернистая Сидеронитовая Неравномернозернистая Срастания, зональная Замещённая Равномернозернистая, зональная, замещённая Зональная, офитовидная, порфировидная, окаймления Дендритовая Обломочная Кристаллобластовая, лепидо-бластовая, катакластическая, порфиробластовая, роговиковая |
Для ликвационно-магматических руд типоморфной является сфероидально-вкрапленная сульфидная минерализация (рис. 15, а); свидетельством ранней кристаллизации хромитов служит нодулярная текстура (см.рис. 15, б); с поздней кристаллизацией хромитов связывают такситовую, или шлировую, текстуру (см.рис. 15, в). Керамические пегматиты характеризуются письменной текстурой, или текстурой прорастания (рис. 16), редкометалльные и мусковитовые пегматиты – минерально-блоковой текстурой.
В постмагматических месторождениях типоморфиыми текстурами являются: прожилково-вкрапленная, крустификационная, друзовая и др. (рис. 17).
В текстурах руд экзогенных месторождений отчетливо проявлены процессы выветривания и седиментогенеэа. Типоморфными для месторождений выветривания служат каркасная, почковидная, пористая, землистая и другие текстуры (рис. 18), а для осадочных месторождений – слоистая и оолитовая (рис. 19).
Полосчатая и сланцеватая текстуры (рис. 20) указывают на процессы катаклаза, характерные для регионально-метаморфогенных месторождений.
