Стенд “Магматическое рудообразование” объясняет процессы выделения и концентрации рудных минералов из магм ультраосновного, основного, среднего и щелочного составов вследствие ликвации и дифференциации магматических расплавов при остывании и кристаллизации в недрах. Показаны связи рудных элементов ( Cr, Ti, Fe, Pt, Ni, P, Al и т. д.) и минералов (алмаз и др.) с магмами различного состава.
Демонстрируется карта отечественных месторождений магматических руд. Представлена коллекция образцов этих руд. Среди них крупные штуфы алмазоносного кимберлита из Якутии и медно-никелевые руды с Кольского полуострова. Карбонатиты – существенно карбонатные эндогенные породы, пространственно и генетически связанные с массивами ультраосновного щелочного состава. На стенде “Карбонатитовое рудообразование” показаны геологические и физико-химические условия образования карбонатитов. Эти породы содержат крупные ресурсы руд тантала, ниобия и редких земель, значительные запасы железных руд, титана, флюорита, апатита. Демонстрируется коллекция карбонатитовых руд, в том числе из широко известного Ковдорского апатит-магнетитового месторождения на Кольском полуострове.
Пегматитовое рудообразование связано с эволюцией остаточных магм, насыщенных газами и обогащенных редкими элементами. Остаточные расплавы обособляются в процессе остывания и кристаллизации глубинных магматических очагов. Приведены и иные взгляды на природу пегматитов. Наибольшее внимание уделено генезису гранитных пегматитов жильного и камерного типов. Представлена зональность пегматитовых жил, обусловленная последовательным выделением минералов в ходе остывания и эволюции исходной минералообразуюшего субстрата. Показаны минеральный состав пегматитовых зон и распределение в них минералов, содержащих важные элементы ( Li, Be, Ta, Nb, Sn и др.), образцы мусковита, кварца, драгоценных камней и т.д. На витраже демонстрируется карта размещения месторождений пегматитов на территории России и сопредельных стран. Представлена коллекция пегматитов гранитного и щелочного составов, в том числе с крупными кристаллами берилла, топаза, кварца.
Скарновое рудообразование развивалось при химическом взаимодействии горячих металлоносных магматогенных растворов с гранитоидами и карбонатными породами в зонах их контактов. Геологические и термодинамические условия и геохимия этого процесса раскрыты в стенде “Скарновое рудообразование”. Показано формирование силикатных и рудных минералов путем замещения (метасоматоза) вмещающих горных пород. Охарактеризовано экономическое значение скарновых месторождений. В витринах выставлены руды железной, полиметаллической, медной, борной и флогопитовой скарновых формаций.
На экспозиционном комплексе «Гидротермальное рудообразование» можно познакомится с процессами формирование рудных минералов из горячих водных металлоносных растворов при их взаимодействии с вмещающими горными породами. В результате в пустотах и трещинах горных пород происходит отложение рудных минералов. В экспозициях стенда охарактеризован химизм гидротермальных растворов, объясняется стадийность рудного процесса. Показаны геологические условия залегания и зональное размещение разнообразных типов гидротермальных руд около интрузивного гранитоидного массива. Из гидротермальных месторождений добывается главная масса руд цветных, редких, благородных и радиоактивных металлов, а также барит, флюорит, хризотил-асбест, магнезит, горный хрусталь и др. Коллекция руд гидротермального генезиса демонстрируется в пристендовой витрине.
Месторождения колчеданных руд образуются в результате деятельности гидротермальных систем, возникающих на океаническом дне и парагенетически связаных с подводно-морскими базальт-андезитовыми формациями. На стенде “Колчеданное рудообразование“ показаны различные геодинамические обстановки образования этих месторождений. Представлена модель формирования колчеданных руд при действии гидротермальной системы “черный курильщик” на дне океана. Приводится пример современного проявления этого процесса в районе трога Окинава (Японские острова).
Пирит (серный колчедан)
Колчеданные месторождения содержат крупные запасы меди, цинка, свинца, а также значительные количества серебра, золота, кадмия, селена, олова, висмута и др. Демонстрируются образцы колчеданных руд.
Стенд “Вулканогенное рудообразование” рассказывает о процессах и условиях формирования руд при наземном и подводном вулканизме. Оригинальная классификация месторождений отражает происхождение вулканогенных формаций цветных, черных, благородных и редких металлов, серы, алмазов, исландского шпата, флюорита. На геологических разрезах демонстрируются особенности строения колчеданных, карбонатитовых и медно-никелевых месторождений.
При физическом и химическом преобразовании горных пород и первичных эндогенных руд на земной поверхности из-за колебаний температуры, воздействия атмосферы, а также циркуляции дождевых и грунтовых вод, образуются коры выветривания, в которых возникают новые рудные минеральные ассоциации. Главный экспонат стенда “Рудообразование в коре выветривания” – генерализованный геологический разрез. Он показывает развитие кор выветривания и связанных с ними полезных ископаемых (огнеупоров и керамических глин, бокситов, бурых железняков, никелевых и марганцевых руд) в зависимости от климата и рельефа. Раскрыты процессы миграции химических элементов и образование новых полезных минералов при выветривании гранитов, серпентинитов и полиметаллических руд. В коллекции представлены минералы и руды из различных по вертикали зон выветривания эндогенных месторождений и других пород.
Осадочное рудообразование обусловлено дифференциацией и концентрацией продуктов выветривания и вулканизма. Эти продукты перемещаются преимущественно водами на склоны, дно речных долин, озер и в окраинные моря. В экспозиции представлена оригинальная генетическая классификация полезных ископаемых , образующихся при выветривании, накапливающихся в осадках или формирующихся при процессах диагенеза и метаморфизма. Особо подчеркнута роль климата. Показаны обстановки рудообразования в гумидном (влажном) и аридном (сухом и жарком) климатах, и формирование полезных ископаемых в прибрежно-морских условиях из продуктов вулканизма. Представлены таблица минералов и полезных ископаемых, как показателей древних климатов, и геохимическая таблица концентрации элементов в экзогенных месторождениях различных климатических зон. Имеется схема геотектонических обстановок накопления важнейших осадочных руд.
Ряд оригинальных экспонатов передает особенности развития осадочного рудообразования в истории Земли, а картосхемы мира отражают распределение осадочных руд на материках в разные периоды палеозоя и мезозоя в связи с изменением положения полюсов и климатических зон. Картосхема месторождений осадочных полезных ископаемых составлена на геотектонической основе. В коллекциях выставлены образцы осадочных ископаемых из различных климатических зон и продукты их метаморфизма: рудные минералы россыпей, руды алюминия (бокситы), марганца, железа, меди, фосфориты, соли, горючие ископаемые, строительные материалы и др.
Метаморфогенное образование руд в глубинных зонах земной коры, куда со временем погружаются с поверхности осадочные породы и полезные ископаемые, обусловлено высокими температурами и давлениями и деятельностью горячих растворов. Под действием этих факторов происходило изменение строения, минерального, химического состава и физических свойств горных пород и полезных ископаемых. Одни полезные ископаемые приобретают новые качества, другие уничтожаются, третьи возникают за счет горных пород.
Стенд “Метаморфогенное рудообразование” знакомит с генетической классификацией метаморфогенных процессов и образованных ими полезных ископаемых. Разрезы иллюстрируют типичные месторождения полезных ископаемых. На оригинальном экспонате показаны условия образования метаморфогенных месторождений железа, марганца, меди, золота, титана, алюминия, огнеупоров и графита. Демонстрируются образцы метаморфогенных руд и минералов.
Текстурно-структурные особенности минеральных скоплений, в том числе руд, отображают геологические условия их образования, способы зарождения и развития минералов, их ассоциаций и, следовательно, помогают выяснить генезис месторождений. На двух стендах, посвященных текстурам и структурам руд, экспонируются генетическая классификация и коллекции руд, иллюстрирующие их строение.
Особенности строения рудных тел и участков их локализации в земной коре показаны на стенде “Геологические структуры месторождений полезных ископаемых”. Эти структуры формируются в течение длительной геологической истории образования и последующих изменений месторождений. В экспозиции демонстрируется оригинальная генетическая классификация структур месторождений. На геологическом разрезе показана локализация основных структурных типов месторождений. Геологические разрезы и планы важнейших типов структур сопровождаются краткими объяснениями их особенностей. В витринах представлена коллекция тектоногенных текстур руд.