Месторождения полезных ископаемых образуются под влиянием ряда факторов, или агентов, обеспечивающих перенос и концентрацию минералов, которые мы обнаруживаем в рудах. Хорошую основу для классификации месторождений дают пять основных концентрирующих агентов, ответственных за образование руд как распространенных, так и редких металлов.
Классификация основных типов месторождений на основе концентрирующего агента
| Концентрирующий агент | Тип месторождения | Рудообразующий минерал или металл |
| Магма | Пегматитовый Карбонатитовый Магматической сегрегации |
Ниобий, бериллий Ниобий, тантал Платина, никель, хром |
| Горячий водный флюид; обычно рассол | Гидротермальный | Медь, свинец, цинк, серебро, золото, молибден, олово |
| Морская или озерная вода | Морские эвапориты Озерные эвапориты Хемогенно-осадочный |
Хлорид натрия (галит), хлорид калия (сильвин) Бура, карбонат натрия Железо, марганец |
| Поверхностные воды | Речные россыпи Морские россыпи |
Золото, алмазы Ильменит, рутил, циркон, алмазы |
| Дождевые воды | Остаточный | Никель, алюминий |
Мы уже рассматривали некоторые типы месторождений. Примерами их являются магматические сегрегационные месторождения богатого ванадием магнетита, алюминиевые, железорудные и марганцевые месторождения кор выветривания, россыпные месторождения рутила и хемогенно-осадочные месторождения железа и марганца.
Для геохимически редких металлов чрезвычайно важны два дополнительных класса месторождений. В первом из них в качестве концентрирующего агента выступает магма. Некоторые магмы, в частности те, что формируют граниты, зачастую имеют в своем составе несколько процентов растворенной воды. Когда магма кристаллизуется, большинство образующихся минералов оказываются безводными, поэтому остаток магмы постоянно обогащается водой, и в нем накапливаются такие металлы, как литий, бериллий, олово, ниобий, тантал и уран. Если процесс кристаллизации происходит в глубинах недр, обогащенный водой остаточный расплав может мигрировать и застывать в виде небольших тел, сложенных крупнозернистыми породами — пегматитами, которые являются важным источником многих редких металлов. Поскольку пегматиты обычно формируются на больших глубинах (часто более 10 км), наблюдать их можно только в тех местах, где земная кора претерпела воздымание и интенсивную эрозию. Пегматиты известны в большинстве стран мира. Наиболее важные из них расположены в северных Аппалачах, на юге штата Сьерра-Невада (США), в Канаде, Бразилии, странах Центральной и Западной Африки, а также в Западной Австралии.
Другой важный, но более редкий тип магмы в основном состоит из расплавленного кальцита СаСО3. Источник карбонатной магмы пока неясен. Внедряясь в земную кору, она образует горные породы, называемые карбонатитами, в которых часто наблюдаются значительные концентрации минералов тантала и ниобия, а также группы элементов, носящей название редких земель. Карбонатиты обнаружены на всех континентах, но наиболее значительные их массивы открыты в Канаде, США (особенно редкоземельные карбонатиты), ЮАР и Бразилии.
Схематическая диаграмма, иллюстрирующая наиболее важные геологические обстановки, в которых образуются гидротермальные месторождения. Воды гидротермальных растворов могут иметь различные источники.
Вторым и несомненно наиболее важным классом месторождений, в которых концентрируются редкие металлы, является класс гидротермальных месторождений. Они образуются благодаря нагретым водам, содержащим в своем составе растворенные соли, чаще всего хлорид натрия NaCl. Эти воды являются эффективным растворителем некоторых сульфидных и оксидных рудных минералов. Вода в гидротермальные растворы может поступать из остывающей магмы так же, как это имеет место при формировании пегматитов; кроме того, растворы могут пополняться водой с поверхности — морской или дождевой. В этом случае вода просачивается по трещинам и порам на большие глубины, нагревается и превращается в гидротермальный раствор. Химический состав воды в таких растворах контролируется составом горных пород, с которыми они взаимодействуют. По этой причине растворы не всегда сохраняют свой первоначальный химический состав. При движении через породы растворы охлаждаются или вступают в химические реакции, что вызывает отложение большей части растворенного в них минерального груза, в результате чего образуются гидротермальные месторождения. Мельчайшие порции таких растворов нередко захватываются кристаллизующимися гидротермальными минералами в виде газово-жидких включений.
Гидротермальные растворы могут оказаться в самых разнообразных геологических обстановках, поэтому геологи нередко классифицируют гидротермальные месторождения на основе окружающих их обстановок.