Принципы и методы оценки рудоносности геологических формаций. Рудоносные коры выветривания

Рудоносные коры выветривания и продукты их ближайшего переотложения рассмотрены как особый тип геологических формаций, закономерно возникающих на строго определенных этапах эволюции Земли и характеризующихся только им присущей минерагенией. Принципы и методы оценки рудоносности кор выветривания описаны применительно к конкретным видам минерального сырья. Особое внимание уделено тем полезным ископаемым, которые образуют в гипергенезе промышленные месторождения с богатыми рудами, а именно: железу марганцу, алюминию, никелю, редким элементам, золоту, урану, а также фосфатам, сере, каолинам и другому сырью.

Для геологов-съемщиков при оценке территорий на комплекс гипергенных полезных ископаемых, кроме того, для специалистов, занимающихся вопросами теории формационного анализа, эволюции осадко- и рудообразования в истории Земли и общими проблемами осадочного рудогенеза.

Настоящая серия включает семь выпусков, посвященных анализу рудоносности различных по составу и условиям образования геологических формаций: осадочных, метаморфических, магматических, региональных метаморфо-метасоматических и кор выветривания.План изложения материала в отдельных выпусках серии несколько варьирует в зависимости от особенностей рассматриваемых формаций. Однако в целом каждый выпуск достаточно полно отражает современные представления о систематике формаций, их структурно-вещественной характеристике, включая состав слагающих, формацию пород, ритмичность, зональность, особенности фациальных изменений, тектоническое положение и типичную для каждой из них рудоносность.Подготовленная к изданию серия выпусков продолжает предшествующие публикации коллектива ВСЕГЕИ по формационному анализу и анализу рудоносности, в частности такие как "Критерии прогнозной оценки ..." [1978 г.], "Рудоносность и геологические формации ..." [1982 г.] и др.Особое внимание в данной серии уделяется анализу тех признаков и особенностей конкретных формаций (или комплексов), которые позволяют разделить их на реально рудоносные и аналогичные по составу, но не содержащие промышленного оруденения. Самостоятельное значение имеет при этом выявление признаков рудоносности формаций (комплексов)', в связи с которыми возникают крупные и уникальные по масштабам месторождения.Анализ геологических формаций различных типов структур земной коры, возникавших на разных этапах ее эволюции, с целью установления критериев рудоносности и оценки перспектив изучаемых площадей на оруденение того или иного типа — одна из важнейших задач современных прогнозно-металлогенических исследований.В настоящей серии выпусков авторы развивают структурно-вещественный подход к изучению геологических формаций, заложенный в трудах Н.С. Шатского, Н.П. Хераскова, Ю.А. Косыгина, В.И. Драгунова и других. В соответствии с этим каждая формация выделяется на основе анализа состава слагающих ее горных пород и их пространственно-временных соотношений.Геологические и рудные формации рассматриваются при этом как конвергентные образования, которые могут проявляться в различных типах структурно-формационных и структурно-металлогенических зон. Степень рудоносности геологических формаций зависит от типа структурно-формационных зон, в которых локализуется оруденение, геологической обстановки, определяемой в первую очередь закономерным сочетанием различных по составу и генезису формаций, от времени их образования как в общей истории геологического развития, так и в ходе становления данной структурно-формационной зоны и др.Признание эволюции земной коры и процессов экзогенного и эндогенного рудообразования, подчеркнутое в работах Ю.А. Билибина, Н.М. Страхова, А.Л. Яншина и других, приобрело очень важное значение в последние годы в связи с разработкой проблем оценки рудоносности геологических и рудных формаций.Методы выявления критериев рудоносности геологических формаций по существу основаны на комплексном литологическом, петрологическом, геохимическом, минералогическом изучении .ассоциаций горных пород и сопутствующего оруденения, а также на установлении связей между рудоносностью геологических тел и особенностями их состава, структуры, соотношений со средой становления.Структурно-вещественный подход к анализу формаций определяет необходимость изучения и использования для оценки рудоносности не только твердых составляющих формаций — минеральных парагенезисов, т.е. горных пород, но и содержащихся в них вод, являющихся, возможно, частично первичными, захороненными, сохранившимися главным образом в породах осадочных и вулканогенных формаций, но в основном — вторичными эпигенетическими и современными водами зоны гипергенеза. Анализ химического состава вод различных геологических формаций может иметь существенное значение при выявлении и изучении критериев их рудоносности.С учетом малой разработанности проблем палеогидрогеохимии геологических формаций и гидрогеохимии их современных вод эти вопросы рассмотрены в двух отдельных выпусках данной серии.В этом выпуске предпринята первая попытка свести воедино многочисленные материалы по рудоносности кор выветривания. Рассматриваемые здесь вопросы находятся на стыке традиционно разорванных в геологической литературе направлений эндо- и экзогенного рудообразования и поэтому еще слабо освещены в печати. Одни положения вследствие этого представляются дискуссионными, другие недостаточно разработанными, но наряду с этим в выпуске содержится много хорошо подобранного разностороннего фактического материала, который, безусловно, окажет большую помощь при исследовании столь сложных и практически важных объектов, как рудоносные коры выветривания.В целом, несмотря на определенную фрагментарность изложения отдельных рассматриваемых вопросов и освещение дискуссионных проблем, выпуски данной серии дают достаточно полное представление о современном состоянии изученности геологических формаций различного генезиса, принципах и методах их выделения и подходах к анализу рудоносности  и намечают перспективные пути дальнейших формационных и прогнозно-металлогенических исследований.Публикация данной серии выпусков направлена на дальнейшее развитие и совершенствование формационных и прогнозно-металлогенических исследований. Можно надеяться, что как отдельные выпуски, так и и вся серия будут полезны широкому кругу специалистов, занимающихся региональными геологическими, петрологическими, литологическими, гидрогеохимическими исследованиями, прогнозированием и поисками месторождений полезных ископаемых.Поверхностные образования суши наиболее интенсивно эксплуатируются человеком. Именно они в конечном счете поставляют человечеству основную долю сырья для производственной деятельности и продуктов питания. Систематическое изучение приповерхностной зоны Земли, начатое еще в XIX в., привело к обособлению самостоятельного направления в геологической науке — короведения. У истоков этого направления стояли такие крупнейшие ученые того времени, как К.Д. Глинка, В.В. Докучаев, В.И. Вернадский, Б.Б. Полынов. Используемое в их работах понятие "кора выветривания" объединяло всю современную верхнюю часть литосферы, которая сложена рыхлыми продуктами раздробления изверженных и метаморфических пород.Впоследствии термин "кора выветривания" приобрел существенно иной смысл и объем. В настоящее время большинство исследователей склонно определять кору выветривания как геологическое тело, сложенное только элювием. Кора выветривания является неотъемлемой частью единого гипергенного покрова, постоянно формирующегося на суше под влиянием различных тектонических и палеогеографических факторов.Изучение гипергенных покровов позволяет получать обширную информацию о былых климатах, пелеогеографических обстановках и тектоническом режиме крупных районов, заполняя исчезнувшие страницы их континентальной летописи, и тем самым активно участвовать в решении прогнозных и поисковых задач.В настоящее время, когда решающая роль гипергенеза в формировании современного облика большинства близповерхностных месторождений установлена однозначно, ни одно металлогеническое исследование немыслимо без анализа гипергенных образований.Для геологов-съемщиков и геологов-рудников, призванных непосредственно решать задачи прогнозирования и поисков, большее значение имеют не просто коры выветривания, а рудоносные коры выветривания, которые являются самостоятельными геологическими объектами, подчас существенно отличными от тех элювиальных площадных покровов, которые служат предметом исследования в короведении.При геологических работах часто приходится сталкиваться с фактом отсутствия рудоносного элювия в областях широкого развития кор выветривания и, наоборот, обнаружения гипергенных (элювиальных по своей природе) месторождений в обнаженных горных районах. Возможность возникновения (и соответственно обнаружения) рудоносных кор выветривания определяется в первую очередь обязательным присутствием рудного компонента в субстрате. При формировании элювия происходят лишь высвобождение рудного компонента из породы, переход в иную минеральную форму либо миграция и осаждение его на гипергенных рудных барьерах. В связи с этим любые исследования минерагении зоны гипергенеза начинаются и постоянно сопровождаются изучением геологического строения района, состава и физического состояния слагающих его пород.Наиболее широко рудоносные коры выветривания развиты в гумид-ньгх зонах современного тропического пояса Земли, где к ним приурочены богатейшие по содержанию металла и количеству руд месторождения многих полезных ископаемых. Так, более 80 % мировых запасов бокситов и силикатных руд никеля приурочено к латеритным покровам кайнозойского возраста. Основные запасы богатых руд железа (более 60 %), марганца (более 40%) сосредоточены в корах выветривания. Элювиальные месторождения в капиталистических странах поставляют основную массу сырья для производства тантала, ниобия, ряда редких земель и других металлов.Советский Союз практически лишен кайнозойских латеритных покровов, и наша промышленность вынуждена в значительной мере базироваться на месторождениях иного типа и иной формационной принадлежности.Что касается рудоносных формаций кор выветривания, то в нашей стране они известны на других, более древних стратиграфических уровнях, где подчас довольно широко распространены и заключают в себе месторождения различных полезных ископаемых.Поскольку рудоносность субстрата часто контролируется разломами, контактами пород различного состава, дайками, жилами и другими линейными элементами, то и рудоносные коры выветривания, наследуя структурный план района, ооычно образуют вытянутые уходящие иногда на значительную глубину геологические тела — "линейные коры выветривания". Этот тип кор выветривания часто уложен образованиями, конвер-гентными породами зон восходящих (артезианских, элизионных и пр.) вод, особенно в областях проявления гидротермальной деятельности и регионального элювиогенеза.Конвергентны рудоносным корам выветривания и некоторые горизонты подземных вод, зоны низкотемпературного кислотного выщелачивания и другие образования, возникающие в процессе миграции различных вод в литосфере.Обосновать существование в районе именно коры выветривания, установить ее площадное развитие, приуроченность к определенному стратиграфическому горизонту - очень сложная, но благодарная задача, поскольку в случае однозначного решения позволяет уверенно прогнозировать по категории Р3 принципиально новые площади развития ряда гипергенных месторождений полезных ископаемых (например, никеля и кобальта на ультраосновных массивах, элювиальных россыпей минералов титана на габбро, амфиболитах, железные шляпы на медноколчедан-ных месторождениях и др.) .Коры выветривания совместно с продуктами своего ближайшего переотложения образуют строго ограниченное в природе сообщество гипергенных формаций, харакетризующихся только им присущей минераге-нией. Одним из важнейших принципов их прогнозной оценки является приуроченность шипергенных формации к определенным возрастным интервалам, ограниче'нным во времени и пространстве — эпохам корообра-зования. Каждая эпоха характеризуется набором только ей присущих рудоносных формаций. Это положение лежит в основе развиваемой в работе идеи о существовании в истории Земли необратимой эволюции гипергенного рудообразования, сопровождавшегося общим пульсацион-но-прогрессивным ростом запасов полезных ископаемых и разнообразия рудоносных формаций.На территории СССР наиболее продуктивны средне-позднедевонская, раннекаменноугольная, триасово-юрская, позднемеловая и олигоценовая эпохи корообразования. Очевидно, каждый вид гипергенного полезного ископаемого имеет свои специфические особенности прогнозирования.Поскольку настоящая монография призвана оказать помощь в первую очередь геологам-съемщикам, непосредственно проводящим прогнозные исследования, значительная часть работы посвящена характеристике особенностей прогнозирования основных видов гипергенных полезных ископаемых, образующих промышленные месторождения в корах выветривания.В заключение следует отметить, что некоторые вопросы в монографии рассматриваются впервые (например, типизация продуктов гипергенеза, формации рудоносных кор выветривания и др.), многие являются дискуссионными (например, особенности додевонского гипергенеза, минера-гения триасово-юрской эпохи корообразования и др.), поэтому при чтении ее целесообразно пользоваться и другими литературными источниками, ссылки на которые имеются во всех разделах.