Закономерности образования и размещения месторождений полезных ископаемых

0
388
Образование полезных ископаемых

Еще в XVIII в. знатоки горного дела, открывая месторождения на Урале, Алтае, Восточном Забайкалье, совершали поистине чудеса героизма. Примером беззаветного служения Родине является деятельность С. В. Обручева, замечательного исследователя, который в начале XX в. с небольшим числом помощников, а большей частью один на лошадях, оленях и порой пешком исходил необъятные просторы Восточной Сибири от Енисея до Чукотского полуострова, изучая рельеф, геологическое строение и природные богатства этой огромной страны. В 20-е годы Обручев пересекает Енисейский кряж и, двигаясь по Ангаре, приступает к исследованию громадной и совершенно неизученной территорий Тунгусского бассейна. В 1925 г. он описывает и наносит на карту огромное горное сооружение, которое было названо им хребтом Черского. В конце 20-х — начале 30-х годов Обручев исследует малоизученную площадь, расположенную в бассейнах рек Колымы и Индигирки, подымается по реке Омолону, пересекает Чукотское нагорье. Он составляет карты и геологические описания этих необъятных территорий Сибири.

Другой сибирский геолог — К. Н. Радугин, прекрасный знаток Южной Сибири, собирал в тайге разбросанные природой частицы геологических памятников и по ним составил картину прошлого этого района. Кроме того, Радугин открыл одно из крупнейших марганцевых месторождений страны — Усинское.

Сегодня геологи вооружены не только молотком и компасом, но и совершенными приборами, которые помогают определять породы, открывать залежи магнитных и радиоактивных руд, изучать погребенный под рыхлыми отложениями древний рельеф коренных пород. Широко применяются буровые станки, вскрывающие разрез земной коры на большую глубину, используются геохимические методы поиска полезных ископаемых. Все это позволяет геологу значительно быстрее и правильнее изучать строение и историю ранее недоступных исследователю территорий, а также значительно эффективней осуществлять поиск месторождений минерального сырья.

Однако, одно только применение современной техники не может обеспечить успех поиска. Необходимо еще и знание закономерностей, определяющих условия образования и размещения месторождений полезных ископаемых. Континенты Земли слагаются двумя различными группами структур — платформенными и геосинклинальными, последние через складчатость и горообразование превращаются в первые. Однако полного тождества между ними никогда не бывает.

Платформенно-геосинклинальное строение континентов

Древней платформой геологи называют жесткую часть земной коры, имеющую фундамент, который сложен древними архейскими или нижнепротерозойскими кристаллическими породами. Этот фундамент перекрыт разной мощности толщей осадочных пород, сформированных в более молодые эпохи истории Земли. При движениях земной коры фундамент платформ не сминается в складки, а раскалывается. Отдельные его части медленно опускаются или поднимаются, захватывая огромные территории, поэтому эти движения почти не влияют на характер залегания пород чехла, которые на платформах лежат почти всегда горизонтально. Опущенные участки фундамента платформ геологи называют синеклизами, приподнятые — выступами, или антиклизами.

Геосинклинали

В геосинклиналях, представляющих мобильные участки земной коры (их часто называют также подвижными зонами Земли), фундамент вообще отсутствует, так как в течение развития геосинклинали он был почти полностью переплавлен. При движениях земной коры в этих областях создаются узкие вытянутые впадины и поднятия. Их называют внутренними геосинклиналями и внутренними геоантиклиналями. Ширина этих образований иногда измеряется всего лишь десятками километров при длине в сотни и даже более тысячи километров. Мощность осадочных пород, выполняющих такие геосинклинали, нередко превышает 20—25 км. В процессе движений земной коры здесь формируются складчатые структуры, в геосинклиналях создаются крупные синклинории, в геоантиклиналях — антиклннорни. Пласты осадочных пород, сми= наясь в складки, выходят из горизонтального положения, иногда стоят вертикально или, как говорят геологи, «на головах».

В процессе формирования внутренние геосинклинали отделяются от поднятий, или геоантиклиналей, крупными разломами глубокого заложения, по которым из глубин земной коры поднимается расплавленная магма, содержащая летучие компоненты, в том числе и полезные ископаемые. Еще более обширные разломы, так называемые глубинные, отделяют платформы от смежных с ними подвижных зон (складчатых областей).

Кроме этих основных структур, существует много переходных, как бы связующих в один непрерывный ряд геосинклинальные (складчатые) структуры с платформенными. Так, в геосинклинальных областях (подвижных зонах) выделяют срединные массивы, напоминающие по истории развития и строению платформы. На платформах, особенно у стыка их со складчатыми областями, формируются предгорные впадины, в которых создаются структуры, напоминающие геосинклинальные, и т. д.

В 1909—1911 гг. вышли две работы, в которых на основании огромного фактического материала была сделана попытка представить обобщенную картину геологического строения всей земной коры. Автором одной из них был австрийский профессор Эдуард Зюсс, другой — французский ученый Делоне. Назвав свою книгу «Лик Земли», Зюсс как бы подчеркивал ее всеобъемлющий, планетарный характер. И действительно в течение многих лет этот труд был настольной книгой большинства геологов земного шара.

В обеих работах известное внимание уделено геологическому строению Сибири. Зюсс, будучи сторонником теории контракции, или стяжения земного шара, в связи с его постоянным охлаждением, рассматривал историю Земли именно с этой точки зрения. Пользуясь данными И. Д. Черского, а также В. А. Обручева, уже в то время считавшегося лучшим знатоком геологии не только Сибири, но и всего Азиатского материка, Зюсс значительные территории юга Центральной Сибири, в частности: Салаир, Кузнецкий Алатау, Саяны, Прибайкалье, Олекмо-Витимскую горную страну и Становой хребет, отнес к древнейшим складчатым сооружениям, образовавшимся еще в архейскую эру.

В дальнейшем эта обширная область, по мнению Зюсса, вела себя как твердое сооружение, т. е. на движения земная кора реагировала образованием расколов и глыбовым движением отдельных ее частей. Вся эта территория представляла собой неравномерно поднятые и опущенные относительно друг друга глыбы, практически никогда с начала палеозоя не заливавшиеся морями. Эту точку зрения, которая известна под названием гипотезы о «древнем темени Азии», у нас в стране активно поддерживал академик В. А. Обручев.
Делоне, наоборот, считал указанные районы частью обширной геосинклинальной области, которая с юга и юго- запада огибает Сибирскую, или, как он называл, Ангарскую платформу. Согласно Делоне, она развивалась в течение длительного времени и, превратившись в конце нижнего палеозоя в складчатую область, стала горной страной.

Таким образом, в концепции Делоне Сибирская платформа считалась более древней структурой, чем горные сооружения, окружающие ее с юга, юго-запада и запада, в том числе и «древнее темя Азии». Они последовательно превращались в складчатые сооружения и примыкали к этой платформе. За счет этих структур она как бы неуклонно разрасталась к югу, юго-западу и западу. Расхождение по вопросу о самых общих принципах строения Сибири не могло не вызвать продолжительного и ожесточенного спора как между учеными, так и между геологами-практиками. Слишком по-разному должны были решаться важнейшие геологические вопросы Сибири в зависимости от признания той или другой точки зрения.

Многие приняли точку зрения Обручева — Зюсса, однако большинство геологов во главе с известным русским геологом академиком А. Д. Архангельским встали на позиции Делоне. В годы первых пятилеток, когда в стране начался штурм недр, дискуссия по этому вопросу особенно обострилась. В Восточном Забайкалье были выявлены молодые структуры. Это дало основание М. М. Тетяеву, отбросив идеи Зюсса и Обручева, провести аналогию между геологическим строением одной из основных структур «древнего темени» — Восточным Саяном — и Альпами. Он высказал предположение о том, что в Восточном Саяне, как и в Альпах, существуют крупные горизонтальные перемещения (шарьяжи) целых складчатых структур при сравнительной молодости их образования.

Спор этот не закончен до сих пор. Признавая достижения современной геологии, особенно учение о платформенно-геосинклинальном строении континентов, следует считать правильными и многие высказывания Обручева о наличии жестких древних сооружений на юге Центральной Сибири.

Региональная геология и металлогения

Чтобы представить грандиозные масштабы и разнообразие природных ресурсов Сибири, необходимо хотя бы в общем виде произвести экономическое районирование этой колоссальной территории. Экономисты и географы делят Сибирь на три крупных района: Западную Сибирь, Восточную Сибирь и Дальний Восток. Основой для разделения этой территории на отдельные районы являются геолого-экономические факторы. Изучением закономерностей распределения месторождений полезных ископаемых среди различных геологических структур занимается одна из отраслей геологии — металлогения. В металлогении можно выделить две группы закономерностей. Первые определяются деятельностью магмы, вторые — главным образом энергией Солнца. Первую группу закономерностей называют эндогенной, вторую — экзогенной, или осадочной.

Карта расположения полезных ископаемых в России

Позже большое развитие получили металлогенические исследования геологов школы Ю. А. Билибина, основоположник которой главное внимание уделял вскрытию связей между характером рудоотложения и этапами развития подвижной зоны.

Идеи Билибина сводятся к следующему. В начальные этапы формирования геосинклинали вдоль глубинных разломов, отделяющих ее от смежных структур, происходит излияние недифференцированных основных и ультраосновных лав и их туфов и формирование трещинных интрузий основного и ультраосновного состава. Следовательно, в это время образуются небольшие месторождения железа, титана, меди (в частности, самородной), никеля, кобальта, хрома, платиноидов и других полезных ископаемых, генетически связанных с этой основной и ультраосновной магмой.

Позднее единая геосинклиналь распадается на внутренние геосинклинали и геоантиклинали. Движения становятся дифференцированными. Одни участки геосинклинали продолжают опускаться (внутренние геосинклинали), другие же опускаются медленнее, и в некоторых случаях в них возникают движения обратного порядка (внутренние геоантиклинали). В результате возникают -ослабленные зоны, отделяющие эти внутренние структуры геосинклинальной области друг от друга, увеличиваются разломы, образовавшиеся ранее на стыке геосинклинали со смежными структурами. Интрузивная (плутоническая) и эффузивная (вулканическая) деятельность в этот период строго разделяются. Если первая контролируется складчатыми структурами и в значительно меньшей степени разломами, то вторая контролируется всем описанным комплексом разрывных (ослабленных) нарушений. Причем происходит излияние основного и среднего состава лав (диабазов, андезитов, кератофиров) и осаждение туфов в подводных условиях при малой дифференциации вулканических продуктов. Плутоническая же деятельность сводится к формированию главным образом в антиклинорных структурах крупных, иногда гигантских гранитных интрузий. Их называют батолитами.

С этими средними этапами генетически связана более разнообразная металлогения (особенно с интрузивной плутонической формацией). С эффузивным комплексом связывают образование колчеданных, меднопорфировых и железных руд.

Поздние этапы характеризуются общим поднятием геосинклинали, превращением внутренних геосинклиналей в синклинории, геоантиклиналей в антиклинории. Практически происходит ликвидация геосинклинали и превращение ее в складчатую область, в стабильный структурный элемент. Эта эпоха характеризуется интенсивным проявлением интрузивной деятельности и формированием малых дифференцированных плутонов и разнообразием месторождений, с ними связанных.

Конечные этапы характеризуются формированием многочисленных наложенных впадин, иногда начинающих новый геосинклинальный цикл развития, в других случаях процесс ограничивается созданием различного масштаба межгорных и межгорно-предгорных впадин. В силу заложения новых разломов и подновления старых эффузивная деятельность приобретает здесь особую интенсивность и строго контролируется этими разломами. Последняя весьма близко напоминает магматическую деятельность, характерную для платформ. Таким образом, конечные этапы — это эпоха, в которую происходит формирование не только вулканогенно-осадочных, обычно красноцветных формаций, но и интенсивное развитие получают малые трещинные интрузии, связанные переходами с эффузивами. Этот этап особенно благоприятен для формирования многочисленных месторождений разнообразных полезных ископаемых.

Обычно структуры любой подвижной зоны образуют сложный и непрерывный ряд, части которого как бы связаны друг с другом переходными звеньями. В любой подвижной области существуют и развиваются одновременно различные структуры — от типичных складчатых (через складчато-глыбовые) до срединных массивов.

Древние платформы обладают иным набором структур. Здесь формируются крупные щиты как области устойчивого поднятия, крупные синеклизы как области такого же устойчивого погружения. По окраинам платформ создаются неустойчивые области, интенсивно раздробленные, с проявлением дифференциальных движений отдельных блоков и созданием сложных глыбовых структур. Раздробление платформ приводит к развитию (иногда весьма интенсивному) специфического платформенного траппового магматизма со свойственной ему металлогенией. В этом случае нет разделения между эффузивными и интрузивными проявлениями. Первые связаны постепенными переходами со вторыми.

Образование экзогенных месторождений полезных ископаемых

Совершенно иной характер имеют закономерности, определяющие образование экзогенных месторождений полезных ископаемых. В этом случае главными факторами являются климат, рельеф, химический состав пород и минералов, подвергающихся воздействию внешних поверхностных геологических агентов (атмосферы и воды).

Под воздействием этих агентов горные породы разрушаются физически и химически. В первом случае образуются обломочные породы: галечники, конгломераты, пески, песчаники, глины. Во втором формируются коры выветривания, в которых породы химически переработаны и превращены в глины с очень сложным набором глинистых минералов.

Разрушившиеся ветром и водой породы, сортируясь в пути, переносятся в пониженные участки — впадины, где они залегают в зависимости от размера обломков. Во всех случаях грубозернистые породы будут отлагаться ближе к берегу, тогда как тонкозернистые, в частности глинистые, осадки будут осаждаться в более спокойной обстановке, дальше от берегов или в замкнутых лагунах.

В устьях, дельтах рек, а также вблизи их отлагаются плохо растворимые элементы, например железо и его соединения, дальше от берега происходит формирование более растворимых марганцевых руд. Углекислые соединения кальция и магния отлагаются только в условиях лагун из пересыщенных солями растворов или оседают на дно в виде раковин отмерших животных.

В предгорных и межгорных впадинах часто образуются красноцветные и пестроцветные формации. Они свидетельствуют о том, что интенсивное накопление обломочного материала происходит за счет разрушения, сноса и переотложения сложного комплекса пород и минералов, слагавших недавно образованную горную страну. Формирование красноцветных формаций происходит чаще в континентальных условиях в окислительной среде. Обычно в таких формациях находят осадочные месторождения меди, реже свинца и цинка, редких и рассеянных элементов. При переотложении продуктов коры выветривания вблизи них формируются месторождения бокситов, а некоторые типы кор сами порой представляют собой месторождения никеля, редких элементов, иногда бокситов. Перенос и переотложение материала коры выветривания на большем удалении приводит к формированию месторождений железа, стекольных песков, тугоплавких глин, образованию россыпей и др.

Всем известны так называемые соленосные формации, с которыми связаны залежи гипса, доломитов, магнезитов. а также различных хлористых и сернокислых солей, щелочных и щелочно-земельных элементов, Они формируются в пустынных областях, в районах развития высыхающих горько-соленых озер и озер-морей.

В межгорных и предгорных впадинах в эпохи угленакопления происходит формирование залежей каменного угля.

На основании выявления всех этих закономерностей геологи и делят огромную территорию Центральной Сибири на ряд рудных районов со сходными геологическими структурами и с близкими по составу месторождениями полезных ископаемых.

ВАШЕ МНЕНИЕ?

Пожалуйста, напишите свой комментарий!
Please enter your name here