Развитие корообразования и деятельность подземных вод атмосферного питания определяют гипергенную минерагению в главных геологических структурах.
Корообразование проявлено в эпохи длительных континентальных перерывов, характеризующихся определенными климатическими, орографическими и геологическими условиями. Б.М. Михайлов и соавторы (1995) выделяют на территории России следующие эпохи, изученные в пределах разновозрастных складчатых областей, на щитах древних и молодых платформ.
1. Позднепротерозойская (главным образом позднерифей-вендская) проявлена на щитах Сибирской платформы, в Енисейском кряже и в Алтае-Саянской складчатой области.
2. Средне-позднедевонская (Урал, Тиман).
3. Раннекаменноугольная (восточный склон Балтийского щита, Воронежский массив и Южный Тиман). Вторую и третью эпохи, по-видимому, можно рассматривать совместно.
4. Позднетриасовая эпоха проявлена на восточном склоне Урала и в обрамлении эпипалеозойского Казахского щита. Эту эпоху, по-видимому, имеет смысл распространить на раннюю, частично среднюю юру, – время господства умеренного климата и широкого развития процессов угленакопления.
5. Меловая (преимущественно апт-сеноманская) эпоха проявлена, по-существу, на всей территории севера Евразии, исключая мезозоиды Востока России. На значительной территории юга России (Алтае-Саянская область, Енисейский кряж, Забайкалье и др. регионы) меловая эпоха может быть объединена с эоценовой и соответственно выделяться как мел-палеогеновая
6. Олигоценовая эпоха проявлена на Урале, Алтае и в Саянах.
Наложенные изменения проницаемых пород окислительной и восстановительной направленности, связанные с деятельностью подземных вод атмосферного питания широко распространены в чехлах древних и молодых платформ.
Зоны окисления разной природы выявлены и частично закартированы в водоносных горизонтах юры, мела и палеогена на юге и юго-востоке Западно-Сибирской плиты. Граница выклинивания их по простиранию превышает 1000 км, а сами зоны связаны с деятельностью крупных инфильтрационных потоков, развивающихся от подножия Алтая, Западного и Восточного Саяна.
Эпигенетические изменения восстановительной направленности имеют очаговый характер и развиты в чехле древних платформ – на Жигулевско-Пугачевском валу, юго-восточных склонах Тиманского поднятия, юго-западной окраине Главного девонского поля на Русской платформе; в пределах Иркутского амфитеатра и на юго-западном крыле Тунгусской синеклизы в чехле Сибирской платформы.
Взаимосвязь восстановительных изменений проницаемых пород с латеральным движением подземных вод проблематична. А с таким движением многие геологи связывают восстановление рудовмещающих отложений в ураноносных палеодолинах южной окраины Западно-Сибирской плиты (Халезов, 2003 и др.). В этой связи укажем, что латеральная миграция вод, отжимаемых в результате давления вышележащих пород, и ориентированная в направлении от наиболее прогнутых частей бассейнов к их окраинам, возможна только в условиях выдержанных и высокопроницаемых пластовых горизонтов. В области же сопряжения континентальных и прибрежно-морских образований, в которой находятся известные месторождения, она не имеет регионального распространения.
1.3 О рудообразовании в зоне гипергенеза.
В соответствии с задачами, поставленными перед настоящими «Требованиями …», в строении зоны могут быть выделены три подзоны, характеризующиеся различной минерагенической специализацией: выветривания, глубокой циркуляции подземных вод атмосферного питания и континентальных отложений.
1.3.1 Предпосылки формирования рудообразующих систем в подзоне выветривания.
Для этой подзоны характерно интенсивное выщелачивание легкорастворимых элементов из горных пород, что приводит к концентрированию труднорастворимых соединений и созданию в благоприятных условиях практически ценных концентраций полезных компонентов – богатых железных и марганцевых руд, силикатного никеля, бокситов, каолинов и др. видов нерудного сырья. Труднорастворимые минералы служат источником месторождений россыпей в континентальных отложениях.
В формировании рассматриваемой подзоны намечаются две четко выраженные тенденции преобразования пород. Одна из них связана с воздействием на алюмосиликатные породы подземных вод атмосферного питания с повышенной кислотностью (CO2 из атмосферы; H2SO4 и др. за счет окисления сульфидов, HCl, HF из вулканических эксгаляций), что обеспечивает вовлечение в активную миграцию широкого круга элементов Si, Al, Ti, Cr, V и др.
Другая - обусловлена присутствием в водах зоны гипергенеза атмосферного кислорода, обеспечивающего создание в подзоне выветривания окислительной обстановки и образование гидроокислов и окислов железа, алюминия, марганца и др. элементов.
Они связаны с активизацией тектонического режима континентальных блоков, вызванной их воздыманием. При этом подземные воды атмосферного питания проникают на относительно большие глубины по раздвигающимся трещинам, зонам объемного катаклаза, пластам водопроницаемых пород, русловым отложениям современных и древних водотоков и другим возможным каналам миграции и перемещаются в направлении к континентальным депрессиям и стационарным водоемам.
Движение вод по раздвигающимся трещинам, может сопровождаться образованием минеральных ассоциаций, включающих сульфиды, арсениды, оксиды и другие минералы. С миграцией кислородсодержащих металлоносных вод связано образование крупных и уникальных урановых, уран-полиэлементных месторождений, локализованных на выклинивании зон грунтового и пластового окисления.
1.3.3 Формирование рудных ассоциаций в подзоне континентальных отложений.
Эти рудные ассоциации возникают в результате активной деятельности приповерхностных гидродинамических систем и нередко пространственно тесно связаны с элювиальными корами выветривания. В этом случае они трактуются как продукты ближайшего переотложения элювиальных кор выветривания и объединяются в формацию коры выветривания (Цехомский, ред., 1974), либо относятся к образованиям поверхностного (наземного) гипергенеза (Михайлов, ред. 1995). Прямым указанием связи континентальных отложений с элювиальными корами выветривания является отчетливо выраженная зависимость металлогенической специализации осадочных толщ, распространенных в области аккумуляции осадочных толщ, распространенных в областях аккумуляции от геохимической специализации пород областей питания континентальных седиментационных бассейнов; а также наличие в континентальных отложениях россыпей минералов, устойчивых при выветривании.
1.3.4 Некоторые дискуссионные вопросы в проблеме изучения гипергенных образований.
Первый вопрос связан с эволюцией гипергенных процессов во времени. Одни исследователи считают, что образование древних досреднепалеозойских кор выветривания принципиально не отличалось от образования более молодых и в этом варианте в древних корах вполне возможно возникновение, например, таких месторождений, как бокситы. (А.В. Сидоренко и его последователи). Другая группа ученых полагает, что «процессы и продукты гипергенеза в истории Земли интенсивно видоизменялись, поэтому не может быть и речи о проведении аналогий и поисков в докембрии и даже в нижнем палеозое гипергенных месторождений, аналогичных известным среди более молодых систем» (Михайлов, ред., 1995). Нет сомнений в том, что решение этого вопроса имеет выход на прогнозирование и поиски месторождений, сформированных гипергенными процессами.
Второй вопрос сопряжен с оценкой роли эндогенных процессов в формировании зоны гипергенеза. В соответствии с термодинамическими расчетами, выполненными Гаррельсом и Крайстом (1977) и многими другими исследователями, в зоне гипергенеза обнаружены в качестве новообразований многие минеральные ассоциации, которые ранее считались однозначно эндогенными. Это позволяет при трактовке генезиса последних в ряде случаев допускать образование таких ассоциаций в гипергенных условиях и учитывать это обстоятельство при разработке предпосылок формирования и прогнозно-поисковых критериев некоторых типов месторождений, которые считаются традиционно эндогенными гидротермальными, что будет способствовать повышению эффективности прогнозно-поисковых и поисково-оценочных работ.
2. Типы гипергенных месторождений
Выделяются шесть групп месторождений зон гипергенеза (табл. 1): I – остаточные кор выветривания, II – инфильтрационные. III-я группа включает инфильтрационные месторождения сложного генезиса, сформированные с участием эксфильтрационных процессов. К той же группе принадлежат и некоторые месторождения, традиционно относимые к гидротермальным. IV-ая группа – эксфильтрационные. V-ую группу представляют россыпные месторождения. К VI-ой группе относятся техногенные месторождения.
Таблица 1
ТИПЫ ГИПЕРГЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
| Группы месторождений | Классы месторождений | Типы месторождений | Примеры месторождений (м) и рудопроявлений (р) | №№ разделов | |
| Россия | Ближнее и дальнее зарубежье | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
| Остаточные кор выветривания (I) | Связанные с глинистыми корами выветривания | Бентонитовые, каолиновые и др. глины | м. Зюльзинское Забайкалье | м. Сандерс-Дефайнс, США | 2.1 | 2.1.1 | |
| Силикатно-никелевые (с кобальтом | м-я. Верхне-Уфалейские Урал | ||||||
| Связанные с латеритными и каолиновыми корами выветривания | Бокситовые | Бокситовые и каолиновые м-я. и р. западной окраины Сибирской платформы | м-я. Амангельдинского района, Тургайский прогиб, Казахстан | 2.1.2 | |||
| Каолиновые (огнеупорные, керамические и др.) глины | |||||||
| м. Глуховецкое, Украина | |||||||
| Бурожелезняковые | м. Кедровское, м. Жемжес, Горная Шория, Алтае-Саянская область | м. Моа, Никаро, Куба | |||||
| Окисно- и карбонатно-марганцевые | м. Порожнинское, Енисейский кряж | м. Постмасбургское, ЮАР | |||||
| Силикатно-никелевые (с кобальтом) | м. Белинчинское, Салаирский кряж, Алтае-Саянская область | м. Никел-Маунтин, Орегон, США | |||||
| Магнезитовые | м. Халиловское, Урал | м. Севанской группы, Армения | |||||
| Талькитовые | м. Киргитейское, Енисейский кряж | м-я Индии | |||||
| Золоторудные | р. Кора, Алтае-Саянская область | руды в зоне окисления м. Витватерсранд, ЮАР | |||||
| Рудные шляпы месторождений | Железные | м. КМА, Воронежское поднятие | м. Кривой Рог, Украинский щит, Украина | 2.1.3 | |||
| Марганцевые | м. Мазульское, Алтае-Саянская область | м. Нсута-Дагвин, Гана | |||||
| Зоны окисления сульфидных месторождений | Полиметаллические | м. Горевское, Енисейский кряж | м. Ачисай, м. Коунрад, Казахстан | ||||
| Золоторудные | м. Березовское, Урал | м. Кортец, США | |||||
| Инфильтрационные, контролируемые окислительной зональностью (II) | Экзодиагенетические | Грунтово-инфильтрационные на стадии диагенеза осадков | Рудоносные низинные торфяники (U, TR) | м. Тешинское, Европейская часть России; м. Кабановское, Приуралье | м. Камышановское, долина р. Чу, Киргизия | 2.2 | 2.2.1 |
| Рудоносные угли (U и спутники) | м. Бельское, м. Брикетно-Желтухинское, Мосбасс | ||||||
| Рудоносные зоны в пестроцветных отложениях средне-позднепалеозойс-ких орогенных впадин: приморский (U, Mo, As), усть-уюкский (U, Mo, Se) типы | м. Приморское, м. Усть-Уюк, м. Онкажинское, Алтае-Саянская область | ||||||
| Эпигенетические | Грунтово-инфильтрационные на стадии постседиментационных преобразований проницаемых пород | Рудоносные бурые угли (металло-угольный, дакотский тип) (U, Ce, Mo, Se и др.) | Вероятны в России (буроугольные бассейны) | м. Грейт Дивайд Бейсин, Вайоминг, США. м. Нижне-Илийское, Казахстан | |||
| Рудоносные базальные палеодолины (далматовский тип) (U, Sc, TR) | м. Далматовское, Зауралье. м. Малиновское, юго-восток Западно-Сибирской плиты | м. Нингё-Тогэ, Тоно, Япония | |||||
| Рудоносные внутриформационные палеодолины (черепановский тип) (U) | м. Черепановское, м. Виноградовское, Пермское Предуралье | м-я плато Колорадо, США | |||||
| Рудоносные калькреты, гипкреты, силькреты (тип Йилирри) (U, V) | Вероятны в России | м. Йилирри, Западная Австралия; р. Кулан-Кетпес, Сары-Булак, Казахстан | |||||
| Пластово-инфильтрационные | Рудоносные границы выклинивания локальных зон пластового окисления с очагами и без очагов вторичного восстановления (кызылкумский, вайомингский тип) (U, Mo, Se, V и др.) | м. Чалгыс-Хыр, Южно-Минусинская впадина, Алтае-Саянская область | м. Учкудук, м. Сугралы, Центральные Кызыл-Кумы, Узбекистан | ||||
| Рудоносные границы выклинивания зон пластового окисления регионального распространения (чу-сарысуйский, паудер-риверский тип) (U, Se, Re и др.) | м. Михайловское, Кулундинская впадина, Западно-Сибирская плита | М. Инкай, м. Мынкудук, Чу-Сарысуйская депрессия, Казахстан | |||||
| Трещинно-инфильтрационные | На цеолитовом барьере (чикойский тип) (U) | м. Горное, м. Березовое, Забайкалье | Не известны | 2.2.3 | |||
| На сульфидных барьерах (кииктальский и михайловский типы) (U) | Вероятны в России | м. Михайловское Украинский щит, Украина м. Кииктал, Кураминский хр. Узбекистан | |||||
| Карстово-инфильтрационные, инфлюационно-карстовые | На восстановительном барьере с очагами и без очагов вторичного восстановления (аризонский тип) (U) | Вероятны в России | м. Аризона I, м. Пижон, плато Колорадо, США; м. Гелен, Средняя Азия | 2.2.4 | |||
| На щелочном барьере (Al) | м. Татарское, м. Мурожнинское, Енисейский кряж | м. Аркалык, Тургайский прогиб, Казахстан | |||||
| Инфильтрационные сложного генезиса, сформированные с участием эксфильтрационных процессов (III) | Пластово-трещинные | Гидротермально-инфильтрационные (имский и оловский типы) (U) | м. Оловское, м. Имское | 2.3 | 2.3.1. | ||
| В вулкано-тектонических структурах (стрельцовский тип) (U, fl и др.) | м. Стрельцовское | м. Дорнот, м. Гурванбулак, Восточная Монголия | 2.3.2 | ||||
| В зонах структурно-стратиграфических несогласий (U, Au) | м. Ансах, Столбовое, Восточный Саян; м. Карку, Балтийский щит | м. Макартур-Лейк, бассейн Атабаска, Канада | 2.3.3 | ||||
| Связанные с процессами сернокислотного выщелачивания (Al и др.) | р., Иркутский амфитеатр | 2.3.4 | |||||
| Эксфильтрационные, контролируемые восстановительной зональностью (IV) | Урано-битумный | м. Репьевское, Жигулевско-Пугачевский вал, Волго-Уральская область | м. Адамовское, Днепрово-Донецкая впадина, Украина | 2.4 | |||
| Россыпные (V) | Связанные с механогенной миграцией рудных минералов | Элювиальные | Касситерита | Долина р. Пыркакайвайям, Чукотка | 2.5 | ||
| Делювиальные | Золота | На склоне Белой горы в районе Н. Амура | |||||
| Элювиально-делювиальные | Касситерита, золота | Пыркакайский узел, Чукотка | |||||
| Аллювиальные | Золота, касситерита, вольфрамита, шеелита, монацита, циркона и др. минералов | Егорьевский район на северо-западе Салаира, Томь-Колыванская зона, Джидинский район в Забайкалье, бассейн р. Бодайбо | |||||
| Озерные | Ильменитовые и цирконовые | м. Тарское, м. Ордынское, юг Западно-Сибирской плиты | |||||
| Морские | Ильменитовые и цирконовые | м. Туган, м. Георгиевское, Западно-Сибирская плита | |||||
| Техногенные (VI) | Россыпные | Отвальные | Золоторудные эйфельные и галечные | Северо-западный Салаир | 2.6 | ||
| Целиковые | Золоторудные недоработанные | ||||||
Шесть выделенных групп охватывают практически все типы месторождений, известные на территории России, стран ближнего и дальнего зарубежья. Ряд типов месторождений (вайомингский, аризонский и др.) для России являются нетрадиционными и новыми, но обнаружение их вероятно. В предлагаемую типизацию включены такжетакие типы месторождений, которые в мире неизвестны, но возможность формирования их определяется совокупностью благоприятных геологических, геохимических и гидрогеологических предпосылок, проявленных в конкретных перспективных районах.