УДК 550.323
МЕСТОРОЖДЕНИЯ МАРГАНЦА. СООБЩЕНИЕ 1. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ МАРГАНЦЕВОГО РУДОГЕНЕЗА
© 2011 г. В. Н. Кулешов
Геологический институт РАН 119017Москва, Пыжевский пер., 7;
E-mail: kuleshov@ginras.ru; vnkuleshov@mail.ru Поступила в редакцию 21.04.1010 г.
На основе имеющихся литературных данных и собственных исследований установлены основные закономерности образования марганцевых пород и руд. Приведена генетическая классификация основных месторождений марганца (с их модельными примерами): осадочно-диагенетические (Никопольское, Больше-Токмакское; Украина); (вулканогенно)гидротермально-осадочные (месторождения Атасуйского р-на, Казахстан; Примагнитогорского прогиба, Ю.Урал); эпигенетические (катагенетические) (месторождения МРП Калахари, ЮАР; Усинское, Кузнецкий Алатау) и ги-пергеннные: остаточные, инфильтрационные, заполнения карстовых полостей, пизолитовые (месторождения Индии, Бразилии, ЮАР, Габона, Австралии). Делается заключение, что: 1) все первичные марганцевые породы и руды известных месторождений имеют исходное гидротермально- и диагенетически-осадочное происхождение; образованы в морских условиях; 2) концентрация марганца до размеров месторождения происходит на постседиментационных стадиях преобразования исходного марганецсодержащего осадка и марганцевой породы: диагенетической, катагенети-ческой и в условиях гипергенеза; 3) общей закономерностью образования карбонатов марганца в условиях диагенеза является непременное участие в этом процессе изотопно-легкой углекислоты, образованной в результате деструкции органического вещества; 4) участие органического углерода в марганцевом рудогенезе отмечается уже с ранних этапов накопления марганца в осадочных бассейнах глубокого докембрия — не позднее конца архея—начала раннего протерозоя.
Вопросам геохимии марганца, закономерностям размещения марганцевых месторождений, составу марганцевых руд и условиям их образования посвящена обширная научная литература (более 5 тыс. наименований). Общеизвестны в этом отношении труды В.И. Вернадского, А.Е. Ферсмана, А.Г. Бетехтина, Н.С. Шатского, Н.М. Страхова, С. Роя. Существенный вклад в выяснение природы месторождений марганцевых руд внесли исследования И.М. Варенцова, К.Ф. Парка, Дж. Оствальда, Б. Болтона, Ф. Вебера, Н. Бюкса, Дж. Гутцмера, Г.С. Дзоценидзе, Д.Г. Сапожнико-ва, Е.А. Соколовой, Л.Е. Штеренберга и многих других отечественных и зарубежных исследователей.
Несмотря на накопленный огромный фактический материал и научный потенциал знаний в области геологии месторождений марганца и вещественного состава марганцевых руд, многие вопросы марганцевого рудогенеза до сих пор остаются не до конца выясненными. Это касается, прежде всего, генетических моделей формирования основных промышленных типов марганцевых руд, заключенных, например, в таких месторождениях-гигантах и марганцеворудных бассейнах, как Калахари (ЮАР), Северо-Ураль-ский (Россия), Карпентария (о. Грут-Айленд, Земля Анхерм и др.; Австралия), группы олигоце-
новых месторождений Паратетиса (Украина, Грузия, Казахстан, Болгария) и других.
Построение тех или иных моделей формирования месторождений любого рудного полезного ископаемого, в том числе и марганца, изначально предполагает наличие логически завершенной и фактически обоснованной концептуальной основы. При этом должны быть рассмотрены такие важные вопросы, как источники рудного и нерудного вещества, условия образования (экзогенные: климат, палеогеография, тип палеоводоема, физико-химическая обстановка, рН, ЕЙ, и пр.; эндогенные: температура, давление и пр.), а также эволюция процесса рудообразования во времени (для конкретного месторождения в частности, и в истории становления литосферы Земли в целом). Разумеется, для разных промышленных типов руд эти факторы будут разными, что обусловлено особенностями условий образования конкретных месторождений.
До сих пор также остается открытым вопрос об основных закономерностях эволюции процессов накопления марганца в породах литосферы на протяжении всей истории формирования земной коры. Образование марганцевых пород и руд происходило крайне неравномерно. Это зафиксировано в эпохах и периодах накопления марганца и
обусловлено преобладанием тех или иных механизмов (моделей) марганцевого рудогенза.
В настоящей работе сделана попытка на основании обобщения имеющегося в распоряжении автора литературного и фактического материала проанализировать генетические аспекты формирования месторождений марганца в истории геологического развития Земли.
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТИПЫ И КЛАССИФИКАЦИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ МАРГАНЦА
Накопленный объем научных данных позволил типизировать и классифицировать с тех или иных позиций все известные месторождения марганца (работы А.Г. Бетехтина, Н.П. Хераскова, Н.С. Шатского, С. Парка, С. Роя, И.М. Варен-цова, В.П. Рахманова, В.К.Чайковского и др.). В общем плане на генетической основе были выделены 4 группы месторождений: 1) осадочные (собственно осадочные и вулканогенно-осадоч-ные), 2) магматогенные (гидротермальные и кон-тактово-метасоматические), 3) метаморфизован-ные (региональный и контактный метаморфизм осадочных и магматогенных рудных скоплений) и 4) месторождения коры выветривания (остаточные, инфильтрационные, заполнение карстовых полостей). Однако в практическом отношении эти группы далеко не равноценны.
Подавляющее количество мировых запасов марганцевых руд заключено в месторождениях, приуроченных к осадочно-породным бассейнам. В зависимости от состава осадков и источника марганца среди них выделяют собственно осадочные и вулканогенно-осадочные.
Решающее значение в понимании основных закономерностей формирования месторождений осадочных марганцевых руд до сих пор имеет учение о марганценосных формациях как определенных парагенетических ассоциаций горных пород и руд. Эти вопросы подробно рассмотрены в работах Н.П. Хераскова, Н.С. Шатского, И.М.Варенцова, С. Роя, В.П. Рахманова, В.К. Чайковского, Е.А. Соколовой и других авторов. Так, например, для месторождений России и стран СНГ с использованием данных по ряду зарубежных стран И.М. Варенцов и В.П. Рахманов [1974] выделяют следующие марганценосные формации: 1) кварц-глауконитовая песчано-глинистая; 2) карбонатные формации геосинклиналей и платформ; 3) карбонатно-кремнистая формация; 4) группа вулканогенно-осадочных формаций мио- и эв-геосинклиналей; 5) марганценосная железисто-кремнистая формация (джеспилитовая).
Формационный анализ в настоящее время широко применяется при прогнозно-металлоге-нических построениях [Чайковский и др., 1972]. В его основе лежит изучение парагенетических ассоциаций горных пород, возникших в разное
время в различных тектонических и палеогеографических обстановках и содержащих в той или иной части слои с марганцевым оруденением.
В этом аспекте несомненно большое значение имеет представление о фации как о среде накопления того или иного осадка. Эта среда в разной степени может способствовать или, наоборот, препятствовать образованию осадочных месторождений, в том числе и марганцевых руд. Изучение рудных фаций и физико-химических условий, господствовавших при их образовании, позволили выявить основные закономерности осадочного марганцевого рудогенеза. Н.М. Страхов с соавторами [1968] на основе детального изучения современных и древних (олигоценовых) марганценос-ных осадков выделяет 5 факторов, контролирующих накопление марганца в осадочных бассейнах: 1) интенсивность садки рудного компонента из наддонной воды, вызываемая поступлением больших масс с его водосборов; 2) влияние гидродинамического режима и палеогеографии района рудообразования; 3) эффект разбавления марган-ценосного осадка терригенным материалом; 4) перераспределение марганца при диагенезе осадка; 5) перемыв рудного пласта с выносом из него тонкодисперсного терригенного материала. В.Н. Холодов [2006] еще добавляет 6-ой фактор — концентрация или рассеяние рудного компонента в катагенезе.
Следует признать, что типизация месторождений на основе марганценосных формаций для многих геологических объектов не несет генетической нагрузки. Например, группа карбонатных формаций геосинклиналей и платформ объединяет месторождения марганца, образованные в совершенно разных условиях и имеющие различный источник марганца: карбонаты эвапорито-вых формаций (Улутелякское, Бурштынское), известняки обломочных (около)рифовых фаций (Усинское), карбонатные толщи верхнего архея с прослоями марганецсодержащих пород (Саган-Заба, Хощеватское). В этой систематике не находит своего места серия рудопроявлений и мелких месторождений Карской депрессии Республики Коми, представленных конкрециями и прослоями карбонатов марганца.
Несмотря на детальную изученность многих месторождений, в том числе и промышленно разрабатываемых, таких как Маматван (ЮАР), Грут-Айленд (Австралия), Никопольское и Больше-Токмакское (Украина), Чиатурское (Грузия) и ряд других известных месторождений, основные аспекты их образования до сих пор остаются не до конца выясненными. Это обусловлено прежде всего многообразием возможных источников марганца при формировании месторождений (рис. 1) и условиями образования собственно марганцевых руд.
Приуроченность большинства месторождений к толщам осадочных пород заставляет исследова-
Рис. 1. Принципиальная схема основных источников вещества и процессов марганцевого рудообразования. 1 — осадочный; 2 — гидротермально(вулканогенно, эксгаляционно)-осадочный; 3 — диагенетический (осадочно-диа-генетический); 4 — катагенетический (метосоматический); 5 — гипергенный (коры выветривания).
телей считать основным источником марганца экзогенный (материковый снос, рис. 1; труды А.Г. Бетехтина, В.И. Грязнова, Ю.И. Селина, Н.М. Страхова, Г.А. Авалиани и многих других). Однако расчеты необходимого количества марганца для формирования некоторых месторождений (например, такого месторождения-гиганта, как марганцеворудное поле Калахари, а также Никопольского, Чиатурского, Мангышлакского и др.) за счет разрушения пород территории водосборов, не всегда убедительны. Это заставило многих исследователей признать существование глубин
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.