ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2008, № 4, с. 354-363
УДК 551
СЕДИМЕНТОГЕНЕЗ И РОССЫПЕОБРАЗОВАНИЕ
© 2008 г. Н. Г. Патык-Кара
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии (ИГЕМ) РАН 11907 Москва, Старомонетный пер., 35; E-mail: pkara@igem.ru Поступила в редакцию 12.02.2008 г.
За 45 лет существования журнала "Литология и полезные ископаемые" в нем было опубликовано более полусотни научных статей, где рассматривались вопросы геологии россыпей и место последних в системе седиментогенеза. Показано, что основные проблемы, поднятые в этих публикациях, отражают эволюцию представлений о геологии россыпей и месте россыпных месторождений в осадочной оболочке Земли.
Проблемы геологии россыпей как крупнейшей по минеральному разнообразию группы месторождений седиментогенной серии занимали существенное место на страницах журнала "Литология и полезные ископаемые" практически с момента его основания. Это в значительной мере обусловлено широким минеральным спектром россыпных месторождений (более 30) и разнообразием тектонических, литогенетических и мор-фоструктурных обстановок, в которых формируются россыпи, а также неизменным интересом горнодобывающей промышленности к россыпям как источнику получения ценного минерального сырья (золото, минералы платиновой группы, алмазы, титан и цирконий, олово, многие редкие, в том числе редкоземельные, металлы, ювелирные и поделочные камни) при сравнительно низкой стоимости и быстрой окупаемости производства.
Представляя собой скопления рыхлого или сцементированного обломочного материала, содержащего те или иные ценные минералы в виде зерен, их обломков или агрегатов, россыпи своим образованием обязаны, прежде всего, процессам гравитационной сепарации, протекающим на пути миграции рудного вещества от источников сноса (областей питания) до конечных седимента-ционных бассейнов. Это определяет двойственную природу россыпей, с одной стороны, представляющих собой продукт разрушения коренных пород и таким образом наследующих определенные свойства последних, а с другой -являющихся составной частью общего миграционного потока твердого вещества в ходе денуда-ционно-аккумулятивного цикла, чем определяются особенности строения и место россыпей в процессах седиментогенеза [Патык-Кара, 2002].
В настоящее время россыпи уже воспринимаются не как простые гравитационные скопления, но как достаточно сложные в геохимическом отношении объекты, где не только происходит гравитационная концентрация относительно более
тяжелых и устойчивых кластогенных минералов, но протекают также процессы, приводящие к изменению физических и химических свойств как самих полезных минералов, так и вмещающих пород в целом, иногда в масштабах, влияющих на качество минерального сырья, условия его обога-тимости и области применения.
За 45-летний период существования журнала в нем было опубликовано более 50 статей, посвященных геологии россыпных месторождений. Статьи этого цикла затрагивают различные стороны процесса россыпеобразования, причем тематика статей различных лет в значительной мере отражает изменение во времени актуальности тех или иных проблем в этой области знаний. С определенной степенью условности эти публикации могут быть разделены на следующие группы:
- (а) вопросы генетической классификации россыпных месторождений; (б) минералогия и геохимия россыпей;
- процессы дифференциации вещества в россыпях;
- формирование и трансформация минеральных парагенезисов;
- литогенетические аспекты россыпеобразования;
- тектоно-геоморфологическая эволюция территорий, запечатленная в морфогенетических типах россыпей и в россыпных формациях;
- проблемы ископаемых россыпей и металлоносных конгломератов;
- эволюция россыпеобразования в истории Земли;
- региональная минерагения россыпей.
Значительная часть публикаций, особенно относящихся к 60-70-м годам прошлого века; посвящена вопросам минералогии россыпей как в связи с проблемой их первоисточников [Полканов, 1968; Полканов и др., 1970; Эльянов, 1977; Шур,
Патык-Кара, 1983], так и с учетом миграционной способности россыпеобразующих минералов [Полканов, 1967; Кашкаров, Полканов, 1965, 1976] и особенностей их транспортировки в водно-аллювиальной среде [Осовецкий, 1974]. В более поздних статьях рассматривались вопросы трансформации минеральных парагенезисов, в том числе под влиянием процессов сортировки минералов в прибрежной зоне конечных бассейнов [Патык-Кара, Шевелев, 2000; Тан Ксисин, Ди Рихуи, 1996 и др.]. Из публикаций последних лет к "минералогическому" циклу статей относится работа Е.Н.Левченко [2006], содержащая обобщение новых данных по вещественному составу ти-тано-циркониевых месторождений России. Практическая ценность этого исследования, помимо всестороннего анализа минерального, химического, гранулярного составов рудных песков и концентратов, состоит в его технологической направленности, принимающей во внимание учет качества рудных песков в целом и выбор оптимальных технологических решений их обогащения.
Среди статей, посвященных характеристике различных минеральных типов россыпей, важное место занимают публикации В.С. Трофимова по россыпям янтаря [1971, 1980], фактически одни из первых, где было показано, что круг ценных промышленных россыпных месторождений, давно освоенных человеком, не ограничивается россыпями золота, алмазов и касситерита. Эти публикации важны также тем, что в них показано, что полезными компонентами россыпей могут быть не только рудные минералы эндогенного происхождения, но и образования класса каусто-белитов - ископаемые смолы. Второй важный вывод, который вытекает из рассмотрения генетических типов и географии янтареносных россыпей, это вывод о том, что при многообразии обстановок, в которых они могут накапливаться, только пребывание янтаря в солоноватоводной морской среде придает ему черты ювелирного сырья (прочность и необходимые ювелирные качества). Этот цикл статей расширяет представление о минеральном многообразии россыпей как самостоятельного класса месторождений.
На рубеже веков произошел переход от описательной минералогии россыпей (в том числе изучения типоморфных свойств минералов и их ассоциаций) к изучению тонких механизмов миграции рудного вещества в россыпях и к созданию количественных моделей описания неоднородного многомерного пространства россыпей. Эти тенденции показаны в работе [Патык-Кара и др., 2001].
Существенную часть минералогических исследований, нашедших отражение в публикациях, составило изучение типоморфизма минералов и типоморфных ассоциаций минералов в системе
"коренной источник-россыпь", базирующееся на представлении о сложной многоступенчатой трансформации рудного вещества в процессе развития россыпевмещающей системы. Значительный успех в этом направлении - применение статистических, корреляционных и имитационных численных моделей, позволяющих выявлять уровни, характеризующиеся наиболее значимыми, часто скачкообразными изменениями признаков, указывающими на происходившие перестройки в системе "коренной источник-россыпь".
Структура минеральных ассоциаций россыпей и степень упорядоченности минеральных полей служат признаками, позволяющими судить о региональных и локальных обстановках формирования россыпей и их принадлежности к тому или иному динамическому классу, особенно если речь идет об ископаемых россыпях, утративших связь с существующим рельефом. Важным инструментом в этом анализе является применение статистических моделей, в частности метода главных компонент, позволяющего реструктуризировать многофакторные полиминеральные системы. Например, установлено, что в россыпях ближнего сноса минеральное поле крайне неупорядоче-но, а минеральные ассоциации отражают в первую очередь состав и соотношение пород области питания [Шур, Патык-Кара, 1983]. Напротив, минеральные ассоциации комплексных при-брежно-морских россыпей (ПМР) отражают практически исключительно литодинамическую обстановку береговой зоны при существенно меньшем влиянии области сноса. Это проявляется в высокой корреляции главных рудных минералов и высоких значениях 1-ой главной компоненты, состав и "вес" которой является "мерой эффективности" самого рудного процесса. Предложенная методика, будучи апробирована на ископаемых россыпях, оказалась весьма эффективной при восстановлении палеофациальных обстановок их формирования, особенно если другие методы не дают однозначного ответа [Патык-Кара, Шевелев, 2000].
Важное концептуальное значение в решении задач минералогии россыпей имеет представление о россыпеобразующих барьерах, изменяющих условия миграции минералов и определяющих области концентрации минералов разной природы и разной миграционной способности. Не менее важно четкое разграничение типоморфных ассоциаций и типоморфных признаков минералов россыпей, унаследованных от коренных источников, и признаков, приобретенных при высвобождении, переносе и отложении в россыпи; оно обязательно как для поисков коренных месторождений по россыпям, так и для достоверной реконструкции обстановок россыпеобразования и оценки перспективности самих россыпей [Патык-Кара и др., 2001] .
К числу основополагающих публикаций, посвященных вопросам классификации россыпей, следует отнести статьи В.С. Трофимова [1964, 1971] и И.П. Карташова [1971], обращающие внимание на различную направленность процессов концентрации минералов разной крупности и миграционной способности. В статье И.П. Карташова [1971] предложен динамический подход, согласно которому все аллювиальные россыпи подразделяются на два класса: автохтонные россыпи, образованные частицами полезных компонентов, практически не перемещаемых водным потоком и поэтому вплотную приближенных к своим коренным источниками, и аллохтонные, - образованные подвижными классами минералов и, как следствие, возникающие на значительном удалении от источника питания. Этот принцип классификации россыпей, применимый также и для при-брежно-морских россыпей, оказался настолько продуктивным, что практически без изменения составляет основу всех схем динамической типи-заций россыпей [Словарь..., 1985]
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.