Приуроченность рудных накоплений к основным элементам стратиграфического разреза

В течение рудной эпохи в условиях платформенных областей, в общем случае, происходит мобилизация огромных масс минерального материала, который отлагается затем, составляя толщи осадочных образований. В пределах последних на разных уровнях располагаются рудные накопления, обособившиеся в ходе седиментации, а также при последующем перераспределении вещества. Рудные накопления несом­ненно закономерно распределяются в толще осадочных отложений. Выше были рассмотрены некоторые особенности локализации место­рождений в пространстве, которые определяются расстоянием от обла­сти сноса и положением по отношению к берегу водоема. В настоящем разделе будет предпринята попытка определить приуроченность руд­ных накоплений к тем или иным частям стратиграфического разреза осадочной толщи.

Достаточно четко выраженная рудная эпоха обычно проявляется в геологическом разрезе поверхностью размыва и следами выветрива­ния более древних пород, на которых залегают осадочные серии, отло­жившиеся за время рудной эпохи, среди них гакже залегают осадочные рудные накопления. Иногда в разрезах отдельных районов рудная эпо­ха выражается только накоплением осадков, причем размыв и пере­рыв в отложениях осадочной толщи не устанавливаются. Это на­блюдается в случае выделения полезного компонента из морской воды. Если рудный материал приносился с далеко отстоящего места разруше­ния пород, размыв в пределах района часто не фиксируется, однако он может быть обнаружен на соответствующем стратиграфическом уровне в смежных областях.

В случае формирования в данную эпоху лишь остаточных место­рождений без накопления сколько-нибудь значительной серии осадков, рудная эпоха выражается в разрезе только одной поверхностью раз­мыва и признаками выветривания. Рудные накопления сосредоточены в толще измененных материнских пород.

При выделении седиментационного комплекса осадочных пород, не­сущего оруденение и перспективного для поисков месторождений, обыч­но встречаются три основных случая в зависимости от тектонического режима района в течение рудной эпохи.

К первому из них относится такой, когда толща пород, соответствующая рудной эпохе, отложилась на фоне отрицательных движений земной коры. Рудная эпоха связывается здесь с трансгрессией моря, следующей за более или менее высоким стоянием континента. При этом размыв, как правило, предшествует рудообразованию.

Со вторым случаем, принципиально отличным от первого, геолог встречается, если рудная эпоха протекает на фоне положительных движений земной коры (обычно при регрессии мор Здесь размыв обычно следует за отложением комплекса пород, содержащих руду.

Третий случай, когда комплекс пород, отложившихся за вр< м рудной эпохи, накапливался в стабильных тектонических условиях.

В первом случае, т. е. если рудная эпоха связана с тран грессией, нижняя граница седиментационного комплекса выявляете достаточно четко: она совпадает с поверхностью размыва, устанавливав щейся в разрезе. Необходимо оговорить, что остаточное оруденени^ связанное с выветриванием данной эпохи, может быть моложе процесса размыва, однако в разрезе оно лежит всегда ниже поверхностей размы­ва и несогласия, приуроченной к основанию лежащей выше осадочной толщи. Преобладающая часть месторождений приурочивается к нижним горизонтам комплекса и лежит непосредственно на древних образова­ниях или отделяется от них маломощным прослоем главным образом обломочных пород. Рудные накопления обычно представлены здесь рос­сыпями, переотложенными рудами, главным образом алюминия, фос­форитовыми галечниками и конгломератами. Также с нижней частьк разреза связываются первично-осадочные месторождения железа, мар­ганца и алюминия, некоторые типы месторождений углей, несущих ред­кометальное оруденение и т. д. Это, как правило, континентальные руд­ные накопления, приуроченные ко второй рудной зоне, или прибрежные морские отложения, относящиеся к третьей зоне.

По мере продвижения вверх по разрезу пород седиментационного комплекса оруденение встречается реже и характер его меняется. Здесь начинают преобладать месторождения, типичные для третьей зоны, об­разовавшиеся в условиях морского водоема. Сюца относятся морские месторождения оолитовых железных руд, марганцовых руд, желваковые и пластовые фосфориты н горючие сланцы с редкометальным орудене- нием и т. д.

Седиментацпонный комплекс, соответствующий рудной эпохе разви­вающейся в условиях трансгрессии, зачастую обладает весьма нечеткой верхней границей. Для проведения ее можно иногда руководствоваться изменениями в составе порой, указывающими на то, что процесс транс­грессии закончился. С другой стороны, исчезновение из разреза рудных проявлений обычно дает основания для того, чтобы провести верхнюю границу комплекса седиментационных образований, соответствующих данной р\иной эпохе. Т_кое исчезновение рудопроявлений происходит тогда, когда прогибание земной коры и трансгрессия в регионе еще продолжаются, а рeдный процесс уже закончился.

Намеченная схема распределения месторождений в пределах се­диментационного комплекса не может быть прослежена в единичном разрезе, а иногда даже и в нескольких соседних разрезах. Она выяв­ляется лишь при изучении оруденения, связанного с одной рудной эпо­хой. на большой площади.

В ходе трансгрессии неизбежно некоторое смещение оруденения во времени и в пространстве. Рудные залежн, располагающиеся ближе к источник} рудного компонента, связываются с более молодыми членами седиментационного комплекса. Это и понятно, если учесть, что при трансгрессии оруденение следует за постепенным смещением зон се­диментации и рудообразования в направлении от третьей зоны к первой. В результате размеры правой, а затем и второй зон будут последова­тельно сокращаться и, наконец, весь регион представит собий огромную область распространения условий, господствующих в третьей °оне. В то же время падает интенсивность рудного процесса, поскольку в эпоху максимального развития трансгрессии области питания имеют наи­меньшую площадь или даже полностью перекрыты морем. На этом этапе рудообразование возможно в основном за счет выделения полезных компонентов из морской воды.

С трансгрессиями сериями связывается весьма значительное коли­чество различных осадочных месторождений. Уже давно Кайе (Сауеих, 1897, 1905) отмечал связь отложений фосфоритов с морскими трансгрес­сиями. При этом он и другие сторонники биолитной теории образования фосфоритов связывали с ними массовую гибель животных: организмы их разлагались и давали фосфор, необходимый для формирования за­лежей фосфоритов. Месторождения железных руд и бокситов часто свя­зываются с перерывами в разрезах, причем эти ископаемые, так же как и фосфориты, иногда бывают приурочены к самым основаниям, трансгрессивных серий.

Вопрос о распределении железных руд и бокситов в стратиграфиче­ском разрезе рассматривался А. Д. Архангельским (1937). Ю. К- Горец- ким (1947, 1949 а, б и др.), Б. П. Кротовым (1949), Н. М. Страховым

(1947)       и другими авторами. В частности, по мнению Б. П. Кротова, полная серия месторождений железных руд в геологическом разрезе состоит из накоплений четырех генетических типов, перекрывающих друг друга в следующей последовательности: 1) кора выветривания или месторождения коры выветривания; 2) обломочные (валунчатые) место­рождения; 3) озерные и 4) прибрежноморские месторождения. Пред­ложенная нами последовательность локализации месторождений в раз­резе включает основные элементы схемы Б. П. Кротова.

Связь марганцовых месторождений с трансгрессиями в ряде случаев также несомненна. Однако имеются отдельные месторождения напри­мер Улютелякское, на Западном склоне Урала, где такая приурочен­ность не наблюдается.

В качестве примера рудной эпохи, развивающейся в основном на фоне наступания моря, можно сослаться на палеогеновую эпоху юга Европейской части СССР, Средней Азии, Урало-Сибирской эпигерцин- ской платформы и некоторых других районов нашей страны. С, нею связываются месторождения бокситов на Украинском щите, месторож­дения марганца Украины, Кавказа, Мангышлака, осадочные марган­цовые руды восточного склона Урала и месторождения других полез­ных ископаемых. Связь с трансгрессиями характерна и для месторож­дений многих других полезных ископаемых. В связи с этим при анализе стратиграфического разреза в прогнозных целях особое внимание должно быть уцелено трансгрессивным комплексам отложений и осо­бенно нижним частям их, с которыми связывается преобладающая часть месторождений.

Рудная эпоха, проявляющаяся на фоне процесса регрессии (второй случай), благоприятна для формирования неко­торых специфических полезных ископаемых. При поднятии земной коры происходит смещение основных зон седиментации и рудообразования. Расширяется площадь первой зоны, причем здесь все более активизи­руются процессы размыва. Это приводит к возможности образования переотложеьных месторождений, формирующихся главным образом во второй зоне. Области, занятые морскими бассейнами, постепенно осу­шаются, что обусловливает сокращение третьей зоны и возможное пол­ное исчезновение ее в пределах региона. В результате вся область последнего может быть занята континентальными отложениями второй зоны. Остаточные образования, как правило, не б'⁷дут формироваться. Этому препятствуют постоянные положительные вертикальные движе­ния. Большое значение приобретают процессы размыва в области сно­са, включающей нулевую и первую зоны. В общем создается ситуация, мало бтагоприятная для образования месторождений полезных ископа­емых многих типов. Тем не менее с регрессиями связываются характер­ные месторождения осадочного генезиса, накапливающиеся в области понижений на суше, или в пределах морских водоемов, зачастую имею­щих реликтовый характер.

Именно с этими эпохами связывается образование солеродных бас­сейнов, например Приуральского, с огромными запасами солей различ­ного состава. К ним же приурочиваются накопления редких и рассеян­ных элементов. В течение этих эпох отлагаются породы, которые затем становятся исходным материалом при формировании месторождений самородной серы. На эти интервалы по времени падает образование большинства месторождений медистых песчаников, приуроченных к красноцветным сериям, а также месторождений ванадия, связанных с терригенными породами регрессивных серий.

В связи с изложенным возникает необходимость при прогнозе уде­лять значительное внимание регрессивным комплексам, соответствую­щим рудным эпохам. Верхние границы таких комплексов определяют­ся достаточно четко. Они совпадают обычно с границами регрессивных серий осадков, на которые часто с размывом ложатся толщи более мо­лодых пород. Нижние границы в большинстве случаев должны прово­диться условно. Наилучшим критерием для проведения нижней границы регрессивного комплекса в конкретном случае служит появление при­знаков оруденения в разрезе.

В качестве примера рудной эпохи, развивающейся на фоне процесса регрессии, можно сослаться на пермскую рудную эпоху Русской плат­формы с ее месторождениями солей, медистых песчаников, костенос­ными образованиями и некоторыми другими месторождениями.

В третьем случае, когда рудная эпоха не связывается с ясно выраженными движениями земной коры оп­ределенного знака, седиментационный комплекс не отделяется четкими границами ни сверху, ни снизу. Выделение его можно произве­сти, выявляя обогащение металлом пород стратиграфического разреза. Появление отложений, обогащенных металлом, может быть условно связано с началом рудной эпохи. Точно также конец ее выражается исчезновением руд в разрезе.

В заключение следует остановиться на той роли, которую играют перерывы в осадкообразовании и несогласии, в том числе угловые, при проведении границ седиментационных комплексов, а следовательно, и рудных эпох. Сказанное выше совершенно не означает, что каждую по­верхность размыва и перерыв в отложении осадков следует рассматри­вать как проявление начала или конца рудной эпохи. В самом деле в истории развития региона могли наблюдаться поднятия, в результате которых он превратился в область суши. Однако процессы выветрива­ния, проходившие на ней, могли проявиться в слабой степени, и не обусловить глубоких изменений материнских пород и выноса из них руд­ных элементов. Известны также случаи, когда процессы выветривания интенсивно проявляются на суше, но материнские породы по составу своему не могут служить источником рудных компонентов.

Тем не менее размывы в осадочных толщах и перерывы в осадко- накоплении должны быть внимательнейшим образом изучены. Значи­тельную роль в продуктивности осадконакоплений играет длительность перерыва. Мелкие внутриформационные размывы обычно не сопровож­даются выпадением из разреза мощного комплекса отложений. Они обу­словлены незначительными вертикальными движениями земной коры, едва приподнимающими осадочные отложения над уровнем моря. В других случаях они лишь выводят дно в зону активного воздействия волн и обусловливают донный размыв в самом водоеме. Понятно, что перерыв, связанный с такими движениями, обычно не может служить каким-либо указанием на наличие рудоносных отложений, приурочен­ных к нему. Тем более он не знаменует границы рудной эпохи, хотя известны отдельные накопления переотложенных фосфоритов и других полезных ископаемых, образовавшихся именно в таких условиях.