СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ МАРГАНЦЕВОГО РУДОГЕНЕЗА

Проблема источника рудного вещества

Первой проблемой марганцевого рудогенеза всегда был вопрос об источнике рудного веще­ства. Неопределенность этого источника самым решительным образом влияет на конечные резуль­таты геологоразведочных работ.

Неуверенность и колебания по вопросу источника металла обна­руживаются в любом исследова­нии по этой теме, хотя встреча­ются и примеры безапелляционных выво­дов из самого факта отсут­ствия фактов, т.е. из отсутствия достоверных источников марганца.

Так, осадочное проис­хождение Усин­ского месторождения, установленное еще в 1941 году К.В. Ра­дугиным  и подтвержденное А.Г. Бетехтиным, в последние годы постоянно подвергается сомне­нию,  поскольку “Кон­тинент в период образова­ния марганцеворудных осадков в Кузнецком Алатау отсутствовал; суша в это время имела ост­ровной характер…”, следовательно, “…источником марган­це­воруд­ных растворов могла быть лишь подвод­ная вулканическая деятельность” (30, с.6).

Другой пример: описание месторождений марганца в Башкирском Зауралье В.В. Калинин начи­нает с сообщения о том, что ”На основании проведен­ной разведки были высказаны правильные пред­ставле­ния об образовании рудных накоплений в морском водоеме осадочным путем (здесь и далее выделено мною - Г. В.) в условиях временного затухания вулканической деятельности...” (10, с. 55), а заключает свою статью словами: ”Что касается первичных источников главных компонен­тов – марганца, железа и кремния, то имеются полные основания связывать их с вулканической дея­тель­ностью” (там же, с. 90).

Д.Г. Сапожников также считает, что марганцевые месторождения Маг­нитогорского синклинория имеют“... бесспорно эндогенную природу...” (23, с. 4).

Более осторожен В.В. Калинин в суждениях об источнике рудного вещества в другой статье того же сборника (10): ”В настоящее время оста­ется открытым вопрос об источнике металла в рудах описы­вае­мого месторождения. Палеогеографическая обстановка эпохи накопления руд был такова, что поблизо­сти от места современного расположения месторождения Тахта-Карача не существо­вали крупные участки суши. Это обстоятель­ство делает маловероятным поступление рудных эле­ментов с суши. Од­нако связывать их происхождение с вулканической деятельностью не пред­став­ляется возмож­ным из-за отсутствия данных” (там же, с.26).

Перечень подобных примеров можно продолжить упоминанием Мангышлакского, Улутелякского, Ла­бинского, Никопольского, Чиатурского, Полуноч­ного, Порожинского, Караджальского, Ушкатын­ского и многих еще других месторождений, где близлежащие участки суши во время рудонакоп­ле­ния представ­ляли собою небольшие по площади острова, совершенно непригодные для подачи  необ­ходи­мых объемов рудного веще­ства.

В обоснование последующих выводов здесь заметим, что небольшие участки суши или острова вблизи формирующегося месторождения всё же существовали.

Наблюдения ископаемых обра­зований свидетельствуют о том, что наличие обширного конти­нента с повышенным содержанием мар­ганца в слагающих его породах не является необходи­мым усло­вием для образования промышлен­ного месторождения. Более того, представленный выше пере­чень примеров ука­зывает на то, что отсутствие суши является правилом, типичной закономерно­стью марган­цевого рудоге­неза.

Если же учесть, что хемогенные марганцевые руды залегают среди грубозернистых отложений ли­торали, в которых встречаются глыбы кристалличе­ских пород размером до 0,9 м в диаметре (10, с.147), а это, в свою очередь, исключает сингенетичное хемогенное рудонакоп­ление в зоне вывет­рива­ния (на интенсивно разрушаемых остро­вах), то правомерен вопрос о роли поверхностного стока в осадочном рудогенезе вообще.

Дру­гими словами, – можно ли говорить об экзогенном - за счет выщелачивания из горных по­род, происхождении марганца, если известно, что континент вблизи формируе­мого месторождения отсутствовал, следова­тельно, отсутст­вовал и прямой смыв обогащен­ных мар­ганцем продуктов хими­ческого выветри­вания?

В более правильной постановке этот вопрос звучит так: нужно ли безоговорочно при­нимать гипо­тезу под­водных вулканических или гидротермаль­ных извержений рудного вещества, если ника­ких объемов металла в область рудонакопления суша поставить не могла по той простой при­чине, что самой суши не было?

– Положительный ответ на этот во­прос всеми упомянутыми в настоящей статье исследователями по существу и оказывается тем субъ­ективным фак­тором, который обусловил нынешнее состояние мар­ганцеворудной базы в России.

Проблема рудоотложения

Другой трудный вопрос – о механизме рудоотложения, - о способах переноса марганца и усло­виях его осаждения в определенных участках литорали и мелководного шельфа.

Господствовавшее в по­следние 100 лет предположение о прямой связи рудообразования с мор­скими трансгрессиями не отве­чает на целый ряд частных вопросов:

-      почему, например, хадумская трансгрессия сопровождалась образованием Никопольского и Болше­токмакского месторождений, а все другие (меловые, палеоценовая, эоценовая) – нет?

-      каким образом трансгрессия приносит рудное вещество с валовым содержанием марганца до 2,5–3 т/м² на одни (локальные) участки затопляе­мого побережья, а все другие оказываются безруд­ными?

-      как случилось, что линзы порошковатых хемогенных руд перемежаются и даже расклинива­ются плохо сортированными осадками мелковод­ного шельфа? - Каков механизм совмещения дис­перс­ных химиче­ских осадков с грубообломочными отложениями прибрежной зоны?

-      чем, наконец, объяснить явно противоположное направление течения вод “рудоносной” транс­грес­сии тому направлению, что определенно уста­новлено по закономерной смене литофаций, грану­лометрического состава рудных отложений, а также по морфологии продуктивных залежей, тек­стурам руд и строению конкреций?

Отсутствие ответов на множество подобных вопросов и неоспоримые доказательства переноса руд­ного вещества вместе с терригенным материа­лом по на­правлению от побережья к батиали Чер­ного моря послужили Н.М. Страхову основанием для разработки теории диагенеза рудных отложе­ний дельт рек, согласно кото­рой выносимый реками с Азово-Подольской суши (которой в олигоцене не существовало) концен­три­рованный до 10 мг/л раствор бикарбоната марганца в окислительной среде морской воды существовать не может (27, с. 314), поскольку “...нормальное содержа­ние О₂ в морском бассейне в макси­мальной степени изгоняет марганец из наддонной воды и способствует его аккумуляции в осадке” (28, с.92). И поэтому “Столь пересыщенные рудные растворы быстро окисля­лись, а возник­шие гели осаждались на дно ...”  (28, с. 381)  в четырехвалент­ной форме гидроксида мар­ганца (27, с. 312).

По этому поводу Е.А. Соколова справедливо заметила, что “...насыщенность речных вод О₂ (а зна­чит, и окисленность среды) всегда выше, чем в любом морском бассейне. Это значит, что дельто­вая зона реки не могла служить окислительным барьером для водорастворенного марганца (кроме того, раствори­мость его соединений пресной воде крайне незначительна)” (24, с. 77).

Позд­нее Н.М. Страхов заменил пероксид на двухвалентный псиломелан-вад (28, с.381), остав­ляя в расчетах хи­миче­ских реакций все же четы­рехвалентную форму (28, с.385), которая в качестве сильного окисли­теля создает более удобные стартовые условия для развития теории диагенеза.

По его теории первичный осадок псиломелана в результате действия собственных “запасов реду­ци­ента” (Mn ⁴⁺, 28, с. 386) преобразовывался в кар­бонат путем “диффузионного натягивания каль­ция и магния из наддонной воды в иловую” (28, с. 389), а затем “в результате энергичного диаге­не­тического перераспределения марганца и стягивания его в рудные линзы...” (28, с.298) проис­хо­дило “облагораживание руды …благодаря интенсивному латеральному перемещению мар­ганца из более тонкозернистых глинисто-алевритовых осадков авандельты в пески подводной части дельты. В данном случае месторождение возникло в первоначально пустых породах за счет по­ступле­ния мар­ганца со стороны, из соседнего участка” (28, с. 389).

Завершалось формирование ме­сто­рождений в зоне гипергенеза, где по Н.М. Страхову происхо­дило “... подтягивание марганца в окисленную зону за счет миграции из зоны карбонатной в пер­вые моменты развития гипергенных про­цессов” (28, с. 324).

Теория диагенетического “подтягивания” марганца из карбонатной зоны в грубозернистые пески ли­торали была использована Е.А. Соколовой и др. (25) для интерпретации особенностей геоло­гиче­ского строения Мангышлакского месторождения, в процессе которой из трех достоверных фак­тов авторам удалось сделать четыре противоречащих этим фактам вывода.

Факты:

1) “исключительная” приуроченность окисных руд к пачке бескарбонатных дельтовых песчани­ков,

2) наличие фациальной зональности и постепенного перехода от окисных руд близ Каратауских ост­ровов - к карбонатным по латерали некомпенси­рованной Чакырганской впадины,

3) выклинивание рудных отложений с наиболее богатыми окисными рудами при приближении к Кара­таускому антиклинорию, где они "среза­ются" глинами среднего олигоцена до подстилающих карбо­натных отложений эоцена, а далее на север эти глины перекрывают полный разрез мезо­зоя.

Выводы:

1) “Таким образом, на Мангышлакском месторождении первичная рудная зональность отсутст­вует и появление окисных марганцевых руд связыва­ется с постепенным окислением их карбонатных разно­стей” (25, с. 243);

2) “ ...исходные карбонатные руды имеют постседиментационную (позднедиагенетическую или эпиге­нетическую) природу (там же);

3) “В данном случае эти песчаники играли роль своего рода коллектора, способствующего осажде­нию и накоплению соединений марганца” (там же).

4) “Весьма вероятно, что имело место удачное сочетание двух факторов, способствующих рудообра­зованию - наличие резко локализованного среди глин тела песчаников и открывающейся в эти породы приразломной зоны, способствующей миграции растворов” (там же).

В свою очередь, Е.А. Соколова одобрила работу А.А. Шаркова, который объясняет генезис описан­ных А.Г. Бетехтиным осадочных месторожде­ний марганца Зианчуринской группы тем, "... что основные компоненты руд привносились в бассейн седиментации гидротермальными растворами из эндоген­ного источника, вероятнее всего вулканического очага, который располагался вне преде­лов рас­сматривае­мого района. Поступление раство­ров, обогащенных рудным веществом, происхо­дило им­пуль­сивно, на что указывает ритмичное строение рудных пластов.

Анализ фактических данных позволяет сделать вывод о том, что Мурадымовский разлом явля­ется ру­до­контролирующим, в пределах которого в раннекаменноугольное время находился источник марганце­вого вещества. Прямых признаков, указывающих на вулканическую деятельность в период формирования марганцевого оруденения, в Зианчуринском районе не установлено. Тем не менее, при­ве­денные данные позволяют отно­сить руды серегуловского горизонта к вулканогенно-осадоч­ным об­разованиям.

В настоящее время мы связываем происхождение марганцевых руд с вулканиче­ской деятельно­стью и считаем, что основные компоненты их постав­лялись гидротермаль­ными раство­рами в мор­ской бассейн из вулканического очага  на завершающей стадии его деятельности” (31, с. 203).

Реакция Ученого совета ВИМС на эту работу также примечательна (выписка из протокола № 13 от 27.05.87):

“... При обсуждении были заданы вопросы:

В.А. Блинов: Чем объясняется такой большой разрыв марганценосных эпох нижнего карбона и ниж­ней перми?

Ответ: Периодами активизации вулканической деятельности.

“... А.Е. Лисицын: Есть ли вулканические аппараты в районе исследований?

Ответ: В пределах изученного района нет.

Ф.Э. Апельцин: А в других районах есть?

Ответ: Да.

“... В.А. Блинов: В изученном районе вы выделяете инфильтрационные руды. Какова их при­рода?

Ответ: Окисленные марганцевые руды образовались по первичным карбонатным рудам в зоне ги­пер­ге­неза.

... Г.С. Момджи: Вы сказали, что вулканические постройки имеются в Магнитогорском синклино­рии, но они отделены от Зианчуринского района хребтом Урал-Тау и не могли служить поставщиком мар­ганца?

Ответ: Я не говорил, что вулканические аппараты Магнитогорского синклинория служили поставщи­ком рудного вещества, но указал лишь местона­хождение ближайших вулканических аппара­тов, существо­вавших в раннекаменноугольное время.

... При обсуждении отчета выступили:

Г.С. Момджи: ... Работа А.А. Шаркова по существу является его второй кандидатской диссерта­цией, так как он выполнил ее сам. Такие крупные темы должны быть обеспечены кадрами... Необхо­димо отме­тить, что ни в передовом прогибе, ни в миогеосинклинальной зоне вулканические процессы не развива­ются. Что касается гидротермальной деятельности, то постинтрузив­ный цикл надо исклю­чить, так как нет и признаков интрузий. Но если это процессы гидротер­мально-инфильтра­цион­ные, то не должно быть такой четкой стратиграфической приуроченно­сти рудных тел к одному уровню. Таким образом, с источником марганца очень сложно. За такую работу надо да­вать отличную оценку...” (31, с. 230-235).

Вперед