Следствия для теории

Обоснование и введение в научный оборот понятия «подготовительная стадия осадочного марган­це­ворудного процесса» легко разрешает проб­лему источников марганца путем отрыва во вре­мени стадии седиментации руд от стадии химического выветривания металла из горных пород.

Временной разрыв между стадиями выщелачивания и садки, продолжительность которого исчисля­ется в геохронологических масштабах, предопре­деляет пересмотр всей системы взглядов на поверхност­ные воды, как на инертную и косную субстанцию, служащую лишь для кратковремен­ной транспортировки рудного вещества.

На подготовительной стадии марганцевого рудогенеза воды рек, болот, озер и континенталь­ных морей выступают в качестве активного реа­гента, эффективного сепаратора и емкого долговеч­ного акку­мулятора марганца, заменяя собою магматические очаги, вулканы, рифты, разломы, линеа­менты, гидротермы, марганценосные формации, космическую пыль и другие гипотетичные в своем большин­стве объекты и явления, что так часто и безосновательно рассматриваются в каче­стве источ­ников ме­талла.

Глубоководные впадины Мирового океана и древних континентальных морей оказываются бо­лее стабильными геологическими объектами, чем самые грандиозные складчатые сооружения на по­верхно­сти суши. Морская вода накапливает и хранит рудные элементы в таких количествах, ка­кие не созда­ются при всех других геологических процессах, происходящих в недрах твердой земной коры. Все крупные месторождения руд марганца, железа, бокситов и фосфоритов имеют осадочное морское про­исхождение.

Дефицит многих гидрогенных полезных ископаемых возникает из-за непонимания самого важ­ного свойства океанических впадин – их способ­ности менять подвижность рудных элементов до неуз­наваемо­сти (последняя страница статьи).  Инертные и малоподвижные в окислительных усло­виях поверхност­ного стока, марганец и алюминий образуют истинные растворы своих сульфидов в серово­дородной зоне морских котловин, становятся высо­коподвижными (марганец) и агрессивными по отношению к силикатам (алюминий). Извлеченные на поверхность,  сульфиды быстро разруша­ются с об­разованием серной кислоты, а большинство сульфатов растворяется в воде практически неог­рани­ченно. Алюминий выпадает в осадок в самом начале процесса окисления сульфидных вод подготовитель­ного бассейна и поэтому не участвует в образова­нии сульфатов, а марганец осажда­ется значи­тельно позднее - при нейтрализации кислых растворов щелочами наступающей транс­грес­сии. Харак­тер кон­такта кислых и щелочных вод определяет структурную позицию месторож­дения.

Вопрос о конкретных физико-химических условиях образования месторождений фосфоритов можно выяснить по аналогичной методике – исследо­ванием растворимости фосфатов при различных рН-Еh. Серная кислота углефицирует органическое вещество, следовательно, должна существовать связь марганцевого оруденения с угле- и нефтегазоносными фор­мациями подготовительных впадин.

*  *  *

Рассматриваемая рабочая гипотеза отменяет прямой смыв марганца “реками с водосборов” и “быс­трое окис­ление” рудных растворов в морской воде (28, с. 381), а также утверждения о том, что “аномаль­ный - сероводородный - газовый режим, столь резко выраженный в Черном море, тормозит рудообра­зование” (там же, с. 92), что “нахождение двухвалентного марганца ... невозможно в усло­виях резко окислительной среды в водной массе морей...” (27, с. 314), что марганец отделяется от же­леза в коре выветривания (там же, с. 316, 390), что окисные руды являются продуктом окисле­ния карбонатов (25, с. 248), а минеральная зональность месторождений обусловлена диагенезом (27, с. 318), в процессе которого марганец "стягива­ется" (28, с. 298) в "первоначально пустые породы" (там же, с. 389), которые "играют роль своего рода коллектора" (25, с.248).

Гипотеза эта не требует "...усиленной подачи с континента ... элементов с ничтожной раство­римо­стью..." (26, с. 72; 28, с. 390) и "присутствия на водосборах пород ... обогащенных марган­цем..." (28, с. 391), как не нуждается и в выделении "особого генетического типа олигоцено­вого мар­ган­цеворуд­ного процесса" (28, с. 392), как "удивительного и экзотического явления ... пора­жаю­щего исследовате­лей своей колоссальностью" (там же, с. 392).

Рабочая гипотеза отвечает на вопросы о характере распределения литофаций и ми­нераль­ных ти­пов руд в плане и на разрезах, об особен­ностях морфологии продуктивных залежей и текстур руд; она, в ча­стности, опрокидывает многосложное нагромождение теории диагенетиче­ского "под­тяги­вания" мар­ганца к побережью по слоям осадочных отложений (28, с. 322, 324 и др.), построен­ное для объяснения сдвига процентных содер­жаний марганца относи­тельно его абсолютных масс и предлагает вместо диагенетических "подтяжек" общеизвестный механизм гравитацион­ной диффе­рен­циа­ции сорбированного глинами рудного коагеля.

Рассматриваемая гипотеза объясняет бескарбонатность майкопских глин Днепрово-Донецкой впа­дины увеличением кислотности её вод, а не “похолоданием” (28, с. 187) климата.

Здесь нужно отме­тить, что северное побережье Черного моря с месторождениями марганца Нико­поль-Большетокмакской и Варненской групп Н.М. Страхов отнес к зоне северного умеренно влаж­ного климата, а южный берег того же моря - к аридной зоне (26. фиг. 42, 43; 21, фиг. 1), и даже юго-восточное побережье района Чиатурского место­рождения огибается границей аридной зоны (фиг. 43) по той, видимо, причине, что “...железные, бокситовые и марганцевые руды ... пол­но­стью выпадают из набора осадков аридной зоны” (26, с. 137).

На самом деле, “явно выраженное похолодание” (28, с. 188) не является первопричиной образова­ния месторождений марганца, но может иметь положительную связь с ним вследствие повы­шения раство­римости O₂ и СО₂ в более холодных водах подготовительного бассейна, способст­вуя их аэрации и окислению сероводорода. Интенсивное выщелачивание и высокая подвижность мно­гих элементов в условиях гумидного кли­мата вовсе не означают их намерения тут же вер­нуться в исходное консолидированное положе­ние, т.е. образовать новые концентрации вместо тех, из кото­рых они только что были извлечены.

На­против, по своему генезису марганец находится ближе к элементам галогенных формаций, чем лю­бой другой руд­ный компонент природных вод; подтверждение этому выводу находится в про­с­тран­ственной и времен­ной связи марганцеворудных бассейнов и галогенных формаций (Предкар­патье, Причерноморье, Предуралье и др.). Подвижные в гумидных условиях, члены триады стано­вятся малоподвижными в арид­ной зоне; вы­щелоченные в большом количестве кислыми во­дами, они становятся избыточными в ще­лочных; испа­рение и засоление аридного водоема делают их присут­ст­вие в растворах невозможным. Поэтому теорию гумидного литогенеза Н.М. Страхова нужно счи­тать ошибочной в самой своей основе, как и теорию латеритного бокситообразования. Обе эти тео­рии принесли нашему хозяйству только ущерб и экологические бедствия.

Принятая в качестве временного инструмента анализа материалов разведок Улутелякского место­рож­дения, рабочая гипотеза снимает проблему источников металла, устраняя базу псевдонауч­ных теорий эндогенного и экзогенного происхождения рудного вещества; раскрывает роль трансгрессий и регрессий в марганцевом рудогенезе, объясняет одинаковость минерального со­става руд и сходность геологического строения месторождений причерноморской группы общно­стью подготови­тельного бассейна и одним и тем же, единственно возможным механизмом образова­ния руд­ных концентраций.

 Таким образом, из ряда самых сложных проблем современной геологии процессы образова­ния руд­ных концентраций марганца и бокситов перехо­дят в число наиболее понятных и простых геоло­гиче­ских явлений, а месторождения соответствующих металлов становятся самыми предсказуе­мыми.

Выпадая из бессистемного нагромождения разноречивых фактов и сведений, из кутерьмы фантасти­ческих предположений, рассуждений и домыслов, исполнитель геологоразведочных работ впер­вые опускается на устойчивую платформу простой и логичной гипотезы и, постепенно обре­тая ориентацию в континентальном пространстве и геологическом времени, в теории правдивой и лож­ной, начинает понимать: где - север (континентальное море в стагнации), а где - юг (направ­ление мощной регрессии); где - верх (последний сероводородный бассейн с бокситами), а где - низ (некомпенсированная впадина с месторождением марганца в её борту).

*  *  *

На примере марганцевых руд и бокситов мы увидели, что разнообраз­ные геологиче­ские явле­ния, особенно те, которые сопровождаются генерацией искомого руд­ного вещества, часто маски­руют истин­ное содержание рудогенеза и тем вводят исследователя в заблу­жде­ние, которое в геологи­че­ской науке редко не бывает фатальным и необратимым. В отли­чие, напри­мер, от машино­строе­ния, где заблуж­дения конструкторов своевременно обнаружи­ваются и не отбрасывают назад общее разви­тие отрасли, ошибочные геологиче­ские концепции носят более масштабный – глобаль­ный харак­тер. Бесплодные генетические конст­рукции существуют и господствуют десяти­летиями, подавляя са­мим своим существованием все альтерна­тивные воззрения, а научная состоятельность и практи­чес­кая работоспособность их начи­нают подвергаться сомнениям лишь на ста­дии пол­ного упадка соответствующей минерально-сырье­вой базы.

Крупные осадочные месторождения марганца, бокситов, железа и фосфоритов нужно внима­тельно изучать по той причине, что они наглядно иллюстри­руют главное течение рудного процесса в его “чистом” виде, а не побочные и второстепен­ные, искажен­ные на мелких месторождениях непри­частными к рудообразованию явлениями, такими как гипергенез, диагенез, метаморфизм, вулка­низм, гидротермальная деятельность и т.п.

Тщательное изучение структурно-тектонической позиции и пространственно-временной связи круп­ных месторождений разнообразных руд осадоч­ного происхождения может завершиться созда­нием стройной и логиче­ски безу­пречной теории осадочного рудогенеза, что нужно считать достой­ной целью геологиче­ской науки. Предлагаемое решение крупней­ших проблем рудной геологии озна­чает дости­жение цели, к кото­рой всегда стремилась геологическая наука в СССР и за рубежом.

Но простое и логичное описа­ние мар­ганцеворудного процесса обнаруживает одновременно и вели­чайший  провал в теории рудоге­неза, кото­рый, в отличие от существа вопроса, не поддается логи­ческому объяснению.

- В самом деле, если заблуждение о “трансгрессивном” происхождении месторождений марганца можно объяснить самодостаточностью тер­мина, то как можно спутать пролив c рекой?

- Как можно за­быть о существовании проливов, если вся геология осадочных месторождений по­с­тро­ена на описа­ниях морских отложений?

- На каком основании предполагается возникновение геохимических барье­ров в замк­нутых водо­емах, если общеизвестно, что только при смеше­нии двух растворов, даже са­мых прозрач­ных, всег­да образуется какая-то муть?

- Чем, наконец, объяснить происхождение тео­рии “подтяжек”, автор которой изучал геохимию осадков Черного моря с 1928 года, руководил двумя спе­циа­лизированными институтами (ГИН и НИИ океанологии) и не оставлял без своего внима­ния тео­рию марганцевого рудогенеза на протяже­нии полу­века?

Очередные проблемы

Рассматриваемая гипотеза нуждается в детальной проработке по всем направлениям:

-      сколько марганца может содержаться в анаэробной зоне подготовительного бассейна? Ка­ковы пре­дельные концентрации марганца в присут­ствии сероводорода? Все ли поступающее в бас­сейн же­лезо уходит в пирит? Что происходит с алюминием, фосфором, барием, свинцом, цинком, дру­гими руд­ными элементами?

-      как окисляются сероводородные воды подготовительного бассейна - по всей акватории одновре­менно, или только в проливе? Какова мощ­ность слоя окисленных вод? Имеет ли место страти­фикация рас­творов рудных элементов в малоподвижных зонах аноксий? Как зависит реакцион­ная способность металла от величины Eh раствора, - существует ли градиент активности эле­мента в гидрохимической ко­лонке застойной впадины?

-      какова динамика окисления сульфидных растворов анаэробной зоны? Как меняется pH в ре­докс-зоне, над и под нею? Отражается ли в осад­ках "нижнего" бассейна последователь­ный сброс вод различного химизма из "верхнего" подготовительного бассейна? Какие хими­ческие процессы проис­ходят в редокс-зоне при вертикальных её колебаниях?

-      как меняется во времени "рудоносность" пролива в процессе разгрузки подготовительного водо­ема? Когда наступает и какова продолжитель­ность собственно-ру­доносной фазы переноса мар­ганца про­ливом? Имеет ли место лавинный перенос и что этому предшествует? Как вообще влияют параметры пролива на перенос и осаждение рудного вещества?

-      какова геохимия кремнезема в марганцеворудном процессе? Могут ли окремнелые породы рас­смат­риваться в качестве поискового признака? Что происходит с алюминием, фосфором и желе­зом при перемене восстановительных условий подготовительного бассейна на окислительные, щелоч­ных на кислые, кислых на нейтральные?

-      что происходит в конечном водоеме при седиментации руд? Какие геохимические  барьеры здесь возникают? Как происходит инвер­сия рудоотложения в сероводородное марганценакопле­ние?

-      как осаждается марганец в элек­тролитах соленых морей и солеродных лагун? Куда исчезла сера девонских бассейнов - не редуцировалась ли она в колче­даны Зауралья?

-      каковы критерии различения подготовительного бассейна от рудного? Что можно счи­тать пря­мым признаком того или иного бас­сейна, а что косвенным?

-      как меняется окислительно-восста­новительная обстановка и щелочно-кислотные условия в озерно-болотном ландшафте после распада и разгрузки подготовительного бассейна? Сколько здесь остается марганца и какова его даль­нейшая судьба?

-       почему месторождения фосфоритов - Ашинское, Селеукское, Каратау (мангышлакский), Днеп­рово-Донецкие и др. так тяготеют к марганцеворуд­ным бассейнам? Каковы геохимические особен­ности фосфатонакопления в подготовительном бассейне?

-      от чего и как зависит относительное местоположение залежей Al-P-Mn-Fe по латерали и воз­расту рудовмещающих от­ложений?

-      чем измеряется агрессивность сульфидных вод при гидролизе горных пород? Где доказатель­ства совместного нахождения рудных элементов в аноксичных зонах? Что показывают прямые измере­ния кон­центраций металлов в сероводородных котловинах?

-      существует ли подводный метасома­тоз донных отложений сульфидными растворами алюми­ния? С чего начинается бокситиза­ция? Как вторгается алюми­ний в кристал­лическую решетку сили­ката? Каковы физико-химические па­раметры среды накопления бескремнистых бокситов? – С вытесне­ния более слабого металла? – Со стороны кислорода? – С гидроксильной группы? – Или пер­вым замещается кремний (хорошо раство­римый в сульфидных щелоч­ных водах)?

-      существует ли генетическая связь между марганцеворудными и бокситорудными бассейнами в Се­верном Причерноморье, в Северной Австра­лии, в Западной Африке, в Западной Индии, на дру­гих плат­формах и континентах? Как соотносятся между собою запасы марганцевых руд и бокси­тов в подобных ассоциациях месторождений?

Все перечисленные, и еще множество других вопросов, которые неизбежно возникнут в про­цессе дальнейшей разработки общей теории осадоч­ного рудогенеза, более не явля­ются не­пре­одоли­мым препятствием на пути изучения месторождений марганцевых руд, бокситов, фосфори­тов и других малопонятных по своему происхождению, но чрезвычайно важных по значению источни­ков минерального сырья. Все эти вопросы переходят из ранга неразрешимых проблем в катего­рию конкретных задач для теорети­ческой проработки и практических измерений параметров водной среды и рудных раство­ров.

Эти вопросы уже не вызывают недоумения и замешательства - они требуют точных ответов.

Они не закрывают, а откры­вают широкое поле для перспек­тивных исследований.

Вперед