Глава 11. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ (1119273), страница 3
Текст из файла (страница 3)
являетсяэкзогенным реагентом.Яркими примерами влияния экзогенных факторов на происхождение эндогенныхполезных ископаемых могут служить оловоносные, редкометалльные и золоторудныеместорожденияВерхояно-КолымскойскладчатойзоныВосточнойСибири.Действительно, в раннем палеозое Колымский массив откололся от Восточно-Сибирскойплатформы, и между ними возник Восточно-Сибирский палеоокеан. При этом навосточной пассивной окраине Сибирской платформы стали отлагаться мощные толщитерригенных осадков, сносимых палеореками на севере с Анабарского архейского щита ираннепалеозойского осадочного чехла, а на юге этой провинции с Алданского щита иВитимо-Патомского нагорья.
В этих осадках в виде прибрежных россыпей постепеннонакапливались сносимые с древних щитов тяжелые фракции, в том числе касситерит,золото, минералы ниобия, тантала и других редких металлов. За 200−300 млн летсуществования Восточно-Сибирского океана на его западной окраине (т.е. на востокеСибирской платформы) таким путем накопилось не менее 12−15 км терригенных (в томчисле дельтовых и русловых) отложений начиная с девона (но в основном с карбона) доюрского возраста.В середине мезозоя началось новое сближение Колымского массива с Сибирскойплатформой, в результате Восточно-Сибирский океан стал закрываться.
Закрытие этогопалеоокеана в середине мезозоя сопровождалось смятием всей накопившейся до этоговремени на океанической коре окраинно-континентальной осадочной толщи и еенадвиганием на Сибирскую платформу. При этом под давлением Колымского массива,подмявшим под себя, подобно “ледоколу”, литосферу Восточно-Сибирского палеоокеана,в океанической литосфере, подстилающей окраинно-континентальную осадочную толщу,должны были возникнуть поперечные трещины. По этим трещинам в низы осадочнойтолщи внедрились базальтовые расплавы. Плотность базальтовых расплавовприблизительно равна 2,8 г/см3 и заметно выше средней плотности осадков 2,5−2,7 г/см3,поэтому базальты в основном внедрялись только в низы толщи.
Но температурабазальтовых магм на глубинах порядка 12−15 км достигает 1350−1400 °С, тогда кактемпература плавления водонасыщенных осадков на этих же глубинах не превышает650−700 °С. Отсюда следует, что осадки рассматриваемой толщи на контакте с горячимибазальтовыми магмами должны были плавиться, несколько снижать свою плотность ивязкость (из-за прогрева) и далее в виде гранитоидных интрузий − диапиров внедряться вверхние горизонты осадочной толщи. Средний состав этих гранитоидов от гранитпорфиров до липаритов соответствует средним составам осадочных пород зоны.
При этомпроисходила гидротермальная переработка накопившихся ранее в осадках рудныхэлементов. В результате возникала характерная рудная специализация гранитоидов исоответствующих им гидротермальных проявлений: на севере Верхояно-Колымской зоны,куда в основном сносились осадки с Анабарского щита, это оловорудная и танталниобиевая минерализация, а на юго-востоке зоны, куда поступали осадки с Алданскогощита и Витимо-Патомского нагорья, это преимущественно золоторудная минерализация.Другим примером могут служить магматические и метасоматическиежелезорудные образования Урала типа Качканарского месторождения титаномагнетитов,гор Магнитной и Благодать.
Во всех этих случаях возникновение таких железорудныхместорождений было связано с закрытием в позднем палеозое Палеоуральского океана инадвиганием Уральской островной дуги на восточный край Русской платформы. При этомв Палеоуральскую зону поддвига плит оказались затянутыми мощные осадочные толщирифея и более древние породы типа Тараташских железорудных комплексов. Их316переплавление и гидротермальная активизация в этой зоне и привели к возникновениютаких месторождений. Интересно отметить, что, например, рудные тела Качканарскогоместорождения, связанные с внедрением в кору крупных габброидных массивов,оконтуриваются пироксенитами, а это означает, что вместе с железом базальтовыерасплавы выносили к поверхности и кремнезем.
Но в железистых кварцитах Тараташа какраз и наблюдается парагенезис железа с кремнеземом.Тектоника литосферных плит открыла новый подход и к выявлению основныхзакономерностей размещения полезных ископаемых на поверхности Земли. Так, из теорииследует, а эмпирические данные это подтверждают, что большинство эндогенных рудныхместорождений обычно формируется только по краям литосферных плит. При этомразным типам границ плит соответствуют разные комплексы руд и разное ихрасположение по отношению к самим границам.
Это позволяет использовать дляпрогнозирования и поиска полезных ископаемых геодинамические карты, на которыхотмечены положения и типы древних границ литосферных плит.11.2. Выделение земного ядра − главный процесс, определяющий эволюциюгеологических обстановок на ЗемлеВместе с геологической эволюцией Земли, естественно, менялись условия ирежимы формирования земной коры и сосредоточенных в ней полезных ископаемых. Какуже отмечалось, эволюционные процессы на Земле необратимы. Поэтому для выясненияосновных эволюционных закономерностей формирования полезных ископаемых вдалеком прошлом необходимо осторожно пользоваться принципом актуализма(настоящее − ключ к прошлому) постоянно внося в него эволюционные поправки.Например, сейчас выясняется, что в архее еще не существовало зон поддвига плит,поэтому и режимы образования континентальной коры, а вместе с ней и большинстватипов эндогенных полезных ископаемых были тогда совсем иными и совершеннонепохожими на современные условия их образования.
Учитывая это обстоятельство,рассмотрим теперь проблему эволюции полезных ископаемых во времени с точки зрениянаиболее общей теории глобальной эволюции Земли. В основе этой теории лежитпредставление, что главным энергетическим процессом, управляющим развитием Земли вцелом, является процесс образования и роста земного ядра.Как уже отмечалось, по современным представлениям, основанным на идеях О.Ю.Шмидта (1948) и разработках В.С.
Сафронова (1969), Земля, как и другие планетыСолнечной системы, образовалась благодаря “холодной” аккреции газопылевогопротопланетного облака. По этой причине молодая Земля сразу же после образованиябыла “холодной”, тектонически пассивной и однородной по составу и строению планетой.В результате все рудные и другие элементы были более или менее равномернораспределены по всему объему только что образованной Земли со своими “кларковыми”содержаниями и не образовывали скоплений, которые можно было бы отнести к залежамполезных ископаемых. Отсюда следует, что в молодой Земле вообще не быломесторождений полезных ископаемых.В геологической истории Земли следует выделять три крупных эона: катархей (от4,6 до 4,0–3,8 млрд лет назад), архей (от 4,0–3,8 до 2,6 млрд лет назад) и протерозойвместе с фанерозоем (2,6−0,0 млрд лет назад).
Все три эона по-своему уникальны и тесносвязаны с тремя этапами процесса формирования земного ядра, рассмотренными в гл. 4.Напомним, что первоначально Земля разогревалась только за счет выделения в ее недрахрадиогенной и приливной энергии. Судя по оценкам, приведенным в гл. 5, всего закатархей, т.е. за первые 600 млн лет жизни Земли, в ее недрах выделилось около 1,1·1037эрг радиогенной и 2,1·1037 эрг приливной энергии.
Благодаря такому разогреву первичныйтеплозапас Земли повысился с 7,12·1037 до 9,2·1037 эрг в начале архея. В результате около4,0 млрд лет назад в экваториальном поясе Земли, в котором приливные деформации317достигали максимального значения, на глубинах около 200−400 км началось плавлениевещества верхней мантии. После этого момента стал действовать наиболее мощныйисточник эндогенной энергии – процесс химико-плотностной дифференциации земноговещества. При этом химико-плотностная дифференциация земного вещества происходилапутем сепарации расплавов железа и его окислов от силикатов мантии. В архее этотпроцесс развивался по механизму зонной дифференциации вещества, и к концу архея онпривел к “катастрофическому” событию образования земного ядра (см.
рис. 4.3). Впоследующие эпохи рост ядра происходил уже по более спокойному бародиффузионномумеханизму дифференциации мантийного вещества. Он же играл (и продолжает играть)главную роль в возбуждении крупномасштабной мантийной конвекции – главногофактора тектонической активности Земли.Напомним, что в архее вместе с железом и его окислами в кольцевой слойрасплавов преимущественно переходило и большинство сидерофильных ихалькофильных элементов (см. рис. 4.10). По этой причине конвектирующая мантия надпогружающимся кольцевым слоем зонной дифференциации земного вещества в археебыла обеднена и железом, и другими сидерофильными элементами.
Поэтому, вероятно,архейские континентальные щиты и зеленокаменные пояса в них не отличаютсяповышенным металлогеническим потенциалом.Процесс перемещения плотных окисно-железных расплавов к центру Земли ивытеснения оттуда первозданной сердцевины (рис. 4.3,в,г), должен был сопровождатьсявыделением огромной энергии, около 5·1037 эрг, что привело в конце архея к перегревупланеты. Возникшие при этом интенсивные конвективные течения в мантии полностью ирадикально перестроили весь существовавший ранее режим тектонического развитиянашей планеты и привели к формированию первого в истории Земли суперконтинента –Моногеи, что произошло, вероятно, в самом конце архея. Таким путем, по-видимому,можно объяснить и образование земного ядра около 2,6⋅109 лет назад.О таком развитии сценария, в частности, свидетельствуют и палеомагнитныеданные, показывающие, что дипольное магнитное поле современного типа у Землипоявилось только около 2,6⋅109 лет назад, т.е.
на рубеже архея и протерозоя (см. рис. 4.4).Анализ изотопных отношений свинца практически однозначно свидетельствует о том, чтоземное ядро выделялось без плавления силикатного вещества Земли. Более того,приведенный сценарий развития процесса формирования земного ядра неплохоописывается двухступенчатой моделью изменения отношений изотопов свинца, согласнокоторой до начала этого процесса эволюция изотопных отношений происходила взамкнутом резервуаре, а после начала процесса − с учетом перехода части свинца врастущее земное ядро. К настоящему времени в ядро Земли погрузилось около 30%земного свинца (Сорохтин, 1999).Процесс выделения земного ядра, прежде всего, сказался на тектоническойактивности Земли.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
