 | Тектоника плит и происхождение эндогенных полезных ископаемых |
Обычно терригенные осадки сносятся реками и временными потоками на континентальные окраины и отлагаются там на материковых склонах благодаря явлению лавинной седиментации (Лисицын, 1984). Кроме того, часто в основаниях таких терригенных отложений залегают толщи эвапоритов, образовавшиеся на ранних стадиях раскола родительских суперконтинентов (например в Мексиканском заливе и других регионах). При попадании таких осадков в зоны субдукции или коллизии, из них может выплавиться весь спектр коровых изверженных пород от гранитов до сиенитов и щелочно-ультраосновных пород со свойственной им минерализацией. При этом становится понятной пестрота этих полезных ископаемых.
Благодаря новому разрушению коровых пород и повторению процесса седиментогенеза проявляется и четвертая ступень обогащения уже континентальной коры рудными элементами. Самые поздние рудные месторождения такого типа могут быть и более богатыми, поскольку их рудное вещество за время геологического развития успевает пройти большее число рециклингов.
Примером тому служит олово, концентрация которого в более молодых месторождениях обычно выше, чем в древних, например, суммарное содержание олова в мезозойских месторождениях более чем на два порядка превышает его содержание в архейских рудопроявлениях (Соболев, Старостин, Пелымский, 2000). Аналогично с молибденом: в результате магматической переработки осадочных толщ концентрация этого металла в молодых месторождениях молибдена и вольфрама возрастает.
Другой пример влияния экзогенных факторов на формирование залежей полезных ископаемых - гидротермальные месторождения. Поскольку содержание воды в мантии ничтожно мало, то все без исключения гидротермальные месторождения независимо от их типа формируются либо за счет мобилизации поверхностных и грунтовых вод, омывающих горячие интрузивные тела, либо за счет освобождения остывающей магмой растворенной в ней воды. Но и в последнем случае водонасыщенная магма в процессе образования захватывала воду только из водонасыщенных осадков или из гидросферы.
К первому типу гидротермальных месторождений относятся образования большинства фумарол и горячих источников в вулканических областях и сульфидные отложения ““черных курильщиков”. Второй тип гидротермальных процессов сопровождается пегматитовой минерализацией, возникающей над гранитоидными массивами или при подъеме горячих и минерализованных вод из зон субдукции. Но гранитные магмы послеархейского времени возникали из переплавления песчано-глинистых водонасыщенных осадков в зонах коллизии, а вода в зоны субдукции попадает вместе с насыщенными ею породами океанической коры и пелагическими осадками. Таким образом, во всех случаях вода в гидротермальные месторождения поступает из гидросферы, т.е. является экзогенным реагентом.
Яркими примерами влияния экзогенных факторов на происхождение эндогенных полезных ископаемых могут служить оловоносные, редкометалльные и золоторудные месторождения Верхояно-Колымской складчатой зоны. Действительно, в раннем палеозое Колымский массив откололся от Восточно-Сибирской платформы, и между ними возник Восточно-Сибирский палеоокеан. При этом на восточной пассивной окраине Сибирской платформы стали отлагаться мощные толщи терригенных осадков, сносимых палеореками на севере с Анабарского архейского щита и раннепалеозойского осадочного чехла, а на юге этой провинции с Алданского щита и Витимо-Патомского нагорья. В этих осадках в виде прибрежных россыпей постепенно накапливались сносимые с древних щитов тяжелые фракции, в том числе касситерит, золото, минералы ниобия, тантала и других редких металлов. За 200-300 Му существования Восточно-Сибирского океана на его западной окраине накопилось не менее 12-15 км терригенных (в том числе дельтовых и русловых) отложений девона-карбона до юрского возраста.
В середине мезозоя началось новое сближение Колымского массива с Сибирской платформой, в результате Восточно-Сибирский океан стал закрываться. Закрытие этого палеоокеана в середине мезозоя сопровождалось смятием всей накопившейся до этого времени на океанической коре окраинно-континентальной осадочной толщи и ее надвиганием на Сибирскую платформу. При этом под давлением Колымского массива, подмявшим под себя литосферу Восточно-Сибирского палеоокеана, в океанической литосфере, подстилающей окраинно-континентальную осадочную толщу, возникли поперечные трещины. По этим трещинам в низы осадочной толщи внедрились базальтовые расплавы. Плотность базальтовых расплавов - 2,8 г/см3, выше средней плотности осадков 2,5-2,7 г/см3, поэтому базальты внедрялись только в низы толщи. Но температура базальтовых магм на глубинах порядка 12-15 км достигает 1350-1400 °С, тогда как температура плавления водонасыщенных осадков на этих же глубинах не превышает 650-700 °С. Отсюда следует, что осадки рассматриваемой толщи на контакте с горячими базальтовыми магмами плавились, несколько снижать свою плотность и вязкость и далее в виде гранитоидных интрузий - диапиров внедряться в верхние горизонты осадочной толщи. Средний состав этих гранитоидов от гранит-порфиров до липаритов соответствует средним составам осадочных пород зоны. При этом происходила гидротермальная переработка накопившихся ранее в осадках рудных элементов. В результате возникала характерная рудная специализация гранитоидов и соответствующих им гидротермальных проявлений: на севере Верхояно-Колымской зоны, куда в основном сносились осадки с Анабарского щита, это оловорудная и тантал-ниобиевая минерализация, а на юго-востоке зоны, куда поступали осадки с Алданского щита и Витимо-Патомского нагорья, это преимущественно золоторудная минерализация.
Другим примером служат магматические и метасоматические железорудные образования Урала типа Качканарского месторождения титаномагнетитов, гор Магнитной и Благодать. Во всех этих случаях возникновение таких железорудных месторождений связано с закрытием в позднем палеозое Палеоуральского океана и надвиганием Уральской островной дуги на восточный край Русской платформы. При этом в Палеоуральскую зону субдукции оказались затянутыми мощные осадочные толщи рифея и более древние породы типа Тараташских железорудных комплексов. Их
переплавление и гидротермальная активизация в этой зоне привели к возникновению месторождений. Рудные тела Качканарского месторождения связаны с внедрением габброидных массивов. Они оконтуриваются пироксенитами, а это означает, что вместе с железом базальтовые
расплавы выносили к поверхности и кремнезем и в железистых кварцитах Тараташа и наблюдается парагенезис железа с кремнеземом.
Тектоника литосферных плит открыла новый подход и к выявлению основных закономерностей размещения полезных ископаемых на поверхности Земли - большинство эндогенных месторождений формируется по краям литосферных плит. При этом разным типам границ плит соответствуют разные комплексы руд. Это позволяет использовать для прогнозирования и поиска полезных ископаемых геодинамические карты, на которых отмечены положения и типы древних границ литосферных плит.