Глибинні золотоносні річки Землі - Все про Геологію ()
Лікар геолого-мінералогічних наук, професор О. ПОРТНОВ.
Опубліковано "Наука та життя" 12 . 2000р.
Як було відкрито золото Вітватерсранда – найбільше у світі скупчення цього дорогоцінного металу Загадки гігантського родовища, на які ось уже понад сто років у геологів немає відповіді Середньоазіатський близнюк південноафриканського родовища підказує просте рішення, здавалося б, нерозв'язних геологічних питань.
Однак світова валютна криза не відбулася. Порятунок прийшов зненацька - з Південної Африки. У 1886 році фермер Волкер, який жив поблизу міста Йоганнесбурга, звернув увагу на камінь із блискітками латунного кольору. Вирішив про всяк випадок подрібнити породу і промити пісок у тазі з водою. Як часто буває з новачками-золотошукачами, Уолкер помилився: зерна, що відливають латунею, виявилися не золотом. Це був мінерал пірит, сульфід заліза, який не має особливої цінності. Але Волкеру неймовірно пощастило: крім піриту на дні таза з промитою подрібненою породою зміїлася тонка яскраво-жовта смужка справжнього золотого піску!
Так було відкрито золото Вітватерсранда, найбільшого у світі скупчення дорогоцінного металу. Згодом виявилося, що тут же разом із золотом концентрується і уран. Отже, цінність родовища ще більше зросла.
За всю історію людства на планеті Земля видобуто близько 100 тисяч тонн золота - і половина його вилучена з копалень Вітватерсранду. Іноді тут за рік видобували понад тисячу тонн дорогоцінного металу. Завдяки такому потужному притоку південноафриканського золота світової фінансової кризи не відбулося.
Унікальний золоторудний гігант, природно, привернув загальну увагу. Геологи розпочали пошуки його аналогів в інших країнах, на інших континентах.Дивовижні особливості цього родовища розкрилися не відразу. Хоча геологічне будова Вітватерсранда, начебто, дуже просте. Рудні поклади
тут є пласти щільно зцементованих галечників-конгломератів. Вони дуже схожі на звичайні річкові чи прибережні морські золотоносні розсипи. Оскільки наприкінці минулого століття основну масу золота видобували з розсипів Уралу, Сибіру, Каліфорнії, Австралії, Аляски, то геологи, які вивчали нове родовище, без жодних сумнівів порахували, що в Південній Африці відкриті такі ж, але тільки гігантські стародавні розсипи, що скупчилися в реках. протерозойської геологічної епохи, та їх вік понад два мільярди років. Ця думка увійшла до наукових монографій та підручників усього світу.
НЕДОЗВІЛЬНІ ЗАГАДКИ ВІТВАТЕРСРАНДУ
Виникає природне питання: де ж знаходилися ці тисячі великих корінних родовищ золота, і навіть численні величезні родовища урану? Золото в Південній Африці відкрито понад сто років тому, але досі не виявлено корінних житлових типів золоторудних і уранових родовищ, з яких нібито утворилися "розсипи". Навряд чи можна припустити, що вони повністю стерті ерозією з землі. Підрахунки показують, що у рудному полі Вітватерсранда на площі 100 тисяч квадратних кілометрів насиченість рудним золотом сягає двох тонн на кожен квадратний кілометр. Звідки могла бути принесена така казково-величезна кількість розсипного золота? Жодна гіпотеза не вказує на можливе джерело знесення.
Інша загадка. Ще першовідкривач - фермер Волкер - звернув увагу на те, що в конгломератах разом
з масою галек молочно-білого жильного кварцу міститься багато піриту. Але зазвичай він утворює чудові кристали, атут так добре оповитий, що нагадує кульки. Геологи Південної Африки називають їх "піритовий дріб" або "картеч" - залежно від величини окатаних кристалів. Окатан тут і рудний мінерал урану – уранініт. А загадка полягає в тому, що і бенкет, і уранініт, на відміну від кварцу, мінерали дуже нестійкі. Опинившись на Землі, вони миттєво окислюються, руйнуються і зникають. Тому в сучасних річкових розсипах їх ніколи немає. Чому окатані пірит і уранініт збереглися у галечниках Вітватерсранду?
Це питання тривалий час не виникало, оскільки вважалося, що в епоху нижнього протерозою в атмосфері Землі не було кисню. Тому пірит цілком міг зберегтися у річкових відкладах. Однак сучасні аналізи дають однозначну відповідь: кисень у ті часи був присутній в атмосфері у чималих кількостях. І це підтверджується багатокілометровими пластами осадових товщ залізистих кварцитів, що склалися в протерозої. Пласти складаються з оксиду заліза - гематиту: такі "іржаві" опади виникають лише в багатій киснем атмосфері, коли кристали, не встигнувши стати галькою, окислюються і перетворюються на рудий порошок гідроксиду.
У розсипах Вітватерсранда пірит не окислився, а перетворився на гальку. І її тут так багато, що за рік добувають півмільйона тонн піриту для одержання сірчаної кислоти. І обкатаного уранініту, вартість якого становить 10 відсотків вартості золота, тут теж добувають багато. Чому збереглися у розсипах ці мінерали, нестійкі за умов земної поверхні? Відповіді немає.
Зрештою, загадка віку руди. Геологічна розвідка показала, що в десятикілометровій товщі давніх опадів - пісковиків та сланців - близько двох десятків пластів, що залягають один над одним. Вік нижніх пісковиків - 2,5 мільярда років,а верхніх сланців – 1,9 мільярда. Відтак десять кілометрів опадів накопичилися тут за 600 мільйонів років. Але при цьому ось що дивно. Усі численні пласти рудних галечників мають однаковий вік (близько 1,9 мільярда років), незалежно від того, де вони залягають: у нижній, середній чи верхній частині розрізу. Жоден геолог не може пояснити, чому древні піски та глини перешаровуються з молодшими галечниками. Адже це суперечить усім геологічним уявленням про закономірності утворення осадових товщ!
СЕРЕДНЕАЗІАТСЬКИЙ БЛИЗНЮК ВІТВАТЕРСРАНДУ
Незважаючи на всі ці нерозгадані загадки, геологи продовжували вважати Вітватерсранд гігантським річковим розсипом. Так було доти, доки розвідка не виявила у Середній Азії на Курамінському хребті великі корінні родовища золота у вулканічних породах кам'яновугільного періоду.
300 мільйонів років тому у цих місцях піднімалися вогнедишні гори, схожі на Ключівську сопку. Нині від конусів вулканів нічого не залишилося, вони знищені ерозією. Але на невеликій відстані від поверхні виявилося їхнє рудоносне глибинне "коріння", де сотні мільйонів років тому в тріщинах серед андезитової лави з мінералізованих розчинів при температурі близько 300 о С ішов процес відкладення самородного золота.
Рудні тіла тут двох типів: звичайні кварц-піритові жили та пізніші рудні стовпи зовсім незвичайного складу, які проходять крізь ці кварцові жили. Незвичайність рудних стовпів у тому, що вони забиті, наче начинені обкатаними уламками різних гірських порід: валуни, галька андезитів, уламки кварцових жил - все це перемішано і міцно зціментовано молодішими, ніж вони самі, піритом та кварцем із домішкою золота.
І ось у цих рудах я зздивуванням побачив безліч зерен піриту, схожих на дріб чи картеч. Тут же були і типові кристали піриту у вигляді кубиків, і такі, які вже почали перетворюватися на кульки. Мікроскопічні дослідження показали, що все це – сліди обгортання. Але не звичайного, а якогось зовсім невідомого процесу глибинного обгортання гірських порід, що вміщають, і більш ранніх кварц-піритових жил у рудоносних підземних "річках".
Мені здається, тут можна припустити картину, яку раніше не малювали ні наукові монографії, ні підручники з геології. У надрах вулкана вирує киплячий водно-газово-рудоносний потік, у ньому мчать валуни андезитів, вони дроблять і розмелюють молодіші рудні жили так само, як це роблять чавунні кулі кульових млинів на гірничозбагачувальних фабриках. Гази та водопарова суміш під тиском у тисячі атмосфер пробивають у лаві вертикальні канали - труби, і вони відразу наповнюються обкатаними уламками мінералів рудних жил і цементуються золотоносним кварцем.
Рудні поклади в Курамінських горах свідчать, що конгломерат - сцементированная галька - може виникати як поверхні Землі, в річках, озерах, а й у її глибинах, в тріщинах, заповнених рудообразующим киплячим розчином. І найголовніше: рудні конгломерати Середньої Азії зовні практично не відрізняються від золотоносних конгломератів Південної Африки. Піритові галечники такі схожі, ніби вони виникли над різних кінцях Землі, а взяті з одного родовища. Подібний і геохімічний склад їхнього цементу: крім золота, в ньому сконцентрувалися уран і торій.
Звідси висновок: походження золотоносних конгломератів Південної Африки не обов'язково пов'язувати з відкладеннями древніх річок. Їх могла сформувати глибинна енергетика Землі.Гіпотеза про глибинне походження Вітватерсранда легко пояснює його загадки.
НОВІ ШЛЯХИ ДО РІШЕННЯ ПІВДЕННОАФРИКАНСЬКИХ ЗАГАДОК
Гіпотеза про формування рудоносних глибинних конгломератів відповідає, здавалося б, нерозв'язні геологічні питання. Рудні пласти проникли в потужну товщу осадових порід одночасно з розплавом магми і водно-газових рудних розчинів, що виділялися з величезного магматичного "котла". Ці бурхливі підземні "річки" протікали тисячі років, про що свідчить чудова обкатанність валунів граніту, галек жильного кварцу, зерен уранініту, піриту та інших мінералів.
Як тільки ми переконуємось у можливості формування глибинних конгломератів, дуже подібних до поверхневих, відразу знімаються численні питання та парадокси. Золоторудні глибинні конгломерати, виявлені щодо молодих палеозойських вулканічних породах, дозволяють направити пошук великих золоторудних родовищ цілком новими шляхами. Адже раніше геологи були впевнені, що шукати їх треба лише в осадових відкладах найдавніших порід, площа поширення яких на Землі дуже невелика. І пошуки родовищ золота такого типу не пов'язували з активністю магматичних порід. Виявилося, що рудоносні глибинні конгломерати формуються в тісному зв'язку з магматизмом, навколо величезних басейнів рідкого глибинного розплаву, що застигає серед осадових порід. Вік цих порід може бути досить молодим, звичайно, за геологічними мірками.
Виходить, що при пошуках рудоносних глибинних конгломератів надійною ознакою можуть служити обкатані нестійкі мінерали, що на поверхні швидко окислюють і руйнують. З них найпомітніший і найпоширеніший - той самий галечниковий пірит, на який більше століття тому звернув увагупівденноафриканський фермер Волкер.
Портнов А. М.Глибинні конгломерати - родовища золота, урану, алмазів// Природа, 1980, N 7.
Портнов А. М.Вітватерсранд як рудна формація глибинних конгломератів// Вісті вузів. Серія геологічна, 1997, № 4.