07.02.2018

Золото и уран в кварцевых конгломератах


Важнейшим мировым источником золота являются конгломераты нижнепротерозойского возраста; из месторождений этого типа добывается также значительное количество урана. Самые крупные запасы обоих металлов содержатся в кварцевых конгломератах и ассоциирующихся с ними грубозернистых аренитах. Важным побочным продуктом является пирит, извлекаются также металлы платиновой группы, торий и серебро. Минерализованные конгломераты открыты во многих формациях на всех континентах, но можно назвать только четыре района, в которых длительное время ведется добыча руд из конгломератов: Витватерсранд в ЮАР, Блайнд-Ривер — Эллиот-Лейк в Канаде, Тарква в Гане и Жакобина в Бразилии. Наиболее значительным среди них, намного превосходящим остальные, является бассейн Витватерсранд, изучением геологии которого заложены основы понимания процессов рудообразования, сформировавших все эти месторождения.

Нижняя возрастная граница образования рудоносных конгломератов 3100 млн. лет, а верхняя граница 1900 млн. лет. Рудиты из типичных архейских зеленокаменных комплексов не эксплуатируются, а верхнепротерозойские конгломераты (700—1600 млн. лет) явно лишены рудных месторождений. Развитие среднепротерозойских железистых кварцитов и красноцветов (1600—2200 млн. лет) поставило предел металлогеническим эпохам, в течение которых формировались золотоносные и ураноносные конгломераты. Толщи, содержащие рудиты, сохраняются на флангах стабильных блоков поднятого архейского фундамента. В еще более приподнятых центральных частях таких блоков залегающие непосредственно на фундаменте нижнепротерозойские образования были уничтожены эрозией, тогда как в сравнительно погруженных участках, окружающих эти блоки, сохранился верхнепротерозойский — фанерозойский чехол.

Первичные бассейны, в которых накапливались конгломераты, имели большие размеры, по крайней мере 600 км в длину и 250 км в ширину, и образовывались внутри кратонов или на континентальном шельфе. В них накапливались толщи осадочных образований и вулканитов до 15 тыс. м мощностью. Типичными являются речные, дельтовые, неритовые и мелководно-морские осадки, а глубоководные турбидиты и мощные хемогенные осадки отсутствуют. Конгломераты являются продуктами речных систем, обладавших слабой извилистостью русла, высокой энергией, малой глубиной и разветвленностью потока. Гравий и песок, содержащие тяжелые минералы, накапливались или в палеодолинах на эрозионной поверхности архейского фундамента, или в речных конусах выноса и в дельтовых конусах, развивавшихся там, где главные речные системы впадали в большое озеро или внутреннее море. Структура региона оказывала решающее влияние на характер осадконакопления и осадочные фации. Геоморфология фундамента отразила картину наложенных интерферирующих складчатостей и сопряженного рааломообразования; сформировавшиеся в такой обстановке структурные купола влияли на расположение речных конусов выноса. Неоднократные поднятия диапироподобных куполов и систем антиклиналей, на которых они расположены, приводили к росту крутизны палеосклона, на котором отлагались осадки, усиленному развитию эрозионных процессов на поверхностях несогласия и к образованию дуговых разломов по периферии куполов и вдоль крыльев антиклиналей. Все это благоприятствовало процессам переотложения и промывания песка и гравия, а следовательно и концентрации тяжелых минералов. Переработка еще более усиливалась там, где трансгрессия отлагавших осадки вод на речные конусы выноса вследствие действия волн приводила к переотложению осадков на поверхности конусов. Очень тонкозернистая фракция золота и уранинита, которая перемещалась за пределы средней части конуса выноса, где условия наиболее благоприятны для накопления русловых минерализованных конгломератов, изредка захватывалась водорослевыми зарослями, которые растут ниже основания волн в более спокойной обстановке подножия конусов выноса. Поверхности несогласия представляют собой места максимальной концентрации тяжелых минералов, независимо от того, находятся ли они в остаточном гравии, перемытых песках или водорослевых зарослях.

Большинство конгломератов слагают базальные пачки или входят в состав самой нижней части стратиграфических серий. Такие отложения больше отвечают типу седиментации, связанному с заполнением палеодолин; они, по-видимому, имеют меньшее экономическое значение, чем накопления речных конусов выноса. В базальных конгломератах уран обычно более распространен, чем золото. Отложения конусов выноса в стратиграфических колонках развиваются по направлению вверх, и наиболее значительная минерализация была обнаружена в верхних половинах полных стратиграфических циклов. Там, где вторая половина истории бассейна осадконакопления характеризуется уменьшением площади бассейна и вообще регрессивными условиями, создается оптимальная обстановка для многократного перемыва материала и образования высоких концентраций золота и урана в грубообломочных осадочных породах.

Благодаря широким литологическим, минералогическим и геохимическим исследованиям в течение последних 25 лет получены очень веские доказательства россыпного происхождения минерализации в нижнепротерозойских конгломератах и песках. Ремобилизация золота и урана и преобразование последнего являются следствием диагенеза и метаморфизма. Тесная связь участков максимальной концентрации тяжелых минералов с определенными литологическими особенностями пород, многие из которых обусловлены тектоническими условиями, указывает на сингенетическое происхождение минерализации. Установлено, что источником обломочных минералов во всех случаях был архейский гранитно-зеленокаменный фундамент, на котором закладывались седиментационные бассейны. Источником золота и пирита была вулканогенная рудная минерализация в зеленокаменных породах. Для урана источником служила палеопочва, которая образовывалась по реголиту, развитому на молодых богатых калием и кремнием гранитоидах архейского комплекса. Степень тектонического воздымания области сноса и интенсивность последующей эрозии определяли относительную долю обломков гранитных и зеленокаменных пород и, следовательно, преобладание соответственно урана или золота в конгломератах и песках таких нижнепротерозойских бассейнов, как Жакобина, Тарква, Гурон, Понгола, Трансвааль и Витватерсранд.





Яндекс.Метрика