21.04.2018

Закономерности миграции золота и сопутствующих элементов в биосфере Земли


На основании данных, изложенных ранее, прежде всего по поведению золота при различных геологических процессах (литификации и метаморфизме осадков, гранитизации различных пород и пр.), могут быть сделаны и общие глобальные выводы, характеризующие закономерности миграции его в биосфере Земли. Исходя из приведенных сведений по золотоносным геохимическим ассоциациям, можно наметить определенные закономерности и в поведении сопутствующих золоту элементов. Особенно актуальным это становится в последнее время в связи с получением все более многочисленных данных, свидетельствующих о важной роли золота (как химического элемента) и других металлов не только в техногенных, но и в биогенных процессах, в том числе обеспечивающих в биологическом отношении жизнедеятельность человека и благоприятные экологические условия.

Биосферу в данном случае мы понимаем в соответствии с представлениями В.И. Вернадского как верхнюю часть нашей планеты Земля, куда проникает кислород атмосферы и в пределах которой происходит взаимодействие эндогенных и экзогенных процессов. Это область распространения живых микроорганизмов и их в различной мере метаморфизованных остатков.

Именно в этой части Земли благодаря важной роли кислорода формируются месторождения разнообразных полезных ископаемых, как можно судить по фактическим глубинам их залегания. Данные по роли кислорода в рудообразовании золота, приведенные ранее, позволяют понять эту закономерность и объяснить ее. Глубина этой зоны достигает 4-6 км и, может быть, несколько больше. Главный фактор — процессы окисления, приводящие к высвобождению металлов из горных пород и минералов, в том числе золота, и к концентрированному отложению их в виде месторождений.

Учитывая также приведенные фактические данные по рассчитанным кларковым содержаниям золота в разных горных породах и минералах, можно отметить следующее.

1. Первичным источником золота, как и подавляющей массы других металлов, для биосферы Земли явились ее глубинные недра (мантия), откуда оно поступало з составе газов, флюидов и магм основного и ультраосновного состава. При кристаллизации этих магматических расплавов почти все золото входило в состав образующихся магматических пород, включая находящиеся в них сульфиды и прочие минералы. Незначительная часть золота высвобождалась из расплавов в составе восходящих гидротерм и флюидов, рассеиваясь в породах земной коры либо образуя повышенные — “рудные” концентрации. Автометасоматические преобразования и процессы кристаллизационной и ликвационной дифференциации расплавов были определяющими в распределении золота.

2. Последующие процессы гранитизации и сопутствующего гидротермального метасоматоза мафитов приводили к значительному выносу из них золота во вмещающие породы земной коры. Показателем этого является во много раз более высокое содержание золота в постмагматических образованиях в сравнении с материнскими магматическими породами, наличие в последних зон выноса и одновременно последовательное уменьшение кларковых содержаний золота по мере эволюционного перехода от наиболее ранних ультраосновных и основных разностей к наиболее поздним — кислым. При замещении 1 км3 основных и ультраосновных магматических пород гранитами выносились в среднем, как следует из вышеприведенных данных в гл. 4, не менее 9 т золота, а при гранитизации средних по составу магматических пород — 3,9 т.

3. Процессы эрозии гранитоидных пород и постмагматических производных вызывали образование золотоносных осадков и осадочных толщ и как следствие — образование золотосодержащих почв, растительных и животных ооганизмов.

Литификация, метаморфизм и гранитизация этих образований и магматических пород, приводили к новому высвобождению золота и новому более высокому уровню накопления его в биосфере — в осадках и осадочных породах, растительных и животных организмах.

4. В исходных метаморфизуемых и гранитизируемых породах содержание золота выше, чем в образующихся метаморфитах и ультраметаморфитах. Золото, поступающее из глубинных недр Земли, в основной массе не возвращается обратно, а накапливается в верхних частях земной коры — в различных осадочных породах, в первую очередь углеродистых, частично в коровых магматических породах, повышая их кларк, и в различных “рудных” гидротермальных образованиях. В этом его существенное отличие от таких фемических элементов, как железо, титан, хром, магний, никель, кобальт.

В итоге миграция золота в земной коре происходит не по замкнутому кругу, а по сужающейся спирали (рис. 58).

5. Растительные и животные организмы зыступают мощным аккумулятором золота (как и молибдена, фосфора, урана, серебра и ряда других металлов). Благодаря этому в осадках и породах, содержащих органический углерод, отмечаются повышенные количества золота — до 4-10 мг/т породы и более. Эпохи расцвета и усиленного развития животных и растительных организмов, выражающиеся в накоплении значительных количеств углесодержащих толщ, отвечают, очевидно, периодам повышенного накопления золота и других металлов в осадочных породах земной коры и этапам активизации магматической деятельности.

6. Накопление золота в породах земной коры, в ее растительных и животных организмах происходит длительно, непрерывно-прерывисто, более 4,5 млрд лет. начиная с самых ранних этапов эволюции Земли и по настоящее время.
В связи с изложенным можно высказать два важных вывода-предположения:

1) при прочих равных условиях древние виды растительных и особенно животных организмов имели более низкие содержания золота (как и ряда других металлов) по сравнению с эволюционно более развитыми формами, особенно современными;

2) то же касается и древних осадков и осадочных пород в сравнении с более молодыми, особенно современными, равно, как и разновозрастных углей и нефтей.

К настоящему времени пока еще не накоплено достаточное количестводанных. однозначно подтверждающих эти предположения, однако весьма существенные материалы в пользу такого заключения уже имеются. Так, в частности, установлено, что содержания золота в целом в гранитоидах возрастают по мере перехода от древних комплексов к более молодым: от 1-3 до 2-5 мг/т и выше.

Аналогичным образом обычно возрастают кларковые содержания золота в гранитоидах по мерз перехода от глубинных ранних фаций к более молодым гипабиссальным. По осадочным породам, в том числе углеродистым, также имеются аналогичные данные. Например, в Ленском золотоносном районе повышенные кларковые содержания золота (4-9 мг/т) фиксируются в верхних частях рудовмещающего стратиграфического разреза - в углеродистых алевролитах, алевросланцах и песчаниках валюхтинской—анангрской свит позднего докембрия. В более древних аналогичных по составу породах джемкуканской и баракунской свит концентрации золота более низкие (2-4 мг/т).
Аналогичные закономерности намечаются в Енисейском кряже, в Приамурье, в Якутии, Средней Азии и в других регионах. Так, в частности, в Якутии повышенные кларковые содержания золота (до 5-10 мг/т и выше) характерны для самых верхних частей разреза докембрийско-палеозойских отложений (нижнепермская куканская свита). Можно полагать, это и обусловливает избирательную приуроченность наиболее золотоносных кварцевых жил именно к данному стратиграфическому уровню (Юрско-Бриндакитское и Дуэтское рудные поля) — хорошо выраженную стратиформность в их размещении, что впервые было отмечено В.А. Слезько и явилось предметом длительной дискуссии, продолжающейся по настоящее время. Эта стратиформность, очень хорошо выраженная, привела В.А. Слезько и М.М. Константинова к представлениям об осадочном или осадочно-гидротермальном генезисе таких кварцевых жил, что, однако, вызывает серьезные возражения. К этому же стратиграфическому уровню (куканской свите) с подобными типами осадков приурочено и широко известное Нежданинское месторождение Якутии, находящееся, как и месторождения Юрско-Бриндакитского и Дуэтского рудных полей, в пределах Южноверхоянского синклинория. Ho оно представлено не седловидными стратифицирующими жилами, а крутопадающими.

Как и золотоносные кварцевые жилы Ленского золотоносного района (например, жила Догалдынская), жилы Енисейского кряжа, Мурунтау, Бендиго в Австралии — все эти образования, по нашему мнению, есть основания рассматривать как обусловленные процессами метаморфизма кремнекислых отложений, обогащенных изначально золотом (что доказывается многочисленными анализами) и сульфидами, в том числе за счет поступления конседиментационных золотосодержащих сернисто-мышьяковистых гидротерм и эксгаляций. Эти представления разделяют М.К. Силичев, Н.В. Белозерцева и ряд других геологов, длительное время изучавших месторождения.

Вместе с тем имеются и другие представления (В.М. Яновский, Л.В. Эйриш и др.), принципиально по-иному объясняющие эту явную стратиформность в размещении золотого оруденения: золото связывается с поступлением в постскладчатые этапы из невскрытых гранитоидных интрузий в рудовмещающие алевросланцы — в регионально проявленные геологические экраны.

Аналогичным образом в Узбекистане отложения бесапанской сзиты, характеризующиеся повышенными кларковыми концентрациями золота, венчают собой разрез докембрийско-вендских отложений. Это также обусловливает избирательную приуроченность золоторудных месторождений данного региона (Мурунтау, Школьное, Даугыз и др.) именно к этому стратиграфическому уровню, на что впервые указал В.Г. Гарьковец.

Естественно, возрастание кларковых содержаний золота в однотипных породах (осадках) по мере перехода от древних к более молодым может происходить не обязательно плавно, постепенно и последовательно. Намечаются прерывистость, волнообразность, локальные изменения в этой общей тенденции, частные отступления, выражающиеся в резком возрастании содержаний или их падении. Однако общая генерализованная закономерность все же сохраняется: в одинаковых в фациальном отношении и по составу породах и осадках кларки золота обычно возрастают по мере эволюционного развития земной коры. Особенно это заметно в конкретных крупных регионах. Как один из характерных примеров — содержание золота и серебра в илистых морских отложениях: в современных фациях они наиболее высокие и достигают в отдельных случаях значительных концентраций, представляющих практический интерес.

Эта закономерность проявляется и в характере содержаний золота в золоторудных месторождениях по мере перехода от древних к более молодым. В последних высокие и очень высокие концентрации золота (бонанцы) встречаются значительно чаще. Средние содержания золота в рудах также обычно более высокие. Это положение, по существу, общеизвестно, но объясняется обычно только физическими условиями формирования более молодых месторождений — меньшими глубинами в условиях более резких градиентов P и Т. Яркий пример — сравнительно недавно открытое золоторудное месторождение Хисикари в Японии. Оно одно из наиболее молодых месторождений абсолютный возраст всего около 1 млн лет), а содержания золота — одни из наиболее высоких — до 80-100 г/т и более в отдельных телах.

Помимо того что молодые месторождения золота в сравнении с древними чаще характеризуются более высокими содержаниями золота, они имеют обычно и более разнообразный минеральный и химический состав. Особенно показательно возрастание состава и количеств сульфосолей. Увеличиваются, как правило, концентрации сопутствующих золоту элементов, прежде всего серебра, ртути и сурьмы, в меньшей мере — свинца, цинка, висмута, селена, олова, таллия, вольфрама.

Главным образом за счет возрастания примеси серебра в золоте уменьшается его проба. Исключения бывают, как отмечает Н.В. Петровская и другие исследователи (месторождения Гольдфильд, Эмпарер и др.), но они не являются определяющими.

Обращает также на себя внимание, что уменьшение пробности золота обычно происходит и в пределах конкретных месторождений при переходе от ранних минеральных ассоциаций (стадий) к более поздним, в том числе и в тех случаях, когда поздние золотоносные ассоциации связаны с явно наложенными этапами тектоно-магматической активизации.

Казалось бы, в этих случаях позднее самородное золото должно быть, наоборот, более высокопробным за счет явлений перекристаллизации и регенерации, характерных для процессов контактового метаморфизма. Однако этого, как правило, не наблюдается. Показательные примеры — самородное золото в пределах Софийского золотоносного узла Ниманского золотоносного района Приамурья, в Дамбукинском золотоносном районе, на месторождении Мурунтау Средней Азии, в Приохотье. Аналогичные данные получены нами и по Тас-Юряхскому золотоносному узлу, расположенному на западе Амурской области, охватывающему недавно открытые месторождения — Скалистое и Ледяное палеозойского возраста с наложенной мезозойской золотоносной минерализацией (рис. 59). Можно привести и целый ряд других примеров.
Важно лишь при этом учитывать, что запасы золота в молодых месторождениях в сравнении с более древними обычно не возрастают, а, наоборот, преимущественно уменьшаются, и это весьма существенно.

Касаясь содержания золота и МПГ в разновозрастных углях и нефтях, следует отметить, что имеющиеся доступные данные пока немногочисленны и не дают четкого ответа на затронутый вопрос. Они в определенной мере противоречивы. Основная причина в том, что анализируемые и сравниваемые между собой разновозрастные разновидности нефтей и углей строго еще не разделяются по содержанию серы и других элементов-примесей, существенно влияющих на концентрацию золота и сопутствующих металлов, прежде всего серебра и платиноидов. Необходимо, очевидно, сравнивать и сопоставлять строго однофациальные образования.

Можно надеяться, что применительно и к этим видам полезных ископаемых, добываемым и перерабатываемым в очень больших количествах, намечающаяся закономерность будет доказана. Для практических целей — повышения комплексности использования энергетического сырья — это имеет, несомненно, очень большое значение. Повышенные содержания золота, платиноидов и других “полезных” сопутствующих металлов следует ожидать в первую очередь среди молодых месторождений угля и нефти мезозойского л особенно кайнозойского возраста. Применительно к нефтям прежде всего следует обратить внимание на кайнозойские месторождения, характерные для Сахалина и всей шельфовой и примыкающей континентальной части Востока России и других регионов.

Сказанное следует учитывать и при изучении содержания золота и сопутствующих элементов в различных видах растительных и животных организмов по мере их эволюционного развития в истории Земли и вообще, как нам представляется, в биохимии и геоэкологии.

Нетрудно видеть из представленной схемы (рис. 60), что собственно геологические, геохимические, биологические процессы тесно взаимосвязаны и существенно влияют на условия жизнедеятельности человека. Понимание закономерностей миграции различных химических элементов (на рассмотренном примере золота) в биосфере Земли и их эволюции помогают более правильно подойти к пониманию техногенных факторов и процессов.





Яндекс.Метрика