Поведение некоторых элементов в углеродистых формациях

Ванадий. Широко известно, что этот элемент концентрируется преимущественно в углеродистых сланцах. В обогащенных углеродистым веществом породах с возрастом свыше 1,6—2,6 млрд. лет очень часто отмечаются повышенные содержания ванадия. Таковы, например, формации углеродистых сланцев в архейских отложениях Центрального Прибайкалья, углеродистые сланцы свиты Соудан и графитовые сланцы архея Северной Манитобы и Саскачевана на Канадском щите, углеродистые сланцы толщи Ривертон района Айрон-Ривер (США) и др.; обогащены ванадием углеродистые сланцы протерозоя района Оутокумпу (Финляндия), ятулийские шунгиты Карелии, а также многочисленные верхнедокембрийские углеродистые формации Алтае-Саянской области и Кузнецкого Алатау, Казахстана, Киргизии, Узбекистана и т. д.

Содержание ванадия в докембрийских формациях углеродистых сланцев колеблется от 100 до n*1000 г/т. Максимальные концентрации ванадия отмечаются в кремнисто-углеродистых и вулканогенно-углеродистых формациях. При этом характерно, что содержание ванадия находится в прямой зависимости от содержания OB или его метаморфизованных производных. Как правило, максимальное содержание ванадия совпадает с областями максимального накопления OB. Коэффициенты корреляции между ванадием и Copг обычно составляют 0,7—0,9, что свидетельствует о глубокой статистической связи между ними. Это обусловлено, очевидно, тем, что ванадий обладает способностью образовывать малоподвижные комплексные соединения с OB и выпадает в осадок.

Вольфрам. В последние годы было установлено, что углеродистые сланцы докембрия бывают обогащены вольфрамом. Это углеродистые филлиты позднего докембрия Уганды и Руанды; они встречаются также среди докембрийских метаморфических углеродистых сланцев формаций Волавян, Пиривайри и Дамайра в Южной Африке. Аналогичная картина отмечается в докембрии Норвегии и Швеции, где месторождения шеелитоносных скарнов тяготеют к определенной пачке графитистых гнейсов и мраморов, испытавших палингенную гранитизацию в ходе свекофенской орогении. В пределах России повышенно-вольфрамоносные углеродистые сланцы распространены в верхнем докембрии и нижнем палеозое Забайкалья.

Золото. Многие углеродистые формации докембрия бывают обогащены золотом. Наибольшее его содержание отмечается в кремнисто-углеродистых и вулканогеннокремнистых формациях, содержащих сульфиды.

Повышенное кларковое содержание золота в осадках углеродистых формаций позволяет рассматривать их как возможный источник золота при формировании жильных месторождений. Действительно, тесная ассоциация золотого оруденения с углеродистыми сланцами характерна для таких докембрийских и фанерозойских регионов, как Бодайбинский, Центральный Казахстан, Енисейский кряж, Алтае-Саянская область, Дальний Восток, Средняя Азия, Калифорния (США) и др. При этом необходимо отметить, что наиболее богатые руды приурочены к участкам максимального содержания углеродистого вещества.

Фосфор. Хорошо известна связь месторождений фосфоритов с формациями углеродистых сланцев. Характерная особенность углеродистых формаций — переход их по латерали в фосфоритовые. Как указывает Г.И. Бушинский, с развитием жизни от раннего к позднему докембрию связано неуклонное нарастание фосфоритоносности в осадочных толщах. Очевидно, появление в докембрии благоприятных палеогеографических условий для огромных скоплений биомассы привело к формированию месторождений фосфоритов почти на всех континентах (Австралия, Африка, Северная и Южная Америка, Индия, Тува, Монголия, Средняя Азия). Очень часто в докембрийских фосфоритах обнаруживаются высокие содержания углеродистого вещества. Так, например, в нижнепротерозойских фосфоритах района KMA содержание Cорг достигает 16—18%; в рифейских толщах Тувы темно-серые или черные кремнисто-карбонатно-фосфатные образования содержат до 21% P2O5 и более 34% Cорг.

Приведенные сведения о приуроченности некоторых элементов к углеродистым формациям показывают, что уже на самых ранних этапах развития земной коры OB играло активную роль в концентрации элементов. Однако удивительное однообразие состава элементов в углеродистом веществе формаций докембрия и фанерозоя свидетельствует о едином универсальном механизме их накопления, не зависящем от возраста и их геоструктурного положения. Таким механизмом, скорее всего, были биохимические процессы. Очевидно, живые организмы использовали в своем метаболизме определенным образом выбранный спектр элементов. Представляется вероятным, что эти элементы наряду с кислородом, азотом и фосфором играли важную функциональную роль в развитии живого вещества, и это предопределило их накопление в захороненных углеродистых осадках.