Шило Н.А. Учение о россыпях. Теория россыпеобразующих рудных формаций и россыпей
Подождите немного. Документ загружается.
Рис
.
/0.7.
Плотик
платиноносной
россыпи
(р
.
Иса
,
Урал)
,
сложенный
закарст
ованным
и
з
вестняком
.
Снимок
сделан
после
отработки
россыпи
гидравлическим
способом
фрагментарный
обзор
материала
и
приведенные
в
работе
при
меры
подводят
к
одному
из
важнейших
вопросов
геологии
россыпей:
как
образуется их
про
мышленный
пласт?
Получить
на
него
ответ
не
так
просто,
как
кажется
на
первый
взгляд,
ибо
содержащий
рудные
россыпеобразУlOщие
минералы
слой
состоит
из
та
ких
компонентов,
которые
из-за
своей
неодинаковой
ра:1мерности,
степени
обработки
,
плотности,
величины
константы
гипергенной
устойчивости
при
ламинарном
течении
вообще
не
могут осаждаться
совместно;
и
в
то
же
время
структура
турбулентного
потока,
распределение
в
нем
сил
и
их
векторная
на
правленность
также
как
будто
не
обеспечивают
условий
для
формирования
такого
сложного
по
составу
слоя.
Более
того,
такой
комплекс
разнородных
пород,
какой
встречается
в
плотиковом
аллювии
и
слагает
,
например
,
золо
тоносный
пласт
,
как
бы
нарушает
принцип
равнопадаемости
о
чем
говори
лось
выше
(см
.
разд
.
3),
или
вообще
противоречит
законам
осадочной
д
иф
ференциации.
Однако
всестороннее
исследование
собственно
россыпеобра
зующего
процесса,
кстати
сказать,
вызывающего
еще
и
поныне
горячие
дис
куссии
,
например
по
поводу
нахождения
тяжелой
минеральной
фракции
с
легкой
и
подвижной
(илистый
материал
в
каркасе
обломочных
пород)
,
пока
зывает,
что
это
противоречия
лишь
кажущиеся,
являющиеся
результатом
не
достаточных
знаний
об
аллювиальном
процессе
вообще
.
Механизм
формирования
аллювиальных
россыпей
(пока
оставляя
в
сто
роне
проблему
концентрации
россыпеобразующих
минералов
в
пласте)
в
до
линах
с
нормальной
мощностью
отложений
,
включающих
в
одном
слое
по
роды
разнофрак:ционного
состава,
слабо
или
вообще
не
дифференцирован
ные,
конечно,
прежде
всего
связан
со
структурой
потока
,
его
турбулентно
стью
.
При
этом
одним
из
важных
условий
образования
такого слоя
является
длительная
соизмеримая
с
геологическим
временем,
периодически
повто
ряющаяся
эрозионная
работа
в
коренных
породах
,
т. е.
медленное
врезание
350
водотока
в
коренное
ложе
долины
в
условиях
небыстрого,
но
более
или
ме
нее
равномерного
темпа
тектонического
воздымания земной
поверхности.
Я
хочу
обратить
внимание
на
периодичность
повторения
эрозионного
вреза
ния,
характерную
именно
ДЛЯ
областей
низкогорного
рельефа,
сопрягающе
гося
,
с
одной
стороны,
с
альпинотипными
поясами,
с
другой
-
с
равнинами,
как
на
некоторую
закономерность
формирования
речной
сети
в
обстановке
более
или
менее
спокойных
восходящих
колебательных
движений.
Такой
тектоно-геоморфологический
режим
развития
рудных
провинций
создает
ус
ловия
повторяющейся
смены
структуры
руслового
потока,
выражающейся
то
в
усилении
его
турбулентности,
то
в
ее
ослаблении
вплоть
до
перехода
в
ла
минарное
течение
по
крайней
мере
в
придонной
или
береговой
зонах,
даже
в
образовании
застойных
микроводоемов
и
т.
д.
В
руслах
с
таким
режимом
возникают
взаимно
исключающие
друг
друга
явления:
с
одной
стороны
,
крайне
энергичная
работа
сложного
по
структуре
турбулентного
потока,
с
другой
-
ламинарное
течение
с
подавленной
энергией
и
слабой
работой.
Их
сменяемый
во
времени,
пульсирующий
характер
намечает
как
бы
двухста
дийную
работу
потока,
в
котором
образуется
русловый
аллювий
со
сложным
соотношением динамических
фаз:
инстративной,
перстративной
и
констра
тивноЙ
.
Но
эти
стадии
не
просто
последовательно
чередуются,
в
своем
разви
тии
они
скорее
накладываются
друг
на
друга,
образуя
взаимно
(,проращивае
мые
»
отложения
.
Формирующая
русловые
отложения
геологическая
деятельность
рек
более
или
менее
изучена
в
природных
условиях
В
связи
с
решением
раз
личных
теоретических
и
прикладных
задач
и
достаточно
детально
освещена
ю.
А.
Билибиным,
Е.
В
.
Шанцером
,
М.
А.
Ве
ликановым,
Н
.
и
.
Маккавеевым
и
др
.
Наблюдения
Н.
В.
Разумихина
с
сотрудниками,
ю
.
В.
Шумилова
и
др.,
существенно
дополненные
моделированием
процессов
в
лабораториях,
вскрыли
детали
механизма
формирования
аллювиальных
свит
и
концентра
ции
в
отложениях
рудного
вещества
.
Важнейщие
особенности
структуры
и
работы
турбулентного
потока
были
выяснены
исследованиями
л
.
п
.
Мацуева
.
В
работах
этого
автора
дана
математическая
интерпретация
(см
.
разд.
1
и
3)
,
пригодная
и
к
описанию
деятельности
естественных
русловых
потоков
,
при
нимающих
участие
в
образовании
россыпей.
Нетрудно
понять,
что
решение
задачи
можно
свести
к
математической
интерпретации
концентрации
руд
ного
вещества
в
ходе
образования
продуктивного
пласта
.
Для
облегчения
пони
мания
этого
процесса,
особенно
начальной
стадии
формирования
пла
ста
россыпи,
несколько
упростим
его
модель:
представим
наиболее
типич
ный
обобщенный
разрез
той
части
аллювия,
которая
обычно
обогащена
рудными
минералами,
близкими
по
плотности
(золото
,
платина
,
кассите
рит,
вольфрамит
и
др.).
Промыwл
енный
пласт
рассматриваемого
типа
россыпей
состоит
из
трех
элементов:
нижняя
часть
гравийно-галечникового
слоя
,
перекрывающего
плотиковый
аллювий;
собственно
плотиковый
аллювий
(главная
часть);
под
стилающий
плотиковый
аллювий
щебень
коренных
пород
(долинный
элю
вий)
,
сменяющийся
трещиноватой
зоной
(рис
.
10.8).
В
подавляющем
боль
шинстве
случаев
слагающий
промыwленный
пласт
обломочный
материал
представляет
собой
двух-
и,
реже
,
трехкомпонентную
смесь,
грубообломоч-
351
Рис.
10
.
8.
Поперечный
разрез
долинной
россыпи
с
нормалЬНОЙ
мощностью
аллювия
:
J -
растительный
СЛОЙ
'
2 -
делювиальный
суглинок
с
галькой
;
отложе
ния
поймы
:
3 -
ил
аллювиальный
серый,
4 -
слабосвязанные
галечники
с
песком,
валунами
и
линзами
льда;
5 -
ЛИ1iЗЫ
ила
с
галькой
;
6 -
линзовидные
прослои
вязкой
глины
с
галькой;
7 -
галечники
с
валунами
и
щебнем,
связанные
в
ниж
них
горизонтах
темно-серым
песчанистым
суглинком
;
8 -
отложения
11
террасы
-
связанные
желтым
суглинком
галечники
с
линзами
льда
;
9 -
трещиноватые
ко
ренные
породы;
]0
-
коренные
породы
-
глинистые
сланцы
;
J 1,
12
-
различная
степень
золотоносности
ные,
гравийно-галечниковые
и
щебневые
породы
и
цементирующие
их
пес
чано-глинистые
(в
умеренном
климате)
и
илистые
(в
субарктическом
клима
те)
осадки
.
Соотношение
этих
компонентов
наглядно
представлено
на
рис.
10.9.
Оно
получено
З.
В
.
Ор
ловой
и
Ю.
В
.
Шумиловым
[1973,
с.
8]
по
результатам
изучения
аллювия
средних
и
малых
горных
водотоков
северо
восточного
Приколымья
.
Данные
авторов
отражающие
наиболее
полную
ха
рактеристику
продуктивных
отложений,
свидетельствуют,
что
в
грануломет
рических
профилях
«содержание
всех
фракций
гравий
но-галечной
части
осадка
равновесного
аллювия
почти
совпадает
с
содержанием
соответствую
щих
фр
акций
плотикового
аллювию>
[там
же].
В
этой
качественной
и
количе
ственной
тождественности,
несомненно,
запечатлена
устойчивая
работа
по
тока,
производившего
дифференциацию
отложений
.
При
этом,
однако,
не
возможно
указать,
на
каком
уровне действия
макро-,
мезо-
и
микропульса
ций
и
вихрей
или
проявления
их
суммарного
эффекта
произошла
такая
диф
ференциация.
Выяснение
роли
каждой
из
названных
составляющих
структу
ры
турбулентного
потока
или
их
интегрального
воздействия
нуждается
в
спе
циальных
исследованиях, не
требующихся,
однако,
для
рассмотрения
постав
ленной
задачи.
Здесь
важно,
что
крупный
материал
всех
трех
элементов
про
мышленного
пласта
достаточно
хорошо
отсортирован
и
имеет
в
общем
близ
кую
размерность
и
степень
обработки
.
При
обращении
к
песчано-глинистому
или
илистому
компоненту
изу
ченных
отложений
(размерность
зерен
0,01-0,005
мм
и
<0,002
мм)
вскрывает
ся
парадоксальный
факт,
неодинаково
интерпретируемый
разными
исследо
вателями:
«для
плотикового
аллювия
..
.
характерно
повышенное
содержание
фракции
0,01-0,005
мм,
а
в
равновесном
Q./Ulювиu
содержание
ее
сокращается
почти
вдвое
по
сравнению
с
nлотиковЫМ»
[Орлова,
Шумилов,
1973,
с.
4]
(кур
сив
мой.
-
Н.
Ш
.
).
Это,
как
было
выше
сказано
,
одна
из
главнейших
особен-
352
ностей
строения
и
рас
пределения
материала
в
россыпях
рассматривае
мой
разновидности
и
во
обще
наиболее
характер
ная
QepTa
отложений
рек
с
нормальной
мощностью
аллювия
в
горных
рай
онах
.
Этими
исследова
ниями
вскрывается
одно
из
любопытнейших
и
важнейших
явлений
ал-
лювиального
процесса
-
полная
индифференциа
ЦИЯ,
которая,
по
ошибоч
ному
мнению
З
.
В.
Орло
вой
и
Ю.
В
.
Шумилова,
является
незавершенным
развитием
«основных
процессов
гранулометри
'[еской
дифференциаuии
й
40
30
20
10
О
40
)0
10
10
О
2001
00
30
10
5
3 2
1 0.250.050.010.0050.001
<0
.001
Ри
с
.
10
.9.
Изменение
гранулометрического
состава
равнов
ес
ного
(о)
и
плотикового
(6)
аллювия
горных
рек
северо-восточного
Приколымья
(Орлова
,
Шумилов
,
1973]
:
по
оси
ординат
-
содержание
фракций
,
%;
по
оси
абсцисс
-
размер
зе
рен
,
мм
;
пунктирная
кривая
соответствует
средним
значениям
гранулометрического
состава
всего
руслового
аллювия
и
сортировки
по
удельному
весу
в
сравнении
с
более
крупными
реками»
[там
же
,
с.
14].
Между
тем
совокупность
всех
признаков
осадка
горных
водотоков
свиде
тельствует
о
том,
что
здесь
аллювиальный
процесс
развивается
по
совершен
но
другому
пути
.
В
моменты
максимального
напряжения
турбулентного
потока
в
русле
возникают
гравитационно-диффузионные
явления
и
кольматаж
,
на
что
уже
было
обращено
внимание
[Шило
,
Шумилов,
1969;
Шумилов,
1971]
.
Благода
ря
этим
явлениям
в
плотиковый
аллювий
наряду
с
грубообломочным
мате
риалом
при
вносится
хорошо
окатанная
галька,
что
чрезвычайно
широко
рас
пространено
и
хорошо
известно
всем
изучавшим
россыпные
месторождения
горных
стран
.
Однако
только
гравитационно-диффузионными
явлениями
и
кольматажем
нельзя
объяснить
все
особенности
строения
и
состава
плотико
вого
аллювия
или
вообще
промышленного
пласта
,
присутствие
в
котором
ру
д
ных
минералов
(золота
и
др.)
еще
больше
осложняет
понимание
процес
сов
его
образования
.
Глубокое
проникновение
песчано-илистой
и
глинистой
составляющих
(в
перигляциальном
поясе
преимущественно
илистой)
в
каркас
обломочных
по
род
и
даже
в
трещины
подстилающего
рыхлый
покров
коренного
ложа
реч
ной
долины
свидетельствует
о
том,
что
осадочный
процесс
в
рассматривае
мых
водотоках
сопровождается
еше
и
инфильтрационными
явлениями
.
Они
возникают
в
паузы
спада
энергии
турбулентного
потока,
взмучивавшего
в
свой
энергетический
максимум
дисперсную
часть
(ил
,
глину)
отложений
.
При
спаде
напряжений
в
потоке
,
как
известно,
появляется
ламинарное
или
близкое
к
нему
по
структуре
течение
с
ослабленной
энергией.
П
ри
этом
по
д
вижки
и
вибрации
грубообломочной
фракции
аллювия
прекрашаются
и
353
взмученный
материал начинает
осаждаться
и
инфильтрировать
в
подрусло
вый
поток
.
На
пути к
нему
в
верхнем
горизонте
равновесных
галечников
вода
сбрасывает
наиболее
крупную
фракцию
взвесей
-
песчаную;
еще
глубже,
т.
е
.
в
нижнем
гравийно-галечниковом
горизонте,
она
оставляет
более
тонкий
ма
териал
-
илисто-глинистую
взвесь;
наконец,
в
плотиковом
аллювии
и
в
слое
щебня
(долинном
элювии),
а
затем
и
в
трещинах
коренных
пород
ложа
до
лины
вода
очищается
от
всего
груза
взвесей,
состоящих
из
наиболее
тонкого
материала,
имеющего
иногда
коллоидную
форму.
Таким
образом,
вся
взму
ченная
фракция
отлагается
в
межобломочных
пустотах,
в
трещинах
коренных
пород,
а
вода
приходит
в
подрусловый
поток
В
обновленном
и
очищенном
виде,
лишь
с
растворенными
солями.
Нижний
горизонт
гравийно-га
лечникового
слоя,
плотиковый
аллювий
,
щебень
и
трещиноватые
коренные
породы
служат
как
бы
фильтром
,
оставляющим
в
своем
каркасе
во
время
спада
энергии
руслового
потока
взвешенный
материал:
вверху
-
песок,
ни
же
-
илисто-глинистую
фракцию
,
самую
тонкую
в
плотике
и
в
трещинах
ко
ренных
пород.
Этот
илисто-глинистый
материал
,
цементирующий
грубообломочные
от
ложения,
по
времени
отложения
более
поздний,
более
«молодой»
и,
несо
мненно,
«чуждый
»
гравийно-галечниковому
скелету
и
плотиковому
аллювию.
В
ходе
развития
аллювиального
процесса
в
горных
водотоках
он
внедряется
в
эти
отложения
как
в
каркас
,
уже
сформировавшийся
к
моменту
спада
напря
жения
руслового
потока,
поэтому
тонкая
фракция
и
грубообломочный
мате
риал
этих
слоев
различаются
по
возрасту.
Можно
говорить
о
том,
что
в
горных
условиях
образование
аллювиаль
ного
слоя
вообще
и
пласта
с
промышленными
концентрациями
рудного
ве
щества
в
частности
отличается
сложностью,
выраженной
прежде
всего
в
на
рушении
смен
динамических
фаз
процесса
в
понимании
В
.
В.
Ламакина
.
В
таких
условиях
перстративный
и
даже
констративный
аллювий
,
диффунди
рующий
в
инстративные
отложения,
чаще
всего
как
бы
«прорастает»
В
них
-
образуется
система,
состоящая
не
только
из
пород
разных
фракций
,
что
внешне
всем
бросалось
в
глаза,
но
и
из
отложений
,
оmносящuxся
не
к
одно.му
времени
образования
.
Каждый
член
системы
независимо
от
места
в
разрезе
принадлежит,
точнее,
может
относиться
к
разным
динамическим
фазам
,
про
являющимся
не
в
той
последовательности
,
как
она
обычно
трактуется
лито
логами.
Илисто-глинистый
материал,
инфильтрировавший
в
скелет
обломоч
ных
пород
нижнего
горизонта
равновесного
аллювия,
в
плотиковый
аллювий
и
в
трещины
коренных
пород,
без
сомнения
является
той
самой
фракцией
,
которая
в
условиях
равнинных
рек
образует
пойменные
и
старичные
фации
речных
отложений.
Такое
объяснение
,
полностью
согласующееся
с
особенностями
динамики
водного
потока
горных
рек
,
производящего
не
только
дифференциацию,
но
на
определенных
стадиях
развития
и
индифференциацию
отложений
,
рас
крывает
«загадочную»,
С
точки
зрения
общепринятого
понимания
процесса,
обычную
обедненность
илисто-глинистым
компонентом
верхних
горизонтов
гравийно-галечных
отложений,
залегающих
на
плотиковом
аллювии.
Плоти
ковый
аллювий,
как
видно
из
приведенньrх
данных
и
многочисленных
поле
вых
наблюдений
,
напротив
,
обогащен
(в
2
раза
и
более)
илисто-г
л
инистым
354
веществом
что
создает
ложное
впечатление
недифференцированности
пород,
незаконченности
аллювиального
процесса.
Действительно,
крупная
фракция
плотикового
аллювия
всегда
более
дифференцирована,
чем
прикрывающие
ее
равновесные
отложения
гравийно-галечного
слоя,
что
является
следствием
различий
энергетического
потенциала
на
разных
уровнях
вертикального
и
поперечного
разреза
потока.
Менее
дифференцированные
по
сравнению
с
верхними
галечниками
отложения
крупной
фракции
плотикового
аллювия
и
цементирующий
аллювий
илисто-глинистый
материал
имеют
различную
природу:
гравийно-галечниковые
отложения
и
аналогичная
им
фракuия
пло
тикового
аллювия
-
это
отложения,
включающие
в
сложных
сочетаниях
ма
териал
различных
динамических
фаз,
тогда
как
илисто-глинистая
фракция
является
генетическим
аналогом
пойменного
и
старичного
аллювия
равнин
нь!Х
рек
,
и
ее
появление
в
плотиковом
аллювии
может
быть
значительно
ото
рвано
во
времени
от
формирования
последнего.
Из
этого
следует,
что
заклю
ченная
в
тонкой
фракции
плотикового
аллювия
пыльца
или
вообще
спорово
пыльцевые
комплексы
не
всегда
соответствуют
времени
образования
самого
слоя;
крупная
фракция
слоя,
образующая
каркас
для
подстилающей
ин
фильтрации
илистого
материала
вместе
с
органическими
остатками
(пыльцой
и
спорами)
и
гуминовыми
кислотами,
более
древняя,
чем
цементирующий
ее
материал.
Распределение
в
россыпях
рудных
минералов
Проблема
распределения
россыпеобразующих
минералов
с
близкой
по
величине
константой
гипергенной
устойчивости
и
их
концентрации
в
рыхлом
покрове
рудных
провинций
имеет
несколько
аспектов.
К
наиболее
важным
относится
вопрос
о
вскрытии
рудного
вещества,
т
.
е
.
о
высвобождении
рос
сыпеобразующих
минералов
из
жильного
материала
на
всех
стадиях
образо
вания
россыпей:
элювиальной,
делювиальной,
аллювиальной
и
литоральной.
Правильное
понимание
этого
вопроса,
совершенно
обязательно
для
обосно
ванного
представления
об
условиях
и
дальности
транспортировки
россьmеоб
разующих
минералов
в
водно-аллювиальной
среде
к
месту
концентрации
в
рыхлом
покрове.
С
этими
вопросами
непосредственно
связаны
представления
о
положении
концентраuий
полезных
компонентов
по
отношению
к
корен
ным
источникам
или
о
роли
порядков
долин,
в
которых
наиболее
вероятно
образование
промышленных
россыпей,
-
вообще
говоря,
о
факторе
,
изме
няющемся
в
течение
геологической
истории
развития
речной
сети.
Эта
про
блема,
в
свою
очередь,
может
быть
решена
только
с
учетом исследования
во
просов
концентрации
рудного
вещества
в
ходе
формирования
промышлен
ного
пласта
и
распределения
-
в
вертикальном,
поперечном
и
продольном
направлениях
-
россыпеобразующих
минералов
.
Наконец,
она
включает
и
такой
аспект,
как
распределение
наиболее
тяжелых
или
сопутствующих
им
минералов
в
рыхлом
покрове
в
зависимости
от
типа
литогенеза,
т.
е.
вопрос
о
характере
накопления
рудного
вещества
в
россыпях
различных
климатиче
ских
зон.
355
Полное
и
детальное
исследование
всех
этих
вопросов,
даже
с
учетом
из
ложенного
в
других
разделах,
потребовало
бы
во
много
раз
больше
места,
чем
это
позволяют
цели
настоящей
книги.
О
днако,
признавая
большое
значение
этих
вопросов
(рассматривавшихся
мною
в
отдельных
публикациях,
ставших,
к
сожалению,
малодоступными
для
широкого
читателя)
в
решении
проблемы
россыпеобразования
в
целом,
считаю
нужным
изложить
здесь
хотя
бы
наибо
лее
важные
положения,
освещающие
проблему
с
разных
сторон.
Освобождение
рудного
вещества
от
жильного
материала
Состояние
россыпеобразующих
минералов
в
элювиальном
слое
где
осуществляется
на'{альная
стадия
преобразования
коренных
источников
в
элювиальную
россыпь,
определяет
их
дальнейшую
миграционную
судьбу,
а
следовательно, и
ход
самого
процесса
формирования россыпных
место
рождений.
Наблю
дения
и
гидродинамические
расчеты
показывают,
что
в
общем
случае
все
минералы
с
константой
гипергенной
устойчивости
выше
],5
после
полного
вскрытия
в
зоне
гипергенеза
обладают
такой
сниженной
миграцион
ной
способностью,
что
вообще
больще
не
вовлекаются
в
аллювиальный
про
цесс
или
привносятся
туда
с
делювиально-аллювиальной
массой
весьма
вяз
кой
консистенции,
причем
в
водно-аллювиальной
среде
они
в
самых
началь
ных
этапах
быстро
сегрегируются
и
выбывают
из
миграции.
Исключ
ением
в
этом
отношении
являются
циркон
и
алмаз
имеющие
константу
гипергенной
устойчивости,
равную
1
54
.
Об
ладая
высокой
твердостыо
и
устойчивостью
в
различных
кислотно-щелочных
средах
коры
выветривания,
они
сохраняют
свою
подвижность
благодаря
малой
плотности
.
Минералы
с
константой
ги
пергенной
устойчивости
менее
1
,5
при
полном
вскрытии
в
элювиальном
слое
сохраняют
в
водно-аллювиальной
среде
свои
высокие
миграционные
свойст
ва
примерно
на
том
уровне,
что
и
все
породообразующие
минералы
с
кон
стантой
гипергенной
устойчивости
ниже
константы
кварца
.
Пр
едложенная
схема
изменения
миграционных
свойств
минералов
в
процессе
преобразования
рудных
месторождений
в
россыпные
позволяет
все
россыпеобразующие
минералы
разделить на два
класса:
минералы
автохтон
ные
-
Кгу
колеблется
от
1,5
(самарскит)
до
2,17
(платина)
и
аллохтонные
-
Кгу
от
1,5
и
ниже
вплоть
до
янтаря;
исключением
являются
при
надлежащие
пер
вой
группе
киноварь
и
шеелит
с
К
гу
соответственно
1,27
и
1 43.
Вскры
тие
(освобождение
россыпеобразующих
минералов
от
жильного
материала),
отбор
и
мобилизация
рудного
вещества
в
гипергенной
зоне
для
последующего
переноса
и
концентрации
в
аллювиальных
россыпях
при
бла
гоприятных
тектоно-геоморфологических
условиях
сводятся,
как
было
пока
зано
(см
.
разд
.
7),
к
десилицификации
и
потере
алюминия
горных
пород
,
вмещающих
на
определенных
участках
рудных
провинций
коренные
источ
ники.
В
меридиональном
направлении
от
экватора
к
высоким
широтам
,
т
.
е
.
от
зоны
тропического
влажного
климата
гумидноro
пояса
до
Субарктики
,
при
прочих
равных
условиях
десилицификация
убывает
до
уровня,
при
котором
кремний,
являющийся
для
большинства
пород
главным
компонентом
не
356
только
не
выносится
(перигляциальный
пояс),
но,
напротив,
накапливается
в
элювии;
поведение
же
алюминия
,
занимающего
по
содержанию
в
породах
второе
за
кремнием
место,
характеризуется
обратной
закономерностью:
во
влажных
тропиках
он
накапливается,
образуя
в
гипергенной
зоне
латериты,
в
субполярной
зоне
-
удаляется
.
В
зависимости
от
интенсивности
удаления
из
гипергенной
зоны
кремния
и
алюминия
существенно
изменяется
полнота
вскрытия
рудных
минералов
.
Однако
при
ведущей
роли
названных
элементов
в
этом
процессе,
сопровож
дающем
преобразование
горных
пород,
чрезвычайно
важно
также
поведение
натрия
и
калия
,
которым
определяются
кислотно-щелочные
условия
вывет
ривания
пород
.
Вспомним
,
что
в
современной
тропической
зоне
гумидного
пояса
фор
мируются
оксидные
коры
выветривания
(или
латериты)
.
Они
появляются
в
результате
полного
разрушения
породообразующих
минералов,
I.JTO
сопрово
ждается
выносом
щелочей
,
Формирующих
благоприятную
обстановку
по
р
Н
дл
я
удаления
кремнезема.
С
накапливающимися
в
коре
оксидами
алюминия
железа,
ОТI.Jасти
титана
при
содержании
кремнекислоты
не
более
1- 3%
кон
центрируются
и
россыпеобразующие
минералы
(кроме
кварца),
высвободив
шиеся
из
жильного
материала
.
В
зоне
субтропического
влажного
климата
того
же
гумидного
пояса
этот
процесс
замедляется
из-за
неполного
выноса
кремнезема.
Однако
и
здесь
по
родообразующие
гипогенные
минералы
перерабатываются
полностью,
хотя
их
преобразование
приобретает
иные
KaI.JeCTBeHHble
особенности
-
латерити
зация
в
идеальном
случае
заменяется
каолинизацией.
Это
происходит
пото
МУ
,
I.JTO
сокращается
орошение,
снижаются
температуры
(см
.
разд.
5)
.
И
такой
ход
гипергенеза
также
сопровождается
полным
вскрытием
россыпеобразующих
минералов:
они
сегрегируются
от
жильной
массы
в
элювиальном
слое
.
В
умеренном
влажном
климате,
где
господствует
уже
глинистое
(не
ок
сидное)
выветривание
с
широким
развитием
гидратации
вещества
инередко
проявляется
сульфатная
минерализация
,
кремнекислота
выносится
не
полно
стью
,
а
I.JaCTb
алюминия
(хотя
его
подвижность
и
возрастает)
по условиям
ки
сл
отности
-
щелоl.JНОСТИ
среды
остается
в
коре
выветривания
как
в
решетках
неразрушенных
породообразующих
минералов
,
так
и
во
вновь
обра
з
ованных
алюмосиликатах.
В
ходе
гипергенеза
породы
с
высоким
содержанием
крем
некислоты
не
подвергаются
глубокой
переработке
и
поэтому
удерживают
ка
кую-то
I.JaCTb
россыпеобразующих
минералов
:
некоторое
их
количество
в
свя
зан
ном
с
жильной
породой
виде
остается
в
элювиальном
слое.
В
перигляциальном
поясе
,
где
кислотность
почвенного
слоя
или
элювия
д
остигает
максимума
и
ее
высокие
показатели
особенно
заметны
в
пределах
ру
д
ных
полей
,
основным
мигрантом
становится
алюминий,
а
кремний
,
те
ряющий
в
этой
среде
подвижность
,
накапливается
в
элювиальном
слое
.
Та
кой
ход
гипергенеза
приостанавливает
вскрытие
россыпеобразуlOЩИХ
мине
ралов
,
I.JTO
в
дальнейшем
определяет
и
характер
россыпеобразования
обу
словливающий
формирование
уникальных
по
размерам
и
богатству
долинных
золотоносных
и
оловоносных
россыпей.
Своеобразие
гипергенеза
в
Субарк
тике
,
особенности
вскрытия
рудного
вещества,
впервые
рассмотренные
мною
в
ряде
работ
до
сих
пор
признаются
не
всеми
,
как
и
выделение
перигляци-
357
ального
пояса,
поэтому
считаю
необходимым
еще
раз
проанализировать
про
блему
более
детально.
По
давляющее
большинство
исследователей
как
в
отечественной,
так
и
в
зарубежной
литературе
рассматривают
вопросы
образования
россыпей
с
по
зиций
гумидной
обстановки,
т.
е.
с
учетом
тропического
влажного
и
уме
ренного
климата,
где
при
формировании
оксидных
кор
создается
такой
ход
процесса,
который
не
проявляется
в
перигляциальном
поясе.
Между
тем
именно
в
перигляциальном
поясе
климатический
аспект
проблемы
(ее
суб
полярный
вариант)
выражен
исключительно
ярко
но, к
сожалению
не
учитывается
литологами.
В
северных
широтах
земного
шара
все
стадии
россыпеобразующего
про
цесса
проявляются
наиболее
полно
в
значительной
степени
благодаря
тому
,
что
экзогенная
деструкция
коренных
источников
протекает
в
условиях
ин
тенсивного
развития
геокриогенных
явлений
.
«
Н
а
земной
поверхности,
-
как
подчеркивал
Н
.
А.
Цы
тович
[О
физических
явлениях
..
. ,
1959]
, -
широко
рас
пространенным
процессам
изменения
горных
пород
(гипергенеза)
,
безуслов
но
,
подвержены
и
многолетнемерзлые
горные
породы
.
При
отрицательной
температуре
и
периодически
изменяющихся
напряжениях
грунтов
,
в
связи
с
сезонным
промерзанием
и
оттаиванием,
процессы
гипергенеза
протекают
весьма
интенсивно,
так
как
жидкая
фаза
обычно
содержит
в
большом
коли
честве
свободный
кислород
и
угольную
кислоту
.
Гипергенные
процессы
при
отрицательной
температуре
-
это
специфические
процессы
,
и
их
следует
вы
делить
в
особый
тип
-
nроцессы
крuогенеза
.
Следовательно,
криогенез
-
э
то
совокупность
процессов
физического
,
химического
и
минералогического
изменения
и
преобразования
литосферы
и
гидросферы
при
отрицательной
температуре»
[с.
121].
При
таком
своеобразном
ходе
развития
гипергенеза
вскрытие
рудного
вещества
в
элювиальном
слое
,
а
следовательно
,
и
началь
ная
стадия
россыпеобразования
отличаются
нигде
больше
не
повторяющи
мися
особенностями.
Они
непосредственно
связаны
с
проявлением
криоге
неза
(термоденудauии).
В
элювии,
мощность
которого
определяется не
грунтовыми
водами
,
как
это
имеет
место
в
гумидном
поясе,
а
верхней
границей
постоянных
отрица
тельных
температур,
совершаются
наиболее
сложные
термодинамические
взаимодействия
литосферы
с
атмосферой
.
Они
сопровождаются
дроблением
лювиального
материала
вплоть
до
появления
глинистого
вещества
и
слож
ным
,
по-видимому
,
«турбулентным»
характером
его
движения
,
образованием
своеобразной
зоны
трещиноватости
пород
.
В
условиях
интенсивных
тектони
ческих
движений
,
сопровождающихся
расчленением
поверхности
,
она
при
обретает
подвижное
состояние
:
по мере удаления
продуктов
криогенеза
верх
няя
граница
постоянных
отрицательных
температур
опускается
и
процесс
образования
элювия
охватывает
все
новые
и
новые
приповерхностные
гори
зонты
массива
коренных
пород.
Поступающая
в
трещины
влага
периодиче
ски
оказывается
в
замкнутом
пространстве
,
поэтому
ее
разрушающее
дейст
вие на
горные
породы
резко
возрастает
.
При
химическом
выветривании
окисление
и
вынос
катионов
из
элювиального
слоя
играют
подчиненную
роль
.
В
элювиальном
горизонте
в
связи
с
застойным
характером
грунтовых
вод
в
деятельном
слое
и
низкими
температурами
накапливаются
даже
легко-
358
подвижные
компоненты.
В
криогенной
зоне,
как
отмечено
выше,
обнаруже
ны
три
линии
выветривания,
характеризующиеся
слабым
разрушением
сили
катов,
частичным
выносом
алюминия
и
полным
прекращением
миграции
кремнезема.
Выветривание
протекает
при
определенных
значениях
рН
среды,
формирующейся
в
деятельном
слое
под
влиянием
как
термодинамической
обстановки,
так
и
характера
подвергающихся
выветриванию
горных
по
род
.
Такая
гипергенная
переработка
пород
не
способствует
вскрытию
рудного
вещества.
Показательно,
что
в
перигляциальном
поясе
выветривание
даже
типич
ных
сульфидных
месторождений
протекает
по-иному,
чем
в
гумидном
.
Здесь
оно
сопровождается
формированием
своеобразных
зон окисления,
давно
привлекших
внимание
исследователей
своими
специфическими
чертами
:
резко
повышенной
сульфатностью,
насыщенностью
легко
растворимыми,
в
другой
климатической
обстановке
неустойчивыми
компонентами,
нередко
распространяющимися
на
большие
глубины
в
массиве
мерзлых
руд.
В
ново
образованной
ассоциации
минералов
обычно
отсутствуют
или
встречаются
в
ничтожных
количествах
вторичные
сульфиды
меди
и
цинка,
а
на
глубину
развивается
лимонитово-ярозитовая
подзона
.
Сульфатизация
отличается
вы
раженной
экзотермичностью,
способствующей
развитию
этого
процесса
под
деятельным
слоем
или
даже
ниже
границы
постоянных
отрицательных
тем
ператур
.
Таким
образом,
тепловьщеление
даже
в
энергетически
замкнутой
системе
способствует
саморазвитию
зон
окисления
сульфидных
месторожде
ний
в
условиях
вечной
мерзлоты
.
Переработка
органических
остатков
в
перигляциальном
поясе
также
протекает
своеобразно
и
сопровождается
образованием
таких
кислот
как
ук
сусная
щавелевая
,
янтарная
и
т
.
д.
[Максимов,
1949;
и
др.]
,
что
непосредст
венно
определяет
низкие
показатели
рН
среды
.
Широко
распространенные
в
субполярных
районах
кислые
почвы
с
накопившимся
в
подпочвенном
слое
кремнеземом
-
хорошо
известное
свойство
гипергенеза
в
этих
районах
.
Итак
,
в
перигляциальном
поясе
гипергенная переработка
коренных
по
род,
заключающих
рудное
вещество,
не
способствует
его
вскрытию
в
элюви
альной
стадии
россыпеобразования
.
Более
того,
из-за
сложного,
«турбулент
ного»
движения
материала,
слагающего
деятельный
слой
-
эту
своеобразную
кору
выветривания
субполярной
физико-географической
обстановки,
освобо
д
ившееся
от
жильного
материала
рудное
вещество
не
концентрируется,
а
рас
сеивается
по
всей
мощности
слоя.
Между
элювиальной
и
аллювиальной
стадиями
лежат
склоновые
процес
сы.
В
перигляциальном
поясе
основные
черты
гипергенной
переработки
гор
ных
пород
на
склонах
наследуются
от
элювиальной
стадии
,
хотя
и
отличают
ся
своими
особенностями
.
Формирование
склонового
фациального
комплек
са
носит
зональный
характер
,
поэтому
и
процессы
криогенеза
обладают
не
о
д
инаковой
интенсивностью
на
разных
участках
склонов
.
В
верхней
части
г
д
е
преобладает
денудация
,
сопровождающаяся
интенсивным
удалением
ее
продуктов
,
они
протекают
с
большей
активностью
;
в
нижней
части
,
у
подно
жия
склонов
,
происходит
частичная
аккумуляция
делювиально-соли
флюкционных
отложений,
поэтому
данные
процессы
здесь
замедлены
.
И
ес-
359