2.3. Рудные концентрации Al-Fe- Mn

Одна из особенностей докембрийского осадочного рудонакопления триады - необычайная интенсивность, несравнимая по масштабам с рудным процессом фанерозоя. Очень ярко это прослеживается в истории железных и марганцевых руд. Например, запасы джеспилитов Криворожья и КМА около 260 млрд т, Нома-Трансвааля - 2500 млрд т, окисных руд марганца в эксплуатируемых месторождениях на первичных силикатных рудах -300 - 350 млн т, т. е. примерно 10 - 12 % мировых запасов этого металла. По имеющимся оценкам в джеспилитовых толщах сосредоточено более 70 % мировых запасов железа. Докембрийский рудный процесс локализовался в иных фациальных областях сравнительно с фанерозойским рудообразованием. Наиболее отчетливо это проявилось у железных руд.

Для докембрия, особенно раннего протерозоя (в интервале от 2,0 до 2,5 млрд лет), характерны джеспилиты - тонкослоистые руды, сложенные слойками кремнистыми (мощностью не более 1 - 2 мм) и рудными, практически лишенные обломочного материала. Они представляют собой хемогенный кремне-железистый осадок морских водоемов, подвергшийся метаморфизму. В джеспилитах встречаются также прослои глинистых пород (филлитов). Мощность джеспилитовых формаций достигает 200 - 500 м, протяженность - сотни километров. В пределах КМА джеспилитовая формация завершает трансгрессивную серию (Страхов, 1963), начавшуюся аркозами, которые переходят вверх по разрезу в глины, а последние - в джеспилиты, перекрываемые глинистой толщей с пластами известняков. Тем самым джеспилиты, по Н.М. Страхову, являются осадками глубоких центральных частей водоема. Необходимо отметить, что джеспилитовые руды внешней "глинистой" зоны наиболее восстановлены, здесь в них есть даже пирит, а в центральной глубоководной части бассейнов джеспилиты магнетитовые и гематитовые. Концентрация железа увеличивается от периферии к центру бассейна за счет убыли SiO₂, Al₂O₃ и других компонентов. Важнейшая особенность джеспилитовых руд состоит в полном отсутствии оолитовых структур.

Марганец в раннем докембрии накапливался главным обра­зом в силикатной форме. Так возникли гондитовые формации со спессартином, содержащие до 10 - 15% марганца. Гондиты наиболее типичны для архея. Более поздние марганцевые руды докембрия в ряде случаев подчинены джеспилитовой формации, даже ее гематитовой части, т.е. осаждение марганца также про­исходило в пелагической части моря. Основным рудным минералом был родохрозит.

Сопоставляя докембрийские джеспилитовые и фанерозойские оолитовые железные руды, локализующиеся в пределах шельфа морей, Н.М. Страхов и другие исследователи делают вывод о том, что в конце протерозоя произошла резкая миграция желе­зорудного процесса из пелагиали бассейна в его прибрежную зону. Любопытно, что в позднем протерозое имеются примерно одновозрастные и джеспилитовые, и оолитовые железорудные формации (Южная Африка). Известны случаи перехода джеспилитов в сторону суши в оолитовые гематит-шамозит-сидеритовые руды. Кроме структурно-текстурных особенностей, резко изменилась минералогия руд и зональность в распределении рудных компонентов. Оолитовые руды сложены преимущественно гидрогётитом, шамозитом, сидеритом, причем для наиболее прибрежной части характерен гидрогётит, а наиболее мористой - сидерит.

Эволюция накоплений рудной триады, по Н.М. Страхову и В.Н. Холодову, обусловлена следующими основными факторами.

Интенсивность докембрийского рудного процесса определялась, видимо, высоким содержанием CO₂ в атмосфере, усиленным сносом Fe и Мn с континентов, очень активным подводным вулканизмом, поставлявшим много железа, марганца, алюминия и кремнезема. Повышенное содержание СО₂ в атмосфере, а значит и в гидросфере, влияло на рН вод, величина которого должна была быть более низкой, чем сейчас. В условиях кислой среды процессы выветривания пород (широко представленных в зонах мобилизации вещества в результате мощного вулканогенно-осадочного литогенеза вулканитами главным образом основного состава и выноса из них Fe и Мn) были намного более активными, чем в последующее время. Кислые речные и морские воды способствовали дальней миграции железа, вплоть до центральных частей бассейнов, где железо химически осаждалось вместе с SiO₂, давая джеспилиты. Садка железа и кремнезема была, по мнению Н.М. Страхова, сезонной, обусловившей полосчатость руд.

В конце протерозоя под влиянием растительности количество СО₂ в атмосфере быстро убывает, рН природных вод увеличивается, поэтому миграция железа в реках и морях сильно затруднилась. Железо стало осаждаться в мелководной зоне моря, а впоследствии перешло и на сушу. Так, руды кор выветривания характерны для конца мезозоя - современного периода. Резко изменились петрографический облик руд и содержание в них Fe. Одновременно произошел отрыв кремнезема от железа, сохранивший высокую подвижность кремнезем продолжал уноситься в море, а прибрежные железные руды - обогащаться фосфором.

Марганец в силу большей, чем у железа, геохимической подвижности также со временем, в палеозое, переместился ближе к берегу, но все же оказался наиболее "мористым" членом триады. В конце палеогена и в четвертичное время формируются промышленные месторождения марганца, связанные даже с корами выветривания. Они установлены в тропической зоне, где входят в состав латеритных покровов Индии, Бразилии и других стран. Эти покровы развиваются на гондитах в условиях относительно расчлененного рельефа и влажного теплого климата.

Фактических данных, которые позволяли бы достоверно су­дить об эволюции накоплений А1 (бокситов), очень мало. Н.М.Страхов (1963), исходя из принадлежности алюминия к триаде, считает, что в докембрии, особенно раннем, бокситообразование было много интенсивнее, чем в фанерозое. Кислый состав вод должен был способствовать выносу Аl₂О₃ из кор выветривания в виде растворов и химическому образованию бок­ситов. По мере уменьшения количества СО2 в атмосфере хемо-генный процесс формирования бокситов вытеснялся механиче­ским переотложением высокоглиноземистого вещества кор вы­ветривания. Площадь бокситообразования все более сокращалась, ограничившись сейчас влажными тропиками и субтропиками. Таким образом, эволюция накоплений триады Al-Fe-Mn в истории Земли выражена чрезвычайно резко. Железные руды центральных впадин докембрийских морей переместились в конце протерозоя - палеозое на морской шельф, в мезозое и кайнозое - в континентальные речные долины и на водораз­дельные пространства. Подавляющая часть фанерозойских руд­ных концентраций марганца связана с шельфом морей, континентальные накопления известны только в уникальных по гене­зису месторождениях кор выветривания тропиков.