08 Марта 2021, Понедельник17:58 МСК
Курсы на 08.03.2021
74,42 +0,83
Au 1 689 -0,95%
Ag 25,27 -0,89%
88,47 -0,79
Pt 1 142,30 -0,04%
Pd 2 311 -1,32%

Проблема поисков в России золоторудных месторождений типа Южно-Африканского Витватерсранда

Традиционно золоторудные месторождения крупнейшей в мире Южно­-Африканской провинции Витватерсранд с общими ресурсами золота до глубины 4–5 км в 80–100 тыс. т считается древними (архей­протерозойскими) россыпями и относятся к экзотической формации «золотоносных конгломератов», поиски аналогов которой, базировавшиеся на этих представлениях, за прошедшие 130 лет со времён открытия этой провинции как в мире, так и в России, оказались безрезультатными. Показывается ошибочность отнесения африканских месторождений к этой формации и обосновывается принад­лежность месторождений к эндогенной золоторудной кварцево­жильной формации, широко распространённой как вообще в мире, так, в частности, и в России, в пределах которой в Колымском регионе и Южном обрамлении Сибирской платформы имеются аналоги Витва­терсрандской провинции, недооценка ресурсов золота которых в плане их сравнения с африканскими, связана в первую очередь с недоизученностью на глубину.

Ключевые слова: золото, месторождение, конгломераты, псевдоконгломераты, кремнеземная магма, Витватерсранд

С.С. Долгушин —    главный научный сотрудник СНИИГГиМС, доктор геолого-минералогических наук

Месторождения провинции Витватерсранд

До настоящего времени одной из нерешенных является проблема поисков как в мире вообще, так и в России в частности, уран-золоторудных месторождении витватерсрандского типа Южной Африки, для сокращения называемых по ведущему металлу просто золоторудными. Из литературных источников известно, что ресурсы золота в провинции Витватерсранд (или просто Ранд) составляют 80–100 тыс. т, из которых за 130 лет их эксплуатации было добыто 50 тыс. т золота. И это при том, что известные в мире золоторудные провинции с ресурсами в 10 тыс. т уже считаются гигантскими. Однако, несмотря на весьма активные поиски аналогичных месторождении как в мире, так и в России, таковых не обнаружено, что связано в первую очередь с уникальностью месторождении Ранда, определяющих трудности в выработке критериев поисков. Их уникальность, кроме гигантских ресурсов, заключается в сложном строении и составе, допускающим весьма противоречивые гипотезы их образования — от экзогенных (осадочных) до эндогенных (гидротермальных и даже магматических) и, как следствие этого, взаимоисключающих друг друга критериев поиска месторождений этого типа. Традиционно во все времена безраздельно господствующей являлась гипотеза экзогенного генезиса месторождений, согласно которой они представляют собой древние россыпи в конгломератах, в соответствии с которой вырабатывались критерии поисков, не приведшие за 130 лет к обнаружению в других районах мира аналогичных месторождений. Естественно, что отрицательные результаты поисков стимулировали появление альтернативных гипотез генезиса, в том числе и предлагаемой нами ниже магматогенной.

В общеструктурном плане уран-золоторудная провинция Витватерсранд располагается в пределах прогиба (мульды) размером 400×180 км, расположенной на архейском фундаменте (Каапваальском кратоне) древней Африканской платформе. Прогиб сложен терригенно-вулканогенными пологолежащими породами нескольких докембрийских систем общей мощностью до 15 км. Вторая снизу система мощностью 7,5 км, известна как Витватерсрандская, вмещает большую часть золоторудных месторождений. Она выполнена песчаниками, алевролитами, филлитами, углеродистыми сланцами, кварцитами, вулканитами и конгломератами. Магматизм в пределах прогиба представлен интрузивными массивами бушвельдского комплекса разного состава — от кислого до среднего и щелочного.

Непосредственно золоторудная провинция Витватерсранд располагается вдоль северного фаса прогиба и имеет вид дугообразной полосы протяжённостью до 200 м при ширине 25–30 км и содержит в себе не менее 100 месторождений, сосредоточенных в 9 рудных полях, отвечающих в отечественной терминологии рудным узлам (рис. 1). В пределах провинции золоторудные месторождения размещаются по всему 15-километровому протерозойскому разрезу более чем на 30 стратиграфических уровнях, концентрируясь в верхнем 4,5-километровом отделе Витватерсрандской системы, только в пределах которого они располагаются, как минимум, на 16 уровнях [3, 7]. По строению и составу все месторождения одинаковы. Они представляют собой преимущественно согласные (есть и секущие, например, Майн-Риф-Лидер [7]) со слоистостью вмещающих к тому линзы мощностью от 0,1–0,3–0,5 до 1,0–1,5 м протяженностью в первые десятки или сотни метров (максимально до 1360 м[7]), как одиночные, так и компанирующиеся в пачки. Следует особо отметить, что в литературе бытует мнение о том, что месторождения (в местной терминологии рифы) имеют вид многокилометровых пластов. Однако это не так. В действительности рудные поля располагаются в пределах прогиба на разных стратиграфических  уровнях, а находящиеся в их пределах месторождения, имеющие вид послойных линз (пачек), протяжённостью до первой сотни метров (максимально до 1360 м), по простиранию переходя с одного [2, 3, 7] горизонта на другой. Вот это положение месторождений на разных уровнях не только в разных рудных полях, но и в пределах конкретного рудного поля, приводит к представлению о множестве (учтено только 30, но их, конечно, много больше) рудных горизонтов.

Рис. 1. Схема геологического строения депрессии.png

Рис. 1. Схема геологического строения депрессии Витватерсранд [7]. Вулканогенно-осадочные формации (в скобках средний возраст, млн лет): 1 — Трансвааль (2025); 2 — Вентерсдорп (2709); 3–4 — верхний и нижний Витватерсранд соответственно (2914); 5 — Доминион (3074); 6 — фундамент (3120);  7 — интрузивные породы бушвельдского комплекса (1950);   8 — Au-U провинция Витватерсранд и её главные рудные узлы (дополнения: схематично нанесены контуры золотоносной провинции Витватерсранд и её главных рудных узлов)

Состав рудных тел (рифов) существенно кварцевый. Они имеют обломочную конгломератовидную, брекчиевую или даже брекчиевидную текстуру со взаимопереходами, определяемую наличием кварцевых обломков с разной степенью округлённости. При их округлённости текстура конгломератовидная, при угловатости — брекчиевидная или брекчиевая с переходом в массивную. В обломках кварц жильного типа. Цемент также кварцевый, мелкозернистый, с гранулитовой структурой. Соотношение обломков разное, обычно преобладает цемент [2, 3, 7, 14, 18]. При уменьшении количества обломков, вплоть до их полного исчезновения, кварцевые обломочные породы постепенно переходят в кварцит. Для всех месторождений провинции характерно преобладание брекчиевидных текстур над конгломератовидными. Исторически сложилось так, что конгломератовидные текстуры параллелизовали с конгломератами и, хотя они в общем-то пользуются по сравнению с брекчиевидными меньшим распространением, все рудные тела провинции стали называть конгломератами, которые и стали «визитной карточкой Витватерсранда». 

Примечательной особенностью витватерсрандских пород, кроме их кварцевого состава и обломочной текстуры, является наличие в кварцевой массе пирита, помимо вкрапленности и гнёзд, в форме шаров размером от 1–2 мм до 2–3 см, известных как «пиритовая картечь».

Рудная минерализация тонкодисперсного типа, невидимая в микроскоп, находится только в цементе (а золото и в пирите) и представлена золотом, ураном, платиноидами и редкими элементами. Содержание золота среднее по провинции 11,9 г/т с колебаниями до 20–30 г/т и даже выше.

Своеобразие Витватерсрандских месторождений связано с гигантскими запасами золота на весьма ограниченной площади и их сложным, в общем-то совершенно непонятным генезисом, обусловленным тесной связью оруденения только с обломочными породами, определяемыми как конгломераты, создавшими славу им как уникальных объектов, достоверных аналогов которых в мире не обнаружено. Исходя из посыла, что при всей уникальности этого объекта, он не может быть единственным на Земле, геологи пытались понять причину неудачных поисков их аналогов, видя её в разном понимании генезиса этих месторождений, а соответственно и критериев поисков, что и послужило основой многолетних, продолжающихся до настоящего времени дискуссий на эту тему, оформившихся в многочисленных, исключающих друг-друга гипотезах.

Гипотезы генезиса  месторождений Витватерсранда

В настоящее время существует множество нередко принципиально противоречивых гипотез генезиса месторождений Витватерсранда, основа которых — вопросы происхождения рудоносных обломочных пород, традиционно называемых конгломератами, и соотношения с ними золотооруденения. Характеристика этих гипотез с их критическим разбором дана в многочисленных публикациях [1, 2, 3, 7, 14, 17, 18], а в обобщённом виде в статье В.И. Старостина «Эволюция взглядов на происхождение золоторудных месторождений Витватерсранда». Все гипотезы в первом приближении можно разделить на 4 группы: осадочные, гидротермальные, осадочно-гидротермальные и магматогенные. Учитывая, что наиболее популярной являются осадочные, мы остановимся на рассмотрении только их. 

«Осадочные» гипотезы

При общем признании генетической связи оруденения с конгломератами существует множество вариантов этих гипотез. В одних считается, что месторождения представляют собой древние сингенетичные россыпи в конгломератах, в других — золоторудная минерализация в виде золотоносных илов (или даже вод) принесена откуда-то издалека и наложена на уже существующие конгломераты. Наиболее же популярной во все времена, а для зарубежных геологов непререкаемой, является россыпная, согласно которой месторождения Витватерсрандской провинции представляют собой древние (протерозойские) россыпи сингенетичные вмещающим конгломератам, а источник золота видят в золотоносных кварцевых жилах (месторождениях) архейского фундамента, находящихся далеко (сотни километров) за пределами прогиба [3, 19]. Как отмечается критиками гипотез осадочного генезиса, уязвимых мест, практически сводящих к отрицанию этих гипотез, предостаточно. Не повторяя их, [14, 17] все же считаю необходимым остановиться лишь на некоторых опорных изложениях этих гипотез, имеющих принципиальное значение для понимания генезиса этих месторождений. В первую очередь это касается вопроса происхождения обломочных пород, называемых конгломератами, их кварцевого состава, избирательности оруденения, путей доставки золота в так называемые россыпи и стратеграфического контроля оруденения.

О природе обломочных пород кварцевого состава, считаемых конгломератами. Самым главным положением всех гипотез осадочного генезиса месторождений, определяющим, как считается, их уникальность, являются представления об обломочных породах, вмещающих оруденение, как о конгломератах. Не будет преувеличением сказать, что все остальные положения относительно аргументации осадочного генезиса, базируются именно на этих представлениях. 

В литературе применительно к провинции Витватерсранда прочно закрепилось мнение о наличии там двух типов конгломератов: полимиктовых и олигомиктовых (кварцевых). Если об осадочной природе полимиктовых конгломератов ни у кого из исследователей никогда не возникало сомнений, то относительно олигомиктовых кварцевых они возникли. Так в последнее время у многих отечественных геологов [1, 2, 12, 14, 17, 18 и др.] появились новые представления относительно последних с отнесением их не к экзотическим осадочным образованиям — конгломератам, а к эндогенным образованиям — псевдо-конгломератам, что имеет принципиальное значение для понимания генезиса и строения витватерсрандских месторождении и критериев поисков. Прежде всего отметим, что в противоположность широкому развитию полимиктовых конгломератов, слагающих мощные многокилометровые пласты, олигомиктовые кварцевые развиты крайне незначительно, составляя от полимиктовых лишь незначительную, исчезающую долю, слагая разобщенные мелкие мощностью 0,1–0,3–0,5 м линзы. И главное — они всегда являются рудоносными. Не рудоносные олигомиктовые кварцевые «конгломераты» не известны.

Что же является основой доказательств экзогенной (осадочной) природы олигомиктовых пород кварцевого состава, называемых конгломератами? В первую очередь это в той или иной степени округлая форма обломков, похожих на гальку. Но ведь форма обломков — это конвергентный признак, так как она является результатом разных по природе процессов – метасоматических, магматических, тектонических, эксплозивных и др., что, применительно к витватерсрандским месторождениям, отмечалось многими исследователями [2, 14, 17, 18]. Так, например, А.Д. Щеглов [18], Ю.Г. Сафонов и В.Ю. Прокофьев [14] пишут, что несмотря на метаморфизм в ряде обломков («галек») все же сохранились признаки зонального строения, как образованных из гидротермального кремнеземного геля, что определяет их как псевдогальки, а всю породу как псевдоконгломерат. А.А. Маракушевым с соавторами [9] на основе эксперимента по плавлению кварцевых «конгламератов» Витватерсранда показано, что округлые кварцевые обособления, считаемые гальками, являются глобулами, как продукты ликвации кремнеземного расплава. О достаточно широком распространении таких образований свидетельствуют и то, что у ряда зарубежных геологов, применительно к округлым образованиям [3], при описании месторождений нередко встречается термин «псевдогалька», которые они считают продуктами водного кремнеземного геля в конгломератах. Говоря о «конгломератовой» текстуре витватерсрандских видов кварцевого состава следует отметить, что они вовсе не исключительная особенность Витватерсранда, а достаточно часто встречаются в заведомо магматогенных месторождениях многих металлов (олова, хрома и др.), в том числе и золота, что можно видеть на примере Балейского золоторудного месторождения, образование руд которого глобуляной текстуры из магматогенного кремнеземного геля никогда, ни у кого из исследователей (Петровская, Юргенсон и др.) не вызывало сомнения, и конгломератами их там никогда не называли (рис. 2).

Рис. 2. Балейское месторождение.png

Рис. 2. Балейское месторождение. Жила № 53. Глобулярная текстура золоторудных кварцевых жил. Глобулы — кварц с чешуйками золота. Цемент — халцедон с тонкодисперсным золотом. Текстурный аналог золотоносных «конгломератов» Витватерсранда.

При характеристике текстурных особенностей рудных тел мы акцентировали внимание на то, что в их сложении резко преобладают угловатые обломки кварца, что в общем случае определяет брекчиевую или брекчиевидную (вплоть до массивной) структуру. Так, например, Ю.Г. Сафонов и В.Ю. Прокофьев [14] при осмотре рудников отмечают, что «… риф Карбон-Лидер в осмотренных выработках не выглядит как «конгломератовый» горизонт. Галечные образования здесь можно выделить лишь условно в нечетко выраженных зонах мощностью от 1–2 до 30 см, имеющих брекчневидное строение…». В этом же плане, посещавший витватерсрандские месторождения, высказался и А.А. Щеглов. Примечательно высказывание по этому поводу и Ф.П. Кренделева [7], писавшего, что «… в районе Претории конгломерат более всего похож на брекчированный кремень». Тем не менее, несмотря на общий брекчиевидный, а вовсе не конгломератовидный облик рудных рифов, для всей провинции за ними прочно закрепился термин «конгломераты», ставший «визитной карточкой» Витватерсранда.

 В альтернативных гипотезах эти образования рассматриваются как эксклюзивные брекчии, и, вписываясь в традиционно устоявшуюся «конгломератовую» терминологию, называются «псевдоконгломератами». 

О кварцевом составе «конгломератов». Одной из примечательных особенностей витватерсрандских месторождений, не объяснимой представлениями об осадочном генезисе, является кварцевый состав рудных рифов (до 98 % SiO2), определяемый кварцевыми обломками в кварцевом же цементе. В терминологии гипотез осадочного генезиса это олигомиктовый кварцевый конгломерат. В чем же причина только кварцевого состава этого, так называемого, конгломерата? Понятно, что состав конгломерата определяется составом пород акватории сноса, в данном случае гранитоидных пород архейского фундамента, в которых кварцевые жилы, будто бы послужившие источником для кварцевой гальки, составляют ничтожно малую часть, в то время как в конгломератах их 100 %. Уходя от этого противоречия, сторонники осадочных гипотез полагают, что в результате длительной транспортировки обломочного материала остался устойчивый кварц, образующий конгломераты [3, 7, 19]. Наиболее же популярной гипотезой являются представления о том, что кварц, как наиболее устойчивый к разрушению, сохраняется в корах выветривания, откуда и переносится к месту образования кварцевых конгломератов [7, 18]. 

Однако непонятен механизм действия «коровых» источников, поскольку кварцевые «конгломераты» находятся в 15-километровой толще прогиба, формирующиеся не менее 600 млн лет более чем на 30 стратиграфических уровнях, отвечающих временам образования кор выветривания, определяемых крупными тектоно-магматическими перерывами в осадконаполнении, которых в этот период было не более четырех [3, 7]. Кроме того, при этом сколь-либо ясных представлений у сторонников этих гипотез относительно палеогеографических условий формирования именно кварцевых конгломератов не имеется. У одних это морские (глубоководные), у других — прибрежно-морские, у третьих — континентальные, лагунные или болотные условия [3], а в наиболее популярной версии, господствующей по сей день — в бурных, речных дельтовидных потоках [3, 18, 19]. Между тем в предлагаемой нами гипотезе магматогенного генезиса имеются вполне понятные объяснения кварцевого состава как «гальки», так и цемента, как производных кремнеземного расплава. 

Источник золота и пути его доставки. Как неоднократно обсуждалось критиками осадочных гипотез, проблема источника золота и путей его доставки для них является практически неразрешимой [2, 14]. Для большинства из этих гипотез, в первую очередь господствующей россыпной, источник золота (как и кварцевой гальки) видится в кварцевых жилах (месторождениях) архейского фундамента, находящихся далеко (сотни километров) за пределами золотоносной провинции. Сложность, а точнее неразрешимость этой проблемы заключается в следующем. 

Первое — из науки о россыпях, а главное, из практики известно, что россыпь не может быть удалена от источника более чем на сотни метров или в крайнем случае первых километров, и что уже в ближайшем сносе теряется половина золота. 

Поэтому, как, например, отмечает М.М. Константинов для формирования россыпных месторождений Витватерсранда с ресурсами в 100 тыс. т необходим источник с общими ресурсами золота в 200 тыс. т, которого там нет и никогда не было. Второе — золото в Витватерсранде тонкодисперсное, а в россыпях, тем более богатых, оно должно быть зернистое. Третье — по мировой статистике известно [7], что среднее содержание золота в россыпях 0,4 г/т, а в кореннных месторождениях — 10 г/т. В Витватерсранде среднее по провинции — 11,9 г/т, а на ряде месторождений 20–30 г/т и даже более, что, конечно, россыпям не свойственно. В-четвертых, гидродинамическому режиму противоречит то, что тонкодисперсное золото находится в грубообломочных фациях — конгломератах. Приводимые соображения о том, что тонкодисперсное золото переносилось водой в илистых фракциях, образованных в результате многочисленных перемывов с их последующим отложением в грубообломочных фациях — конгломератах, не выдерживает с позиций гидродинамики никакой критики [2, 3].

Следует отметить, что в гипотезах осадочного генезиса проблемы источника золота и способа его доставки, вероятно, ввиду бесперспективности ее решения, вообще не обсуждаются.

О термине «золотоносные конгломераты», как «визитной карточке» Витватерсранда. Как уже было отмечено «визитной карточкой» Витватерсранда является термин «золотоносные конгломераты». А насколько он отвечает действительности? Дело в том, что термин конгломераты объединяет две схожие по внешнему виду, но разные по составу, происхождению и отношению к оруденению обломочные породы — полимиктовые и олигомиктовые кварцевые. 

Первые — это полимиктовые конгломераты, не имеющие никакого отношения к орудинению, вторые — магматогенные образования — эксплозивные брекчии, представляющие собой рудные тела, сторонниками осадочного генезиса называемые кварцевыми конгломератами, а сторонниками эндогенного генезиса — псевдоконгломератами.

Оценивая разную роль полимиктовых и олигомиктовых кварцевых конгломератов, Ф.П. Кренделев [7, с. 191] особо подчеркивал, что «… уран-золотоносными являются не любые конгломераты, а только хорошо отсортированные олигомиктовые разности с преобладанием кремнезема в составе галек и цемента». Включение в общую группу конгломератов, как их разновидностей, золотоносных кварцевых пород, в действительности являющихся не конгломератами и псевдоконгломератами, определило возможность применения термина «золотоносные» ко всем конгломератам без учета их состава. Отсюда и появление термина «золотоносные конгломераты». А узаконивание этого термина происходило следующим образом. Если обратится к литературе, видно, что во всех публикациях, в какой-то степени касающихся характеристики рудных тел, сначала отмечается, что золотоносными являются кварцевые конгломераты. Однако далее по тексту прилагательное «кварцевые», как, вероятно, ненужное уточнение (а в гипотезе рассыпного генезиса состав конгломератов в принципе не имеет значения), постепенно опускалось, и речь идёт уже только о золотоносных конгломератах без указания их состава, что, например, и зафиксировано в отнесении месторождений к формации «золотоносных конгломератов», в которой не нашлось места прилагательному «кварцевых» при общем признании кварцевого состава рудных тел. 

Таким образом, основой термина «золотоносные конгломераты», ставшего «визитной карточкой» Витватерсранда, являются ошибочные представления о золотоносных обломочных породах кварцевого состава как конгломератах, что, как отмечал Н.А. Шило [17, с. 98], «связано с непониманием существа рудно-магматического процесса…».

О стратиграфическом контроле оруденения и пластовой форме залегания месторождений.

Представления о стратиграфическом контроле оруденения вкупе с пластовой формой залегания рудных тел используются как одно из важнейших доказательств осадочного генезиса месторождений. Напомним, что в отложениях прогиба общей мощностью 10–15 км насчитывается более 30 рудоносных горизонтов, и только в одном, наиболее продуктивном верхнем отделе витватерсрандской системы, их 16. Вопреки общепринятым представления, месторождения не являются протяженными пластами, а представляют собой отдельные кварцевого состава линзы мощностью 0,1–0,3–0,5 м или их пачки общей мощностью до 1,5–2 м (редко больше) при протяженности по простиранию десятки или первые сотни метров, максимально до 1360 м [3, 7], переходящие в пределах конкретного рудного поля, содержащего сближенные месторождения, с одного стратиграфического уровня (горизонта) на другой. Положение месторождений в разных рудных полях на разных стратиграфических уровнях приводит к представлениям о многочисленных рудоносных горизонтах. Между тем в альтернативных гипотезах эндогенного генезиса существует принципиально другое объяснение этих бесчисленных рудоносных горизонтов, как связанных с представлениями о разной высоте подъема рудоносных флюидов (магм), переделяемой структурно-тектоническими условиями вмещающей среды.

При оценке послойного силлобразного залегания месторождений провинции, как критерия осадочного генезиса, следует учитывать то, что оно типично и для заведомо магматических пород — многочисленных силлов, диабазов, базальтов, порфиритов и др., широко развитых в рудных полях и образующих вместе с рудными рифами «слоенный пирог», что демонстрируется многочисленными геологическими разрезами [3, 7]. Следует учитывать также и то, что послойная силесобразная форма залегания рудных тел, как фактор структурного контроля оруденения, вообще свойственен эндогенным месторждениям, залегающим, как и в Витватерсранде, в слоистых толщах с резко выраженной анизотропией вмещающей среды, примером чему могут служить многие гигантские золоторудные месторождения, такие как Сухой Лог, Олимпиадинское, Мурунтау и другие.

Обобщая критические замечания относительно спорных положений осадочных гипотез, следует сделать вывод о том, что они далеко не однозначны, а в значительной степени и тенденциозны, и то, что основанное на этом представление о генезисе вызывает серьезные возражения.

Гидротермальная гипотеза

Гидротермальная гипотеза, как альтернатива осадочной, появилась сразу же после открытия месторождений и поддерживалась многими учеными того времени (Грейтон, Гейер, Бекман, Мак-Кельви, Эверхард, Горельс, Давитсон и др.) [3, 7]. Особенностью данной гипотезы, на которую следует обратить внимание, является то, что она, будучи альтернативой осадочной, все же базируется, как и та, на представлениях о ведущей роли в локализации оруденения все тех же конгломератов. Так, согласно этой гипотезе оруденение гидротермального типа избирательно накладывается только на уже существующие конгломераты, а точнее — только на их кварцевые разновидности, в то время как все другие вмещающие породы — песчаники, алевролиты, сланцы и т.д., никогда не несут в себе следов рудной минерализации. Вот эта удивительная избирательность оруденения, наряду с отсутствием сколь-либо выраженных зон околорудного метасоматического изменения пород в виде метасоматитов или рудной вкрапленности, столь характерной для гидротермального процесса, с первых же времен появления этой гипотезы и служила основой ее критики [3]. Учитывая схожесть гидротермальной и осадочной гипотез в главном вопросе о роли конгломератов в оруденении,  Дю-Тайт [3] пишет, что многие геологи не могли определится в вопросе генезиса месторождений. Так, например, Фишер отмечал, что он «… в результате проведенной большой работы, пришёл к заключению, что геологическое изучение склоняет его к россыпной гипотезе, а микроскопия – к гидротермальной» [3]. Однако, несмотря на ожесточенную критику гидротермальной гипотезы со стороны сторонников осадочной, она в разных вариантах до настоящего времени является популярной и в той или иной форме поддерживаемой многими геологами [7].

Как результат попыток учесть и совместить главные положения осадочной и гидротермальной гипотезы появилась компромиссная осадочно-гидротермальная гипотеза.

Гидротермально-осадочная гипотеза (или вариант вулканогенно-осадочная) 

Эта гипотеза наиболее популярна среди отечественных геологов [6, 14, 18 и др.]. Как компромиссная между осадочной и гидротермальной  в той или иной степени базируется на трансформированных основных положениях той и другой. Считается, что месторождения образовались в результате вулканической деятельности, породившие рудоносные гидротермы, из которых в морской бассейн на уже имеющиеся или формирующиеся конгломераты откладывалось рудное вещество. В общем виде авторы определяют ее как полигенно–полихронно- осадочно-гидротермальную [6, 18]. Не касаясь ее содержания, изложенного в ряде публикаций [6, 14, 18 и др.], отметим лишь, что она, как компромиссная, содержит недостатки обоих гипотез.

Таким образом, анализ всех ныне существующих гипотез, дает основание сделать вывод от том, что для всех их обломочные породы кварцевого состава, слагающие рудные тела, являются осадочными породами — конгломератами, в то время как их природа совершенно другая. Это не экзогенные осадочные породы, а эндогенные образования — псевдоконгломераты. Между тем именно природа этих пород и характер связи с ними оруденения являются главным вопросом в понимании строения и генезиса африканских месторождений, определяющим стратегию поисков аналогов этого типа месторождений. Как показала 130-летняя история поиска аналогов, стратегия, основания на «конгломератовой» гипотезе, была ошибочна и несмотря на огромные затраты средств не привела, да и не могла привести, к положительным результатам. 

Между тем оформившееся в последнее время представление о золотоносных кварцевых породах не как экзогенных породах — конгломератах, а как эндогенных образованиях — псевдоконгломератах, и генетической связи с ним орудения дали основания для появления принципиально новой гипотезы магматического генезиса витватерсрандских месторождений.

Магматогенная гипотеза генезиса месторождений Витватерсранда

В общем плане предлагаемая нами гипотеза магматогенного генезиса стоит в одном ряду с гидротермальной, но имеет с ней ряд принципиальных различий, которые определяются строением рудно-магматической системы и касаются, применительно к рассматриваемым объектам, в первую очередь, источника рудного вещества (магматического расплава, а не гидротермальных растворов), его концентрации, состава и путей его становления (интрузивно-эксплозивного), определившего состав (кварцевый) и структурно – текстурные особенности (конгломератовидный облик) рудных тел. 

В основе магматогенной гипотезы лежат представления о строении рудно-магматических систем, базирующихся кроме полевых наблюдений и на экспериментальных данных многих исследователей [2, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 16 и 17]. 

Согласно этим представлениям [9] в определённых условиях (влияние вмещающей среды, изменение РТ-условий, явлений полимеризации, газовых реакций и т.д.) происходит ликвационная дифференциация исходной магмы очага на две совместно существующие фазы: газово-гидротермальную и флюидный силикатный расплав (силикатную магму). При этом наиболее адсорбирую щей рудные элементы является силикатный расплав (ранее известный как рудная рапа, рудный остаток, рудный расплав, расплав-раствор, концентрированный раствор и т.д.) образующий месторождения из коллоидных систем, а газово-гидротермальная фаза с меньшим содержанием рудных элементов производит метасоматическую проработку вмещающей среды и околорудную вкрапленность. Соотношение между собой этих фаз и определяет облик конкретного месторождения. 

Таким образом, сущность представлений о строении и составе рудно-магматических систем (с преобладанием рудоносных расплавных фаз) для определенной группы месторождений сводится к признанию определяющей роли в рудно-магматическом процессе плотных высоко концентрированных рудных флюидных систем типа рудных магм, как ликвационных дифференциатов исходной материнской магмы, в противоположность традиционным представлениям о концентрированных гидротермальных растворах…

Так, А.А. Маракушев [9], основываясь на экспериментах по плавлению витватерсрандских руд, показывает, что они имеют магматический генезис при первично расплавной природе кремнеземного золотосодержащего флюида, связанного с материнским очагом, и что золотоносные кварцевые породы конгломератовидного облика являются не конгломератами, а псевдоконгломератами, так как округлые обособления, называемые гальками, в действительности являются глобулами, как продукты ликвации кремнеземного расплава, расслаивающегося на кварцевые глобулы и кварцевую матрицу. Применительно к рассматриваемому нами случаю витватерсрандских месторождений это изначально золотоносный кремнезёмный флюид, отвечающий понятию флюидная кремнезёмная магма. В свете вышеизложенных данных о строении рудно-магматической системы месторождений Витватерсранда, их генезис представляется в следующем виде.

В результате дифференциации магмы, предположительно, бушвельдского комплекса, образовался полимеризованный уран-золотоносный кремнезёмный флюидный расплав — кремнезёмная флюидная магма, с интрузией которой и связано образование уран-золоторудных месторождений. Существенно кремнезёмный (70–90 % кремнезёма) состав флюидной магмы определил образование кварцевых пород разного текстурного облика от конгломератовидного (глобулярного) до брекчиевидного и брекчиевого. При этом конгломератовидный (глобулярный) облик кварцевых пород был связан с ликвационными процессами при рас-паде (расслоении) флюидной системы, а брекчиевидный — с местными закрытыми эксплозиями, неизбежно сопровождающими становление полимеризованных флюидных систем [5]. В результате совмещения ликвационных и эксплозивных процессов, формирующаяся кварцевая порода приобрела конгломерато-брекчиевый облик с взаимопереходами друг в друга, что и наблюдается на рассматриваемых месторождениях, даже в одном штуфе. Рудоносность этих месторождений определяется изначальным содержанием рудных элементов (золота, урана, платиновидов) в кремнезёмном флюиде, при ликвационном расслоении и раскристаллизации которого золото оказалось в кварцевом цементе в дисперсной форме, а также в составе пирита.

Поэтому сочетание кварцевых пород, определяемых по-разному — как конгломераты, псевдоконгломераты или брекчии с рудной (золото-урановой) минерализацией, считающееся рядом авторов [18] случайным, явление далеко не случайное, а вполне закономерное, обусловленное самим способом образования этих месторождений из рудоносной флюидной кремнезёмной магмы, определяющей их принадлежность к кварцево-жильной золото-сульфидной формации широко распространённой в других регионах мира, а самих месторождений Витватерсранда лишь как частный случай проявления этой формации. 

Признание определяющей роли в формировании рассматриваемых месторождений изначально рудоносной флюидной кремнезёмной магмы решает основную проблему в установлении их генезиса, а именно: первое — почему так называемые конгломераты имеют только кварцевый состав, и второе — почему оруденевают только олигомиктовые кварцевые «конгломераты», распространённые локально, а не все другие полимиктовые, которых в составе рудовмещающих толщ, в противоположность кварцевым, предостаточно (0,2 % от разреза). Это связано, во-первых, с тем, что кварцевые породы обломочного облика, так называемые конгломераты, являются псевдоконгломератами, а их кварцевый состав определяется образованием из кремнезёмной магмы. Во-вторых, оруденение генетически связано только с кварцевыми породами, поскольку кремнезёмный флюид, давший эти породы, был изначально золотоносен. Также находят объяснение и другие вопросы — глобулярная форма для кварца и шаровая для пирита, уранитита, тухолита и золота, как продуктов ликвации рудоносного флюида, брекчиевидная текстура кварцевых пород (как продуктов закрытых эксплозий), резкие, интрузивного типа, контакты рудных (кварцевых) тел, постепенные переходы по простиранию рудных «конгломератов» в золотоносные кварциты, магматические кварцолиты, многочисленные признаки образования кварцевых «галек» при коацервации и синерезисе из плотных гелеобразных масс кремнезёма и т.д., и, как следствие, возможность выработки новых критериев поисков уран-золоторудных месторождений типа Витватерсранда.

Принадлежность витватерсрандских месторождений к широко распространённой в мире кварцевожильной формации лишает ореола их генетической уникальности, поскольку они становятся в один ряд с другими месторождениями этой формации, как частный случай её проявления, характеризующейся многочисленными вариациями структурно-текстурных особенностей, условиями залегания, спецификой рудной минерализации, её масштабом и многими другими параметрами, определяющими своеобразие конкретных месторождений, в частности — витватерсрандских.

Напомним, что господствующей и руководящей гипотезой генезиса месторождений Витватерсранда, определяющей направление поисков аналогов всегда, вплоть до настоящего времени, была осадочная «конгломератовая» гипотеза. Соответственно и определялся главный критерий поисков таких месторождений — наличие конгломератов, что соответственно решению конференции 1969 г. «Проблема металлоносности древних конгломератов на территории СССР» сформулирована И.С. Рожковым [31, с. 26–28] следующим образом: «…В настоящее время назрела необходимость особенно в пределах золотоносных провинций, обязательно требовать, чтобы при геологическом картировании достаточно детально выделялись пласты конгломератов и гравелитов, изучался их состав и проводилось их опробирование (по опорным разрезам) на золото. В отчётах к геологическим листам должны быть специальные разделы с результатами этих исследований. Нам кажется, что наши исследования уже близки к открытию промышленных месторождений…». Именно это решение и было реализовано особым распоряжением МинГео СССР, определившим ошибочную стратегию поисков аналогов африканских месторождений. Поэтому, несмотря на огромные затраты по реализации этого постановления, золотоносные конгломераты африканского типа в России так и не были найдены, как справедливо заметил А.Д. Щеглов [8], потому что поиски базировались на неверной парадигме.

Между тем, в соответствии с магматогенной гипотезой, исходя из принадлежности этих месторождений к кварцево-жильной золотосульфидной формации, их аналоги следует искать в уже известных золоторудных провинциях с оруденением кварцевожильного типа с широким проявлением кремнезёмного магматизма, в частности, магматических кварцолитов, принимаемых обычно за метасоматические кварциты. Так академик Н.А. Шило [17, с. 63], отстаивая идею об эндогенном генезисе месторождений Витватерсранда в противоположность экзогенному, россыпному, писал, что «…непонимание истинного существа рудообразующего процесса приводимо к огромным затратам средств на поиски в Сибири аналогов Витватерсранда, и это делалось в то время, когда эти аналоги не только были известны, но и эксплуатировались…». 

За 130 лет изучения месторождения Витватерсранда был создан миф, во-первых, об их генетической уникальности как золоторудных конгломератов, нигде в мире не известных, а во-вторых гигантских ресурсов золота, нигде в мире не повторимых. Однако за последние годы отечественными геологами миф о принадлежности этих месторождений к особой экзотической формации «золоторудных конгломератов» был развенчан, так как было показано, что обломочные породы, называемые конгломератами, являются псевдоконгломератами, а сами месторождения относятся не к экзотической формации «золоторудных конгломератов», а к широко распространенной в мире, в том числе и в России, золоторудной кварцево-жильной формации, как частный случай ее проявления. Также был развенчан миф о неповторимости гигантских ресурсов золота, так как было показано, что в России, как по отдельным объектам, так и отдельным провинциям, ресурсы золота с учетом тех же глубин вполне сопоставимы с африканскими. Было показано, что недооценка золоторудных ресурсов России по сравнению с африканскими связана в первую очередь с разной глубиной их оценки [11, 15]. Так, если в Витватерсранде ресурсы подсчитывались до глубины 4–5 км, то в России в среднем до 500 м и лишь для одиночных объектов больше. То есть, разница в подсчете по глубинам в 10 раз. Если же применить эту разницу к африканским месторождениям, то их ресурсы в 100 тыс. т при глубине 500 м составят 10 тыс. т, что уже сопоставимо с оценками некоторых провинций России, например, Центрально-Колымской, оцениваемой в 5 тыс. т [15]. В этом плане небезинтересно напомнить историю оценки ресурсов самого Витватерсранда. Так после 50 лет эксплуатации месторождений их ресурсы оценивались виднейшим геологом того времени В.Х. Эммонсом в 10,5 тыс. т путем простого увеличения в 2 раза уже добытого золота. А уже через 70 лет после эксплуатации при увеличении глубин было добыто золота в 5 раз больше оценки Эммонса, а через 100 лет при разведке до 4–5 км ресурсы были оценены в 80–100 тыс. т. Этот пример показывает, что для золоторудной кварцево-жильной формации, к которой, как и в Витватерсранде, относятся многие месторождения России, ресурсный потенциал не ограничивается достигнутыми глубинами в 500 м, а вполне может распространяться и глубже, примером чему могут служить крупнейшие месторождения той же формации Австралии, Канады, Америки и др., на которых эксплуатационные работы ведутся на глубинах 1,5–2 км и более [2, 7]. Понятно, что при всей нелегетивности таких подсчетов, они всё же дают общее представление о соотношении ресурсов российских провинций с африканскими. 

Кроме того, при сравнении ресурсов российских провинций с африканскими, следует учитывать, что в витватерсрандской провинции основу ресурсов составляют коренные месторождения (россыпей там вообще нет), а в России на 90 % россыпные, измеряемые по конкретным провинциям в сотнях тонн. Если же учесть, что по мировой статистике соотношение ресурсов золота россыпных месторождений к коренным составляет 1:7–10, то становится ясным, что ресурсы золота некоторых провинций России, могут быть вполне сопоставимы или даже превосходят африканские. Поэтому, учитывая, что африканские месторождения по генезису не являются уникальными, как считалось относящимся к экзотической формации «золотоносных конгломератов», а представляют собой лишь частный случай широко распространенной в России золоторудной кварцево-жильной формации, не следует искать, как это делается до настоящего времени мифические золотоносные конгломераты, а сосредоточиться на дальнейшем изучении перспектив, в первую очередь до глубин 1,5–2 км, доступных для современной отработки, уже известных золоторудных провинций, сопоставимых с витватерсрандской. По мнению А.Н. Шило [17], С.Ф. Стружкова, М.В. Наталенко [15], таковой провинцией является Центрально-Колымская, а по нашим данным [2] и некоторые провинции южного обрамления Сибирской платформы, в частности, Северо-Енисейская Енисейского кряжа, Баксон-Китайская Восточного Саяна и Бодайбинская Витимо-Патомского нагорья. 

книга.png1. Долгушин С.С. О возможном интрузивно-ликвационном генезисе золоторудных месторождений Витватерсранда (ЮАР) // Руды и металлы, 3/2000. С. 83–89.
2. Долгушин С.С., Черкасов Г.Н., Долгушин А.П. Золото-урановый Витватерсранд и поиски его аналогов по южному обрамлению Сибирской платформы // Новосибирск., 2018. 262 с.
3. Дю Тойт. Геология Южной Африки. М.: И.Л., 1957.
4. Ермаков Н.П. Гранитные пегматиты, силикситы и кварцолиты Казахстана. // В кн.: Международный геологический конгресс, XXI сессия. М.: Наука, 1960. C. 62–78.
5. Кормилицын В.С. Рудные формации и процессы рудообразования. Ленинград: Изд-во «Недра», 1973.
6. Кременецкий А.А., Иордан И. Вулканогенно-осадочная природа золоторудных конгломератов Витватерсранда (Южная Африка) // Метаморфизм вулканогенно-осадочных месторождений. Тезисы докладов международной конференции. Петрозаводск, ИГ КарНЦ РАН, 1996. С. 100–103.
7. Кренделев Ф.П. Металлоносные конгломераты Мира. Новосибирск: «Наука» Сиб. отделение, 1974.
8. Маракушев А.А., Граменицкий Е.Н., Коротаев М.Ю. Петрологическая модель эндогенного рудообразования. // Геология рудных месторождений. 1983. № 1. С. 3–20.
9. Маракушев А.А., Глазовская Л.И., Панеях Н.А., Маракушев С.А. Проблема происхождения ураново-золоторудного месторождения Витватерсранд // Вестн. моск. ун-та, сер. 4, Геология. 2012. № 3.
10. Мелентьев Г.Б., Демицын А.М., Мелентьев Б.Н. Ликвация и её значение в петрологии. // Редкометальные граниты и проблемы магматической дифференциации. М.: «Недра», 1972. С. 253–285.
11. Михайлов Б.К., Стружков С.Д., Аристов В.В. и др. Потенциал золотоносности Яно-Колымской провинции // Руды и металлы. 2007, №5. с. 4–17.
12. Портнов А.М. О возможном гипогенном происхождении конгломератов Витватерсранда. // Изв. вузов Сд. Геология и разведка. – 1988. №10. с. 49–54.
13. Рожков И.С. Состояние проблемы изучения золотоносных конгломератов на территории СССР. // Проблема металлоносности древних конгломератов на территории СССР. М.: Изд-во «Наука»., 1969. С. 7–28.
14. Сафонов Ю.Г., Прокофьев В.Ю. Модель конседиментационного гидротермального образования золотоносных
рифов бассейна Витватерсранда. // Геология рудных месторождений. т. 48, № 6, 2006. С. 475–511.
15. Стружков С.Ф., Наталенко М.В. Уникальные золоторудные регионы Витватерсранд (ЮАР) и Центрально-Колымский (Россия) — сопоставительный анализ. // Минеральные ресурсы России, экономика и управление. 2009. №4. С. 72–81.
16. Чухров Ф.В. Коллоиды в земной коре. М.: Изд-во АН СССР, 1955.
17. Шило Н.А. Витватерсранд и проблема его образования. // Смирновский сборник, 2007. С. 51–64.
18. Щеглов А.Д. О металлогении Южно-Африканской Республики, генезисе золоторудных месторождений Витватерсранда и проблеме открытия их аналогов в России. Санкт-Петербург, 1994.
19. Pretorius D.A. The Nature of the Witwatersrand gold-uranium deposits // Economic Geology Research Unit.
Information Circular № 86, May 1974. Johannesburg: University of the Witwatersrand. Р. 1–49.

Опубликовано в журнале "Золото и технологии" № 4/декабрь 2018 г.




Правовое регулирование вывоза аффинированного драгоценного металла или сырья, содержащего драгоценные металлы, из Таможенного союза ЕврАзЭС
Шестисоткратное увеличение платежей за размещение недропользователями отходов добычи с 1 января 2020 года
Последние изменения в российском законодательстве о пользовании недрами
Особенности приобретения права пользования недрами
^ Наверх