Дълбоките златоносни реки на Земята - Всичко за геологията ()
Доктор на геолого-минералогичните науки, професор А. ПОРТНОВ.
Издава "Наука и живот" 12 . 2000 г
Как е открито златото Витватерсранд - най-голямото в света струпване на този благороден метал Загадките на гигантско находище, на което геолозите нямат отговор повече от сто години Централноазиатският близнак на южноафриканското находище предлага просто решение на привидно неразрешими геоложки въпроси.
Световната валутна криза обаче не се състоя. Спасението дойде неочаквано - от Южна Африка. През 1886 г. фермерът Уокър, който живеел близо до град Йоханесбург, забелязал камък с месингови искри. Реших за всеки случай да натроша скалата и да измия пясъка в леген с вода. Както често се случва с начинаещите златотърсачи, Уокър греши: месинговите зърна не бяха златни. Беше минералът пирит, железен сулфид с малка стойност. Но Уокър имаше невероятен късмет: в допълнение към пирит, на дъното на басейна с измити натрошени скали имаше тънка ярко жълта ивица от истински златист пясък!
Така беше открито златото на Witwatersrand, най-голямото натрупване на благороден метал в света. Впоследствие се оказа, че тук наред със златото е концентриран и уран. Така стойността на депозита е нараснала още повече.
През цялата история на човечеството на планетата Земя са добити около 100 хиляди тона злато - като половината от него е извлечено от мините на Witwatersrand. Понякога тук се добиват повече от хиляда тона благороден метал за една година. Благодарение на такъв мощен приток на южноафриканско злато не се случи световната финансова криза.
Уникалният златоруден гигант естествено привлече вниманието на всички. Геолозите започнаха да търсят негови аналози в други страни, на други континенти.Удивителните характеристики на това находище не бяха разкрити веднага. Въпреки че геоложката структура на Witwatersrand изглежда доста проста. рудни находища
тук те са слоеве от плътно циментирани камъчести конгломерати. Те са много подобни на обикновените речни или крайбрежни морски златни разсипи. Тъй като в края на миналия век по-голямата част от златото е добито от разсипите на Урал, Сибир, Калифорния, Австралия, Аляска, геолозите, които са изучавали новото находище, без съмнение смятат, че същите, но само гигантски древни разсипи, натрупани в реките на протерозойската геоложка ера, са открити в Южна Африка и тяхната възраст е повече от два милиарда години. Това мнение е включено в научни монографии и учебници по света.
НЕРАЗРЕШЕНИТЕ МИСТЕРИИ НА WITWATERSRAND
Възниква естествен въпрос: къде са били тези хиляди големи първични находища на злато, както и множество огромни залежи на уран? Златото е открито в Южна Африка преди повече от сто години, но все още не са открити първичните видове златни и уранови находища, от които се предполага, че са се образували съществуващите сега „пласти“. Едва ли може да се предположи, че те са напълно изтрити от ерозията от лицето на земята. Изчисленията показват, че в рудното поле Witwatersrand на площ от 100 хиляди квадратни километра наситеността с руда злато достига два тона на квадратен километър. Откъде може да бъде донесено такова приказно огромно количество злато? Нито една от хипотезите не сочи възможен източник на дрейф.
Още една загадка. Друг откривател - фермерът Уокър - обърна внимание на факта, че в конгломерати заедно
с маса от камъчета от млечнобял кварц с жилки, има много пирит. Но обикновено образува красиви кристали итук е толкова добре заоблен, че прилича на топки. Южноафриканските геолози ги наричат "пиритни изстрели" или "съчми" - в зависимост от размера на заоблените кристали. Закръглени тук и рудният минерал на уран - уранинит. И мистерията е, че и пиритът, и уранинитът, за разлика от кварца, са много нестабилни минерали. Веднъж попаднали на повърхността на Земята, те моментално се окисляват, разпадат се и изчезват. Следователно те никога не се срещат в съвременните речни разсипи. Защо закръгленият пирит и уранинит са запазени в камъчетата на Witwatersrand?
Този въпрос не възниква дълго време, тъй като се смяташе, че в ерата на долния протерозой в земната атмосфера не е имало кислород. Следователно пиритът би могъл да се запази в речните седименти. Съвременните анализи обаче дават недвусмислен отговор: по това време в атмосферата е имало кислород в значителни количества. И това се потвърждава от многокилометрови слоеве от седиментни слоеве от железни кварцити, образувани през протерозоя. Слоевете се състоят от железен оксид - хематит: такива "ръждиви" утайки се появяват само в богата на кислород атмосфера, когато кристалите, без да имат време да станат камъчета, се окисляват и се превръщат в червен прах от хидроксиди.
В разсипите Витватерсранд пиритът не се окислява, а се превръща в камъчета. И тук има толкова много, че годишно се добиват половин милион тона пирит за производство на сярна киселина. И закръгленият уранинит, чиято цена е 10 процента от цената на златото, също се добива тук много. Защо тези минерали, които са нестабилни в условията на земната повърхност, се съхраняват в разсипи? Без отговор.
И накрая, мистерията за възрастта на рудата. Геоложките проучвания показват, че в десеткилометровата дебелина на древни седименти - пясъчници и шисти - има около две дузини слоя, които лежат един над друг. Възрастта на долните пясъчници е 2,5 милиарда години,и горни шисти - 1,9 милиарда. Следователно десет километра седименти са се натрупали тук за 600 милиона години. Но ето какво е невероятно. Всички многобройни слоеве от рудни камъчета имат еднаква възраст (около 1,9 милиарда години), независимо къде се намират: в долната, средната или горната част на разреза. Никой геолог не може да обясни защо древните пясъци и глини са прослоени с по-млади камъчета. В края на краищата това противоречи на всички геоложки представи за моделите на образуване на седиментни слоеве!
СРЕДНОАЗИАТСКИ БЛИЗНАК НА WITWATERSRAND
Въпреки всички тези неразгадани мистерии, геолозите продължават да смятат Witwatersrand за гигантска река. Това беше така, докато проучването не разкри големи първични находища на злато във вулканични скали от карбоновия период в Централна Азия на хребета Кураминский.
Преди 300 милиона години на тези места са се издигали огнедишащи планини, подобни на Ключевската сопка. Сега от конусите на вулканите не е останало нищо, те са унищожени от ерозия. Но на кратко разстояние от повърхността се оказаха техните рудоносни дълбоки „корени“, където преди стотици милиони години, в пукнатини сред андезитова лава от минерализирани разтвори при температура около 300 ° C, протичаше процесът на отлагане на самородно злато.
Рудните тела тук са два вида: обикновени кварцово-пиритни вени и по-късни рудни колони с напълно необичаен състав, които преминават през тези кварцови вени. Необичайната особеност на рудните колони е, че те са запушени, сякаш пълни със заоблени фрагменти от различни скали: камъни, андезитни камъчета, фрагменти от кварцови вени - всичко това е смесено и здраво циментирано от пирит и кварц с примес на злато, по-младо от тях.
И в тези руди съм сБях изумен да видя много зърна пирит, подобни на сачма или картеч. Имаше и типични кристали пирит под формата на кубчета и такива, които вече бяха започнали да се превръщат в топки. Микроскопските изследвания показват, че всичко това са следи от закръгляване. Но не обичайният, а някакъв напълно непознат процес на дълбоко заобляне на вместващи скали и по-ранни кварц-пиритни жили в рудоносни подземни „реки“.
Струва ми се, че тук човек може да си представи картина, каквато нито научни монографии, нито учебници по геология са рисували досега. В дълбините на вулкана кипи поток от вряща вода, газ и руда, камъни от андезити се втурват в него, те раздробяват и смилат по-млади рудни жили по същия начин, както правят чугунените топки на топкови мелници в минни и преработвателни предприятия. Газовете и водно-парната смес под налягане от хиляди атмосфери пробиват вертикални канали в лавовите тръби и те веднага се запълват със закръглени фрагменти от минерали от рудни жили и се циментират със златоносен кварц.
Рудни находища в планините Кураминский показват, че конгломерат - циментирани камъчета - може да се появи не само на повърхността на Земята, в реки, езера, но и в нейните дълбини, в пукнатини, пълни с рудообразуващ кипящ разтвор. И най-важното е, че рудните конгломерати на Централна Азия са практически неразличими от златоносните конгломерати на Южна Африка. Пиритните камъчета са толкова сходни, сякаш не произхождат от различни части на Земята, а са взети от едно и също находище. Подобен е и геохимичният състав на техния цимент: в него освен златото са концентрирани уран и торий.
Оттук и заключението: произходът на златоносните конгломерати на Южна Африка не е задължително да се свързва с отлаганията на древни реки. Те биха могли да бъдат формирани от дълбоката енергия на Земята.Хипотезата за дълбокия произход на Witwatersrand лесно обяснява неговите мистерии.
НОВИ НАЧИНИ ЗА РАЗРЕШАВАНЕ НА ЮЖНОАФРИКАНСКИ МИСТЕРИИ
Хипотезата за образуването на рудосъдържащи дълбоки конгломерати дава отговор на изглеждащи неразрешими геоложки въпроси. Рудните легла са навлезли в дебел слой седиментни скали едновременно с топенето на магма и водно-газови рудни разтвори, освободени от огромен магматичен „котел“. Тези бурни подземни „реки“ са текли в продължение на хиляди години, както се вижда от фината закръгленост на гранитни камъни, жилкови кварцови камъчета, зърна от уранинит, пирит и други минерали.
Веднага след като се убедим във възможността за образуване на дълбоки конгломерати, много подобни на повърхностните, многобройни въпроси и парадокси веднага се премахват. Златоносните дълбоки конгломерати, открити в сравнително млади палеозойски вулканични скали, позволяват да се насочи търсенето на големи златни находища по напълно нови начини. В края на краищата, по-ранните геолози бяха сигурни, че те трябва да се търсят само в седиментните отлагания на най-древните скали, чиято площ на разпространение на Земята е много малка. И търсенето на златни находища от този тип по никакъв начин не е свързано с дейността на магматични скали. Оказа се, че рудосъдържащите дълбоки конгломерати се образуват в тясна връзка с магматизма, около огромни басейни от течна дълбока стопилка, втвърдяваща се сред седиментни скали. Възрастта на тези скали може да бъде доста млада, разбира се, по геоложки стандарти.
Оказва се, че при търсене на рудосъдържащи дълбоки конгломерати закръглени нестабилни минерали, които бързо се окисляват и разрушават на повърхността, могат да служат като надежден знак. От тях най-забележимият и широко разпространен е същият камъчен пирит, който беше забелязан преди повече от век отЮжноафриканският фермер Уокър.
Портнов А. М.Дълбоки конгломерати - находища на злато, уран, диаманти// Природа, 1980, N 7.
Портнов А. М.Витватерсранд като рудна формация от дълбоки конгломерати// Известия вузов. Геоложки серии, 1997, N 4.