МАРГАНЦЕВЫЕ ПОРОДЫ

Марганцевые породы сложены более чем на 50% агрегатами различных минеральных видов: оксидами четырехвалентного Мп4+пиролюзитом Мп02, псиломеланом (Ва, К, Мп2+, Со)6Мп8016, тодор- китом (Na, Са, К, Ва, Мп2+)Мп307яН20, бёрнесситом (Са, Na)(Mn2+, Мп4+)7014 лН20 и др.; оксидами трехвалентного Mn3+ — (Mn, Fe)203, содержащими примеси от 0 до 30% Fe203; гидрооксидами — пирохлорит Мп(ОН)2, манганит МпООН и др.; карбонатами — родохрозит МпСОэ, кутангорит Ca(Mn, Fe, Mg)(C03)2 и силикатами — браунит Mn7SiO,2 и др. Структуры их в основном криптозернистые, пелитоморфные, реже оолитовые. Поэтому точная вещественная диагностика таких пород не может ограничиваться оптической петрографией. Ее дополняют прецизионными аналитическими исследованиями.

Геологическая приуроченность этих пород, так же как и железных руд, дифференцирована на континентальном и океанском секторах. Встречаемые на континентах марганцевые породы, согласно их генезису, представлены следующими категориями.

  • 1. Осадочно-диагенетические пластовые тела, с микроструктурами бактериального происхождения; залегают в большинстве своем среди отложений шельфа эпиконтинентальных морских палеобассейнов. Это кайнозойские Никопольское месторождение (Украина), Чиатурское месторождение (Грузия); мезозойские руды Марокко, раннекембрийские — в Южных Аппалачах (США), а также марганцеворудное поле Калахари (ЮАР), месторождение Грут Айленд (Австралия) и др.
  • 2. Метаморфизованные исходно-осадочные и вулканогенно-осадочные руды докембрия, преимущественно (а) оксидного браунито- вого и гаусманитового состава (ЮАР — Блэк Рок, Хотазель, Глория и др.) и (б) силикатного {родонит (CaMn4Si5015) и спессартин (Mn3Al2Si3012)) состава (по исходным вулканогенноосадочным породам — серия месторождений Южного Урала и Калифорнии).
  • 3. Образования латеритных кор выветривания по первичным марганцевым и марганцовистым породам (Габон, Бразилия, Индия, Усинское и Парнокское — Россия и др.) и заполнение полостей карстовых воронок (Вуди-Вуди, Австралия).

Сопоставляя фациальные ряды многих морских марганценосных комплексов кайнозоя и мезозоя, Н.М. Страхов установил общие для них закономерности рудной локализации. Оказалось, что многие марганцевые месторождения, начинаясь в алевритовой зоне, опускаются в область отложений глинистых и опоково-глинистых осадков и в область карбонатных отложений. Несмотря на общность фациального профиля с железными рудами, все же можно отметить, что ассоциация бассейновых марганцевых руд с песками встречается реже; руды эти тяготеют к более тонким алевритовым и глинистым осадкам, т.е. несколько сдвинуты относительно железорудных накоплений в более пелагическую зону. Этой сдвинутостью в пелагическом направлении объясняется нередкая ассоциация марганцевых руд с осадками, обогащенными опаловым кремнеземом — кремнистыми глинами, опоками. Все вышесказанное логически увязывается с наибольшей геохимической подвижностью марганца во всей рассматриваемой здесь гумидной триаде Al-Fe-Mn.

В истории Земли марганцевые породы известны с архея вплоть до современных отложений. Однако образование месторождений марганца происходило эпизодически; выделяется несколько марганцеворудных эпох. Главнейшей из них является нижнепротерозойская. В это время были образованы такие гигантское месторождения, как марганцеворудный бассейн Калахари (с ресурсами более 13,5 млрд т руды), серия месторождений Бразилии (марганценосные формации Бразильского и Гойянского кристаллических щитов, ресурсы более 1 млрд т) и Габона (формация Франсвиль, более 0,5 млрд т). Накопление марганцеворудных отложений продолжалось на протяжении всего палеозоя и мезозоя. Последней эпохой накопления промышленно значимых месторождений марганца является олигоценовая Паратетиса (Больше-Токмакское, Никопольское, Чиатурское, Мангышлакское, Варненское; с общими ресурсами не менее 2 млрд т).

Гигантские потенциальные запасы рудных веществ представляют собой железомарганцевые конкреции океанского дна (ЖМК), формируемые начиная с позднемеловой эпохи и до нашего времени включительно. Это караваеобразные стяжения и корки на дне океанов, иногда срастающиеся в сплошной панцирь; являются бедными рудами, легкообогатимы. Они состоят из вернадита, тодорокита, бер- нессита, манганита, пиролюзита; представляют собой также ценное сырье на элементы-примеси (кобальт, никель, медь и др.). Обычно залегают на красных глинах, на глубинах 4000—4500 м.

Вещество для ЖМК заимствуется из гигантских резервов веществ, растворенных в океанской воде. А скорость их кристаллизации значительно выше, чем скорость накопления океанских глинистых илов, вследствие чего эти конкреции обычно выступают над глинистым ложем океанского дна.

По поводу механизма формирования ЖМК написаны многие тысячи статей и сотни книг отечественными и зарубежными учеными. Повышенный к ним интерес связан прежде всего с тем, что это — потенциальное сырье марганца и отчасти железа на XXII в. Кроме того, интересен сам по себе феномен стремительного роста подобных минеральных образований, казалось бы, в самых неблагоприятных к тому условиях: низких температур (у океанского дна Т = 2—4 °С), крайне низких концентраций металлов в океанской воде и полной окисленности на океанском дне реакционноспособного ОВ (важного стимулятора конкрепиеобразования в осадках мелководных морей и лагун).

Считается, что, несмотря на низкие значения концентраций растворенных оксидов железа и марганца, их абсолютные значения близки к насыщению воды этими труднорастворимыми соединениями. Отсюда следует, что малейшее нарушение геохимического равновесия в водной среде будет стимулировать осаждение 3-валент- ного железа или 4-валентного марганца. Убыль этих металлов из воды непрерывно пополняется их привносом реками из постоянно эродируемой суши, а также подводными горячими гидротермами (открытыми во множестве в рифтогенных зонах океанов на протяжении минувшего 30-летия) и подводным вулканизмом. Исследователи баланса этих веществ сейчас разделились в основном на два лагеря. Одни (преимущественно последователи Н.М. Страхова) считают главными источниками железа и марганца в океане экзогенную их мобилизацию и привнос с континентов. Другие исследователи (в первую очередь А.П. Лисицын) ведущую роль отводят эндогенной подпитке океанических вод. Каждая группа исследователей оперирует своими цифрами и расчетными данными. Однако плотность и детальность изученности площадей континентальной суши и океанских акваторий пока еще несравненно различны. Поэтому окончательное решение проблемы генезиса ЖМК представляется одной из важнейших задач геологии настоящего и, быть может, даже предстоящего веков.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >