CC BY
82
Перспективы обнаружения россыпных месторождений на Балтийском щите
В.Я. Евзеров, П.М. Горяинов
Геологический институт КНЦ РАН
Аннотация. Ни одно из 4 необходимых геодинамических условий промышленного россыпеобразования на Балтийском щите не соблюдено. Крайне слаба мобилизация обломочного материала из-за незначительного масштаба эрозионных процессов в ядерных частях щита. В зоне гипергенеза слабо развито химическое вскрытие потенциально рудоносных пород в силу недостаточно мощных региональных кор выветривания, сохранившихся в локальных структурах тектонического характера. И, наконец, тенденция щита к поднятию и деятельность покровных оледенений дают основание для вывода о малой перспективности рыхлого покрова щита на россыпи как минералов низкой и средней плотности, так и на россыпи благородных металлов, минералы которых отличаются высокой плотностью. Высказаны соображения о перспективности четвертичных отложений юго-восточной части Кольского полуострова и прилегающей к нему акватории Белого моря на россыпи алмазов.
Abstract. In the paper there are examined principal geodynamic and palaeogeographic factors for bounding possibilities of placer formation on the Baltic shield: mobilization of small amount of clastic material in the zone of hypergenesis, poor prevalence and a safety of weathering bedrock products, uplift tendency of the shield and activity of ice sheets. Authors have come to the conclusion about possibilities of diamond placer formation in the south-east part of the Kola Peninsula and adjoining area of the White Sea.
1. Введение
На Балтийском щите издавна известны находки россыпного золота, крупных самородков серебра и даже алмазов (Ферсман, 1941). Тем не менее целенаправленные поиски россыпей до конца пятидесятых годов практически не проводились. Это было связано с укоренившимся представлением о значительной роли ледниковой экзарации. Считалось, что ледники снесли с поверхности щита не только более древние рыхлые образования, но и значительные толщи коренных пород. Сами ледниковые отложения тоже считались бесперспективными.
Ситуация несколько изменилась благодаря исследованиям А.В. Сидоренко (1958, 1960 а, б) и А.П. Афанасьева (1977), после которых было принято считать, что остатки древних кор выветривания и синхронные им континентальные осадки довольно широко развиты на Кольском полуострове и Балтийском щите. В качестве благоприятных предпосылок появления рудных россыпей А.В. Сидоренко отметил наличие древней коры выветривания и насыщенность на значительных площадях горных пород региона рудными и акцессорными минералами, многие из которых устойчивы при выветривании и при соответствующих условиях могут концентрироваться в россыпях. Эти предпосылки характерны и для всего Балтийского щита.
2. О россыпях Балтийского щита
Несмотря на существенную активизацию поисковых работ в северо-восточной части Балтийского щита, здесь почти за четыре десятилетия было обнаружено всего лишь две сколько-либо значительных по масштабам россыпи: лопаритовая россыпь ближнего сноса в предгорьях Ловозерских тундр и прибрежно-морская комплексная россыпь на Терском побережье Кольского полуострова. Материалы по ним достаточно полно опубликованы (Евзеров и др., 1978; Евзеров, 1980; Гавриленко и др., 1996, и др.). Поэтому во избежании повторений мы обратим внимание лишь на ряд моментов, имеющих принципиальное значение для проблемы, рассматриваемой в данной статье. Лопаритовая россыпь сформировалась вблизи уникального по масштабам коренного месторождения и при участии продуктов неогенового выветривания. Вряд ли можно надеяться на обнаружение второго подобного месторождения вне связи с уникальным массивом. Что касается прибрежно-морских россыпей, аналогичных россыпи Терского побережья Кольского полуострова, то они широко развиты в области распространения Скандинавских покровных ледников. Сведения о них систематизированы в работе одного из авторов статьи (Евзеров, 1987). Эти россыпи весьма ограничены по масштабам, вследствие чего не представляют практического интереса.
Упоминавшиеся россыпи Кольского полуострова образованы минералами низкой плотности, которые обычно концентрируются в исключительно благоприятной палеогеографической обстановке (Момджи, Блинов, 1970). Однако в нашем случае для лопаритовой россыпи на первый план выходит геологический фактор, а малый масштаб прибрежно-морской россыпи может рассматриваться, видимо, как свидетельство ее формирования в неблагоприятных палеогеографических условиях.
Нельзя сказать, что богата россыпями и остальная часть Балтийского щита. В соседней Финляндии, например, известны только незначительные россыпи золота, разрабатываемые старательским способом ($аагт81о, Ташштвп, 1987). Таким образом, редкая встречаемость россыпей на Балтийском щите является установленным фактом, объяснение которого вытекает из обстоятельного анализа главных россыпеобразующих геодинамических и палеогеографических условий.
3. Достаточно ли мобилизованного в зоне гипергенеза материала для россыпеобразования?
Величина эрозионного среза по геологическим данным. В рамках рассматриваемой темы несомненный интерес представляет оценка количества обломочного материала, мобилизованного в пределах Балтийского щита как экзогенными, так и эндогенными факторами. Бытующее в литературе мнение об огромном эрозионном срезе в докембрии сложилось под давлением фактов присутствия на дневной поверхности минеральных парагенезисов амфиболитовой и гранулитовой фаций метаморфизма, особенно их высокобарических типов. Так, до сих пор активно обсуждаются петрологические модели, где для объяснения наблюдаемых парагенезисов привлекается не менее чем 15-30-ти километровая эрозия (Глебовицкий, 1993; Ветрин, Калинкин, 1992). Тем не менее уже можно считать доказанным, что высокие давления в земной коре создаются флюидами, а не литостатической нагрузкой. В работах по исследованию денудации земной поверхности фигурируют оценки средней величины эрозии для Земли 24-35 Б (Б - единица эрозии Бубнова - миллиметры за 1000 лет). Тогда при линейном распределении скоростей за 2,6-2,8 млрд. лет она и может составить уже упоминавшиеся 30 км.
Естественно, эрозия не равномерна по площади, разрушение происходит в пределах эрозионных систем, наследующих древние геологические структуры. В работах литологов и тектонистов, анализировавших объемы осадков смежных со щитами платформ, фигурируют оценки последокембрийской эрозии от 500 до 2500 м (Ронов, 1980; Шатский, 1960). Однако реальные масштабы эрозии для многих регионов гораздо меньше этих значений и на порядок-полтора ниже упомянутых "средних" для Земли. Так, например, для окраины Тунгусского траппового плато за последние 140 млн. лет она ничтожно мала; в Алдано-Становом регионе за 220 млн. лет она составляет всего 100-150 м; для Прибайкалья и Забайкалья она также на порядок ниже среднепланетных оценок (Горяинов, Николаев, 1991). Таким образом, предпосылки того, чтобы считать основательными предположения о консервации архейских поверхностных структур от интенсивной эрозии, имеются.
Результаты анализа этой проблемы конкретно для Кольского полуострова превзошли все ожидания. Основные выводы сделаны на материалах структурных исследований Приимандровского железорудного района - одной из наиболее изученных и тектонотипичных территорий развития архейских комплексов не только Балтийского щита, но и мира.
В структурном отношении гнейсо-железорудный комплекс архея (2,7-2,8 млрд. лет) формирует иерархическую систему линз из пород гранитоидного состава (тоналитов, лептитов) и амфиболитов с железистыми кварцитами, формирующими контрастный узор. Установлено, что несмотря на присутствие в этом основном узоре элементов дизъюнктивной тектоники, включая и такие, как глубинные разломы с размещенными в них базит-гипербазитами, все компоненты узора являются взаимно когерентными (Горяинов, 1995; Иванюк и др., 1996), что характеризует систему как имеющую дальний порядок. В такой системе все тектонические процессы когерентны. Это означает, что ни один из участвующих в ансамбле блоков "не вправе" совершать независимые движения (Садовский, Писаренко, 1989). Обилие дизъюнктивов порождало очевидное желание связывать различия в типах рудных разрезов, слабую их коррелированность, с различиями в уровнях эрозии, достигавшими в такого рода построениях 2-3 км (Горяинов, Николаев, 1991). Однако это опровергалось полным отсутствием типично "блоковых" искажений фрактального линзового узора, и не отмечалось ни одного случая, когда разломы создавали бы вторичную структурную сеть.
Самосогласование, самоорганизация многих "участников" этого процесса позволяет получить из анализа возникшего узора весьма важную информацию. Рассмотрим его некоторые характерные детали. Довольно часто в приповерхностной части железистых кварцитов формируется обратное "отрицательное" падение. Для таких зон характерны эффекты завихрения, свойственные листрическим зонам, сопровождаемые волнообразными изгибами, своеобразной "вибрацией". Структура здесь существенно усложняется; кварциты диспергируются и как бы "выплескиваются" из основного
линзовидного тела (рис.1). Сечение рудной линзы в ее верхней части напоминает профиль штормовой волны с характерным для нее запрокинутым, порой сорванным гребнем.
Подобный "выброс" с характерными "надвиговыми" соотношениями вблизи поверхности может быть уподоблен появлению опережающего волнового гребня, составляющего физическую сущность эффекта цунами - своеобразных нелинейных уединенных волн, или солитонов, возникших в нелинейной среде в процессе ударного возмущения. Общий структурный узор ансамбля на поверхности (диспергированные, вихреобразные структуры, напоминающие гребни волн) это отчетливо подтверждает. Волна незаметна в зоне зарождения, но в зоне разгрузки, т.е. в зоне нелинейного возрастания ее скорости и появления опережающего гребня, происходит выброс. В рассмотренном случае мы и могли встретиться с примером тектонического цунами,
сопровождающего субвертикальную зону тектонической разгрузки (перколяции), когда скорость волны резко возрастает за счет уменьшения литостатической нагрузки.
Остается исследовать вопрос о том, насколько "глубинны" условия, определившие среду зарождения ансамблей, включая, естественно, метаморфические парагенезисы. Напомним, что структурный узор в рассматриваемых ансамблях, с одной стороны, и вещественная неоднородно-зональная организация метаморфического разреза, с другой, взаимно когерентны. Соответственно, метаморфический петрогенезис и структурный узор формировались в одной и той же динамической среде. Но отвечает ли "глубинность" или фациальная принадлежность метаморфизма глубине зарождения ансамблей?
Поскольку в верхней части перколяционной тектонической зоны наблюдаются искривления, завихрения и даже выбросы, которые фиксируют фронт уединенной волны разгрузки, становится очевидным, что изменение литостатического давления, определяемое близостью к архейской поверхности - это один из управляющих структурообразующих факторов. Таким образом, архейская поверхность, как один из управляющих динамических параметров контролировала:
- утолщенные части рудных тел, линзовых скоплений (гломер) с так называемой аутигенной зональностью;
- листрические, искривленные части продуктивной толщи;
- зоны завихрения с колебательно-волновым характером ("вибрированием") структурных линий, запрокидыванием слоев, срывами вдоль них ("надвигами");
- наконец, вещественную упорядоченность, зональность, фиксируемую метаморфическими минеральными ассоциациями.
Остается проследить, как соотносятся рассматриваемые особенности структур с современной дневной поверхностью, иными словами, выяснить, контролирует ли она что-либо из перечисленного, пли она, как производная процессов 2,5-миллиардолетней эрозии, индифферентна к ним. Оказалось, что ни на одной детально изученной структуре, ни в одном рудном теле, ни на одном продольном или поперечном разрезе не выявлены случаи, когда современная дневная поверхность нарушала бы столь универсально организованную систему. Линия эрозионной (дневной) поверхности всегда лишь касается контуров линзового рудного пакета, но никогда не вскрывает его внутренних частей. Точно также, дневная поверхность никогда не вскрывает листрические зоны в их пологой, глубинной части, а как правило, только в самой крутой, приповерхностной. Иными словами, современная дневная поверхность согласуется с элементами структурной организации архейских ансамблей, что возможно лишь в случае незначительной эрозии архейской поверхности с возрастом 2,8 млрд. лет.
Рис.1. Эффект штормовой волны в организации тел железистых кварцитов Кировогорского месторождения. Пример влияния поверхности как фактора нелинейного возрастания скорости разгрузки энергопотока. Черное - железистые кварциты, незалитое - диабазы, гнейсы.
Это в значительной мере усиливает вывод о зарождении железистого вещества и созданных им структурно-вещественных ансамблей в приповерхностных условиях архейской литосферы. Из целого ряда следствий, касающихся, например, температурного режима архейской поверхности или водности архейских "бассейнов", в контексте статьи нас должно интересовать прежде всего отсутствие существенных различий между гипсометрией архейской и современной поверхности, что четко прослеживается по отношению к ней реперных геологических образований, каковыми являются железистые кварциты. Совершенно очевидно поэтому, что такое явление может характеризовать ничтожную эрозию ядер щитов начиная с архея. Поставщиком хемогенно-терригенного материала платформ была периферия щита, что обеспечивалось процессами лавинного тектоно-кесонного саморазрушения активно всплывающего щита. Поэтому ядра щитов, в частности Балтийского и, как часть последнего - Кольский полуостров, - не подверглись эрозионному вскрытию, его эндогенно-метаморфический субстрат не мог продуцировать в процессе эрозии сколько-нибудь значительные объемы рыхлого материала.
Коры выветривания. Во всех без исключения работах, посвященных проблеме россыпеобразования на Балтийском щите, внимание акцентируется на сохранности остатков древних кор выветривания, поскольку их роль в формировании россыпей весьма значительна. Среднее содержание россыпеобразующих минералов в исходном материале определяется, например, не только их количеством в исходной породе, но и степенью вскрытия, которая тем выше, чем более выветрена порода. На Балтийском щите распространены остатки мезозойской каолиновой и неогеновой гидрослюдистой кор выветривания, которые были развиты, в том числе, и на породах, богатых рудными и акцессорными минералами (Афанасьев, 1977).
Каолиновая кора выветривания, остатки которой обнаруживаются в разных районах Балтийского щита, формировалась в верхнем триасе - начале нижней юры. В течение нижней и средней юры верхние горизонты ее явились основным источником материала, поступавшего в Южно-Баренцевоморскую впадину. Принято считать, что кора выветривания занимала большую площадь, но к началу верхней юры, очевидно, сохранились только ее корни, так как в верхней юре и нижнем мелу со щита сносился существенно менее выветренный материал, чем в предшествующий период. Однако никаких признаков широкого площадного распространения каолиновых кор выветривания нет ни в российской, ни в скандинавской частях щита. Находки каолинов в Скандинавии установлены в основном на ее периферии (Афанасьев, 1977). Но как на периферии, так и во внутренних частях щита они обнаруживают четкую связь с тектоническими зонами. К таким проявлениям относятся месторождения Пихлая, Пуоланка, Савукоски, Кусамо, где четко выражена связь каолинов с контактами контрастных вещественных комплексов, имеющими линейный характер. Эти зоны сопровождаются активными процессами тектонической перколяции, разгрузки, вследствие чего низкотемпературные гидрохимические процессы приповерхностных зон получают дополнительный энергетический импульс, явно превосходящий энергию естественной инсоляции (Горяинов, 1983). Последнее важно для понимания того, что вклад инсоляционных процессов недостаточен для образования в регионе ареальных ("климатических") кор выветривания. Поэтому вполне вероятно, что каолины имели ограниченное распространение, локализуясь только в пределах тектонических зон, хотя и многочисленных, но не охватывающих всю площадь щита.
Наиболее убедителен данный вывод для "кор выветривания", пространственно тесно связанных с массивами центрального типа: Хибинским, Ловозерским, Ковдорским. Тектоно-кессонная геодинамика, обусловленная активным и некомпенсируемым всплыванием горных массивов, наряду с объемным разуплотнением, сопровождается процессами низкотемпературного минералообразования (Горяинов, Давиденко, 1979; Горяинов, 1983). Так, в Хибинах, в зонах активной техногенной разгрузки (скважинах, подземных и наземных выемках), в тектонических перколяционных кластерах активно выделяются минералы соды (Яковенчук, 1996; Иванюк и др., 1996), ошибочно связываемые с процессами поверхностного экзогенного выветривания (Хомяков, 1990). Аналогичную природу имеют низкотемпературные парагенезисы (с вермикулитом, франколитом, каолинитом) на массивах Сокли, Вуориярви, Африканды и, прежде всего, Ковдорском. Любопытно, что процессы объемного разуплотнения и низкотемпературные минеральные гидрохимические реакции совмещены в брекчиях типичного "эксплозивного" облика, демонстрирующих трехмерное объемное разъединение фрагментов по типу расплывающейся льдины. Это свидетельствует о том, что процессы брекчирования и низкотемпературного цементирования были совмещены во времени и не были, как полагал А.П.Афанасьев (1977), связаны с самым поздним экзогенным процессом. По существу такие низкотемпературные "коровые" ассоциации являются продолжением эндогенной истории массивов центрального типа, ее самыми последними эпизодами.
Всё изложенное позволяет утверждать, что площадной коры выветривания каолинового типа на Балтийском щите не было. Иными словами, предпосылки россыпеобразования, связанные с избирательной реакцией минералов субстрата на процессы выветривания, проявились здесь весьма ограниченно.
В настоящее время осадочные образования нижней и средней юры, перекрытые только четвертичными отложениями, образуют протяженную полосу шириной около 5 км в 70-100 км от баренцевоморского побережья Кольского полуострова на глубинах 120-180 м (Баренцевская..., 1988). Эти образования, а также сформированные в результате их позднейшего переотложения четвертичные осадки, вероятно, могут содержать россыпи различных металлов и, в частности, золота (Гавриленко и др., 1996). Установлено, что останцы каолиновой коры выветривания на северо-востоке Балтийского щита и продукты ее переотложения в карстовых полостях региона местами обогащены золотом, содержание которого иногда достигает 3 г/т (Киселев, 1989, 1993). Однако для окончательного выяснения вопроса о промышленных перспективах морских отложений необходимы дальнейшие исследования. Мелкие останцы каолиновой коры выветривания на континенте вероятнее всего на россыпи не перспективны.
Изучение остатков миоцен-плиоценовой коры выветривания свидетельствует о том, что в период ее формирования полно вскрывались рудные и акцессорные минералы. Переотложение продуктов выветривания в конце неогена привело к образованию концентраций некоторых минералов низкой плотности почти до уровня их содержаний в рудных горизонтах кристаллических пород (Евзеров, 1978, 1997). Однако находки неогеновых концентратов крайне редки, что объясняется как размывом коры выветривания в связи с поднятием региона в конце плиоцена (Стрелков и др., 1976), так и ассимиляцией продуктов неогенового выветривания покровными ледниками (Евзеров, 1978). В последующий четвертичный период россыпи ближнего сноса, по меньшей мере, минералов низкой плотности (в том числе лопарита) формировались лишь при участии продуктов неогеновой коры выветривания. Содержание ценных минералов в них значительно ниже, чем в неогеновых проявлениях: оно приближается к таковому в исходных породах.
4. Воздымающийся Балтийский щит и россыпи
Изложенный материал показывает, что даже остатки кор выветривания могли играть важную роль в образовании россыпей. Вместе с тем свойственная Балтийскому щиту на протяжении обозримого геологического времени устойчивая тенденция к поднятию приводила к частичному или почти полному сносу с континента продуктов глубокого выветривания кристаллических пород. Тем самым значительно сокращались возможности образования россыпей в пределах щита. В связи с устойчивостью геодинамической тенденции щита к воздыманию необходимо прокомментировать две группы явлений: наличия осадочных пород палеозойского возраста на докембрийском пенеплене и интрузий центрального типа, например, Хибинского, Ловозерского, Ковдорского, условия формирования которых требуют глубин порядка 11-12 км и соответствующей эрозии (Арзамасцев и др., 1998). Если в первом случае, как, например, для юго-восточной части щита, где сохранился субкембрийский пенеплен (Schmidt, 1960), можно говорить о том, что докембрийский субстрат не был эродирован в палеозое и мезозое, то второй случай, хотя и более сложен, но вполне объясним. Так, по данным геоморфологов (Горяинов, 1983) устанавливается, что поверхность послеледникового выравнивания, которая фиксирует плато Хибин, оказалась поднятой почти на 1000 метров. Тенденция к устойчивому всплыванию магматической колонны в отрезке 40 тыс. лет определялась средней величиной в 8 мм/год (при современных темпах 1,5-2 мм/год) (Кузьмин и др., 1994). За 360 млн. лет - время кристаллизации пород на соответствующих глубинах - колонна могла преодолеть значительно большую дистанцию, чем 12 км. При этом продвижение пород к поверхности могло быть связано с протыканием пород кровли, с их одновременным раздвиганием, а не с необходимостью тащить их целиком на своей голове. Это вполне отвечает условиям рифтовой долины, или грабена, геологические следы которого на современной поверхности сомнений не вызывают. В таком случае сам факт появления глубинных интрузий на современной поверхности не является свидетельством гигантской площадной эрозии.
Не обойтись и без объяснения природы хемогено-терригенной толщи чехла платформенного обрамления всплывающего щита. Если ядра щита не подвергались интенсивной эрозии, то откуда огромная масса осадков на платформе? Ответ подсказывают все те же Хибины. Горными выработками, вскрывающими всплывающий массив ниже эрозионного вреза, т.е. там, где релаксации избыточных напряжений, стекающих к обнаженной камере, не наступило, провоцируются процессы шелушения и образования терригенных "осадков", а также образование хемогенной соды (Иванюк и др., 1996). Причем, эти процессы идут буквально на глазах. Ничего похожего не было в выработках, пройденных
выше уровня эрозии - там массив испытал естественную, и, по-видимому, достаточно медленную релаксацию.
Во всплывающем щите ареной разгрузки избыточных напряжений являются его края, куда те стекают. Именно краевые области щита, обнажаясь при всплывании щита, являются источником терригенно-хемогенного материала, лавинная мобилизация и последующая седиментация которого в платформенных бассейнах обрамления, являлась следствием тектоно-кессонного саморазрушения. Ядерные же части щита, за исключением крупных тектонических зон, как и Хибинский массив, плато которого представляет собой приподнятую на 1 км эрозионную поверхность, испытывали медленную релаксацию и саморазрушению не подвергались.
5. Покровные оледенения и россыпи
Покровные ледники прерывали процесс образования россыпей посредством перекрытия источников россыпеобразующих минералов чехлом ледниковых отложений, "засоряли" продукты разрушения материнских пород россыпей инородным материалом, разрушали россыпи, образовавшиеся в межледниковые эпохи, и, наконец, в периоды позднеледниковий поставляли в прибрежные районы крупных водоемов столь большое количество обломочного материала, что оно не могло быть переработано деятельностью волн.
Представление о том, насколько широко распространены ледниковые образования, можно составить на примере восточной части Балтийского щита. Здесь они покрывают 80-85% площади распространения кристаллических пород фундамента. Очень близкая картина наблюдается и в западной части щита.
Содержание минерала в россыпи, согласно Г.С.Момджи (Момджи, Блинов, 1970), равно коэффициенту концентрации (а), умноженному на коэффициент локальности (Кл) и на среднее содержание минерала в исходном материале (Сп). Коэффициент концентрации зависит от плотности минерала. Конкретный характер этой зависимости определяется режимом осадконакопления, который зачастую не связан с наличием или отсутствием ледника. Коэффициент локальности для аллювиальных россыпей представляет собой отношение площади коренного источника к площади всей области питания россыпи. В пределах территории развития покровных ледников инородный материал поступает в россыпь не только из пород, вмещающих коренной источник, но и из почти повсеместно распространенных ледниковых отложений, которые в ряде случаев могут быть единственным поставщиком этого материала в россыпь. Следовательно, на Балтийском щите коэффициент локальности является показателем доли инородных обломков, попадающих в россыпь прежде всего из ледниковых образований. Его значение равно единице при отсутствии в россыпи инородного материала и уменьшается по мере увеличения его содержания. Выяснение закономерностей формирования состава морены покровного оледенения Х.Гирвасом в финской Лапландии (Шгуа^', 1977) и В.Я.Евзеровым на Кольском полуострове показало, что в морене по мере удаления от контакта двух разнородных толщ кристаллических пород по направлению движения льда возрастает содержание обломочного материала подстилающих пород. Вблизи контакта оно составляет всего лишь несколько процентов, тогда как на расстоянии чаще всего в 5 км от контакта оно возрастает до 70-80%. Иными словами, Кл приближается к единице, если поперечник массива пород, являющихся потенциальным источником россыпей, превышает 5 км в направлении перемещения льда (Евзеров, 1997).
В периоды позднеледниковий освобождающаяся ото льда территория интенсивно поднималась. Вместе с тем в водоёмы поступали значительные массы обломков галечно-песчаной и алеврито-глинистой размерности, приносимых как потоками талых ледниковых вод, так и мутьевыми потоками. Естественно, такая палеогеографическая и тектоническая обстановка была неблагоприятна для сепарации тяжелых минералов. Концентрирование последних происходило тогда, когда снижался темп поднятия и уменьшался объём поставляемого в бассейн обломочного материала, т.е. в межледниковые и послеледниковый (голоценовый) этапы развития Балтийского щита. Однако в настоящее время известны только россыпи голоцена. Что же касается россыпей более древних безледных периодов, то они не обнаружены, несмотря на довольно хорошую изученность межледниковых осадков в скважинах и обнажениях. Мы полагаем, что прибрежно-морские россыпи формировались во все безледные периоды, подобно тому как это имеет место в голоцене. Однако развивавшиеся впоследствии ледники ассимилировали эти россыпи и значительно разубожили их в процессе перемещения, иными словами -разрушили их.
МОРЕ
6. Перспективы обнаружения новых россыпей
Вполне понятно, что снос с поверхности Балтийского щита продуктов глубокого выветривания кристаллических пород и геологическая деятельность плейстоценовых ледниковых покровов обусловили крайне редкую встречаемость в пределах щита россыпей минералов низкой
и средней плотности по классификации Момджи и Блинова (1970). Перспективы обнаружения таких россыпей ничтожно малы, поскольку для их формирования, как отмечалось, обычно необходима очень благоприятная геодинамическая и палеогеографическая обстановка. Что же касается россыпей минералов высокой плотности, то их малое количество на Балтийском щите, вероятно, лишь отчасти объясняется недостаточной изученностью рыхлого покрова щита и кристаллических пород, содержащих минералы высокой плотности (золото, минералы платиновой группы и др.). Дело в том, что по мере возрастания плотности россыпеобразующих минералов расширяется диапазон палеогеографических обстановок возникновения россыпей. В частности, на севере Финляндии известны бедные россыпи золота, приуроченные к ледниковым отложениям (Saarnisto, Татттеп, 1987). К сожалению, в Карело-Кольском регионе России перспективы морены на россыпи золота вообще не выяснялись. Не до конца выяснены здесь и перспективы рыхлого покрова на россыпи минералов платиновой группы (МПГ) (Гавриленко и др., 1996), поскольку коренные месторождения платины обнаружены совсем недавно (Митрофанов и др., 1994). Однако главной причиной редкой встречаемости россыпей благородных металлов, на наш взгляд, является отсутствие более или менее крупных коренных месторождений, в связи с чем перспективы обнаружения таких россыпей на Балтийском щите весьма ограничены.
Специального рассмотрения заслуживают перспективы выявления россыпей такого нетрадиционного пока для региона минерала, как алмаз. Как в Карелии, так и на Кольском полуострове известны проявления кимберлитового магматизма, с которыми связаны перспективы алмазоносности этих регионов (Киселев и др., 1991; Киселев, 1993; Поляков, Калинкин, 1993). На Кольском полуострове большинство выявленных кимберлитовых и мелилитовых трубок взрыва тяготеет к западной части
Терского берега Белого моря. По результатам поисково-съёмочных работ прогнозируется нахождение
Мокеевского и Пялицкого полей кимберлитовых и родственных им пород. Первое располагается в ~30 км к востоку от устья р.Варзуги, а второе занимает значительную площадь по обеим сторонам приустьевого участка р.Пялицы. На этих площадях в рыхлых отложениях долин и аллювии рек, впадающих в Белое море, обнаружены зерна пиропа, хромдиопсида и хромшпинелидов (Поляков, Калинкин, 1993). Перспективность Мокеевского поля подтверждается еще и тем, что с ним практически совпадает узел пересечения разрывных нарушений различной ориентировки, в котором, по представлениям Сорохтина и др. (1996), должны быть потенциально
алмазоносные магматические
проявления. Еще два таких узла указанные авторы выделяют в устье р. Поной и юго-восточнее мыса Св.Нос.
Кимберлитовые трубки с промышленной алмазоносностью
выявлены в Архангельской области на Зимнем берегу Белого моря. Там же, в аллювии рек найдены зерна пиропа. Распространение установленных и предполагаемых полей кимберлитов и родственных им пород показано на рис.2.
Рис.2. Поля потенциально алмазоносных интрузивных образований в северо-восточной части Балтийского щита и прилегающей к нему плиты.
1 - поля кимберлитов и родственных пород установленные (а) и предполагаемые (б), по Полякову и Калинкину (1993); 2 - поля предполагаемого развития рифейско-палеозойского магматизма, по Сорохтину и др. (1996). Морские побережья: 3 - поднимающиеся; 4 - относительно стабильные.
Приведенные данные позволяют говорить о возможности обнаружения россыпей алмазов. Причем наиболее перспективными представляются голоценовые отложения Беломорского шельфа по следующим соображениям.
Обобщение материалов по комплексным россыпям побережий Северного, Балтийского и Белого морей (Евзеров, 1987) показало, что образование россыпей в голоцене началось здесь в атлантический период и продолжается вплоть до настоящего времени. Отчетливо выделяются две группы россыпей. К первой отнесены россыпи, образование которых происходило в условиях устойчивого воздымания прибрежных областей (побережья Эстонии, Латвии, Литвы и большей части Кольского полуострова), а ко второй - возникающие на побережьях, которые поднимались в долиториновый этап новейших движений, а затем начали опускаться (побережья Германии и Польши).
В конце долиторинового этапа на поднимающихся с малой скоростью побережьях россыпи формировались вследствие интенсивной абразии главным образом позднеледниковых осадков. В послелиториновое время на побережьях, продолжающих подниматься, ввиду значительного уменьшения интенсивности абразионно-аккумулятивных процессов образование россыпей происходит только на участках побережий, в пределы которых наносы поставляются реками или вдольбереговыми течениями. К их числу, к сожалению, не относится западная часть Терского побережья Кольского полуострова, прилегаюшая к установленному полю распространения кимберлитов.
Морские россыпи пока еще не обнаружены на тектонически стабильных побережьях, хотя возможности для их образования, на наш взгляд, имеются. Примером может служить крайний восток Кольского полуострова, не испытывавший ни поднятий, ни опусканий на протяжении конца плейстоцена и всего голоцена. В примыкающие к нему районы Горла и Воронки Белого моря на протяжении указанного отрезка времени поставлялось весьма ограниченное количество обломочного материала, который вследствие тектонической стабильности территорий многократно переотлагался. При этом продукты переотложения с течением времени должны были все больше и больше обогащаться абразивно устойчивыми минералами, к числу которых, как известно, относятся и алмазы. Сделанное предположение подтверждают материалы изучения литоральных и донных отложений Восточного Мурмана, Воронки и Горла Белого моря, содержащиеся в статье Т.В.Яковлевой (Яковлева, 1979). Правда, в ходе исследований определялся минеральный состав не всего осадка, а только его крупноалевритовой, реже тонкопесчаной составляющей. Тем не менее и по этим результатам, приведенным в сокращенном виде в таблице, отчетливо прослеживается увеличение содержаний абразивно устойчивых кварца и граната вместе с сокращением менее стойких полевых шпатов, кальцита и эпидота в донных осадках, по сравнению с литоральными, а также в донных отложениях Воронки и Горла Белого моря, сравнительно с аналогичными осадками Восточного Мурмана.
Изложенный материал определенно указывает на наличие благоприятных условий для формирования континентальных и морских россыпей алмазов в восточной части Кольского региона. Естественно эти условия могли реализоваться только при наличии в районе выходящих на дневную поверхность коренных источников алмазов.
Минеральный состав донных отложений Восточного Мурмана, Воронки и Горла Белого моря
Районы Баренцева и Белого морей Минералы и их содержания, вес, %
Легкая фракция Тяжелая с >ракция
Кварц Полев. шпат ы Кальцит Прочие Гранат Роговая обманка Эпидот Прочи е
Литораль Вост. Мурмана 25.0 31.5 32.3 11.2 3.2 32.0 26.3 38.5
Восточный Мурман 84.8 13.2 0.9 1.1 18.7 42.9 9.3 29.1
Воронка Белого моря 89.8 8.8 0.2 1.2 28.9 28.6 7.9 34.6
Горло Белого моря 89.7 9.6 - 0.7 24.3 37.2 5.7 32.8
Примечание. Содержания конкретных минералов заимствованы из таблиц 1 и 10 статьи Т.В.Яковлевой (Яковлева, 1979); содержания прочих минералов вычислены как разность между 100% и суммой содержаний минералов, помещенных в данной таблице.
7. Заключение
Балтийскому щиту, как и другим древним щитам, свойственна тенденция к поднятию. Однако центральные части щита не испытывали глубокого эрозионного вскрытия. Причиной лавинной седиментации в бассейнах платформенного обрамления являлись по всей видимости процессы тектоно-кессонного саморазрушения, в том числе и химического, в обнажающихся бортах щитов. Эти и почти все другие продукты глубокого выветривания кристаллических пород, возникшие в эпохи выравнивания и корообразования в тектонических зонах внутри щита, выносятся за его пределы. Данное обстоятельство существенно ограничивает возможности формирования на древних щитах россыпей минералов низкой и средней плотности. Еще более неблагоприятные условия для образования этих россыпей характерны для щитов, подвергавшихся покровным оледенениям. Оледенения не только препятствовали возникновению россыпей, но и разрушали те из них, которые успевали сформироваться в периоды межледниковий. И ко всему этому можно было бы добавить, что столь неблагоприятный геодинамический фон для россыпеобразования не исключает "чуда" - образования россыпи, которое не потребовало ни мобилизации больших масс материала, ни его неоднократного перемыва. Но такое "чудо" требует обязательного присутствия богатейших коренных месторождений металлов. Однако таковых (кроме лопарита) нет ни на Кольском полуострове, ни на Балтийском щите.
Россыпи минералов высокой плотности образуются в широком диапазоне палеогеографических обстановок, и поэтому вполне могут быть обнаружены на территории Балтийского щита, но опять-таки только вблизи богатых коренных источников благородных металлов. Чрезвычайно короткая история формирования рыхлого покрова Балтийского щита не оставляет никакой возможности предполагать, что эти россыпи можно найти вне связи с коренными источниками, отдавая предпочтение геоморфологическим методам поисков.
На россыпи алмаза - нетрадиционного и пока редко встречающегося минерала Балтийского щита - наиболее перспективны континентальные отложения тектонически стабильной области юго-востока Кольского полуострова и морские осадки прилегающих к этой области Горла и Воронки Белого моря.
.ÏÏHTepaTypa
Hirvas H. Glacial transport in Finnish Lapland. Prospecting in areas of glaciated terrain. London, p.128-137, 1977.
Saarnisto M. and Tamminen S. Placer gold in Finnish Lapland. Geological Survey of Finland, Special Paper 3, p.181-194, 1987.
Schmidt K. Zur gegenwärtigen Stand der Erforschung der finnischen Grundgebirges. Geologie, Jahrg. 9, Hf.4, S.391-417, 1960.
Арзамасцев A.A., Арзамасцева Л.В., Глазнев B.H., Раевский А.Б. Строение палеозойских щелочно-ультраосновных интрузий Кольского полуострова по гравиметрическим данным. Геология и геофизика, т.39, №2, с.211-221, 1998. Афанасьев А.П. Фанерозойские коры выветривания Балтийского щита и связанные с ними полезные
ископаемые. Л., Наука, 244с., 1977. Баренцевская шельфовая плита. Л., Недра, 262с., 1988.
Ветрин В.Р., Калинкин М.М. Реконструкция процессов внутрикорового и корово-мантийного
магматизма и метасоматоза. Апатиты, Изд. КНЦРАН, 108с., 1992. Гавриленко Б.В., Евзеров В.Я., Митрофанов Ф.П., Казаков Н.В. Итоги и перспективы изучения россыпей северо-восточной части Балтийского щита. Литология и полезные ископаемые, №3, с.290-300, 1996.
Глебовицкий В.А. Тектоника и региональный метаморфизм раннего докембрия северо-восточной части
Балтийского щита. Региональная геология и металлогения. Сборник ВСЕГЕИ, №1, с.7-24, 1993. Горяинов П.М. Нелинейная тектоника. Содержание, объекты и принципиальные ограничения для
интерпретации канонических случаев. Апатиты, Изд. КНЦ РАН, 44с., 1995. Горяинов П.М. О геодинамически необычных обстановках осадочного породо- и рудообразования в связи с проявлениями тектоно-кессонного эффекта. Литология и полезные ископаемые, №5, с.47-60, 1983.
Горяинов П.М., Давиденко И.В. Тектоно-кессонный эффект в массивах горных пород и рудных месторождений - важнейшее явление геодинамики. Докл. АН СССР, т.247, №5, с.1212-1215, 1979. Горяинов П.М., Николаев А.П. Гигантская эрозия щитов: традиции, реальность, следствия. Рудогенез в метаморфических комплексах докембрия. Апатиты, Изд. КНЦ РАН, с.5-17, 1991.
Евзеров В.Я. Влияние покровных ледников и кор выветривания на формирование россыпей Балтийского щита. Важнейшие промышленные типы россыпей и месторождений кор выветривания, технология оценки и освоения. XI Междунар. совещание. М., ИГЕМ, с.88, 1997.
Евзеров В.Я. Закономерности формирования и размещения россыпей в осадочном покрове Кольского полуострова. Геология и полезные ископаемые мезо-кайнозойских образований Кольского полуострова. Апатиты, Изд-во Кольского фил. АН СССР, с.36-64, 1980.
Евзеров В.Я. Роль древних кор выветривания в формировании антропогеновых отложений и связанных с ними месторождений северо-восточной части Балтийского щита. Литология и полезные ископаемые, №1, с.50-58, 1978.
Евзеров В.Я. Формирование и размещение прибрежно-морских россыпей в области развития Скандинавских ледниковых покровов. Литология и полезные ископаемые, №1, c.31-40, 1987.
Евзеров В.Я., Сапрыкина Л.Г., Терешков В.Г. Генезис и закономерности локализации россыпей района Ловозерских тундр (Кольский полуостров). Роль литолого-стратиграфического, структурного и палеогеографического факторов в формировании месторождений полезных ископаемых на северо-западе РСФСР. М., Изд-во МГРСФСР, с.92-95, 1978.
Иванюк Г.Ю., Горяинов П.М., Егоров Д.Г. Введение в нелинейную геологию. Апатиты, 187с., 1996.
Иванюк Г.Ю., Яковенчук В.Н., Горяинов П.М. Основные черты карбонатообразования в гидротермальных жилах Кукисвумчоррского месторождения. Записки ВМО, №3, с.34-42, 1996.
Киселев И.И. Концентрации ценных минералов в рыхлом покрове восточной части Балтийского щита. Отечественная геология, №11, с.25-32, 1993.
Киселев И.И. Поиски карстовых россыпей в Карело-Кольском регионе. Разведка и охрана недр, №9, с.34-38, 1989.
Киселев И.И., Клюнин С.Ф., Захаров A.A. Изучение ледникового переноса в Северной Карелии для выявления кимберлитовых источников. Научно-технические достижения и передовой опыт в области геологии и разведки недр. М., Недра, с.14-17, 1991.
Кузьмин И.А., Кременецкая Е.О., Тряпицын В.М. Землетрясения в Хибинах в ноябре-декабре 1993 года. Апатиты, Изд. КНЦРАН, 64с., 1994.
Митрофанов Ф.П., Яковлев Ю.Н., Дистлер В.В., Балабонин Н.Л., Веселовский H.H., Докучаева B.C., Гроховская Т.Л., Клюнин С.Ф., Захаров A.A., Корчагин А.У. Кольский регион - новая платиноносная провинция. Геология и генезис месторождений платиновых металлов. М., Наука, с.65-79, 1994.
Момджи Г.С., Блинов В.А. Литолого-фациальные условия образования комплексных циркониево-титановых россыпей. Состояние и задачи советской литологии, II (доклады на секционных заседаниях VIIIВсесоюзного литологического совещания). М., Наука, с.220-227, 1970.
Поляков И.В., Калинкин М.М. Алмазы и минералы-спутники в кимберлитах и рыхлых отложениях Терского берега Кольского полуострова. Записки ВМО, №1, с.96-101, 1993.
Ронов А.Б. Осадочные оболочки Земли (количественные закономерности строения, состава и эволюции). М., Наука, 79с., 1980.
Садовский М.А., Писаренко В.Ф. Случайность и неустойчивость в геофизических процессах. Физика Земли, №2, с.3-12, 1989.
Сидоренко A.B. Доледниковая кора выветривания Кольского полуострова. М.-Л., Изд. АН СССР, 107с., 1958.
Сидоренко A.B. Некоторые вопросы изучения осадочного покрова Кольского полуострова. Вопросы геоморфологии и геологии осадочного покрова Кольского полуострова. Апатиты, Изд. Кольского филиала АН СССР, вып.1, с.5-31, 1960а.
Сидоренко A.B. Новые данные по россыпям Кольского полуострова. Закономерности размещения полезных ископаемых. М., Госгортехиздат, Bbin.IV, с.112-116, 19606.
Сорохтин О.Г., Митрофанов Ф.П., Сорохтин Н.О. Происхождение алмазов и перспективы алмазоносности восточной части Балтийского щита. Апатиты, Изд. КНЦРАН, 145с., 1996.
Стрелков С.А., Евзеров В.Я., Кошечкин Б.И., Рубинраут Г.С., Афанасьев А.П., Лебедева P.M., Каган Л.Я. История формирования рельефа и рыхлых отложений северо-восточной части Балтийского щита. Л., Наука, 164с., 1976.
Ферсман А.Е. Полезные ископаемые Кольского полуострова. М.-Л., Изд-во АН СССР, 345с., 1941.
Хомяков А.П. Минералогия ультраагпаитовых щелочных пород. М., Наука, 200с., 1990.
Шатский Н.С. Избранные труды. Т.2. М., Наука, 720с., 1960.
Яковенчук В.Н. Карбонатное минералообразование в гидротермальных жилах Кукисвумчоррского месторождения (Хибинский массив). Автореферат канд. диссертации. С-Пб, 16с., 1995.
Яковлева Т.В. Минералогия и химический состав современных донных отложений Восточного Мурмана и Воронки Белого моря. Вопросы литологии донных отложений Баренцева и Белого морей. Апатиты, с.44-96, 1979.
