Особенности россыпной минерагении Северо-Американской платформы

Сопоставляя россыпной минерагенический потенциал Восточно-Европейской платформы с другим фрагментом древней Лавразии - Северо-Американской платформой, нетрудно видеть, что сравнение не в пользу последней.

Данные о развитии в пределах Сеееро-Американской платформы россыпных формаций, характеризующихся промышленным или перспективным уровнем минерализации, отсутствуют. Это составляет разительный контраст с ее исключительно высоким рудным потенциалом, особенно в пределах Канадского щита, где широко развиты комплексы пород и типы рудных формаций, обладающие всеми признаками россыпеобразующих формаций, такие как: а) золоторудная (золото-железисто-кварцитовая и золото-сульфидно-кварцевая формации в связи с архейскими и раннепротерозойскими зеленокаменными поясами юго-восточной части щита); б) платиновометальная (расслоенные массивы анортозитового комплекса полуострова Лабрадор); в) редкометальная (редкометальные пегматиты Северо-Западных Территорий; формация ультраосновных-щелочных пород и карбонатитов Северо-Восточной Канады и Гренландии); г) титаноносная (рутил-ильменит-гематитовые и ильменит-магнетитовые месторождения крупнейшей в мире Андиродакской анартозитовой зоны на востоке щита); д) алмазоносная (кимберлиты и лампроиты провинции Квебек и субпровинции Слейв).

Время становления большинства из этих типов потенциально россыпеобразующей минерализации (за исключением алмазоносной) укладывается в два крупных этапа - ранний протерозой и поздний протерозой (эпоха гренвильского тектогенеза), из чего вытекает, что основная масса возможных коренных источников могла быть выведена на поверхность уже в рифее-начале палеозоя.

Свидетельством проявления россыпеобразующих свойств этих формаций уже на ранних этапах развития платформы является золотоносность кембрийских конгломератов олигомиктовой маложелезистой формации в базальных слоях платформенного чехла (формация Дедвуд), примером которых является месторождение Блэк-Хиллс в шт. Сев. Дакота, пространственно сближенное с золоторудным месторождением Хомстейк. Месторождение приурочено к аллювиальному конусу площадью более 10 км2 (рис. 3.9), в строении которого отчетливо различаются палеорусловые фации крупногалечных (вплоть до валунных) конгломератов, образующие фрагменты протяженностью до 1.5 км при ширине до 0.4 км, причем часть палеорусел врезана непосредственно в поверхность раннепротерозойского фундамента. Часть россыпей, особенно в периферической области россыпного поля была переотложена в прибрежноморские, пляжевые россыпи. В составе конгломератов доминирует окатанный кварц, окисленные железистые кварциты амфиболиты и слюдяные сланцы формации Хомстейк. Золото в россыпи достаточно крупное (в среднем 0.1-0.5 мм, вплоть до самородков крупностью до 1 см в поперечнике), что способствовало формированию на участках позднейшего размыва конгломератов небольших аллювиальных россыпей в современных долинах. Характерной особенностью россыпей Блэк-Хиллса является обилие в их цементе пирита, но не кластогенного, как считают приверженцы россыпной модели Витватерсранда, а аутигенного и диагенетического, сформировавшегося в период трансгрессии морского бассейна. Особенно много этого пирита в палеоканалах, выработанных в породах фундамента, присутствие которого, по-видимому, способствовало хемогенному переотложению части золота.

Золотоносные конгломераты Блэк-Хиллс отрабатывались, главным образом, в XIX веке при среднем содержании золота 6.5 г/м3 (до 82 г/м3 на руднике Хидден-Трежер).

Однако, россыпеобразующий потенциал рудных формаций, связанных с древнейшими породами кристаллического основания платформы, оказался практически подавленным в силу того, что почти весь Канадский щит в конце кайнозоя, особенно начиная со второй половины плейстоцена, подвергся воздействию мощнейшего Лаврентийского ледового щита, экзарационная деятельность которого почти полностью уничтожила доледниковый покров рыхлых отложений с возможными аккумуляциями россыпеобразующих минералов.

Ледниковая экзарация выступила также в качестве фактора, ограничившего возможности россыпеобразования за счет коренных источников, связанных с этапами позднейшей тектоно-магматической активизации щита, в частности, молодых (миоценовых, ?) кимберлитов провинции Слейв (Северо-Западные Территории, Канада). Вскрытие последних произошло до начала оледенения, о чем свидетельствует широкое распространение минералов-спутников (пиропа) в образованиях верхнечетвертичных эскеров (озов) в непосредственном обрамлении кимберлитового поля в районе Лейк-де-Гра, по которым и было выявлены кимберлитовые тела. По данным, до начала оледенения кимберлитовое поле дренировалось меандрирующими равнинными реками, входившими в систему реки Пра-Маккензи, впадавшей в Гудзонов залив вплоть до позднего плейстоцена, когда Лаврентийский ледник, распространившись на запад вплоть до предгорьев гор Маккензи, вызвал кардинальную перестройку долинной сети. Присутствие пиропов и пикроильменитов в составе минеральных парагенезисов четвертичных осадков Гудзонова залива подтверждает это предположение. Вообще, кардинальная перестройка долинной сети Канадского щита в эпоху оледенения, вызванная тем, то фронт продвижения поздневисконсинского (позднечетвертичного) ледового покрова был направлен против течения магистральных рек, берущих начало со Скалистых гор и пересекавших щит в восточном направлении, сыграла роль важнейшего фактора, в целом отрицательно повлиявшего на сохранность россыпей доледникового этапа развития (рис. 3.10).

Вместе с тем попытки обнаружения золотоносных, платиново-металльных, ильменитовых, хромитовых, редкометалльных и др. россыпей, связанных с перечисленными выше потенциально россыпеобразующими формациями в пределах щита и сопредельных поясах гренвильской и каледонской складчатости, подвергавшихся воздействию покровного оледенения, предпринимались неоднократно. В качестве примера можно вспомнить проспекторские работы на морские россыпи хромита на о. Ньюфаундленд, в качестве потенциального источника которых рассматривались офиолиты Левис Хиллс в составе аллохтонных покровов среднеордовикского возраста на побережье залива Св. Лаврентия. Офиолитовые породы (гарцбургиты и верлиты), слагают верхнюю пачку в составе надвиговой серии, дренируемой р. Айленд, которая впадает в залив Порт-о-Порт (рис. 3.11). Рудная минерализация представлена вкрапленными и массивными хромитовыми рудами с включением минералов платиновой группы. Хотя оруденение было вскрыто еще до развития ледникового покрова, предполагается, что подступивший с востока ледник (сам массив Левис Хиллс мог существовать в качестве нунатака) явился мощным экзарационным и транспортирующим агентом, а отложенные им морены - промежуточным коллектором рудных минералов. Граница ледника располагалась в 30-40 м западнее современного берега, поэтому значительная часть краевых ледниковых образований (донная и конечные морены, камы и эскеры) по мере деградации ледника и поднятия уровня моря оказались затопленными на дне залива Св. Лаврентия. Ореол рассеяния рудных минералов офиолитового комплекса (хромит, магнетит, ильменит, оливин) с примесью рутила и циркона прослеживается в аллювии р. Айленд, а также в пляжевых и донных осадках, где опробованием он прослежен до изобаты -15 м, однако промышленных содержаний рудных минералов в них не обнаружено.

Достаточно неясны перспективы россыпных формаций в осадочном чехле платформы. В отличие от ВЕП, в пределах Северо-Американской платформы известен только один район развития комплексных россыпей тяжелых минералов, имеющих реальные промышленные перспективы. Это -район Атабаска в пределах Западно-Канадского нефтегазоносного бассейна. Пространственное совмещение кластогенных скоплений тяжелых минералов в меловых песках и песчаниках с нефтеносными структурами способствовало формированию специфических месторождений битуминозных песчаников с повышенными концентрациями тяжелых минералов (тип Атабаска), ближайшими аналогами которых являются нефтеносные титаноносные песчаники Ярегского месторождения на Тимане. Нефтеносные песчаники (Athabaska Oil Sands), содержащие россыпи, развиты на площади около 30 тыс. км2. Концентрации тяжелых минералов в нефтеносных песчаниках известны на протяжении более 50 лет, однако интерес к проблеме их попутного извлечения усилился в последние годы. Исходные содержания суммы рудных минералов в песках невысоки и колеблются от 0.25 до 0.5%, однако существенно возрастают в хвостах обогащения песков после извлечения битума.

Проблема освоения этих месторождений чисто технологическая. Рудные минералы представлены рутилом, ильменитом, псевдорутилом, лейкоксеном, цирконом, оксидами железа, пиритом, причем в отдельных пробах преобладает рутил, а в других - ильменит или ильменит в равных пропорциях с лейкоксеном. В гравитационном концентрате после центрофугирования содержания тяжелых минералов составляют (вес.%): псевдорутил - 23, лейкоксен - 16.6, рутил - 4, ильменит - 2.8, гетит - 1.6, пирит - 4, циркон - 15.2, прочие минералы - 34.8. Дальнейшая технологическая схема предполагает очистку концентрата от битума, удаление сульфидов, ступенчатое флотационное обогащение, получение селективных концентратов (цирконового, ильменитового, псевдорутилового, лейкоксенового). Осуществляемая фирмами "Ойлсэндс", "Титаниум Корпорэйшн" и "Симкруд Лтд," обобщенная схема переработки битуминозных песков позволяет получать, кроме собственно углеводородного сырья, циркон, титановые минералы, кварц, а также металлический цирконий, синтетический рутил и диоксид титана, которые, однако, рассматриваются лишь как попутное сырье, которое, тем не менее, существенно повышает эффективность использования минерально-сырьевого ресурса битуминозных песков Атабаски.

Из других типов россыпей, известных в пределах территории Северо-Американской россыпной мегапровинции, можно назвать россыпи янтаря, полоса распространения которых контролируется меридиональным передовым прогибом, существовавшим, начиная с турона, вдоль восточного подножья складчатых сооружений Кордильер от Аляски до Мексики. Формирование россыпных месторождений янтаря началось в конце раннего мела и закончилось в олигоцене. Преобладают первичные месторождения мелового возраста, ассоциирующие с буроугольными месторождениями турона-маастрихта, с которыми связаны наиболее ценные скопления янтаря, в то время как вторичные морские россыпи балтийского типа неизвестны, В Канадском секторе янтареносной полосы известно более 50 россыпных проявлений и месторождений, из них около 40 мелового и 10 третичного возраста. Наиболее крупные первичные месторождения янтаря, играющие роль первичных источников россыпей, располагаются на юго-западном берегу оз. Седар (провинция Манитоба) и связаны с углями меловой формации Форемост. За 40-летний период эксплуатации связанных с ними россыпей в конце XIX-начале XX века, из них было добыто около 1 т янтаря. Единичные россыпные проявления янтаря также мелового возраста, известны в шт. Сев. Дакота, Канзас (канзасит), Техас.