Общие черты россыпной минерагении платформ Южного полушария

Время становления и типы россыпеобразующих формаций. Формирование россыпеобразующей минерализации платформ Гондваны происходило во временном интервале, составляющем более 2.5 млрд. лет.

Древнейшая в этом ряду россыпеобразующая эндогенная минерализация связана с архейскими гранито-гнейсовыми куполами и железистыми формациями (итабиритами) "ранних" зеленокаменных поясов (например, в кратонах Конго и Капском в Африке, Бхандра в Индии, в блоках Йиргали и Пилбара в Австралии и др.). Именно она выступала в качестве источников питания раннепротерозойских металлоносных конгломератов, древнейшими из которых считаются золотоносные конгломераты Маунт-Роберт на севере Капского кратона в ЮАР, возраст которых оценивается в 3.4 млрд. лет. Близкий возраст (3-3.1 млрд. лет) имеют, согласно К.Н. Маличу, иридосмины из месторождения Витватерсранд, что существенно древнее возраста самой надгруппы Витватерсранд (2.75-2.5 млрд. лет). Архейские гранулитовые породы, в составе которых присутствуют ортогнейсы и чарнокиты, мигматиты, гранат-силлиманитовые парагнейсы, анортозиты и щелочные гранитоиды, являются важнейшим первоисточником тяжелых минералов комплексных ПМР. С ними же связаны редкометалльные и камнецветные пегматиты Индии и Шри-Ланки.

Более широко проявлена россыпеобразующая минерализация первой половины протерозоя. Она представлена: а) золоторудными месторождениями золото-кварц-сульфидного и золото-железистого типа (итабириты) в породах "молодых" зеленокаменных поясов; б) редкометалльными и олово-редкометалльными пегматитами (на Гвианском щите, месторождения Пилбора и Гринбушес в Австралии); в) редкометалльными карбонатитами (например, массив Маунт-Уэльд в кратоне Йилгарли); г) концентрациями хромита и МПГ в древнейших (2.4-2.5 млрд. лет) породах расслоенных базит-ультрабазитовых серий (Бушвельд, Великая Дайка).

С этапом позднепротерозойской активизации древних кратонов и с присоединением к ним позднепротерозойских (гренвильских, готских) складчатых поясов связано формирование россыпеобразующей минерализации самого широко профиля. Этот этап отмечен; а) мощной "панафриканской" гранитизацией и широким формированием редкометалльных пегматитов, таких как пегматиты Центрально-Африканского и Марроко-Малийского поясов в Африке (например, пегматиты Маноно-Китатоло), олово-редкометалльные пегматиты районов Борборема и Назарену в Бразилии, пегматитовые поля Бихар, Орисса, Раджастан в Индии и др.; б) внедрением редкометалльных карбонатитов, к которым относятся массивы Палабора, Луэш и Кибуи в Южной и Центральной Африке, массив Коратти в шт. Тамил Наду (Индия) и др.; в) становлением богатейшей золоторудной (золото-урановой) минерализации в углеродистых терригенно-карбонатных толщах верхнего протерозоя (месторождения Кунгарра, Рейнджер, Олимпик Дам в Австралии).

Наконец, важнейшей чертой позднего протерозоя (рифея) как эпохи россыпеобразующего оруденения на древних платформах является первая крупная вспышка мощного кимберлитового магматизма практически на всей территории Гондваны. Это большинство алмазоносных кимберлитов Западной и Южной Африки, в числе которых все крупнейшие алмазоносные трубки района Кимберли, Претория и др., кимберлиты поля Панна в Индии, "филлиты" районов Диамантина в Бразилии и Гуарьямо на Гвианском щите, лампроиты и кимберлиты восточного Кимберли в Австралии.

Можно сказать, что к началу палеозоя минерагенический профиль россыпеобразующей минерализации на платформах Гондваны в общих чертах оформился. Кроме того, в течение предшествующих этапов был достигнут уровень среза, обеспечивший формирование россыпей, о чем свидетельствует широкое развитие в пределах платформ не только золотоносных и алмазоносных конгломератов протерозойского и палеозойского возраста, но и сохранность метаморфизованных ископаемых раннепалеозойских россыпей тяжелых минералов на севере Африки (Туарегский щит) и на Мадагаскаре.

Позднейшая тектоно-магматическая активизации платформ также внесла свой вклад в формирование коренных источников россыпей, причем эти процессы имели наложенный характер, пространственно совмещаясь с ареалами развития более древнего россыпеобразующего оруденения, как это имеет место для палеозойских редкометалльных гранитов и пегматитов ("молодые граниты" Нигерии, граниты "таурирт" Алжира), киммерийских (юрских) и раннеальпийских (меловых) карбонатитов, щелочных пород и алмазоносных кимберлитов. Наиболее важным типом эндогенной россыпеобразующей минерализации, датируемой второй половиной мезозоя, является редкометалльное (пирохлоровое, цирконовое, бадделеитовое) оруденение в связи с массивами карбонатитов (Араша, Тапипа, Якупиранга) и щелочных пород (Посус-ди-Калдас) на востоке Бразилии, датируемое верхним мелом 130-80 млн. лет, однако в целом вклад молодого оруденения этапов позднейшей тектоно-магматической активизации в россыпной потенциал платформ Гондваны невелик.

Распад Гондваны явился критической точкой в перестройке долинных систем континентов. Как подчеркивается в работе, посвященной эволюции крупнейших речных систем мира, начальная стадия разделения Бразильской и Африканской платформ, отмеченная ростом сводов в области горячих точек и общим линейным поднятием поверхности вдоль оси зарождающегося рифта, отражена в радиально-концентрическом строении долинной сети "единого" континента, которое до сих пор прослеживается в очертании магистральных современных долин обоих континентов (Конго, Нигер, Сенегал, Парана, Сан-Франциско, Рио-Бранку-Риу-Негро, Уругвай), огибающих своды горячих точек. Напомним также известный вывод палеореконструкций, согласно которому многие реки по разную сторону океана не только контролировались общими линеаментами, но, по-видимому, составляли фрагменты единых речных систем (pp. Гурупи и Бандалама как притоки Палео-Нигера). Реки бассейна среднего и верхнего течения р. Конго также унаследованы с "гондванского" периода и имеют, по крайней мере, палеозойский возраст, в то время как нижнее течение р. Конго (ниже устья р. Касаи) не древнее позднего мезозоя. О времени возникновения "западного" направления африканских рек свидетельствуют, в частности, палеогеографические реконструкции в долине р. Оранжевой. Крупные алмазоносные палео-реки Южной Африки - Калахари и Кару, ориентированные в западном направлении, датируются мелом. Предполагается, что первая из этих палео-рек дренировала территорию Ботсваны, юг и центр Анголы и восток Намибии и впадала в Атлантику в районе устья современной р. Оранжевой, которую она заметно превышала по своей водности.

Аналогичный вывод следует и из резкой асимметрии речной сети Индийской платформы. Главный водораздел полуострова проходит вблизи западного берега полуострова, по Западным Гатам, в то время как основная часть полуострова принадлежит бассейнам рек восточного направления -Годавари, Кришна и Пеннер и др., которые представляют собой фрагменты дренажной сети "гондванского" периода, открывавшейся в океан Тетис.

Заметный след в формировании поверхности платформ южного полушария оставили древние оледенения, которые определили также многие важнейшие черты формирования, распространения и строения россыпей. Напомним, что именно в пределах Гондваны располагались ареалы обоих палеозойских оледенений: раннепалеозойского (ордовикского, 500-480 млн. лет) с центром в Северной Африке, в районе плато Ахаггар, и позднепалеозойского, главный центр которого располагался в Южной Африке. При этом предполагается, что во время ордовикского оледенения льдом покрывалась вся территория Африки, большая часть Индостана, западная часть Австралийской и крайний восток Южно-Американской платформы (а также часть Лавразии и Ангарии).

Позднепалеозойское оледенение (320-270 млн. лет, с максимумом похолодания около 300 млн. лет) было менее масштабным; не считая Антарктиды, оно охватывало только южную, отчасти центральную часть Африки, восточный фланг Южно-Американской и южную часть Австралийской платформ, около половины Индостана, но оставило столь яркие следы в рельефе и осадах, что получило название "Великого пермско-карбонового оледенения" (Джон и др., 1982). Главный центр распространения оледенения располагался на юге Африки, мигрируя в отдельные его циклы (Гринвалендский центр вблизи Кимберли, трансваальский - севернее Йоханнесбурга). Существовали и дополнительные центры: Талчирское оледенение в Индии, самостоятельный центр оледенения на юго-востоке Австралии и в Тасмании. Свидетельством масштабности оледенения являются тиллиты серии Двайка, распространенные на громадных пространствах Южной, отчасти Центральной Африки (в Капской провинции, в Намибии, в южной части Демократической Республике Конго, в Эфиопии и др.) и Мадагаскара, тиллиты группы Итараре в бассейне р. Параны в Бразилии (содержащие эрратические валуны африканского происхождения!), Лафонтенские тиллиты Фолклендских о-вов и аналогичные образования в юго-восточной части Австралии и на юге Индии, а также следы активной экзарационной деятельности ледников в виде штрихованных скал, бараньих лбов, троговых долин.

В общей сложности в течение ледникового цикла насчитывается несколько самостоятельных оледенений (эпизодов), запечатленных в разрезе горизонтами тиллитов и изменением от эпизода к эпизоду направления движения ледника. По периферии области, например, на западе Южно-Американской платформы вдоль теперешнего подножья Анд, фиксируются следы существования шельфовых ледников, оставивших слои ледниковоморских отложений с дропстоунами, которые фациально замещаются (или переслаиваются) истинными тиллитами. Пульсационный характер оледенения наиболее отчетливо проявился в его периферической области, например, на юге Бразилии, где на протяжении всего ледникового периода продолжительностью почти 50 млн. лет выделяются не менее 17 циклов (оледенение-межледниковье).

Пермско-карбоновое оледенение оказало важнейшее влияние на транспортировку россыпеобразующих минералов, особенно таких классических мигрантов, как алмаз, и сформировало мощные, от нескольких сотен метров до 1000 м (например, в Малом Кару), толщи ледникового-водноледникового генезиса, выступающие в качестве ведущего промежуточного коллектора россыпеобразующих минералов, прежде всего, алмазов. Особенно велико россыпеобразующее значение алмазоносных тиллитов группы Итараре, развитых в шт. Минас-Жерайс и Парана в Бразилии, а также тиллитов Двейка в транспортировке алмазов и формировании россыпной алмазоносности территории Намибии, Анголы и Конго. Ледниковые образования рассматриваются также в качестве одного из промежуточных коллекторов для богатых алмазоносных россыпей Индостана. Стоит также отметить, что в некоторых районах Бразилии, например, в "Алмазном треугольнике" на территории шт. Минас-Жерайс, на площади Коромандель-Патросиниу-Багагем известны и более древние, верхнепротерозойские тиллиты свиты Ибиа.

Менее ясной представляется роль древних ледников в формировании и сохранности россыпей других минеральных типов, например золотоносных. Однако, хорошая сохранность верхнепалеозойских палеодолин, выполненных толщей ледниковых-водноледниковых образований пермо-карбонового возраста, например, свиты Лукугу по южному обрамлению кратона Конго (Демократическая Республика Конго), и четкое наследование этих палеодолин современными (например, р. Итури на юге золотоносного района Кило-Моту) говорят о возможном участии ледниковых образований в разносе и переотложении части золота на пути его миграции из коренных источников.

Древние поверхности выравнивания. Важнейшую особенность рельефа континентов Гондваны составляет широкое распространение и сохранность разновозрастных поверхностей выравнивания, на примере которых были разработаны многие фундаментальные положения общей и тропической геоморфологии.

Всего в рельефе рассматриваемых древних платформ сохранились четыре главных уровня планации, из которых только два более древних (допозднемеловой и позднемеловой-палеогеновый) являются истинными пенепленами, формирование которых, как показали исследования Н.А. Маккавеева, занимает промежуток времени не менее 20-30 млн. лет. При этом средняя высота пенеплена в зависимости от размеров континента составляет 200-250 м.

Древнейшей сохранившейся в рельефе платформ денудационной поверхностью является "глобальный" пенеплен, формирование которого предшествовало расколу и обособлению континентов. Этот "пенеплен Годвана" ("гондванская поверхность предельной планации", по Л.Кингу) явился главной маркирующей денудационной поверхностью суперконтинента, которой завершился собственно "годванский" период развития платформ Южного полушария. В современном рельефе он сохранился фрагментарно, образуя верхний ярус рельефа в пределах плоскогорий на отметках более 1000 м. Синхронными ему осадочными формациями принято считать континентальные красноцветные формации Северной Африки - свиту Туарег и "нубийские песчаники".

Широким развитием на всех платформах пользуется позднемеловая-раннепалеогеновая цикловая поверхность выравнивания, фиксированная корами выветривания. Этот денудационный уровень, получивший в Африке название "африканской поверхности выравнивания", наиболее полно соответствует представлениям В.Дэвиса о пенеплене, Эта поверхность выравнивания, срезающая большинство коренных источников россыпей самого разного типа и возраста, чрезвычайно важна для экзогенного рудообразования в целом и для формирования россыпей в частности. Будучи сильно деформированы позднейшими блоковыми движениями, фрагменты африканского пенеплена располагаются на разной высоте, создавая ложное представление о множественности локальных поверхностей выравнивания.

Более молодые поверхности - постафрика-1 и постафрика-2 (или Конго) - датируются соответственно миоценом и концом плиоцена, вплоть до настоящего времени. Обе они формировались в условиях достаточно стабильного состояния или слабого воздымания платформ на фоне доминирующих процессов растяжения. На Африканском и Австралийском континентах их образование шло в условиях нарастающей аридизации климата.

Общие особенности мезо-кайнозойского морфолитогенеза на платформах Гондваны определяются тем, что основная часть их территории располагается в низких широтах с присущим им тропическим, отчасти субтропическим типами морфолитогенеза, причем значительные площади находятся в области влажного или сезонно-влажного тропического климата, то есть в ландшафтных обстановках, обеспечивающих глубокое химическое выветривание с образованием кор латеритного ряда.

При этом, хотя со времени раскрытия Южной Атлантики и фрагментации Гондваны соотношение гумидных и аридных зон в пространстве несколько менялось, основные части обособившихся континентов значительный период времени пребывали в условиях глубокого, преимущественно латеритного химического выветривания, обеспечивающего благоприятные условия для массового высвобождения и миграции россыпеобразующих компонентов (см. раздел 1.5). Выше было отмечено, что в пределах платформ гондванского ряда развит наиболее полный спектр обстановок формирования россыпей в условиях латеритного выветривания, создающего, наряду с "обычными" типами россыпей, специфические морфогенетические (остаточные элювиальные) и минеральные (например, россыпи калдасита) типы россыпей, которые следует рассматривать исключительно как продукт тропических пенепленов.

В числе таких специфических процессов россыпеобразования на рассматриваемых платформах, как отмечалось в разделе 1.5, прежде всего надо назвать процесс образования остаточных элювиальных россыпей (например, золота), в котором действуют несколько механизмов: весовое обогащение, миграционное перераспределение золота из горизонтов выщелачивания в горизонты осаждения при сезонных колебаниях уровня грунтовых вод и остаточное гравитационное накопление в коре выветривания устойчивых минералов, в том числе золота, за счет выноса растворенных форм и тонких частиц при плоскостном смыве.

Процесс остаточного обогащения тропических кор выветривания россыпеобразующими минералами в наиболее чистом виде можно наблюдать на примере высокоустойчивого минерала - алмаза; по данным Б.И. Прокопчука, он обеспечивает, более чем 4-7-кратное остаточное обогащение в элювиальных россыпях алмазов в условиях поднятых и 2-3-кратное - в условиях низких пенепленов тропической зоны.

Важнейшими чертами тропического морфолитогенеза, влияющими на особенности транспорта и концентрации россыпеобразующего материала и соответственно позицию и морфологию россыпей в области пенепленов, плоскогорий и нагорий древних платформ являются также: а) мощная эрозионная деятельность на фоне крайне невыработанного продольного профиля рек, изобилующих водопадами; б) своеобразие рельефа междуречных пространств, обусловленное сочетанием островных гор куполовидной формы с практически вертикальными, иногда нависающими склонами-стенками (например, "тепуи" Гвианского нагорья), с наклонными пьедесталами, образующими нижний уровень планации рельефа; в) мощная тропическая солифлюкция на пологих склонах и практическая подавленность склоновых процессов на отвесных склонах останцовых гор; г) широкое проявление поверхностного и глубинного карста, развивающегося не только по карбонатным, но и по силикатным породам (Гвианское нагорье).