Биогенные источники

Источники металлов экзогенных месторождений

Экзогенные (гипергенные) руды непрерывно образуются на поверхности Земли при разрушении эндогенных пород и руд механическим, химическим, биологическим путем. Для этих руд намечается 3 основных источника металлов.

1. Рудные минералы и металлы, заключенные в горных породах в рассеянном виде. При разрушении пород легко растворимые компоненты выносятся, а концентрация химически стойких металлов в выщелоченных породах коры выветривания растет до промышленного уровня. Так образуются месторождения железа, марганца, алюминия (бокситы), фосфоритов, силикатных руд никеля, кобальта.

При более интенсивном растворении (особенно в присутствии сульфат-иона от растворения сульфидов) могут растворяться и вышеназванные металлы, переноситься в виде коллоидных взвесей и отлагаться на дне континентальных и морских водоемов в виде твердого осадка образуя осадочные месторождения.

2. При окислении поверхностных выходов руд месторождений и непромышленных концентраций металлов происходит их растворение. В этом случае некоторые слабо растворимые металлы часто накапливаются в так называемых «железных шляпах» сульфидных месторождений, откуда выщелочены сера, цветные металлы, часть кремнезема. В железняках этих шляп накапливаются железо, золото, серебро, особенно богатые в низах зоны окисления. Растворимые соединения меди, цинка, свинца и других металлов мигрируют вниз и на границе с первичными эндогенными рудами образуют зону вторичного сульфидного обогащения.

Подобным образом из пород выщелачиваются медь, ванадий, уран, серебро, железо, марганец, которые мигрируют с подземными водами, накапливаясь затем в определенных пластах осадков (карбонатов, торфяников, углей, углеродистых и битуминозных пород и др.), образуя инфильтрационные месторождения.

3. Руды и непромышленные концентрации металлов, локализованных в трудно растворимых и тяжелых минералах, разрушающиеся главным образом механическим путем, почти не переходя в растворимые соединения (самородные золото и платина, вольфрамит Fe,MnWO₄, касситерит SnO₂, ильменит FeTiO₃, рутил TiO₂, монацит Ce,La,ThPO₄ и др.). Их миграция производится текучими водами (речными, талыми ледниковыми и морскими).

Академик В.И. Вернадский обосновал чрезвычайно важную роль биосферы в образовании месторождений ПИ, как рудных так и нерудных. Несомненна роль растительных остатков в образовании торфа и угля – это практически единственный источник образования данных видов топлива. Что касается металлов, то давно известны особые виды микроорганизмов, которые окисляют, растворяют и поглощают определенные металлы (Fe, Mn, Cu и др., возможно даже Au) и после отмирания способны создавать горизонты «оруденелых бактерий». Известны виды бактерий, живущих в бескислородной обстановке недр, близ выходов горячих источников, насыщенных агрессивными металлическими соединениями серы, хлора, углекислоты.

Другая роль органического вещества, и растительного и животного происхождения – это прекрасные сорбенты многих металлов – меди, ванадия, урана, золота, серебра, платиноидов и др. Очень часты находки обломков растительного детрита, костей животных, чешуи и скелетов рыб, нацело замещенных минералами этих металлов. При вовлечении горизонтов с металлоносной органикой в другие процессы (например, гидротермальный) из них могут заимствоваться металлы и переотлагаться в рудных телах.

Наконец, карбонатные породы животного происхождения – коралловые рифы – замечательные коллекторы нефти и газа. Особенно эффективно накопление нефти происходит при перекрытии рифовых массивов глинистыми и другими непроницаемыми отложениями.