ГЛИБИНИ Золотоносну "РІЧКИ" ЗЕМЛІ

Як було відкрито золото Вітватерсранда - найбільше в світі скупчення цього дорогоцінного металу. Загадки гігантського родовища, на які ось вже понад сто років у геологів немає відповіді. Середньоазіатський близнюк південноафриканського родовища підказує просте рішення, здавалося б, нерозв'язних геологічних питань.

У 1877 році відомий австрійський геолог Едуард Зюсс опублікував статтю, яка серйозно стурбувала фінансові та промислові кола європейських держав. Статтю обговорювала спеціальна комісія німецького рейхстагу, в розгорілася ся дискусії взяли участь багато вчених - геологи, економісти, історики. Що ж так схвилювало громадськість? Зюсс передбачив економічний крах нашої цивілізації внаслідок майбутнього неминучого дефіциту золота. А воно в ті часи було основою світової фінансової системи. Зюсс зібрав дані про відомих родовищах благородного металу, про темпи його видобутку і зростанні споживання, провів розрахунки і побачив, що світ стоїть на порозі катастрофічного дефіциту золота, оскільки попит на нього різко перевищує пропозицію.

Проте світова валютна криза не відбувся. Порятунок прийшло несподівано - з Південної Африки. У 1886 році фермер Уолкер, що жив поблизу міста Іоганнесбурга, звернув увагу на камінь з блискітками латунного кольору. Вирішив про всяк випадок роздробити породу і промити пісок в мисці з водою. Як часто буває з новачками-золотошукачами, Уолкер помилився: відливають латунню зерна виявилися не золотом. Це був мінерал пірит, сульфід заліза, що не має особливої цінності. Але Уолкер неймовірно пощастило: крім піриту на дні тазу з промитої подрібненою породою змеілась тонка яскраво-жовта смужка цього золотого піску!

Так було відкрито золото Вітватерсранда, найбільшого у світі скупчення дорогоцінного металу. Згодом виявилося, що тут же, разом з золотом концентрується і уран. Таким чином, цінність родовища ще більше зросла.

За всю історію людства на планеті Земля видобуто близько 100 тисяч тонн золота - і половина його витягли з рудників Вітватерсранда. Іноді тут за рік видобували більше тисячі тонн дорогоцінного металу. Завдяки настільки потужного притоку південноафриканського золота світова фінансова криза не відбувся.

Унікальний золоторудний гігант, природно, залучив загальну увагу. Геологи почали пошуки його аналогів в інших країнах, на інших континентах. Дивні особливості цього родовища розкрилися не відразу. Хоча геологічну будову Вітватерсранда, начебто, зовсім просте. Рудні поклади тут представляють собою шари щільно зцементованих галечников-конгломератів. Вони дуже схожі на звичайні річкові або прибережні морські золотоносні розсипи. Оскільки в кінці минулого століття основну масу золота добували з розсипів Уралу, Сибіру, Каліфорнії, Австралії, Аляски, то геологи, які вивчали нове родовище, без всяких сумнівів порахували, що в Південній Африці відкриті такі ж самі, але гігантські древні розсипи, що зібралися в річках протерозойський геологічної епохи, і їх вік більше двох мільярдів років. Цю думку увійшло в наукові монографії і підручники усього світу.

Невирішених ЗАГАДКИ Вітватерсранда

Чим більше фахівці займалися вивченням гігантського родовища, тим більше поставало перед ними загадок, на які не було зрозумілих відповідей. Наприклад, відомо, що завжди поблизу розсипів золота можна знайти залишки корінних родовищ, з яких ці патрони утворилися. У рудних пластах Вітватерсранда природа зібрала близько 100 тисяч тонн золота, і ще, щонайменше, стільки ж його міститься в пластах з непромислових змістом. Відомо, що в розсипи переходить лише частина корінного золота, а значно більша кількість розсіюється. Фахівці вважають, що в корінних родовищах, за рахунок яких виникли стародавні розсипи Південної Африки, налічувалося не менше 500 тисяч тонн золота!

Виникає природне запитання: де ж були ці тисячі великих корінних родовищ золота, а також численні величезні родовища урану? Золото в Південній Африці відкрито більше ста років тому, але до досі не виявлені корінні жильні типи золоторудних і уранових родовищ, з яких нібито утворилися існуючі нині "розсипу". Навряд чи можна припустити, що вони повністю стерті ерозією з лиця землі. Підрахунки показують, що в рудному полі Вітватерсранда на площі в 100 тисяч квадратних кілометрів насиченість рудним золотом доходить до двох тонн на кожен квадратний кілометр. Звідки могло бути принесено таке казково-величезна кількість розсипного золота? Ні одна гіпотеза не вказує на можливе джерело зносу.

Інша загадка. Ще першовідкривач - фермер Уолкер -- звернув увагу на те, що в конгломератах разом з масою галек молочно-білого жильного кварцу міститься багато піриту. Але зазвичай він утворює прекрасні кристали, а тут так добре окатанного, що нагадує кульки. Геологи Південної Африки називають їх "пірітовая дріб" або "картеч" -- залежно від величини окатанного кристалів. Окатанного тут і рудний мінерал урану - уранініт. А загадка полягає в тому, що і пірит, і уранініт, в відміну від кварцу, мінерали дуже нестійкі. Опинившись на поверхні Землі, вони миттєво окислюються, руйнуються і зникають. Тому в сучасних річкових розсипах їх ніколи немає. Чому окатанниє пірит і уранініт збереглися в галечниках Вітватерсранда?

Це питання довгий час не виникало, оскільки вважалося, що в епоху нижнього протерозою в атмосфері Землі не було кисню. Тому пірит цілком міг зберегтися в річкових відкладеннях. Однак сучасні аналізи дають однозначну відповідь: кисень у ті часи був присутній в атмосфері в чималих кількостях. І це підтверджується багатокілометровими пластами осадових товщ залізистих кварцитів, що склалися в протерозої. Пласти складаються з оксиду заліза - гематиту: такі "іржаві" опади виникають лише в багатій киснем атмосфері, коли кристали, не встигнувши стати галькою, окислюються і перетворюються на рудий порошок гідроксиди.

У розсипах Вітватерсранда пірит НЕ окислиться, а перетворився на гальку. І її тут так багато, що в рік добувають півмільйона тонн піриту для отримання сірчаної кислоти. І окатанного уранініта, вартість якого становить 10 відсотків від вартості золота, тут теж добувають багато. Чому збереглися в розсипах ці мінерали, нестійкі в умовах земної поверхні? Відповіді немає.

Нарешті, загадка віку руди. Геологічна розвідка показала, що в десятикілометровій товщі давніх опадів - пісковиків і сланців - Близько двох десятків пластів, що залягають один над одним. Вік нижніх пісковиків - 2,5 мільярди років, а верхніх сланців - 1,9 мільярда. Отже, десять кілометрів опадів накопичилися тут за 600 мільйонів років. Але при цьому ось що дивно. Всі численні пласти рудних галечников мають однаковий вік (близько 1,9 мільярди років), незалежно від того, де вони залягають: у нижній, середній або верхній частині розрізу. Жоден геолог не може пояснити, чому стародавні піски і глини перешаровуються з молодшими галечниками. Адже це суперечить усім геологічним уявленням про закономірності освіти осадових товщ!

СЕРЕДНЬОАЗІАТСЬКА БЛИЗНЮКИ Вітватерсранда

Незважаючи на всі ці нерозгадані загадки, геологи продовжували вважати Вітватерсранд гігантської річковий розсипом. Так було до тих пір, поки розвідка не виявила в Середній Азії на Курамінском хребті великі корінні родовища золота у вулканічних породах кам'яновугільного періоду.

300 мільйонів років тому в цих місцях піднімалися вогнедишні гори, схожі на Ключевський сопку. Зараз від конусів вулканів нічого не залишилося, вони знищені ерозією. Але на невеликій відстані від поверхні виявилися їх рудоносних глибинні "корені", де сотні мільйонів років тому в тріщинах серед андезитового лави з мінералізованих розчинів при температурі близько 300оС йшов процес відкладення самородної золота.

Рудні тіла тут двох типів: звичайні кварц-пірітовие жили і більш пізні рудні стовпи зовсім незвичайного складу, які проходять крізь ці кварцові жили. Незвичайність рудних стовпів в тому, що вони забиті, немов начинені окатанного уламками різних гірських порід: валуни, галька андезитів, уламки кварцових жив - все це перемішано і міцно зцементувати молодшими, ніж вони самі, піритом і кварцом з домішкою золота.

І ось в цих рудах я з подивом побачив багато зерен піриту, схожих на дріб або картеч. Тут же були і типові кристали піриту у вигляді кубиків, і такі, які вже почали перетворюватися на кульки. Мікроскопічні дослідження показали, що все це - сліди окативанія. Але не звичайного, а якогось зовсім невідомого процесу глибинного окативанія вміщають гірських порід і більш ранніх кварц-пірітових жив у рудоносних підземних "річках".

Мені здається, тут можна припустити картину, яку не малювали раніше ні наукові монографії, ні підручники з геології. У надрах вулкана вирує киплячий водно-газово-рудоносних потік, в ньому несуться валуни андезитів, вони дроблять і розмелюють молодші рудні жили так само, як це роблять чавунні кулі кульових млинів на гірничо-збагачувальних фабриках. Гази і водопаровая суміш під тиском у тисячі атмосфер пробивають в лаві вертикальні канали - труби, і вони відразу ж наповнюються окатанного уламками мінералів рудних жив і цементуються золотоносним кварцом.

Рудні поклади в Курамінскіх горах свідчать про те, що конгломерат - зцементована галька - може виникати не тільки на поверхні Землі, в річках, озерах, а й у її глибинах, у тріщинах, заповнених рудообразующім киплячим розчином. І найголовніше: рудні конгломерати Середньої Азії зовні практично не відрізняються від золотоносних конгломератів Південної Африки. Пірітовие галечники такі схожі, наче вони виникли не в різних кінцях Землі, а взяті з одного родовища. Сход і геохімічний склад їх цементу: крім золота, в ньому сконцентрувалися уран і торій.

Звідси висновок: походження золотоносних конгломератів Південної Африки зовсім не обов'язково пов'язувати з відкладеннями стародавніх річок. Їх могла сформувати глибинна енергетика Землі. Гіпотеза про глибинний походження Вітватерсранда легко пояснює його загадки.

НОВІ ШЛЯХУ ДО ВИРІШЕННЯ Південноафриканські загадок

Гіпотеза про формування рудоносних глибинних конгломератів дає відповідь на, здавалося б, нерозв'язні геологічні питання. Рудні пласти вторгаються в потужну товщу осадових порід одночасно з розплавом магми і водно-газових рудних розчинів, що виділялися з величезної магматичного "котла". Ці бурхливі підземні "річки" текли тисячі років, про що свідчить прекрасна окатанность валунів граніту, галек жильного кварцу, зерен уранініта, піриту та інших мінералів.

Як тільки ми переконуємося в можливості формування глибинних конгломератів, дуже схожих з поверхневими, відразу знімаються численні питання і парадокси. Золоторудні глибинні конгломерати, виявлені у відносно молодих палеозойських вулканічних породах, дозволяють направити пошук великих золоторудних родовищ за зовсім новим шляхам. Адже раніше геологи були впевнені, що шукати їх треба лише в осадових відкладах найдавніших порід, площа поширеною гання яких на Землі дуже невелика. І пошуки родовищ золота подібного типу ніяк не пов'язували з активністю магматичних порід. Виявилося, що рудоносних глибинні конгломерати формуються в тісному зв'язку з магматизм, навколо величезних басейнів рідкого глибинного розплаву, що застигає серед осадових порід. Вік цих порід може бути досить молодим, звичайно, за геологічними мірками.

Виходить, що при пошуках рудоносних глибинних конгломератів надійною ознакою можуть служити окатанниє нестійкі мінерали, на поверхні швидко окислюється і руйнують. З них найпомітніший і поширений - той самий галечникові пірит, на який понад століття тому звернув увагу південноафриканський фермер Уолкер.

Список літератури

Портнов А. М. Глибинні конгломерати - родовища золота, урану, алмазів// Природа, 1980, N 7.

Портнов А. М. Вітватерсранд як рудна формація глибинних конгломератів// Известия вузов. Серія геологічна, 1997, N 4.

А. Портнов, доктор геолого-мінералогічних наук, професор. Глибинні золотоносні "річки" земельної ділянки