Член-корреспондент Российской АН А.СИДОРОВ, 1997 г
Источник: http://nauka.relis.ru/04/9708/04708042.htm
Каждый раз, изучая новое месторождение, геолог ожидает от него не только практическую пользу, но и нечто большее. Он надеется, что откроет, наконец, тайну образования богатых руд, разгадает, что было тем промежуточным материалом, из которого природа изготовила месторождение. Однако, как известно, раскрытие одной тайны почти всегда порождает несколько новых. Изучается одно, второе... десятое, сотое, тысячное месторождение, пути к разгадке тайны накопления руд вроде бы становятся более определенными. Но тайн скопилось так много, что в их лабиринте уже нужна путеводная нить, чтобы они не множились бесконечно и чтобы не ходить по кругу.
Как образовались золотые руды
Давно удалось узнать, что золотые руды образуются в недрах Земли на глубинах от нескольких десятков метров до 5-7 километров. По гигантским и по микротрещинам в скальных породах циркулируют горячие растворы и отлагают на стенках кварц, полевые шпаты, соединения различных металлов с серой и самородное золото, в котором всегда содержится также и серебро. Его количество в самородном золоте различно. Если серебра в золоте больше 25 процентов, то минерал называют электрумом. А самородное серебро, содержащее до 10 процентов золота, именуется кюстелитом.
Изучая кристаллы кварца, которые отлагались в виде сростков с золотом, ученые обнаружили законсервированные внутри кристаллов мельчайшие, в сотые доли миллиметра, включения материнского раствора, принесшего золото. Тайна открыта? Да, но лишь небольшая ее часть. Анализ микровключений показал, что золото могло быть перенесено в хлоридной, сульфидной и других более сложных формах. Какая именно из этих форм переноса золота в растворах была определяющей - осталось неясным. Но и этот многозначный ответ все же как-то приблизил нас к истине.
Вполне вероятно, но не доказано
Известно, что золото есть везде - в любой горной породе, в морской воде, в животных и растительных организмах. В земной коре широко распространены осадки древних, давно умерших морей и океанов. Захороненные морские растворы, длительное время циркулируя в многокилометровых толщах этих осадков, могли как-то обогатиться золотом и затем отложить его по трещинам, о которых мы уже говорили. Такое вполне возможно, хотя и никак не доказано.
Глубинные процессы способны переплавить осадки в огненно-жидкую магму, а в ней при охлаждении и затвердевании могли сконцентрироваться металлы в остаточных растворах-расплавах. Такое тоже очень вероятно и даже подтверждено экспериментально: это случается в домнах при выплавке железа и других металлов. Но совершенно нет доказательств, что в природе происходило нечто аналогичное в значительных масштабах.
В природе при переплавке осадочных пород активные летучие компоненты - хлор, фтор, сероводород, окись углерода и другие - по трещинам и порам вырывались за пределы магматических камер. И естественно, что при этом они должны были по пути своего движения к поверхности Земли выщелачивать или уносить с собой металлы из пород. Может быть, именно здесь источник богатых растворов, отложивших руды? Ведь в магматических породах и даже около современных вулканов встречаются рудные, в том числе золотые и золото-серебряные месторождения. Хотя они еще более широко распространены за их пределами.
Необходимо заглянуть под земную кору
Мы перечислили несколько гипотез, по которым образование растворов, отложивших руды, связано с земной корой. Но земная кора - это всего лишь яичная скорлупа, если сравнить Землю с куриным яйцом. Почему источники золота и других металлов должны находиться в земной коре? Ведь, в конечном счете, практически все химические элементы земной коры появились из подкорового вещества. Значит, и подкоровые источники руд не просто вероятны, но сверхвероятны. Ну а как пощупать это подкоровое вещество? До него, по данным геофизиков, несколько десятков километров, а в океанских впадинах - всего 10-12 километров. Вроде бы совсем немного. А добраться, наверное, не проще, чем до звезды небесной. По счастью, подкоровое, мантийное вещество найдено геологами на поверхности Земли. Его обнаружили в отторженцах мантии - ультрабазитах, выдавленных в земную кору по глубинным разломам. А также и в кимберлитовых алмазоносных трубках, которые называют "выстрелами" мантии в земную кору. Исследования показали, что золота в этом веществе не больше, чем в любых других породах земной коры. Круг замкнулся.
Спутники золота
Начнем новый виток поисков с другими исходными данными, с упованием на то, что тайну образования золотых руд, источники рудного вещества нам откроют многочисленные спутники золота. Их у золота очень много: кварц (в том числе аметист), альбит, адуляр, галенит, пирит, аргентит, серебро, металлы платиновой группы. Казалось бы, чем больше спутников - тем легче найти и разгадать тайны золотой руды, да сложность в том, что все эти спутники чаще встречаются без золота. А такие, как кварц и пирит, - буквально вездесущи, их можно найти почти во всех рудах - вольфрамовых, оловянных, ртутных, сурьмяных, в каких угодно.
Однако геологи подметили, что в одних районах золото в рудах находится в тесном срастании с кварцем и минералами свинца, в других - с кварцем, полевыми шпатами и минералами серебра, в третьих - с кварцем и минералами сурьмы и т. д. По составу этих срастаний были выделены типы руд и месторождений.
Но все же, какой из спутников золота можно назвать самым надежным? Такой есть. Это - серебро. Примесь его к самородному золоту постоянна и наиболее значима. Поэтому когда определяют пробу самородного золота (например, 900, 800 или 500 частей на 1000), то почти всегда недостающие до 1000 части - это преимущественно серебро. Однако и тут много своих особенностей. В некоторых крупных золоторудных месторождениях серебра в руде содержится совсем немного. А в крупных серебряных месторождениях золото почти вовсе отсутствует. Существует, правда, большая группа месторождений, в которых богатые серебряные руды одновременно могут считаться очень богатыми золотыми рудами. Встречаются такие месторождения обычно в вулканических провинциях. На Камчатке и в других дальневосточных областях современной геотермальной деятельности золото-серебряные месторождения образуются и в наше время.
Так что говорить о серебре как о надежном спутнике золота можно лишь для определенных территорий. Иными словами, практическая польза от такого спутника как указателя золотых руд невелика. И еще менее надежны все другие спутники, с которыми золото образует тесные срастания в рудах.
Как оценить, сколько руды в недрах
Могут ли спутники золота что-то сказать о количестве золотой руды, заключенной в недрах того или иного района? Обычно для того, чтобы подсчитать количество руды в земных недрах и после этого определить, стоит ли здесь строить золотодобывающее предприятие, будет ли оно экономически эффективным, приходится проводить чрезвычайно дорогостоящие и трудоемкие горные работы: бурить глубокие скважины, проходить разведочные шахты. На это уходят годы. Признаки, по которым определяют тип месторождений, могут быть весьма надежными в одном районе, в другом - подведут. И тут геологам приходится принимать решение, основываясь нередко на очень шатких в научном отношении положениях и на интуиции, граничащей с искусством.
Специалисты в этом случае обращают внимание на особо надежные спутники золота. И прежде всего потому, что эти спутники должны увеличивать ценность месторождения. Золото-серебряные, золото-платинометалльные, золото-сурьмяные, золото-урановые - такие месторождения нередко более выгодны для эксплуатации, чем просто золотые.
Уран и платиноиды рядом с золотом
О золото-урановых месторождениях скажем особо. На самом богатом в мире золотом месторождении Витватерсранд, расположенном в Южной Африке, найдено золото, сросшееся с минералами урана. В других местах подобных сростков раньше не встречали. Но ведь южноафриканское месторождение - явление чрезвычайное, необычное. На его рудниках золота добывают больше, чем во всех других месторождениях мира, вместе взятых. И в происхождении этого месторождения особенно много неясного, спорного. Поэтому урановый спутник золота, обнаруженный там, сначала объясняли случайным наложением совершенно разных источников руд. Тем более, что о химическом родстве урана с золотом вряд ли можно говорить.
Но вот лет 20 назад один канадский геохимик нашел в старых геологических коллекциях, собранных еще в конце прошлого века на золоторудном месторождении Ричардсон /Онтарио/, точно такие же сростки уранинита и золота, как на месторождении Витватерсранд. Оказалось, что и в российских и в некоторых зарубежных коллекциях, собранных на различных урановых месторождениях, тоже есть образцы срастания серебра и электрума с уранинитом. Таким образом, у ряда геологов сложилось мнение, что уран не случайный, а, может быть, даже особо важный спутник золота.
Сейчас урановых месторождений изучено в различных странах очень много. Большинство из них не золотоносно. Однако постепенно накапливаются данные, позволяющие думать, что в наиболее древних месторождениях уран нередко отлагался из металлоносных растворов одновременно с золотом и серебром. Или, по крайней мере, в близкой последовательности и взаимосвязи.
Уран, как спутник золотых руд, может оказаться очень полезным при поисках любых месторождений. Ведь урановые минералы, благодаря радиоактивному излучению, сравнительно легко выявляются с помощью современной технической аппаратуры.
Более органичным спутником золота, вероятно, можно считать металлы платиновой группы. Это платина, иридий, осмий, родий, рутений, палладий. На самых ранних стадиях развития земной коры под воздействием сил гравитации происходило расслоение глубинных магм. В результате в придонной части магматических камер возникали слои-расплавы, обогащенные тяжелыми металлами. А это, прежде всего платиноиды и золото. Затем, в ходе эволюции земной коры, пути накопления золота и металлов платиновой группы разошлись. И все же элементы этого древнего родства обнаруживаются даже и в более молодых месторождениях золота, в т.ч. в тех, которые образовались из горячих водных растворов. Так и в России - на ряде месторождений Дальнего Востока, Сибири, и в Казахстане, и в Узбекистане золотым рудам сопутствуют различные металлы платиновой группы, что существенно увеличивает ценность этих руд.
Какое месторождение выгоднее разрабатывать
В наше время все менее выгодной становится эксплуатация малых объектов, пусть даже и с очень богатыми рудами. А огромные запасы руд, даже при невысоком в них содержании металлов, разрабатывать становится все более выгодно. Это потому, что появляется возможность сочетать индустриальную мощь горной добычи с высокими безотходными технологиями. То есть исходное сырье - руда - будет использоваться комплексно. Одновременно пойдет добыча и золота, и целого ряда других компонентов. Это даст положительный результат не только в экономическом, но и в экологическом плане.
Вероятно, уже недалеко и то время, когда золото будет выгодно добывать из морской воды. В этой ценной "жидкой руде" запасы золота огромны, хотя в одном литре морской воды содержится всего 0,000004 миллиграмма золота. Но на больших глубинах в земной коре обнаружены богатые металлоносные рассолы, в них содержание золота и серебра в десятки и сотни раз выше, чем в морской воде. Такие рассолы добывать выгодно, так как кроме золота они содержат большое количество других полезных компонентов. Так что изучение комплексных источников металлов становится все более актуальной задачей.
Предположение, высказанное А. Толстым в романе "Гиперболоид инженера Гарина", о том, что в нижней части земной коры и в подкоровом, мантийном веществе "заготовлены" слои благородных и других металлов, увы! - не оправдалось. Но то, что некоторые разновидности мантийных пород, особенно в придонных частях глубинных магматических камер, обогащены многими тяжелыми металлами, в том числе и благородными, геологи подтверждают. И конечно же, проникнув в мантийные глубины, мы узнаем много нового о первоисточниках месторождений золота и других полезных ископаемых.
