Возможные пути формирования месторождений глауконитовых руд
Растущее прикладное значение глауконита выдвигает необходимость прогнозирования и выявления месторождений этого нетрадиционного полезного ископаемого многоотраслевого применения, вместе с теим вопросы происхождения глауконита и локализации его повышенных концентрация в осадочных отложениях является дискуссионными, многие их аспекты не выяснены и по-разному трактуется различными исследователями. Автором предпринята попытка изучения вероятных путей формирования глауконитовых залежей на примере мел-палеагеновых алеврит-песчаных пород восточных окраин Донбасса, бассейна Дона, северо-восточного Приазовья с привлечением литературных данных по сопредельным территориям Восточно-Европейской платформы и другим районам.
Глауконитовые зерна ряда залежей явно присутствуют на месте своего образования, несут в себе различные реликты исходного ила, организмов иди терригенных минералов и не имеет признаков перемещения по дну водоема. Многие исследователи исходят из посылки ой аутигенном характере всех, или большинства глауконитовых скопления, принимая это положение как аксиому. Однако в последние годы накопилось достаточно материалов (по древним и особенно по современным глауконитсодержащим микроконкрециям), находящихся в противоречии с такой трактовкой.
В решении подобных проблем, как отмечали Е.К. Лазаренко и Е.Ф. Шнюков большая роль принадлежит изотопно-геохимическим исследованиям, которые нередко даст совершенно неожиданные результаты. Вместе с тем выяснение генезиса глауконита на основе изотопных методов без должного учета морфологии зерен, геохимических данных и общегеологической обстановки может привести и к ошибочным выводам.
Абсолютный возраст глауконитов из современных морских осадков и данные по их геологии свидетельствуют о древнем, переотложенном, а не современном характере образования многих таких глауконитовых залежей.
Аллотигенные залежи глауконитов, преимущественно из меловых, палеогеновых я неогеновых отложений резных районов, описали И.А. Шамрай, Е.К. Лазаренко, А.И. Шайнюк, Н.H. Баранова, А.У. Литвиненко, Л.И. Горбунова, И.В. Николаева, В.В. Шехоткин, Дж. Оуэнс, Дж. Мипард, Р.У. Фейрбридж. И. Валетон, А. Абдул-Раззак и другие советские и зарубежные исследователи.
В 1956 г. Е.К. Лазаренко отмечал, что форма зерен минерала не всегда может служить надежным генетическим признаком и что убедительные критерии, позволявшие безошибочно устанавливать аутигенный или переотложенный характер глауконита, пока отсутствуют. Существенного изменения в решении этой проблемы до настоящего времени не произошло, о чем свидетельствуют как оживленная дискуссия в геологической литературе, так и различные генетические выводы по одним и тем же глауконитоносным осадкам. По-видимому, большинство морфологических, структурных и геохимических признаков, взятых в отдельности, не позволяет однозначно определить природу глауконита. К таким не поддающимся однозначной интерпретации признаках могут быть отнесены округлая форма зерен, их трещиноватость, характер поверхности, структурный тип, окраска, наличие разбухавших межсловных промежутков, термические характеристики, содержание многих химических компонентов и малых элементов. Вместе с тем в ряде работ описаны (полностью или частично) методики, избирательное или комплексное применение которых позволяет с известной степенью вероятности определить аутигенный или переотложенный характер глауконитовых залежей. Указанный комплекс методик включает изучение морфологии зерен, петрографические сопоставления, минералогию микроконкреций и вмещающего осадка, исследование соотношении между окисными и закисными формами железа, а также количества межслоевых катионов, оценку химических изменений микроконкреций, изучение литологических особенностей вмещающих пород и геологии глауконитовых залежей, данные абсолютной геохронологии.
По материалам И.В. Николаевой перемыв на месте ведет к увеличению концентрации глауконита, изменению первичной структуры осадка, нарушение цельности зерен (трещины, обломки), наличие вторичных изменении их химического состава, в частности, ожелезнению, которое является одним из надежных показателей длительного перемыва, Аллохтонные, типа прибрежного намыва, залежи глауконитов в пределах региона и их литологические особенности неоднократно описывал И.A. Шамрай.
По характеру природы микроконкреции автором выделены первичный, аутигенный и вторичная, переотложенный (аллотигенный), типы глауконитовых залежей. Первичные глауконитовые зерна, которые слагают залежи аутигенной природы, встречается в мел-палеогеновых отложениях изучаемого региона редко. Часть таких залежей представлена глауконитовыми песчаниками из сеноманских отложении, которые вскрыты рядом скважин в северо-восточном Приазовье (район к северо-западу от г. Таганрога). По-видимому, микроконкрециями преимущественно аутигенной природы характеризуется Краковское месторождение глауконитовых песков харьковского возраста (60 км северо-западнее г. Ростова-на-Дону), где фракции 0,16-0,25 мм и 0,25-0,5 мм, в сумме составляющие до 47% всея массы породы, сложены глауконитовыми зернами соответственно на 70 и 95%, в свои очередь Фракции менее 0,1 мм и 0,1-0,16 мм выражены в основном оскольчато-изометричным кварцем.
Микроконкреции из ряда месторождений, приуроченных к палеогеновым пескам и песчаникам, является, по-видимому, переотлеженными. К таким месторождениям относятся Нижне-Журавское (низовья Северского Донца). Чернореченское, Верхне-Дуленское (бассейн Чира) и некоторые другие. Показательно, что в большинстве залежей предположительно вторичной аллотигенной природы микроконкреций последние характеризуется более или менее равномерным распределением во фракциях различного размера (с некоторой тенденцией к увеличение содержания в крупных фракциях) и, как правило, повышенной или высокой концентрацией.
По шести пробам глауконитовых концентратов для определения их абсолютного возраста проведены изотопно-геохимические исследования. Они выполнены калия-apгoновым методом в лаборатории ядерной геохронологии на кафедре геохимии и геофизики Ростовского государственного университета. Данные определения изотопного возраста глауконитсодержащих микроконкреций в основном показывают значительное удревнение по сравнении со стратиграфическим изложением вмещающих пород и подтверждает переотложенный характер ряда глауконитовых залежей, особенно с высокими концентрациями микроконкреций. Существенные окисленность и ожелезвенность большинства проб, по-видимому, могли изменить аргон-калиевое отношение в них вследствие потери части радиогенного аргона только в сторону омоложения, но не удревнения изотопного возраста.
Анализ минералогического состава богатых глауконитовых руд изучаемой территории показывает, что переотложенные залежи нередко отличаются от аутигенных более разнообразным минералогическим комплексом, Это положение в какой-то мере согласуется с наблюдениями Л.В. Пустовалова о преимущественной ассоциации глауконита только с зернами кварца в аутигенных залежах и о большем богатстве минеральными видами кластической части руд с перемещенными по морскому дну глауконитовыми зернами, на которых могут развиваться такие эпигенетические выделения, как лимонит.
Руда из многих залежей предположительно аллотигенной природы характеризуется весьма высоким (до 40-90%) содержанием глауконитовых микроконкреции, размеры которых различны и в общем близки к размерам кварцевых и других обломочных зерен. На ряде участков в пределах таких залежей часто наблюдается интенсивное ожелезнение глауконита вплоть до развития по нему псевдоморфоз гидроокислов железа, а также (в алевролитах и песчаниках) отмечается общие сидерита в виде основной цементируется массы. Характерной особенность!) глауконитовых зерен в рудах из залежей переотложенного типа является повышенные значения отношения между окисными и закисными формами железа, достигавшие 12-60 и более. Подобным залежам при высоких концентрациях минерала нередко свойственны небольшие мощности (до 3-5 м, иногда больше), выклинивания и утолщения, невыдержанность по площади и в разрезе, диалогическая изменчивость.
Микроконкреции, природа которых предполагается аутигенной, нередко слагает мощные протяженные толщи глауконитовых руд, обычно с невысокими содержаниями полезного компонента. Минералогический состав таких руд часто довольно однообразен. Обломки глауконитсодержащих микроконкреции встречается редко. Местами породы носят тонкоструктурный характер. Размеры глауконитовых зерен больше (иногда меньше) размеров зорен терригенных минералов. Отношение трехвалентного железа к двухвалентному (4-12) в микроконкрециях из руд этого типа, как привило, значительно ниже, чем в глобулях из руд переотложенных залежей. Для глауконитовых руд предположительно аутигенной природы характерны также отсутствие слоистости, хорошая выдержанность литологического состава, более или менее равномерное распределение микроконкреций в разрезе и по площади, однако встречается и гнездообразное распространение последних.
При размыве и перемыве глауконитоносных осадков на морском мелководье благодаря течениям, волнениям, которые характерны для этой наиболее нестабильной зоны моря, микроконкреции перемещались и переоткладывались в прибрежных участках, у береговой линии, вблизи островов, отмелей и поднятий дна.
Одним из путей переотложения глауконитовых зерен в песчаные породы из более тонкоструктурных осадков является перенос микроконкреций в подводных условиях при затоплении речных долин в их дельтовых частях, а также перемещение глобуль под воздействием суспензионных (мутьевых) потоков, образующихся в процессе так называемых подводных оползней, при взмучивании донных осадков мелководья волнениями, течениями и др. Роль мутьевых потоков в транспортировке океанических осадков на более глубокие уровни и в формировании относительно крупнозернистых отложений, обнаруживаемых среди более древних осадочных пород, доказана.
Таким образом, на основании изучения морфологических, структурных и геохимических особенностей глауконитсодержащих микроконкреций, взаимоотношений их с другими породообразующими компонентами залежей, согласно описанным в литературе методикам, а также с учетом геохимических данных, общегеологической обстановки и материалов абсолютной геохронологии выделены (пo характеру природы микроконкреций) первичный, аутигенный и вторичный, переотложенный, типы залежей. Многие глауконитовые скопления являются, по-видимому, вторичными, аллотигенными, перемытыми на месте образования или перемещенными на дне водоема.
Предлагается различать глауконитообразование - аутигенный осадочный процесс - и глауконитонакопление, при котором формируется залежи глауконитовых руд с высокими концентрациями минерала. При накоплении глауконитовых зерен они могут быть аутигенными и переотложенными. Высокое содержание минерала часто является показателем аллотигенного формирования его залежей.