На Магеллановых горах проявляются железомарганцевое и фосфатное оруденение.
Железомарганцевое оруденение
Среди железомарганцевых руд выделяют корки и конкреции. До 80 % рудных образований представлены корками. Конкреционные образования нормального гранулометрического ряда и валунные составляют около 20 %.
В целом оруденение рудного района Магеллановых гор обладает пятнистым характером (рис. 11). В центральной части горной цепи пятнистость обусловлена развитием на гайотах корок с различными параметрами оруденения, а также вариациями весовых концентраций конкреций в межгорных впадинах. В восточной и западной частях пятнистость проявлена только в связи с корковым оруденением подводных гор на фоне маловариабильной низкой весовой концентрации конкреций.
Рис. 11. Карта железомарганцевого оруденения Магеллановых гор
Железомарганцевые корки распространены на вершинных поверхностях и склонах горных сооружений. На субгоризонтальных поверхностях корки развиты, если породы свободны от рыхлых осадков и представлены в этом случае сплошными покровами. Такая ситуация имеет место по периферии вершинных плато, полого наклоненных к бровке склона. Верхние, наиболее крутые склоны преимущественно покрыты корками. Корки развиты на различных типах субстрата, обнаженных в наиболее благоприятных условиях. На гайотах в качестве субстратов могут преобладать рифогенные известняки (гайоты Федорова, Ильичева), базальты (гайоты Альба, Пегас), эдафогенные брекчии (гайоты Грамберга, Геленджик, Ита-Май-Тай, Говорова).
Мощность корок не зависит от типа субстрата и колеблется от первых миллиметров до 15 см и более. На пологих поверхностях, свободных от рыхлых осадков, значение параметра максимально. На крутых участках склонов мощность корок, по данным наблюдений с подводных аппаратов, уменьшается, и на вертикальных уступах сменяется тонкой пленкой гидроксидов железа и марганца (Железомарганцевые…, 1990). Этот факт подтвержден и бурением неглубоких скважин (Мельников и др., 2005). Увеличение мощности корок происходит также на выступах мезорельефа гайотов – отрогах, сателлитных постройках и других.
Внешний облик корок определяется строением их поверхностей, для которых характерна сложная иерархическая организация. Можно выделить, по меньшей мере, три уровня организации поверхности железомарганцевых корок. Макроуровень (макрорельеф), определяемый рельефом поверхности коренного обнажения (подушечные лавы, крупные промоины, мелкие уступы); размеры положительных и отрицательных форм в плане изменяются от десятков сантиметров до первых метров. Мезоуровень (мезорельеф) обусловлен наличием осложняющих макроуровень отрицательных и положительных форм, также, как правило, выраженных в рельефе субстрата; размеры мезоформ изменяются от нескольких сантиметров до первых десятков сантиметров. К микроуровню (микрорельефу) отнесены всевозможные почковидные и бугорковидные наросты – ботроиды. Микрорельеф поверхности обусловлен особенностями строения верхнего слоя корок, и его поперечные размеры изменяются от нескольких миллиметров до первых сантиметров. Различают еще и характер поверхности – гладкий или шероховатый.
Корки на твердых субстратах (базальтах, перекристаллизованных известняках) имеют более резкий контакт с субстратом, нежели корки, образованные на других, более мягких осадочных породах. По структурно-текстурным особенностям большинство корок имеет сходное строение. В корках Магеллановых гор выделяются четыре разновозрастных слоя устойчивого облика и состава (Мельников, 2005). От подошвы к кровле выделяются позднепалеоценовый–раннеэоценовый слой I-1, средне-позднеэоценовый слой I-2, миоценовый слой II и плиоцен-четвертичный слой III. В единичных случаях в разрезе отмечены подстилающие реликтовые слои, свидетельствующие, что процесс корочного железомарганцевого рудогенеза начался со второй половины позднего мела. В пределах слоев корок текстура рудного вещества может быть массивной, тонкослоистой, пятнистой, столбчатой. Структуры корок разнообразны. Их вещество характеризуется низким показателем отражения (17-19 %) и спутанностью структурных линий. В целом преобладают столбчатые, реже встречаются тонкослоистые фестончатые структуры. Нередко на эти структуры накладываются массивные, что свидетельствует о начальной перекристаллизации вещества.
Среди железомарганцевых конкреций, в соответствии с обстановками их развития, выделяются конкреции вершинные, склоновые и межгорных впадин. Вершинные конкреции могут слагать отдельные поля или ассоциировать с корками. Распределение склоновых конкреций весьма неравномерно и в основном соответствует зонам развития осадков на выположенных участках склона. Конкреции межгорных впадин покрывают обширные поверхности последних. Их весовая продуктивность увеличивается в зонах сочленения склонов горных сооружений с межгорными равнинами. Собственно поверхности впадин покрыты полями конкреций с фоновыми плотностями залегания, а центральные части являются безрудными зонами, приуроченными к областям развития осадков с пониженной несущей способностью (Мельников, 2005).
Размер конкреций нормального гранулометрического ряда изменяется от 1 до 12 см. Преобладают сферические, эллипсоидальные формы. Для склоновых весьма распространены сростковые. В составе ядер присутствуют все известные в разрезе вулканические и осадочные породы, а также обломки корок и конкреций. Рудная оболочка является аналогом верхнего слоя корок. Конкреционные образования валунных фракций (более 12 см) встречаются вместе с корками на вершинных поверхностях и выположенных участках склонов. Для валунных конкреций характерны шарообразные, эллипсоидальные формы. Размер колеблется от 12 до 60 см и более (Железомарганцевые…, 1990; Мельников, 2005). В строении валунных конкреций выделяются те же слои, что и в корках. Среднее содержание основных полезных компонентов ниже за счет разубоживания породами ядра. Плотность залегания достигает 100 кг/м2 и более.
Корки и конкреции Магеллановых гор относятся к богатому типу железомарганцевых руд кобальтовой специализации. Они характеризуются средним содержанием кобальта – 0.58 %, никеля – 0.44 %, марганца – 21.0 %. Среднее содержание основных полезных компонентов ниже за счет разубоживания породами ядра. Плотность залегания конкреций достигает 100 кг/м2 и более. Средняя плотность залегания корок в пределах Магеллановых гор в пересчете на сухое вещество составляет 62.6 кг/м2, а площадь их развития составляет 17058 км2 (Кобальтбогатые…, 2002).
Фосфориты
Фосфориты и фосфатизированные породы на Магеллановых горах отмечены в зонах обнажения коренных пород на склонах или вершинах гайотов, а также в осыпях (рис. 12).
Рис. 12. Обзорная карта распределения фосфоритов и фосфатизированных пород на гайотах Магеллановых гор.
Прямоугольниками выделены гайоты, на которых в экспедиционных исследованиях были
подняты фосфориты. На других гайотах подняты фосфатизированные известняки.
Фосфориты представлены различными породами с содержанием P2O5 более 10 %. Преобладают планктоногенные нанофораминиферовые известняки, брекчии с аналогичным цементом, меньше - известняки рифовой фации, иногда базальты. Фосфориты подводных гор могут быть разделены на образованные на стадии существования острова-атолла и на стадии подводной горы (Гайоты…, 1995; Школьник и др., 1993; 1994). К первым относят обломочные образования аванрифа, состоящие преимущественно из фрагментов рифовой постройки, и лагунные онкоидные отложения. Фосфатизация развита неравномерно, преимущественно по органическим остаткам. Фосфориты характеризуются невысоким качеством – содержание P2O5 составляет от 10 до 15 %, однако, может достигать более высоких значений. Распространены они относительно широко.
Фосфориты стадии подводной горы более разнообразны и характеризуются повышенным содержанием P2O5 (25–32 %). На горах с неразвитой карбонатной шапкой (например, гайот Грамберга) широко распространены фосфатные базальтоиды. В них поры и трещины нацело или частично заполнены фосфатизированной нанофораминиферовой массой, что является особенностью фосфатогенеза на подводных горах. Фосфаты могут ассоциировать с цеолитами, создавая особую фосфатно-цеолитовую ассоциацию (Школьник и др., 1993, 1994).
Наиболее распространены фосфориты по планктоногенным известнякам или брекчиям, в которых цементом служит планктоногенная карбонатная масса. В составе обломков брекчий присутствуют фосфатизированные остатки бентосных организмов, а также обломки железомарганцевых корок и конкреций. Эти два типа фосфоритов образованы по породам, имевшим тесные фациальные переходы и общий возраст формирования – от позднемелового до эоценового. Брекчиевые фосфориты – аналоги современных обломочных шлейфов ниже выходов разрушающихся коренных пород образуются при их погребении планктоногенной карбонатной массой с ее одновременной фосфатизацией.
Из фосфатных минералов в фосфоритах резко преобладает франколит (фторкарбонатапатит). Исходные породы являются карбонатными, карбонатно-силикатными или силикатными. Высокие содержания оксида фосфора (V) в планктоногенных известняках (18–33 %) позволяют относить их к богатым фосфорным рудам. Доля P2O5, растворимого в 2 % лимонной кислоте, составляет от 22 % до 50 %, что свидетельствует о его высоком агрохимическом качестве. Повышенные содержания серы и бария связаны с присутствием примесей барита. Обычны примеси редких земель, а примеси урана и тория не фиксируются или очень низки, что выгодно отличает океанические фосфориты от шельфовых и континентальных.
См.также:
