Таким образом, участие мантийного вещества в образовании месторождений металлов, углеводородов вполне вероятно, но в земной коре такое вещество сильно преобразовано.

Магматические источники

Магматические расплавы зарождаются в океанических и континентальных рифтах, зонах субдукции, зонах активизации платформ, активных континентальных окраинах, островных дугах. Толчком к появлению расплавов служит появление тепловых потоков мантийного и нижнекорового происхождения. Основная часть металлов в расплавы попадает из самих расплавляемых пород, меньшая – из мантийных флюидов.

В океанической коре формируются расплавы в основном ультраосновного и основного состава. В них способны накапливаться Сr, Pt, Fe, фосфор. В расплавах того же состава в континентальной коре, кроме того, также характерны Ni, Co, Cu, Au, Ti, V. Агентом растворения и переноса металлов является перегретая до состояния пара вода, насыщенная агрессивными ионами Сl-1, F-1, S-2, CO3-2 OH-1, H+1 и др., превращающими воду в электролит.

По мере подъема расплавов основного и ультраосновного состава фвверх происходит их постепенное взаимодействие с более кислыми породами и раскисление до среднего и кислого состава (андезиты, диориты, граниты и др.). С этими породами связан широкий круг металлов – Сu, Zn, Pb, Fe, Au, Ag, U, Bi, Sb, Sn, Mo, W, Be и др.

При остывании расплавов от них отделяются перегретые воды и летучие компоненты, насыщенные металлами. Этот газово-водный фронт движется вверх в область более низких температур и давлений, где возникают гидротермальные растворы, благодаря которым сформировано огромное количество рудных месторождений.

Осадочные источники гидротермально-метаморфогенных месторождений

В последние 25 лет широкое признание получили взгляды, что многие месторождения (ранее традиционно рассматриваемые, как гидротермальные, связанные с гранитоидами) следует считать гидротермально-метаморфогенными. Генерация рудоносных растворов связывается согласно этой точке зрения не с гипотетическими гранитами (часто не обнаруживаемыми вблизи и под месторождениями), а с энергетическим (в первую очередь тепловым) потоком, обусловленным зональным метаморфизмом осадочных и вулканогенно-осадочных пород. К таким объектам относят некоторые месторождения золота, урана, сурьмы, полиметаллов и др. Источником металлов в них являются сами метаморфизуемые толщи.

Условием для реализации такого механизма является наличие толщ, изначально обогащенных (со значительным превышением кларка) соответствующим металлом и сопутствующими ему элементами – спутниками. Такие толщи можно рассматривать, как «рудоматеринские». Примером являются некоторые стратиграфические горизонты триаса в золотоносном Яно-Колымском поясе, резко обогащенные золотом, серебром, серой, мышьяком, сурьмой и вмещающие многочисленные месторождения золота. Другой пример – поляковская свита ордовикских базальтов в Учалинском районе, к которой тяготеет большинство известных золоторудных объектов района.

Надкларковые концентрации металлов в рудоматеринских толщах могут мобилизоваться в принципе любыми процессами, выводящими толщу из начального равновесного состояния – метаморфическими, интрузивными, тектоническими. Эти процессы способны превратить водонасыщенные породы (с токопроводящими захороненными морскими и ювенильными водами) в некоторое подобие гальванической ванны, где роль электродов (в том числе концентрирующих металлы) играют разно заряженные геологические тела, как правило, различного состава.

Источники металлов экзогенных месторождений

Экзогенные (гипергенные) руды непрерывно образуются на поверхности Земли путем разрушения 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 труднорастворимых 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).

Биогенные источники

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 (напрмер, гидротермальный) из них могут заимствоваться металлы и переотлагаться в рудных телах.

Наконец, карбонатные породы животного происхождения – коралловые рифы – замечательные коллекторы нефти и газа.