Денудационные и аккумулятивные процессы формирования георельефа и россыпей: Кинематика, классификации, закономерности и тенденции 

В.В. Бутвиловский

  Дрезденский университет, ФРГ

 Примем, что россыпь есть множество частиц полезных тяжелых минералов в рыхлых образованиях; россыпное месторождение – участок россыпи, содержащий тяжелые минералы в количествах, рентабельных для их добычи. Тем самым россыпи непосредственно связаны с образованием и развитием рыхлого чехла литосферы и элементов рельефа земной поверхности (склонов). Каждому склону соответствует определенный слой рыхлых образований, будь то элювиально-делювиальный деятельный слой или аллювиальный седимент (пологие днища долин всегда имеют уклон и также в принципе являются склонами). Коль скоро россыпи приурочены к рыхлым образованиям и формируются как с их помощью, так и вместе с ними в пределах земной поверхности и ее деятельного слоя, то генезис и возраст россыпей определяется генезисом и возрастом этой поверхности, а развитие россыпей подчиняется законам образования и развития элементов дизъюнктивного и седиментационного георельефа (Бутвиловский, 2009).

К россыпным месторождениям нужен дополнительный подход. В их обособлении и оценке важную роль играют состав, крупность и количество полезных минералов, обусловленные коренными источниками, процессами и условиями концентрации-рассеяния этих минералов в рыхлом чехле. В зависимости от геоморфологических и палеогеографических условий коренные рудные источники могут поставлять минералы в рыхлый чехол в разной форме: как в виде включений в рудных обломках, так и в виде отдельных зерен разной крупности. В первом случае в ходе денудации происходит значительное удаление части полезных минералов от коренных источников и рассеяние-разубоживание их содержаний в рыхлых образованиях, что не способствует образованию россыпных месторождений. Это свойственно эпохам интенсивного тектонического поднятия, образования крутосклонного, глубоко расчлененного георельефа и интенсивной денудации слабо выветрелого коренного субстрата. Во втором случае разнос тяжелых минералов весьма невелик, и они могут образовывать значительные концентрации в рыхлых образованиях. Это возможно тогда, когда палеогеографические условия способствуют интенсивному физическому и химическому выветриванию горных пород, а георельеф представлен обширными поверхностями выравнивания с весьма замедленной механической денудацией (Нестеренко, 1977; Желнин, 1979; и др.). Тем самым эпохи образования обширных поверхностей выравнивания (педиментов 4-5 стадии трансформации) и мощных кор выветривания являются и эпохами образования россыпных месторождений при условии, что коренные источники металлов и минералов выведены к поверхности и также подвергаются выветриванию и денудации. При этом наибольшая концентрация химически устойчивых минералов происходит в корах выветривания на участках субгоризонтальных приводораздельных поверхностей, где латеральный механический снос минимален и доминирует химический вынос вещества. Перемещение зерен минералов при этом субвертикально. На более крутых склонах выветрелый рыхлый чехол испытывает механическое латеральное перемещение (крип), и вместе с ним – тяжелые минералы. Такое перемещение свойственно склонам круче 1,4-2,8°, которые обычно составляют борта долин и их верховья 1-2-го порядка. В днищах долин также возможен некоторый латеральный разнос металла как в обломках пород, так и в глинистом субстрате. В  результате неоднократного перемыва металлоносных продуктов выветривания коренного ложа и бортов здесь формируются месторождения латерального рассеяния металла, морфология, механизм образования и изменения продуктивности которых достаточно обоснованно представлены в работах Н.Г. Бондаренко (1975) и других исследователей. Следует отметить, что появление россыпных месторождений этого типа теоретически возможно на уклонах менее 2,8-1,5° или 0,04-0,02 (тангенс угла данных уклонов), при которых прекращается гравитационно обусловленное течение-перемещение рыхлого материала (Бутвиловский, 2009). Эта закономерность надежно подтверждается и эмпирически. Именно на уклоне 0,02 и меньше и появляются флювиальные эрозионные россыпные месторождения. Более крутые уклоны являются весьма неблагоприятными, а на склонах круче 0,05 месторождений данного типа практически не бывает (Казакевич, Шер, 1963; и др.).

На конечном этапе выравнивания и корообразования россыпные месторождения приобретают окончательные пространственные контуры и параметры продуктивности, занимая днище долин обычно от борта до борта и имея минимально извилистую („кратчайшую“) протяженность согласно тенденции паводкового массового перемещения обломочного материала по субпрямолинейному пути (Бутвиловский, Колтунов, 1989). В последующие эпохи тектонической активизации и интенсивной регрессивной эрозии россыпное месторождение испытывает неоднократное переотложение на различные по наклону элементы георельефа днища долины. Если их уклон превышает 0,02-0,03, то металл испытывает некоторое латеральное перемещение вниз по уклону; если уклон положе, то такового перемещения практически нет даже при врезании рек на глубину в сотни метров, чему имеется множество примеров (Бондаренко, 1957, 1975; Бутвиловский и др., 1996ф).

Если ложе долины в ходе дальнейшего регрессивного врезания осложняется более крутыми участками (круче 0,02), то происходит локальный латеральный снос части металла и россыпное месторождение начинает внутренне перераспределяться, группируясь в относительно обогащенные и разубоженные участки. Большинство долин как раз и представляет собой сочетание разных уклонов продольного профиля, поэтому россыпные месторождения испытывают в ходе развития долин различную трансформацию, которая обуславливается и направляется геоморфологическими и геолого-тектоническими особенностями строения и развития долин. Все эти особенности выражаются в наблюдаемой и точно измеряемой структуре георельефа, и именно изучение дизьюнтивного георельефа может дать наиболее важную информацию для выявления закономерностей размещения россыпных месторождений как в региональном, так и в самом детальном плане (Бутвиловский, 1993; и др.), что и позволит вести их разведку и отработку наиболее эффективно и полноценно.

Собственно аккумулятивные рыхлые образования вмещают лишь бедные скопления тяжелых минералов и, как правило, не вмещают россыпные месторождения, а лишь перекрывают или подстилают их. Исключение составляют косовые аллювиальные россыпи и прибрежные пляжевые. Их богатые участки обычно связаны с аккумуляцией тяжелых фракций в головках кос, на перекатах, прирусловых валах и пляжевых фестонах и представлены в основном частицами металла тонкопластинчатой формы, которые достаточно легко переносятся и  переотлагаются водотоками, т.е. ведут себя почти также как и остальной обломочный материал и являются его неотъемлемой частью.

Классификация россыпей проводится по генезису вмещающих отложений или соответственно различным процессам и средам осадконакопления (элювиальные, делювиальные, ледниковые, аллювиальные, прибрежные), содержанию (бедные — богатые), распределению полезного компонента (равномерные, невыдержанные, гнездовые), морфологии (лентовидные, струйчатые, струйчато-гнездовые), по геоморфологическому положению (долинные, террасовые, русловые, косовые, пойменные, водораздельные и т.д.), глубине залегания (мелкозалегающие — погребенные) и др. (Билибин, 1955; Смирнов, 1970; Желнин, 1980; Нестеренко, 1977; Шило, 1981; Schneiderhöhn 1962; Baumann et al., 1979; Angewandte Geowissenschaften 1986; Evans, 1992; Patyk-Kara, 1996; Schade, 2001; и др.). Многие классификации  недостаточно хорошо логически обоснованы и требуют доработки. Особенно важной является генетическая классификация типов россыпей, из которой должны исходить их другие классификации. Ниже предлагается новый, дедуктивный вариант генетической классификации, основывающийся на чисто теоретических геолого-геомор-фологических закономерностях образования и развития георельефа и рыхлого чехла (табл.). Эту классификацию можно существенно детализировать генетическими видами россыпей. 

Отсюда следует, что геоморфоструктура региона, генезис и возраст элементов георельефа и склоновых поясов, смена палеогеографических условий и процессов денудации и выветривания имеют самое непосредственно отношение к оценке перспективности региона в отношении россыпных месторождений. Конечно же не только уклон, генезис и возраст элементов георельефа оказывают влияние на россыпеформирование, но и комбинации этих элементов, выражающиеся в так называемых типах гидросети, густоте и глубине расчленения, извилистости, асимметрии, экспозиции, сужениях-расширениях, ширине и глубине долин, наличии впадин или участков врезания, что подчеркивает исключительную важность геоморфологических исследований при поисках россыпей. К сожалению, целенаправленному и детальному прикладному изучению геоморфологии россыпных районов так и не уделяется должного внимания.