Выветривание и, в частности, вынос элементов из материнских по­род подробно рассмотрены Б. Б. Полыновым (1934, 1948а, б). Согласно представлениям этого ученого, вынос элементов осуществляется в опре­деленной последовательности: вначале выщелачиваются наиболее под­вижные элементы, затем все более инертные и. наконец, на месте материнской породы сохраняются лишь остаточные образования, состо­ящие из стойких, практически неподдающихся разрушению минераль­ных комплексов.

Для наиболее распространенных элементов Полынов установил оп­ределенные миграционные ряды (табл. 1), которые расположены в по­рядке убывающей подвижности элементов.

Таблица 1

Миграционные ряды

В свете фактов последних лет представления Б. Б. Полынова нужда­ются в некоторых дополнениях и изменениях. Так, стало известно, что, например, кварц, при образовании богатых железных руд в процессе выветривания железистых кварцитов легко выщелачивается. А. И. Пе­рельман (1955) внес некоторые изменения в миграционные ряды Полы­нова. Он выделил четыре ряда элементов по степени их подвижности при образовании коры выветривания (табл. 2).

Таблица I

 

Эти миграционные ряды в общем правильно отражают относитель­ную подвижность элементов, однако к ним можно сделать отдельные замечания. Так, нельзя согласиться с отнесением железа к числу инерт­ных элементов. В особых условиях в коре выветривания оно может не мигрировать и даже давать промышленные накопления. Но часто же­лезо перемещается тю зонам коры выветривания и даже выносится за ее пределы. Представляется более правильным рассматривать отдельно миграционную способность двух- и трехвалентного железа. Вероятно, двух- и трехвалентное железо относится к разным рядам. Возможно, что некоторые другие элементы, обладающие разной валентностью, так же займут место в двух соседних рядах.

Намеченная выше последовательность выноса элементов характерна для последних этапов развития земли. В более ранние геологические эпо­хи существовали иные физико-химические условия среды на поверхности земной коры. Даже в сравнительно недалеком геологическом прошлом растительный и животный мир отличался от современного, а в началь­ные этапы жизнь, возможно, вообще отсутствовала. Имеется ряд косвен­ных доводов в пользу того, что в более отдаленные времена состав атмосферы и гидросферы значительно отличался от современного, так же, как и тепловой режим на поверхности земной коры. Несомненно, что в этих условиях выветривание носило иной характер и миграцион­ные ряды элементов должны были отличаться от современных. Особен­ности древнего выветривания еще очень мало известны, и нашему на­блюдению доступны лишь результаты процессов древнего выветривания в виде сохранившихся древних кор. Непосредственные наблюдения про­дуктов выветривания не дают обычно прямого ответа на вопрос о том, как осуществлялся сам процесс изменения материнских пород и в ка­кой последовательности происходил вынос тех или иных составных частей горных пород.

Несомненно, что многие рудные элементы обладают значительной подвижностью. Этим можно объяснить тот факт, что рудные элементы, обладающие малым средним содержанием в породах земной коры, по­стоянно присутствуют в заметном количестве в составе обычных поверхно­стных вод (табл. 3).

Таблица 3

Содержание рудных элементов в поверхностных пресных водах

Принос полезных компонентов, освобождающихся при выветрива­нии, несомненно играет преобладающую роль в экзогенном рудообразо- вании платформ. Это — бесспорно для всех тех случаев, когда руды локализуются в породах платформенных континентальных формаций, лишенных следов проявления вулканической деятельности. К числу подобного типа накоплений относятся остаточные месторождения бок­ситов и железных руд, все россыпные месторождения, руды болотного, речного и озерного генезиса, а также концентрации малых и редких элементов, приуроченные к лимническим углям и некоторым другим континентальным образованиям.

Значительно труднее доказывается поступление металла с суши для случая руд, связанных с морскими отложениями. Если месторождения тяготеют к прибрежной зоне, а соединения рудных элементов неустой­чивы в физико-химических условиях, господствующих в морской воде, быстро переходят в твердую фазу и выпадают на дно, то можно считать, что они приносились с материка. Это характерно для железа, марганца алюминия и некоторых других элементов, морские месторождения кото­рых в условиях платформенных областей формируются за счет накопле­ния металла, приносимого с суши '. В прошлые геологические эпохи оса­дочный рудный процесс временами достигал весьма значительной интенсивности. На платформах за относительно короткое время накап­ливались мощные залежи руд с огромными запасами металла. Это заставляет предположить, что содержание металлов в поверхностных водах на суше достигало значительных концентраций — они резко пре­вышали средние содержания элементов, наблюдающиеся в современных реках. Такие воды, обогащенные, например, железом, могли времена­ми формироваться при интенсивном выветривании массивов ультра- основных пород Эти воды при поступлении в море, в новой физико­химической обстановке, отдавали металл, который образовывал огром­ные накопления, расположенные на незначительном расстоянии от берега. Большое количество железа в поверхностных водах указывается для многих сибирских рек, протекающих в затаеженной болотистой ме­стности. Содержание этого металла достигает здесь до 14 мг/л (см. табл. 2). Некоторые из этих рек выносят ежегодно многие тысячи тонн металла, который при благоприятных условиях мог бы накапливаться на дне водоема близ их устья.

Накопление металла, и, в частности, железа, приносимого, например, в виде коллоидных растворов, защищенных органическим веществом, представляется вполне вероятным для многих геологических периодов. Важным условием для этого является достаточно пышное развитие на­земной растительности.

В современную геологическую эпоху рудный процесс не проявляется на земной поверхности в сколько-нибудь значительных масштабах. Тем не менее известны примеры рудных накоплений, которые отчетливо связываются с областями платформ. Сюда относятся озерные руды Карельской АС.СР, Финляндии и Скандинавского полуострова. Они от­ложились в пресных водоемах северной части Русской платформы за относительно короткий срок, прошедший с конца последнего оледенения.

Примечательно, что в этом случае источником металла, бесспорно, являются материнские породы, разрушающиеся в ходе выветривания.

Комплекс рудных элементов, выносившихся из древних областей питания, и обычная степень концентрации их в поверхностных водах не поддаются учету в настоящее время, когда мы еще очень немного знаем о характерных особенностях древнего выветривания. Известное прибли­женное представление по этим вопросам можно получить, если обратиться к имеющимся данным по содержанию элементов в водах совре­менных рек (см. табл. 2). Подавляющее большинство рудных элементов обычно находится в поверхностных водах 'В незначительном количест­ве, составляющем сотые и тысячные доли миллиграмма в литре. Только содержание железа измеряется в среднем десятыми долями милли­грамма на литр. В наименьшем количестве в поверхностных водах нахо­дится ртуть, содержание которой составляет около одной стотысячной доли миллиграмма на литр. В крайне малых количествах порядка тысяч­ных долей миллиграмма в литре находятся также свинец, молибден, никель, кобальт. Интересно отметить, что содержание многих металлов подвержено резким изменениям. Так, содержание железа колеблется от долей до величины, превышающей 10 мг/л, причем концентрация его изменяется в пятьдесят раз. Особенно значительно непостоянство в со­держании урана, геохимия которого подробно изучена в последнее время. Количество этого элемента, растворенного в воде различных рек, изменяется в сотни раз. Вероятно, последнее положение характерно и для других элементов, однако в этом отношении мы еще не знаем кон­кретных цифр. Содержание элемента в речной воде подвержено значи­тельным сезонным изменениям. Интересны наблюдения, проведенные над содержанием меди в реках Анголы (Африка), где оно заметно ме­няется в течение года.

Область суши, сложенная породами различного состава, при благо­приятных физико-географических условиях может поставлять широкий круг различных элементов. При этом большое значение имеют и рудные месторождения, связанные с коренными породами региона. В ходе их разрушения освобождается значительное количество металлов, которые поступают в пути миграции и выносятся в области отложения. Совокуп­ность всех выносимых элементов определяет металлогеническое значе­ние области суши и указывает на то, какие осадочные месторождения могут быть связаны тем или иным континентальным массивом. В преде­лах СССР известен ряд регионов, отличающихся друг от друга по со­ставу исходных пород и особенностям эндогенного рудообразования В данном случае удобней всего привести пример, относящийся к плат­форменным областям. Комплексы магматических и других материнских пород у эндогенная металлогения Русской и Сибирской платформ за­метно отличаются друг от друга. Это сказывается на характере осадоч­ных месторождений. Так, например, россыпные месторождения обоих регионов резко отличны. На Сибирской платформе весьма распростра­нены золотоносные россыпи, практически отсутствующие на Русской.