ГЛАВА 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГЕНЕТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И ПОИСКОВ СВЯЗАННЫХ С НИМИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

С образованиями четвертичного периода, несмотря на его небольшую продолжительность (1,8 млн. лет) и незавершенность, связаны многочисленные разнообразные, преимущественно нерудные и россыпные полезные ископаемые, широко используемые в народном хозяйстве (табл. 8, 9). Отложения квартера являются базой строительной индустрии страны, значителен их вклад в общий ресурсный потенциал пресных подземных вод.

Различные группы полезных ископаемых распространены и изучены неравномерно. Образование и размещение полезных ископаемых эпохи четвертичного литогенеза определялись особенностями происхождения вмещающих их отложений (пород). Поэтому установление взаимосвязи между определенными генетическими типами четвертичных отложений и различными видами полезных ископаемых, отображенное в систематизированном виде на табл. 8 и 9, является основой методики прогнозирования и поиска последних. Следует отметить, что накопление и локализация полезных ископаемых четвертичного периода подчинены в целом тем же закономерностям, которые характерны и для более древних геологических эпох [Соловьев, 1982].

Четвертичные полезные ископаемые обладают рядом особенностей, обусловленных спецификой седиментогенеза квартера, на который существенное влияние оказали резкие климатические изменения, оледенения, криогенез, связанный с широким распространением многолетнемерзлых пород, высокая неотектоническая активность эпохи. Среди этих особенностей следует выделить следующие: 1) слабый диагенез продуктивных толщ и пластов; 2) преимущественное сохранение первичных форм залегания, тесно связанных с рельефом; 3) большое генетическое разнообразие, 4) незавершенность формирования многих типов полезных ископаемых, связанных с литопотоками транзитной зоны, подверженных денудации, размыву, перемещению и переотложению; 5) преимущественно неглубокое приповерхностное и поверхностное залегание, облегчающее их разведку, эксплуатацию и обеспечивающее более высокую степень рентабельности добычи по сравнению с коренными месторождениями.

Таблица 8

Распределение полезных ископаемых в четвертичных образований различного генезиса

Генетические типы четвертичных образований Горючие ископаемые Металлические ископаемые НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ИСКОПАЕМЫЕ
Твердые горючие ископаемые Черные маталлы Радиоактив элементы Химическое сырье Агротехническое сырь Горнотехническое сырье Строительные материалы
Абразивные материалы Сорбенты Огнеупорные материалы Соли Эффузивные породы Карбонатные породы Глинистые породы Обломочные породы
Торф Железо (лимонит) Марганец и железо Уран Сера Сапропель Торф Торфовивианит Сапропель Гажа. Мергель пресноводный Ракуша кормовая Пемза
Обсидианы		 Палыгорскитовые глины Перлиты Опоки и диатомитовые глины Огнеупорные и тугоплавкие Формовочные пески Галит Мирабилит Кислые и средние Основные Туфы, шлаки Перлиты и обсидианы Пресноводный мергель. Гажа Ракушечник Глины кирпичные, черепичные и гончарные Глины для цементного производства Глины керамзитовые Легкоплавные глины для производства строительной керамики Скопления валунов, бутовый камень Гравийно-галичный и песчано-галично-валунный материал Дресва Песчано-гравийная смесь Песок строительный Песок силикатный Песок стекольный Щебень Аглопоритовое сырье
Элювиальные +                                                     +   +            
Делювиальные                                                   +   + +     +   +       +
Элювиальные и делювиальные                                 +                 +     +             +    
Аллювиальные       +                         +                 + +   + + +   + + + +    
Аллювиальные и делювиальные                                                   + + + +         +        
Пролювиальные                                                                 +          
Аллювиальные и пролювиальные                                                   +                        
Озерные   +       +     +             + + + +           + + + + +   +   + +   +    
Озерно-аллювиальные                                                   +   +         + +        
Озерные и пролювиальные                                                       +         +          
Палюстринные + +         + +   +                           +                            
Зоогенные                                                                            
Озерные и палюстринные   +       +     + +           +               +                            
Озерные хемогенные     +                   +                                                  
Ледниковые                                                   + + + + + +              
Гляциолимнические                                                   + + +     +   + +   +    
Гляциофлювиальные                                 +                 +   +     +   + +   +    
Эоловые                                 +                                 +   +    
Лессовые                                                   +                       +
Морские                               + +               + + +   + + +   + +        
Аллювиально-морские           +                                                 +   + +        
Морские хемогенные     +                   +                                                  
Морские нефелоидные (лагунные фации)                 +                                                          
Морские биогенные                     +       +                                              
Вулканические         +             +   +           + + + +                              
Грязевулканические                                                                            
Техногенные                                 +                                 +   + +  

Окончание табл. 8

Генетические типы четвертичных образований  
Бальнеологические Прочие ископаемые Подземные воды
Лечебные грязи Термоминеральные воды Бура Глины красочные и др. пигменты Мумие Промышленные отходы Минеральные Пресные Промышленные Термальные
Элювиальные       +            
Делювиальные                    
Элювиальные и делювиальные                    
Аллювиальные             + +    
Аллювиальные и делювиальные                    
Пролювиальные               +    
Аллювиальные и пролювиальные               +    
Озерные +   + +       +    
Озерно-аллювиальные               +    
Озерные и пролювиальные                    
Палюстринные +     +       +    
Зоогенные         +          
Озерные и палюстринные +     +     + +    
Озерные хемогенные             +   +  
Ледниковые                    
Гляциолимнические               +    
Гляциофлювиальные               +    
Эоловые                    
Лессовые                    
Морские +                  
Аллювиально-морские +           +      
Морские хемогенные                 +  
Морские нефелоидные (лагунные фации)             +      
Морские биогенные                    
Вулканические   +         +   + +
Грязевулканические +   +              
Техногенные           +     +  

Таблица 9

Россыпные месторождения четвертичных образований

<
Генетические типы россыпей Черные металлы Цветные металлы Редкие металлы Благородные металлы Ювелирные и поделочные камни
Тита-но-маг-нетит Титан (иль-мени-то-вые) Хро-мит Оло-во Воль-фрам Кино-варь Ниобий, редкие земли, циркон (пиро-хло-ровые) Тантал, ниобий, редкие земли, торий (лопа-рито-вые) Комп-лекс-ные (мона-цито-вые), торий, лан-тано-идыЗолото Пла-тина, иног-да с сереб-ром Сере-бро Алма-зы Корунд огра-ночный (рубины и сапфиры) Ян-тарь Агаты Неф-рит, жаде-ит Благо-родные оливины (пери-дот, хризо-лит) Де-ман-тоид Флюо-рит Гра-нат Мамон-товая кость Рисун-чатые кремни Горный хрус-таль, пьезо-кварц, квар-цевые пески
Элювиальные                                
Делювиальные и делювиально-солифлюкционные          
Элювиально-делювиальные и элювиально-солифлюкционные                            
Коллювиальные и делювиально-коллювиальные                                          
Аллювиальные      
Делювиально-аллювиальные                    
Пролювиальные и делювиально-пролювиальные                              
Пролювиально-аллювиальные                                    
Озерные                                        
Озерно-аллювиальные                                              
Ледниковые                              
Гляциофлювиальные                              
Эоловые (дефлюционные)                                          
Морские                            
Аллювиально-морские                                            
Спелеогенные (карстово-эрозионные)                                        
Полигенные (россыпи тектонических уступов)                                            
Техногенные                                

- Важнейшие промышленные россыпи

- Потенциально промышленные россыпи

- Россыпи, не имеющие промышленного значения

Полезные ископаемые квартера по отношению к вмещающим их литогенетическим комплексам подразделяются на три класса: интрагенный, ортогенный и эпигенный [Соловьев, 1982]. Интрагенные полезные ископаемые (россыпи) составляют лишь незначительную часть вмещающих их отложений, присутствия в них в виде относительно редких включений, которые могут перемещаться (переотлагаться) из одной генетической разновидности отложений в другие, не теряя своей значимости. Как полезные компоненты они возникают обычно до образования вмещающей толщи, привносясь в нее из коренного источника, формируя локальные скопления в виде гнезд, труй, линз, пластов.

Оптимальные условия интрагенного россыпеобразования характерны для горных территорий с преобладанием денудационных процессов и наличием питающих коренных рудных формаций.

К ортогенным относятся полезные ископаемые, возникающие непосредственно в процессе формирования отложений данного генетического типа и по своему объему близкие или совпадающие с последними (торфяники, озерные глины, флювиогляциальные пески, лессовидные суглинки, аллювиальные галечники, вулканические туфы и т.д.). Это наиболее многочисленные, типологически разнообразные и крупные по запасам полезные ископаемые квартера. Их образование и распространение, в отличие от интрагенных, в значительной мере контролировалось климатическим, ледниковым факторами и природной зональностью. Наиболее широко они развиты на платформенных равнинах – Русской и Западно-Сибирской. Возвышенная Восточно-Сибирская платформа, а также горные регионы вследствие преобладания процессов денудации характеризуются более низким промышленным потенциалом в отношении ортогенных полезных ископаемых.

В пределах платформенных равнин размещение ортогенных полезных ископаемых обнаруживает отчетливую субширотную палеогеографическую зональность [Карта четвертичных образований России, 2001]. С юга на север последовательно сменяются следующие минерагенические зоны: внеледниковая зона солеобразования и эоловых песков; перигляциальная зона лессоидов (сырья кирпичного производства) и полимиктовых водного генезиса песков (строительное и промышленное сырье); палеоледниковая зона распространения разнообразных видов строительного сырья и торфа.

Характерна закономерность пространственного взаимоотношением ортогенной и россыпной интрагенной полезной минерагении: чем шире и разнообразнее на территории представлены ортогенные полезные ископаемые, тем менее развиты интрагеннные россыпи, и наоборот [Соловьев, 1982].

Немногочисленные, имеющие ограниченное распространение и в основном гидрохимическую природу эпигенные полезные ископаемые образуются в самих отложениях или на их поверхности после завершения седиментации в процессе диагенеза и эпигенеза. К ним относятся минеральные краски, болотные руды, гажа, торфовивианит, экзогенного (гидрогенного) генезиса уран.

В общем минералогическом потенциале четвертичных отложений ведущее место занимают россыпи – источник важнейших, в т.ч. стратегических видов минерального сырья, таких как золото, платина, цирконий, титан, олово, алмазы, янтарь и др. Общее число минералов, способных в силу своих физико-химических свойств накапливаться в россыпях, превышает 50, из них 35 встречается в промышленных концентрациях [Патык-Кара, Беневольский, Быховский, 1997]. Важнейшим фактором, определяющим образование россыпей, являются их коренные источники (рудные узлы, металлогенические формации), связанные с геологическими структурами дочетвертичного субстрата. Роль россыпных месторождений в добыче различных видов минерального сырья значительна (табл. 10).

Механизм формирования россыпей (перемещения и концентрации полезных компонентов) чрезвычайно разнообразен, с чем связана многочисленность их генетических типов (табл. 9). Как показывает анализ таблицы, наиболее потенциально продуктивными в отношении содержания ценных полезных ископаемых и размеров их запасов являются аллювиальные и морские (прибрежно-морские) россыпи.

Массовая отработка россыпных месторождений различных полезных ископаемых привела к формированию нового типа россыпей, непосредственно связанных с деятельностью человека, названных Н.А. Шило (2000) техногенными, которые им были подразделены на два типа: отвальные и целиковые, различающиеся по особенностям строения и соответственно по методам разведки отработки и извлечения полехных компонентов.

Наиболее широко россыпные полезные ископаемые распространены в горных регионах, преимущественно в области низкогорного рельефа, где имеются оптимальные условия для сепарационной деятельности русловых потоков. В такой геоморфологической обстановке находятся основные россыпные районы России, где сосредоточено 75-80 % всех ресурсов россыпи золота и платины [Экзогенная золотоносность…, 1979].

Таблица 10

Роль россыпных месторождений в добыче различных видов минерального сырья

Благородные металлы Цветные металлы Редкие металлы
Au (с учетом метомор-физованных россыпей) Pt Os, Jr Sn W Hg Ta, Nb TR Zr
Вольфрамит Шеелит Танталит Колумбит Пирохлор Эвксенит Лопарит Монацит Ксенотим Циркон Бадделеит

Черные металлы Горно-техническое и горно-химическое сырье Ювелирные и поделочные камни
Ti Fe, Ti Cr (хром-шпинелиды) Технич. Корунд, наждак Пьезокварц Барит Алмаз Рубин, сапфир, корунд Топаз, берили Хризолит Гранаты Жадеит Нефрит Агат Янтарь
Ильменит Лейкоксен
     

   Главный источник (> 70-80 %)               Существенный (> 30 %)                           Ограниченный (менее 1 %)

   Важнейший (около 50 %)                       Второстепенный (первые %)                    Известен

                                                                                                                                                            Перспективный

Прибрежно-морские россыпи изучены в России в целом еще недостаточно. Под прибрежно-шельфовой зоной понимают окраинные области континентов, в различной мере подвергшиеся в мезозой-кайнозое деструктивным процессам и сопряженной с ними аккумуляции морских паралических и континентальных осадков [Экзогенная золотоносность…, 1979]. Прибрежно-морские россыпи объединяют все россыпные месторождения береговой зоны, подводного склона шельфа и затопленные континентальные россыпи.

Арктические и дальневосточные шельфы России существенно отличаются друг от друга по минералогической специализации и масштабам сырьевого россыпного потенциала, что связано с различиями их докайнозойской геологической истории и новейшего тектонического режима. Наиболее продуктивны пассивные арктические шельфы, представляющие собой слабодеформированную пологопогружающуюся прилегающую затопленную сушу, характеризующиеся слабой тектонической активностью и небольшой динамичностью литоральных процессов, что создает благоприятные условия для сохранения разнообразных по генезису континентальных россыпей. С арктическими шельфами связаны богатые, в т.ч. крупные и уникальные месторождения россыпного золота и олова [Шило, 2000; Патык-Кара, Беневольский, Быховский и др., 1997; Экзогенная золотоносность …, 1997; Российская Арктика…, 2002].

Активные дальневосточные шельфы, располагающиеся в пределах современного околообрамляющего подвижного пояса, продолжающиеся на большие глубины, характеризуются повышенной активностью тектонических и литодинамических процессов, подавляющих литоральное россыпеобразование и вызывающих разрушений уже созданных в субаэральных условиях россыпных полезных ископаемых [Шило, 2000].

С этими шельфами связаны мелкие и средние по запасам россыпные месторождения золота, хромита, платиноидов. Ильменита, титаномагнетита, циркония [Патык-Кара, Беневольский, Быховский и др., 1997; Экзогенная золотоносность …, 1997].

На россыпеобразование в квартере в целом негативное влияние оказали неоднократно проявлявшиеся оледенения, вследствие экзарационной денудации ранее образовавшихся россыпей, а также разубоживание их при перемещении терригенным, преимущественно грубообломочным материалом. Преобладающий в четвертичное время на большей части территории России механогенный (криогенный и термогенный) тип выветривания не способствовал высвобождению из экспонированных коренных источников полезных компонентов.

Наиболее важными в экономическом и стратегическом отношении являются россыпи благородных металлов (табл. 9).

Россыпи золота. В России из них добывается до 70 % металла, хотя они составляют только 20 % общих запасов золота (Шило, 2000). К ведущим золотоносным провинциям относятся Магаданская, Амурская, Иркутская области, Республика Саха и Чукотка, на долю которых приходится 67 % запасов и 56 % прогнозных оценок россыпного золота. В СССР 92 % золота добывалось из аллювия [Сапрыкин, 1994] преимущественно унаследовано рахвивающихся долин III-V порядков [Патык-Кара, Бенвольский, Быховский и др., 1997].

В прибрежно-шельфовой зоне золотые россыпи сосредоточены в основном в восточно-арктических и дальневосточных морях. В последнее время они обнаружены на берегу Северной Земли. В первой из этих провинций (на Чукотке) расположено уникальное по запасам, приуроченное к древней береговой линии, гетерогенное по генезису (аллювиальное, прибрежно-морское: бенчевое и пляжевое) Рывеемское месторождение [Экзогенная золотоносность…, 1997].

Возраст золотоносных россыпей на территории России преимущественно ограничен неогеном-квартером.

Россыпи платины. Генетический спектр платинометалльных россыпей достаточно широк: от элювиальных до прибрежно-морских и эоловых. Наиболее значимы в этом ряду аллювиальные долинные, имеющие почти исключительно четвертичный возраст [Патык-Кара, Бенвольский, Быховский, 1997]. Почти 90 % платины заключино в иридисто-платиновых россыпях-гигантах рек Урала, Хабаровского края и Камчатки. Одним их наиболее известных уникальных месторождений этого типа является Кондер на Алданском щите с балансовым запасом более 50 т платины. К высокоперспективным платиноносным провинциям относится Сибирская платформа (особенно восточная ее часть) и Западно-Тихоокеанский геосинклинальный складчатый пояс [Патык-Кара, Бенвольский, Быховский, 1997].

Достаточно весома роль неоген-четвертичных россыпных месторождений в добыче цветных металлов (олово, вольфрам, киноварь).

Россыпи олова. Единственным промышленным минералом олова в россыпях является касситерит. В общем балансе мировых запасов олова россыпи составляют 70-80 %. В СССР из них добывалась примерно четвертая часть этого металла [Патык-Кара, Бенвольский, Быховский, 1997].

Россыпные и коренные месторождения олова связаны с мезозоидами Северо-Востока и Дальнего Востока, а также структурами мезозойской тектономагматической активизации Восточного Забайкалья. Наибольшее значение на протяжении длительного времени в добыче олова имели близкоповерхностные аллювиальные россыпи долин унаследованного развития. Позднее, в основном в 70-е годы, были открыты сложного строения россыпи погребных долин и тектонических уступов. Последние представляют собой крупные полигенные образования значительного возрастного диапозона с мощными (до нескольких десятков метров) продуктивными пластами. На современном этапе они являются важнейшим промышленным типом оловоносных россыпей в России и СНГ, заключающим в себе две трети всех их промышленных запасов [Патык-Кара, Бенвольский, Быховский, 1997].

В 70-80-е годы обнаружены крупные россыпные оловоносные объекты на Восточно-Арктическом шельфе. Наиболее значимый их них Ляховский шельфоостровной район моря Лаптевых, в котором сосредоточено 77 % запасов олова в общем балансе ресурсов россыпного олова для всех шельфов России [Российская Арктика. …, 2002]. Россыпи, расположенные на о. Бол. Ляховский (Новосибирские острова) и прилегающей акватории, относятся к северной оконечности Чокурдахско-Ляховской оловоносной зоны, протянувшейся в меридиональном направлении от предгорий хр. Полоусный до Ляховских островов. Россыпи, сформированные в основном в доплейстоценовое время, находятся в погребенном состоянии. Основными по продуктивности эпохами россыпеобразования являлись палеоцен-ранненеомиоценовая субконтинентальная и среднемиоцен-ранненеоплейстоценовая с господствующими морскими условиями седиментации. Длительность формирования россыпей обусловила их сложное строение, наличие продуктивных горизонтов различного возраста, генезиса и фациальной принадлежности [Российская Арктика. …, 2002].

Другим крупным россыпным оловоносным объектом Арктического шельфа является Чаунский район (Восточно-Сибирское море), уступающий по запасам только уникальному Ляховскому. Россыпи его ранненеоплейстоценового-голоценового возраста имеют преимущественно прибрежно-морской генезис (Российская Арктика, 2002).

Россыпи вольфрама имеют небольшое промышленное значение (табл. 9), что в значительной мере связано с недостаточной прочностью вольфрамита и химической неустойчивости шеелита. Основные россыпные провинции этого металла находятся в пределах мезозойских складчатых поясов Северо-Востока, Чукотки и активизированных структур древней консолидации Забайкалья [Патык-Кара, Беневольский, Быховский, 1997]. Все промышленные россыпи ближнего сноса. Среди них преобладают аллювиальные и ложковые (табл. 9).

Россыпи киновари вследствие специфики ее миграционных свойств играют резко подчиненную роль по сравнению с коренными месторождениями ртути. Довольно разнообразные по генезису россыпи относятся к типу ближнего сноса (табл. 9). Наибольшее значение среди них имеют аллювиальные и ложковые [Патык-Кара, Беневольский, Быховский, 1997].

Россыпные месторождения черных металлов существенно отличаются по своей значимости. Наименьшую роль играют железистые и хромитовые россыпи, однако титановые относятся к числу важнейших промышленных месторождений (табл. 9).

Железистые-титаномагнетитовые россыпи, связанные с вулканогенно-осадочными комплексами активных континентальных окраин, распространены на побережье дальневосточных морей, где они приурочены в основном к морским (пляжевым, террасовым) и эоловым дюнным отложениям. Россыпные проявления минералов ильменит-магнетитовой группы известны на восточном побережье Балтийского моря [Айнемер, Коншин, 1982].

Хромитовые россыпи (хромшпинелидов) довольно разнообразного генезиса (табл. 9) имеют крайне ограниченное распространение в Уральской провинции, где связаны в основном с элювиально-склоновыми образованиями, и Дальневосточной (Сахалин, Камчатка), где они приурочены к прибрежно-морским отложениям [Патык-Кара, Беневольский, Быховский, 1997].

Титановые россыпи. Большая часть промышленных титаносодержащих россыпей представляет собой комплексные редкометалльно-титановые месторождения прибрежно-морского генезиса. Менее распространены мономинеральные (ильменитовые и лейкоксеновые) россыпи, формирующиеся довольно разнообразных литогенетических обстановках (табл. 9). Титаносодержащие россыпи четвертичного возраста известны лишь в Урало-Тиманской провинции [Патык-Кара, Беневольский, Быховский, 1997].

Редкометалльные россыпи ближнего сноса, тесно пространственно связанные с коренными источниками и развитыми на них корами выветривания, формируются в широком диапозоне литогенетических обстановок (табл. 9). Среди них к перспективным в промышленном отношении относятся существенно пирохлоровые россыпи карбонатитовых массивов юга Сибирской платформы и Верхояно-Колымо-Чукотской области, а также лопаритовые россыпи Ловозерского Плутона агпаитовых нефелиновыхсиенитов Балтийского щита. В последних концентрация лопарита многократно превышает его содержание в коренных породах [Патык-Кара, Беневольский, Быховский, 1997]. Продуктивная толща уникальных, единственных в мире Ловозерских россыпей формировалась в два этапа – неогеновый и средне-поздненеоплейстоценовый при существенном участии ледникового фактора. Полигенетическая продуктивная толща залегает под отложениями валдайского оледенения. На южном побережье Кольского п-ова обнаружена также прибрежно-морская россыпь лопарита, рассматриваемая как потенциальное месторождение [Евзеров, 2001].

Россыпные месторождения ювелирных и поделочных камней (самоцветов) образуют крупную разнообразную, важную в экономическом отношении группу полезных ископаемых. Особое по значимости место среди них занимают алмазы.

Россыпи алмазов. В России из россыпей добывается около 5 % алмазов, но именно они дают самый высокий процент высокосортных ювелирных камней. Наиболее широко четвертичные алмазоносные россыпи распространены в пределах Якутской и более ограниченно – Уральской алмазоносных провинциях. Главными коренными источниками алмазов являются кимберлиты и лампроиты. Генетические типы россыпей достаточно разнообразны (табл. 9). Месторождения, связанные с четвертичной основой мореной, ассимилировавшей алмазы из промежуточного коллектора (дочетвертичного аллювия), известны в Красновишерском районе на западном склоне Урала [Голубев, Щербаков, 2001]. Наиболее продуктивны аллювиальные россыпи долин древнего заложения. К ним относится и уникальное, крупнейшее в мире по запасам Эбеляхское месторождение в басс. Р. Анабар. В целом для большинства алмазоносных долин Якутин характерно увеличение концентрации полезного компонента от древних террас к молодым с максимумом в русловом и пойменном аллювии [Патык-Кара, Беневольский, Быховский, 1997].

Значительно более низкий промышленный потенциал элювиальных россыпей и ближнего сноса (элювиально-делювиальных, элювиальных и делювиально-солифлюкционных, ложковых) обусловлен господством в квартере процессов физического (особенно криогенного) выветривания, препятствовавших накоплению полезных компонентов и способствовавших разубоживанию их терригенным, нередко грубообломочным материалом.

Кроме алмазов в россыпях находится еще более чем 15 видов ювелирных и ювелирно-поделочных камней. Для некоторых из них, например янтаря, это единственный промышленный тип месторождений. Диапозон литогенетических обстановок формирования самоцветов чрезвычайно широк. Преобладают россыпи ближнего сноса (табл.9).

Россыпи ограночного корунда (рубина, сапфира), находящиеся на среднем Урале, имеют преимущественно палеоген-неогеновый возраст. Известна лишь одна аллювиальная россыпь поздненеоплейстоцен-голоценового возраста на р. Положиха [Патык-Кара, Беневольский, Быховский, 1997].

Россыпи янтаря, расположенные в российском секторе побережья Балтийского моря, содержат 80 % мировых запасов янтаря высокого качества [Российская Арктика…, 2002]. Современные россыпи пляжа и подводного берегового склона сформировались при размыве янтареносных палеогеновых толщ. Другие значительно менее крупные скопления янтаря, образовавшиеся при перемыве миоценовых отложений, приурочены к прибрежным морским осадкам о. Сахалин [Айнемер, Коншин, 1982].

Россыпи агата, являющиеся главным типом промышленных месторождений этого полезного ископаемого, расположены в Забайкальско-Дальневосточной агатоносной провинции, где они связаны с полями развития эффузивов андезибазальтовой формации. Основные промышленные типы россыпей – аллювиальные русловые, косовые и пляжевые морские голоценового возраста. Агаты высокого ювелирного качества добываются также попутно с золотом из полигенного россыпного Рывеемского золотоносного узла (Чукотка) [Патык-Кара, Беневольский, Быховский, 1997].

Россыпи жадеита, нефрита, развитые в Восточном Саяне и Восточной Якутии (хр. Черского), сформировались в разнообразных литогенетических обстановках, в т.ч. с участием ледникового фактора (Восточный Саян).

Россыпи демантоида, ассоциированные с массивами ультрабазитовой офиолитовой формации Среднего Урала и Камчатки, довольно редки и имеют исключительно молодой (не древнее плиоцена) возраст, обусловленный неустойчивостью этого минерала к химическому выветриванию.

Россыпи благородного оливина (перидота, хризолита), связанные с массивами ультраосновных пород Сибири, также редки и в основном приурочены к элювиальным и склоновым отложениям. Вместе с вышеописанными они являются типичными представителями россыпных формаций «холодных» литогенетических обстановок [Патык-Кара, Беневольский, Быховский, 1997].

Россыпи рисунчатых камней (кремней), относящиеся к дальнепереносным, сформированы ледниками. Они довольно широко распространены на Русской равнине в районах развития краевых образований московского оледенения.

Россыпи мамонтовой кости уникальны по виду сырья и суммарным ресурсам. Они встречаются лишь на севере Якутии в приморских низменностях и островах арктических морей. Исходными коллектором для захоронения мамонтовой териофауны лессово-криогенные отложения поздненеоплейстоценовой едомной толщи. Площади распространения скоплений мамонтовой кости, как и их запасы и прогнозные ресурсы, весьма значительны. Велика и товарная стоимость этого вида сырья [Смирнов, 2000, Российская Арктика…, 2002].

К экзотическим россыпям биогенного происхождения, связанным исключительно с современным русловым аллювием некоторых рек средней и южной полосы Русской равнины, относятся скопления стволов черного (мореного) дуба, пролежавших долгое время под водой. Черный дуб является уникальным материалом для изготовления поделок, мебели и мазаичного паркета.

Группа горнотехнического и горно-химического сырья представлена в россыпях в целом незначительно, за исключением горного хрусталя-пьезокварца, используемого также в качестве ювелирно-поделочного камня.

Россыпи горного хрусталя, преимущественно палеоген-неогенового, реже палиоцен-эоплейстоценового возраста, довольно редки и известны лишь на Южном Урале. Наибольшее промышленное значение имеют ложковые и элювиально-склоновые (табл. 9), в значительной мере отработанные [Патык-Кара, Беневольский, Быховский, 1997].

Распределение остальных видов полезных ископаемых (относящихся к классам орто- и эпигенных) в четвертичных образованиях различного генезиса показано на табл. 8.

Горючие ископаемые четвертичных отложений представлены торфом, основные залежи которого сосредоточены на территории Западно-Сибирской равнины. Запасы и ресурсы торфа составляют здесь 106 млрд. т (40 % мировых ресурсов). Торф является уникальным природным образованием органического происхождения. Кроме использования его как топлива для удовлетворения местных нужд, он применяется в сельском хозяйстве в качестве удобрения, корма; в строительстве – как строительный и изоляционный материал; в медицине – при изготовлении лекарственных препаратов; в экологии – для очистки сточных и промышленных вод и др. (Матухин, Матухина, Алтухов и др., 2000).

С торфяными залежами тесно связаны такие характерные для квартера виды химического и агротехнического сырья, как сапропель, болотные фосфаты, гажа (табл. 8). Сапропель (гиттия), формирующаяся в основном в мелководных озерных водоемах, состоит из планктона, бентоноса, остатков растений и полиминерального вещества. Залежи ее очень часто подстилают торфяные образования или залегают внутри них.

Болотные фосфаты – природные смеси торфа и вивианита в зависимости от их соотношений (по содержанию фосфора в пересчете на P2O5 в %) подразделяются на вивианитовые торфы (0,5-2,5 %) и торфовианиты (2,5-15 %).

Гажа, образующаяся в процессе озерно-болотного литогенеза за счет выпадения CaCO3 из растворов, встречается нередко в торфяных залежах в виде пластов и линз. В близких условиях формируются минеральные железистые пигменты: охры и умбры.

Черные металлы представлены в основном озерно-болотными железистыми рудами. Новым перспективным видом рудного сырья для получения черных металлов являются железомарганцевые конкреции, встречающиеся на дне Балтийского, ряда северных морей (Белом, Баренцевом, Карском) и океана, связанные с хемогенными седиментационными процессами. Наиболее широко они развиты в заливах Балтийского моря [Жамойда и др., 1998; Рыбалко, 1999]. В Финском заливе, где концентрация конкреций имеет промышленное значение, в составе их присутствует около 20 % железа и около 40-45 % марганца.

Другим видом металлических полезных ископаемых, связанных с неоген-четвертичными отложениями, является уран, месторождения которого инфильтрационно-экзогенного типа приурочены к осадочным бассейнам и палеодолинам областей кайнозойской тектономагматической активизации [Шатков, Тереньтьев, Пинский, Шор, 1999]. Рудогенез в этих структурах связан с процессами выщелачивания, миграции и последующей концентрацией урана на восстановительных геохимических барьерах в отложениях различного, преимущественно аллювиального генезиса. Наиболее изучены пластовые урановые месторождения витимского типа, расположенные на склоне Саяно-Байкальского свода, сформировавшиеся в сероцветном аллювии палеодолин, перекрытом молодыми базальтами. Инфильтрационно-экзогенные месторождения урана, отличающиеся высокой рентабельностью добычи руд методом подземного выщелачивания, являются в настоящее время одним из наиболее актуальных объектов прогноза и поиска [Шатков, Тереньтьев, Пинский, Шор, 1999].

Основными видами химического сырья в четвертичных отложениях являются сера, сапропель и торф. Небольшие с ограниченными запасами залежи самородной серы известны на Камчатке и Курильских островах – области активного молодого вулканизма. Часть из них, преимущественно голоценового возраста, связанная с кратерами озерами и сульфатарными полями, не имеет большого практического значения из-за кратковременности накопления полезного компонента. Промышленную ценность представляют нижненеоплейстоценовые месторождения гидротермально-метасоматического типа зон дизъюнктивной проницаемости, сформированные за счет изменения эффузивных пород четвертичных вулканов.

Торф, как и сапропель, в качестве химического сырья используется в основном в медицине.

Значительная часть агрохимического сырья добывается из четвертичных отложений (табл. 8). Все его виды используются в качестве удобрений: фосфатных – торфовивианит; азотно-фосфатных – сапропель; карбонатных – гажа, мергель пресноводный. Ракуша, добываемая из морских отложений шельфов Белого, Баренцева морей, а также сапропель применяются и как минерально-витаминные для подкормки животных и птиц.

Достаточно разнообразны виды горнотехнического сырья (табл. 8). Абразивные материалы – пемзы, обсиданы связаны с четвертичными вулканическими породами, распространенными наиболее широко на Камчатке.

Сорбенты природные – сырье многоцелевого назначения, используемого в строительстве, промышленности, сельском хозяйстве, экологии для очистки различных веществ от загрязняющих их вредных примесей, в четвертичных образованиях представлены незначительно (табл. 8). Палыгорскитовые глины связаны с морскими хемогенными отложениями и лимнием солоноводных озер аридной, семиаридной зон южных областей Русской и Западно-Сибирской равнин. Небольшие по запасам месторождения перлитов имеются на Камчатке и Курильских островах. С морскими отложениями эоплейстоцен-ранненоплейстоценового возраста Русской равнины связаны немногочисленные месторождения опок и диатомитов. Адсорбционными и фильтрационными свойствами обладает также торф.

Из огнеупорных материалов в четвертичных образованиях наиболее широко развиты формовочные пески различного происхождения (табл. 8). Наибольшее практическое значение имеют месторождения морского, озерного и аллювиального генезиса. Месторождения огнеупорных и тугоплавких глин, существенно каолинитового состава, связанные в основном с корами глубокого химического выветривания и продуктами их переотложения, как правило, имеют дочетвертичный возраст. Набольшие единичные потенциально промышленные месторождения и проявления таких глин более молодого возраста приурочены главным образом к отложениям озерного и морского генезиса.

Крупные месторождения соли имеют почти исключительно дочетвертичный возраст. Небольшие, в основном голоценовые месторождения и проявления самосадочных солей связаны с современными мелководными минеральными озерами аридных семиаридных территорий (юг Русской, Западно-Сибирской равнин, Забайкалье, Якутия). Источниками солей в них являются минерализованные подземные и поверхностные грунтовые воды, нередко формирующиеся за счет растворения ископаемых залежей дочетвертичных солей, а в бассейнах, расположенных вблизи побережий Каспийского и Азовского морей, проникающие (просачивающиеся) морские воды. Садка соды в карбонатных озерах и мирабилита – в сульфатных происходит при низких температурах. Крупнейшее месторождение мирабилита на территории бывшего СССР связано с отшнурованным от Каспийского моря заливом Кара-Богаз-Гол. В менее распространенных хлоридных озерах, из которых наиболее значительными являются Эльтон и Баскунчак, садка галита (хлористого натрия) осуществляется при интенсивном испарении воды в жаркое время года.

К строительным материалам относится наиболее многочисленная группа неметаллических полезных ископаемых квартера, принадлежащих исключительно к ортогенному классу. Сфера их использования, как и генетическая природа, чрезвычайно разнообразны (табл. 8). По многим видам природных строительных материалов Россия занимает ведущее место в мире и имеет практически неограниченные запасы большей части видов этого сырья [Недра России…, 2001]. К настоящему времени изданы обзорные карты месторождений строительных материалов с объяснительными записками фактически для всех административных субъектов Российской Федерации, в которых содержится их исчерпывающая характеристика, включающая сведения о запасах, качестве сырья, географическом размещении, эксплуатации, административном и хозяйственном подчинении.

Из строительных материалов наиболее распространены различные глинистые отложения, а также пески и смеси из песчано-гравийно-галечно-валунных фракций (табл. 8). Все больше в качестве сырья для строительной индустрии привлекаются техногенные образования, особенно крупные запасы которых сформированы в процессе деятельности горно-обогатительных комбинатов.

В значительной мере с квартером связано формирование бальнеологического сырья, особенно лечебных грязей. Среди последних наиболее распространены иловые сильно минерализованные сульфидные грязи, образующиеся в мелководных озерах, характерных для степных равнинных территорий, а также в лагунах и лиманах. Крупнейшее в России месторождение сульфидных грязей приурочено к сублиторали оз. Изменчивое Южного Сахалина [Минерально-сырьевая база…, 2000]. В меньшей степени в лечебных целях используются иловые отложения пресных водоемов, хорошо разложившиеся бессульфидные пресноводные и минерализованные торфы, сопочные грязи грязевых вулканов Прикаспийского бассейна и Курило-Камчатского региона.

Термоминеральные воды, применяемые в виде лечебных ванн, распространены в областях проявления четвертичного вулканизма – на Кавказе, Камчатке, Курильских островах.

Полезные ископаемые, включенные в подгруппу «прочие», весьма специфичны для четвертичных образований (табл. 8). Бура (водный борат натрия), образующийся преимущественно в виде осадка при испарении соляных озер и встречающийся обычно вместе с другими солями (галитом, гипсом, ангидритом и пр.), имеет многоцелевое использование – для изготовления моющих средств, в качестве антисептика, консерванта, источника бора, микроудобрения, при пайке и сварке металлов.

Глины красочные большей частью связаны с элювием плиоцен-раннечетвертичного возраста. Широко используются в таком качестве эоплейстоценовые скифские глины юга Русской равнины. Минеральные пигменты имеют преимущественно четвертичный (чаще голоценовый) возрасти озерно-болотный генезис. Они представляют собой рыхлые землинистые образования, окрашенные гидроокислами железа в разные желто-красно-коричневые тона. В зависимости от цвета среди них различают существенно желтые охры, ярко- и буро-красные сурики, коричневые умбры. Цвет последних обусловлен наличием органических (углистых гуминовых) примесей и присутствием гидроксида марганца.

Мумиё, представляющее собой смолоподобное биологического происхождения вещество с характерным бальзамическим запахом, связанное с жизнедеятельностью грызунов, летучих мышей, встречается в расщелинах скал горных регионов Кавказа, Сибири, Средней Азии. Оно используется главным образом в народной медицине, а также в качестве минерального пигмента.

Одним из важнейших полезных ископаемых, в значительной мере связанным с четвертичными образованиями, являются подземные воды, широко используемые в народном хозяйстве России для водоснабжения, орошения, лечебных целей, добычи ряда химических элементов и получения тепловой энергии.

Минеральные лечебные воды преимущественно приурочены к артезианским бассейнам платформ, где водоносные горизонты имеют дочетвертичный возраст. В областях четвертичного и современного вулканизма формируются в основном углекислые лечебные воды различного ионно-солевого состава и минерализации (железистые, мышьяковистые, бромистые, йодистые, сероводородные, борные и др.). В Курило-Камчатском регионе сосредоточены также азотные термы [Недра России…, 2001].

Ресурсные запасы подземных пресных вод, используемые для питьевого водоснабжения, в четвертичных образованиях весьма велики для ряда административных субъектов являются, главными. Значительные статические запасы воды (3000 км3), сосредоточены в болотах, ледниках (более 15 тыс. км3), многолетнемерзлых породах (19 тыс. км3) [Водно-ресурсный потенциал, 2000].

Поскольку четвертичные водоносные горизонты залегают относительно неглубоко и находятся в тесном взаимодействии с поверхностными водами, прежде всего речной сетью, они в значительно большей степени по сравнению с глубинными горизонтами испытывают негативное влияние техногенных факторов, приводящих в целом к сокращению их эксплуатационных равнинах небольшие, по естественным ресурсам восполняемые водоносные горизонты четвертичных отложений, используемые для местного водоснабжения, распространены практически повсеместно.

Около половины крупных водозаборов подземных пресных вод расположено в долинах рек, где их запасы в аллювиальных отложениях обеспечиваются главным образом за счет фильтрации из рек (Язвин, Зекцер, 1996). Меньшим ресурсным потенциалом обладают осадки другого генезиса (табл. 8).

Особенно велика роль четвертичных водоносных горизонтов в регионах с неблагоприятными условиями использования подземных вод, связанных с более древними образованиями, к которым относятся Балтийский щит Русской платформы, Волго-Вятский, Поволжский районы, Урал, Сибирский и Северо-Восточный регион с широким развитием мощной (более 500-600 м) толщи многолетнемерзлых пород. В последних пресные подземные воды круглогодично в жидкой фазе встречаются лишь по локальным талым зонам в долинах рек и под глубокими озерами [Водно-ресурсный потенциал, 2000].

Промышленные подземные воды (растворы, содержащие различные минеральные соли и полезные компоненты) приурочены в основном к дочетвертичным породам артезианских (и адартезианских), гидрогеологических бассейнов. Четвертичный возраст имеют лишь природные минеральные промышленные воды, редко встречающиеся в гидрогеологических структурах другого типа в областях современного и молодого вулканизма, представленные преимущественно углекислыми борными и литиевыми водами [Недра России…, 2001].

Самостоятельной разновидностью рассматриваемых полезных ископаемых являются попутные и сточные воды природно-техногенного происхождения [Минеральное сырье. Краткий справочник, 1999].

Термальные воды – природные динамические носители тепловой энергии недр в виде нагретой воды. Пароводяных смесей и пара, относятся к возобновляемым и экологически чистым теплоэнергетическим источникам. Они характеризуются преимущественно малой минерализацией и высокой щелочностью. По газовому составу среди терм преобладают азотные. Термальные воды квартера, относящиеся к трещинно-жильному типу, распространены главным образом в области активного современного и молодого вулканизма (Камчатка, Курильские острова) и значительно меньше – в пределах Кавказа и Байкальской рифтовой зоны. Наиболее высокотемпературные термы (до 150-350 °C) имеются на Камчатке и Курильских островах. Этот же регион характеризуется наибольшими на территории России потенциальными ресурсами термальных вод, которые сейчас используются крайне мало для теплоснабжения и выработки электроэнергии. Специфическим типом горячих источников Камчатки являются гейзеры, периодически выбрасывающие воду с температурой 80-100 °C и пар. Вода их содержит хлориды, бикарбонаты и значительное количество кремнезема, откладывающегося в виде туфоподобной породы – гейзерита.

С отложениями квартера связаны многочисленные разнообразные полезные ископаемые, в т.ч. имеющие важнейшее значение в народном хозяйстве (табл. 8, 9). Существенное влияние на их образование оказали различные факторы – геологическое строение территории, в значительно мере контролирующее минеральный, петрографический, литологический состав полезных компонентов, неотектонический режим, опосредованный через рельеф, палеогеографические и современные физико-географические обстановки, геокриологические условия, оледенения, обусловленные глобальными климатическими изменениями, неоднократные смещения границ природной зональности.

В целом на формирование и пространственное размещение ортогенных полезных ископаемых, преимущественно развитых в платформенных регионах, наибольшее влияние оказали экзогенные факторы литогенеза, среди которых особенно велика роль покровных оледенений. В образовании большей части интрагенных (россыпных) полезных ископаемых, в основном распространенных в горных территориях, преобладали эндогенные факторы: геоструктурные и неотектонические. Геоструктуры, сформированные в процессе дочетвертичной истории геологического развития, контролируют размещение коренных источников полезных компонентов, питающих россыпи. В то же время глубина денудационного среза рудных месторождений зависит от характера проявления новейших, рельефообразующих тектонических движений. Последние в значительно мере предопределяют сохранность и условия залегания россыпей [Мирчинк, 1960; Будилин, Вашко, Джобадзе и др., 1992].

В стабильных тектонических условиях древние и современные россыпи пространственно обычно совмещены. В результате многократного перемыва продуктивных отложений и переотложения полезного компонента формируются значительные по протяженности, многоярусные наложенные россыпи долинного типа. Области с активными дифференцированными тектоническими движениями преимущественно блокового характера характеризуются территориальной разобщенностью разновозрастных россыпей к разным гипсометрическим уровням, существенно неоднородными условиями их сохранности и концентрации  полезных компонентов. В этих условиях поисковые работы сопровождаются геоморфологическими и палеогеографическими исследованиями, напрвленные на выявление продуктивных элементов рельефа, сопровождающимися геофизическими и геологоразведочными работами. Роль последних усиливается при поиске россыпей в пределах неотектонических впадин, где они связаны с древним, не экспонированным на дневной поверхности погребенным рельефом [Будилин, Вашко, Джобадзе и др., 1992].

Поскольку вмещающие полезные ископаемые отложения квартера в основном образуют на дневной поверхности специфические, генетически обусловленные формы рельефа (террасы, береговые валы, дюны, озы, Камы, морены, конусы выносы и т.д.), геоморфологический анализ широко применяется при прогнозировании и поисках как ортогенных, так и интрагенных полезных ископаемых. По приуроченности к элементам рельефа выделяются долинные, террасовые, террасоувальные россыпи.

Несмотря на типологическое разнообразие и многофакторность формирования полезных ископаемых квартера, важнейшим для их прогнозирования и поиска является генетический анализ четвертичных отложений, отчетливо различающихся по динамике накопления, текстурам, составу и динамике формирования концентраций полезных минералов (Шанцер, 1982). Именно поэтому в качестве основы, наиболее широко используемой в практике генетической классификации россыпей, рассмотренной в работах Ю.А. Билибина, Ю.П. Казакевич, И.П. Карташова, Н.Г. Патык-Кара, Н.А. Шило и др., была принята приуроченность их к определенным генетическим типам отложений. Важное значение имеет выделение фаций внутри генетических типов, поскольку в них более отчетливо и детально проявлена динамика осадконакопления, определяющая дифференциацию частиц по гидравлической крупности [Будилин, Вашко, Джобадзе и др., 1992].

Для предварительной прогнозной оценки крупных регионов или всей страны в целом необходимо использовать сводные мелкомасштабные карты четвертичных отложений, дающие возможность получения информации об общих особенностях и закономерностей размещения четвертичных (главным образом нерудных) полезных ископаемых. Основой для локального прогноза служат материалы карт среднего и крупного масштабов.

Кроме того, особенно при прогнозировании и поисках россыпных месторождений квартера, чрезвычайно важен анализ материалов геоморфологических исследований, направленных на установление этапности развития рельефа и выявление элементов рельефа, морфоструктур, перспективных на локализацию полезных ископаемых.