минералогия (1006435), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Но гораздо важнее химическое разложение выветривающихся минералов под влиянием дождевой и поверхностной воды, содержащей в растворенном состоянии кислород, углекислоту и другие газы, вследствие чего она обладает довольно144Общая частьРис. 57. Схема поперечного разреза сульфидного месторождения,обнаженного на дневной поверхности.1 — первичные медносульфидные руды; 2 — железная шляпа;3 — зона вторичного обогащения медью (черное)сильной окисляющей и растворяющей способностью.
Эта вода, просачиваясь и спускаясь до уровня грунтовых вод (рис. 57), постепенно теряетсвой кислород в процессе происходящих реакций окисления, гидратациии карбонатизации.Выщелачивание образующихся растворимых соединений приводитк образованию пор, каверн, иногда больших полостей (карстов). Стенкиэтих пустот часто бывают покрыты натечными образованиями или щетками кристаллов какихлибо экзогенных минералов или, наконец, могутбыть выполнены землистым охристым материалом. В тех местах, где происходит массовое выщелачивание более или менее легкорастворимыхпород, наблюдается проседание с поверхности почвы, а иногда образование воронок провала и даже больших пещер (в гипсовых и известняковых толщах).Развивающийся на самой поверхности растительный покров, а вместес ним и различные органические соединения, переходящие в растворы,значительно усиливают процессы химического разложения пород и руд.Не разрушающиеся химически минералы (такие как кварц, золото,платина и др.), а также труднорастворимые новообразования накапливаются в остаточных продуктах на поверхности Земли, наблюдающихся ввиде глиноподобных масс различных светлых и темных оттенков, чащебурых, окрашенных гидроокислами железа.Накапливающиеся таким путем на поверхности или вблизи нее нерастворимые продукты химического выветривания образуют так называемые остаточные месторождения, представляющие собой скопленияпреимущественно гидроокислов и гидросиликатов.
Таковы, например,многие месторождения глин, каолинов, бокситов, железных, никелевыхи других руд, образующиеся при интенсивном разрушении соответствующих по составу горных пород и занимающие иногда весьма значительные площади.В тех случаях, когда химическому выветриванию подвергаются какиелибо месторождения полезных ископаемых, возникающие остаточные образования носят название шляп (железных, марганцевых, гипсовых и др.).Глава 4. Образование минералов в природе145За счет выщелачивания ряда компонентов содержание остающихся полезных ископаемых в этих шляпах обычно значительно выше, чем в неразложенных первичных рудах, т. е.
залегающих ниже уровня грунтовых вод.Важно отметить, что некоторые выщелачиваемые металлы, особенно медь,а также серебро, цинк и другие, переносимые просачивающимися водамив виде растворов к низам зоны окисления, т. е. к уровню грунтовых вод,вступают в реакции с первичными рудами или с химически активнымибоковыми породами (известняками). В медносульфидных месторождениях в этих случаях образуется зона вторичного сульфидного обогащения созначительно повышенным содержанием меди в рудах (см. рис.
57).В процессах химического выветривания большую роль играют климатические факторы (средняя годовая температура и количество осадков). При малой влажности и высоких средних годовых температурахпроцессы окисления и концентрации химических соединений происходят энергичнее. Большое значение имеет также рельеф местности. В гористых районах вследствие большой эрозионной деятельности не успевает происходить накопление продуктов химического разрушения.
Инуюкартину мы наблюдаем в районах с пониженным рельефом.Формы месторождений, образующихся в процессе выветривания,обычно бывают представлены не совсем правильными гнездообразнымиили пластообразными залежами, более или менее параллельными дневной поверхности. Вдоль крупных трещин, зон дробления и контактов разнородных по физическим и химическим свойствам пород, т. е.
там, гдеглубже проникают поверхностные агенты выветривания, могут образоваться крутопадающие, выклинивающиеся с глубиной залежи рудныхобразований поверхностного происхождения.Осадочные процессы происходят в водных средах: реках, озерах и морях. В морских бассейнах эти процессы во все геологические эпохи приводили к образованию огромной мощности толщ осадочных горных пород.Среди этих образований различают механические и химические осадки.Механические осадки образуются при размыве продуктов выветривания и переотложении водными потоками химически стойких минералови обломков пород в виде галечника, гравия, песков и песчаных глин в речных долинах и водных бассейнах.
Если размыву подвергаются продуктывыветривания месторождений или пород, содержащих химически стойкие ценные минералы, то они в результате повторных перемывов и перераспределения материала по удельному весу в речных долинах образуют россыпи (рис. 58), имеющие часто промышленное значение. Таковы,например, россыпные месторождения золота, платины, алмазов и др.В процессе накопления механических осадков по существу не происходит образования какихлибо новых минералов. Лишь в древних россыпях иногда устанавливаются некоторые позднейшие химические изменения в обломочном материале.146Общая частьХимические осадки возникаютглавным образом в озерах и морских бассейнах.
Выпадение осадковможет происходить различнымипутями: либо путем кристаллизации насыщенных солями растворов, либо путем осаждения свертывающихся в виде гелей коллоидныхобразований, либо, наконец, путемнакопления продуктов жизнедеятельности органического мираРис.
58. Обогащенные ильменитом,рутилом и цирконом темные слойкии самих органических остатков.в песках раннемеловой прибрежно1. Образование кристаллическихморской титаноциркониевой россыпи.осадков, называемых эвапоритами,Нечерноземье, Россиянаблюдается во многих усыхающихозерах, в которых в условиях сухого жаркого климата поверхностное испарение превалирует над притоком пресной воды.Кристаллизация солей наступает при некотором пересыщении водных растворов. Последовательность выделения минералов при прогрессирующем испарении растворителя (Н2О) определяется двумя главными факторами равновесия системы: составом растворов, вернее,соотношением концентраций компонентов, входящих в систему, и температурой растворов, при которой происходит кристаллизация.
Условияравновесия сернокислых и хлористых солей Са, Mg, К и Na, встречающихся в морской воде, детально изучены при различных концентрациях и температурах ВантГоффом, Н. С. Курнаковым и многими другими.2. Образование коллоидальных осадков в озерных и морских бассейнахмного сложнее, и не все стороны этого явления изучены в достаточной степени.
Установлено, что некоторые образующиеся при выветривании соединения переносятся текучими водами не только в виде истинных растворов, но также в виде коллоидных растворов — золей, устойчивых в пресныхводах. Эти растворы, попадая с поверхностными водами в морские бассейны, подвергаются коагуляции под влиянием электролитов, содержащихсяв больших количествах в морских водах в виде ионов растворенных солей.Так ведут себя коллоидальные растворы окислов железа, марганца,кремния и др.Образующиеся при коагуляции коллоидных растворов микродисперсные минеральные осадки вместе с приносимыми речными водами глинистыми частицами, мелким обломочным материалом и остатками морскихорганизмов отлагаются на дне прибрежных зон бассейнов в виде прослоев или более мощных правильных по форме пластов.
С течением времени в этих осадках происходят некоторые преобразования (диагенезис) ипревращение их в плотные массы.Глава 4. Образование минералов в природе147На примере марганцевых осадочных месторождений выяснено закономерное изменение парагенетических ассоциаций минералов в осадкахв зависимости от физикохимических условий формирования осадков надне бассейнов.
В прибрежных мелководных участках распространенынаиболее богатые кислородом соединения четырехвалентного марганца,которые по мере удаления от береговой линии постепенно сменяютсякарбонатными соединениями двухвалентного марганца в сопровожденииредких сульфидов железа. В мелководных участках осадконакопление,очевидно, происходило в условиях доступа кислорода, растворенного вморской воде, до некоторой глубины, тогда как в более глубоководныхучастках имели место недостаток кислорода, разложение органическихостатков с образованием углекислоты и отчасти сероводорода, за счеткоторых, очевидно, и образовались карбонаты и сопровождающие их сернистые соединения.
В результате возникли так называемые фации различных по составу руд (окисных и карбонатных). Повидимому, аналогичные же соотношения различных по составу осадков существуют и вместорождениях железа, для которых давно уже известны фации окисных, силикатных и карбонатных руд.3. К органогенным, или биогенным, осадкам, образующимся в результатесложных процессов жизнедеятельности организмов, относятся известняки,состоящие из скелетных образований морских животных, диатомиты, сложенные преимущественно кремнистыми скелетами диатомей, каустобиолиты (от греч.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
