Общая-геохимия.-Иркутск-2019 (1) (856215), страница 45
Текст из файла (страница 45)
Повышенные же содержания воды связаны с особенностями строения (группа слоистых и слоисто-ленточных силикатов) и состава глин, влияющими на их адсорбционные свойства.Как видно из данных табл. 20, пониженные содержания железа, магния, кальция, натрия и повышенные калия отличают глинистые породы от среднего состава земной коры, как и от среднегосостава базальтов, причем кора по сравнению с глинистыми осадками существенно обогащена также и кремнекислотой.В табл.
21 приведено сравнение содержаний редких элементов, концентрации которых в среднем составе глинистых осадковзаметно превышают их концентрации в среднем составе земной коры. Редкие элементы расположены в порядке, соответствующем ихномеру в таблице Менделеева. Концентрирование в глинистыхосадках редких элементов связано с их сорбцией глинистыми минералами. Количественные различия концентраций отражены в количествах кларков концентрации земной коры. Если расположитьредкие элементы в порядке убывания их кларков концентрации вглинистых осадках, они образуют следующий ряд (цифры в скобках – кларки концентрации): Cd (23), Sb (10), B (8,3), S (7), Hg (5),Cl (4,7), As (3,9), Cs (3,6), Sn (2,7), Br (2,5), Cr (2). Уровень обогащения глинистых сланцев остальными редкими элементами составляет менее двух кларков земной коры. Большая часть редких эле248ментов, резко концентрирующихся в морских глинистых осадках,представлена элементами вулканических выбросов: Sb, В, S, Hg, Cl,As, Вr.
Концентрирование цезия объясняется его тесным изоморфизмом с калием. Необходимо также подчеркнуть, что концентрируя такие экологически опасные элементы, как Cd, а также Sb, Hg,As, глинистые осадки постоянно очищают от избытков этих элементов морские воды.Таблица 21Редкоэлементный состав земной коры и глинистых осадков континентовЭлементы,г/тЗемнаякора1Глинистыеосадки2КК3Элементы,г/тЗемнаякора1Глинистыеосадки2КК3LiBPSClVCrCuGaGe3212930470170908347191,46010017001330080011301105603021,98,30,7574,71,41,31,31,61,4AsBrMoCdSnSbCsWHgU1,72,11,10,00132,50,53,71,30,0832,56,616120,316,812113,52,710,413,43,92,51,8232,7103,6251,4Примечание: 1 – А.
П. Виноградов [Справочник по геохимии, 1990, табл. 40]; 2 – РоновА. Б. с соавторами [Справочник по геохимическим поискам … , 1990, табл. 13]; 3 –кларки концентраций – результат нормирования кларков глинистых осадков по кларкам земной коры.Особенности химизма глинистых минералов осадочныхпородХотя в осадочных породах встречаются практически все минералы изверженных и метаморфических пород, число обычныхминералов осадочных пород незначительно: кварц, полевой шпат,кальцит, доломит и глинистые минералы. Некоторые другие минералы осадочного происхождения (глауконит, лимонит, бокситы идр.) распространены очень ограниченно [Мейсон, 1971].Глинистые минералы (каолинит, монтмориллонит, мусковит, хлорит и др.) составляют группу наиболее распространенныхминералов осадочных пород. Все они являются водными алюмосиликатами, обладающими слоистой структурой, наиболее устойчивой в поверхностных, гипергенных условиях.
В большинствеосадков средний размер их зерен не превышает 0,005 мм, вплоть249до образования коллоидов. На рис. 94 приводятся схемы структурглинистых минералов.Рис. 94. Схематичные структуры основных глинистых минералов(по: [Мейсон, 1971]) Каолинит образован одним слоем Si4O10, соединенным содним алюмогидроксильным слоем, т. е. его структура образованадвухслойными пакетами.
В каолините ни кремний, ни алюминий незамещаются другими элементами, и его химический состав близокк теоретическому.Монтмориллонит сложен трехслойными пакетами, образованными алюмогидроксильными слоями, зажатыми между двумяслоями Si4O10. Связь между пакетами осуществляется молекуламиводы, количество которых изменяется в широких пределах и параметр с (расстояние по оси с) меняется в пределах 9,6–21,4 Å. Монтмориллонит преобладает в составе так называемых бентонитовыхглин, способных набухать в воде и быстро усыхать в безводных250условиях.
В монтмориллоните возможны широкие изоморфные замещения: кремния на алюминий, алюминия на железо, магний,кальций, марганец, хром. Вследствие этого химический состав минералов группы монтмориллонита сильно варьирует, отличаясь оттеоретического.Мусковит по структуре близок к монтмориллониту, но трехслойные пакеты в нем соединяются крупными катионами калия, ане молекулами воды, как в монтмориллоните. Мусковит включен вгруппу глинистых минералов не случайно, и его присутствие связано с распространенным компонентом глин – иллитом.Иллит, считавшийся самостоятельным минералом, являетсяили просто мелкодисперсным мусковитом, или представлен «смешанными» кристаллами, в которых мусковитовые слои чередуютсяс монтмориллонитовыми, или, наконец, представляет механическую смесь мусковита и монтмориллонита частично с примесью тонкодисперсного кварца.Хлорит обычно также входит в состав вещества глин.
Егоструктура может быть выведена из структуры монтмориллонитазаменой группы nН2О, разделяющей трехслойные пакеты монтмориллонита слоем (Mg,Al)(OH), и, одновременно, заменой этим жеслоем внутреннего алюмогидроксильного слоя в трехслойном пакете.8.3.3. Классификация продуктов седиментациии их геохимические особенностиКлассификация осадочных пород основана на генезисе и вещественном составе. По генезису выделяются породы обломочные(терригенные), химические (хемогенные) и органогенные (биогенные), дальнейшее подразделение каждой из групп производится повещественному составу. Это деление несколько условно, так какмногие породы имеют смешанное происхождение.Среди осадочных пород выделяют следующие основныегруппы: обломочные, породы хемогенного и хемобиогенногопроисхождения, вулканогенно-осадочные породы:Обломочные горные породы характеризуются преобладаниемобломочных компонентов, существовавших до образования осадкаи попавших в него в результате выветривания материнских пород.В этих породах одним из наиболее устойчивых к разрушению минералов является кварц.
Он преимущественно накапливается в251осадках песчаного типа, что и обуславливает их обогащение оксидом кремния в виде SiO2. В общем случае состав песчаников определяется составом слагающих их частиц. Если в песчаниках присутствуют обломки полевых шпатов, то в них наблюдаются наиболее высокие содержания Al2O3 и K2O, но низкие Na2O.
Следовательно, для них характерны более высокие содержания Ba, Rb, Sr.Если присутствуют обломки пород, то песчаникам свойственна относительная обогащенность Al2O3, FeO, MgO и Na2O.Важной разновидностью осадочных отложений являютсяграувакки. Граувакка (от нем. grauewacke – серая глинистая порода) – грубозернистый песок или песчаник, в том числе очень крепкий, твердый, монолитный, состоящий на 25–100 % из плохо сортированных, угловатых кластов пород различного состава, главнымобразом основных эффузивов и значительного колличества глинистого, хлоритового, серицитового или цеолитового цемента. Составграувакков (в силу слабой дифференциации вещества при выветривании и переносе) наиболее полно отражает состав пород источника и поэтому они могут быть использованы в качестве породиндикаторов геодинамических обстановок формирования питающей провинции.
Наиболее общий подход при классификацииграувакк учитывает различия в содержании кварца и величиныK2O/Na2O (табл. 22).Таблица 22Классификация грауваккГрауваккиОбедненные кварцемС промежуточнымсодержанием кварцаОбогащенные кварцемКварц,мас. %K2O/Na2OТектоническая обстановка< 15<< 1Островные дуги15–65<1Активные окраины> 65>1Пассивные окраиныОсобенности изменения редкоэлементного состава граувакк вэтом ряду (при увеличении кварца) состоят в уменьшении содержания Sr, V, Sc и росте содержаний Th, U, Zr, Hf, а также LREE относительно HREE, Y.
В этом ряду увеличиваются отношения La/Sc,Th/Sc, La/Yb и уменьшается La/Th. По характеру спектров REEбедные кварцем граувакки обеднены всеми REE и имеют низкоеLa/Yb в сравнении с глинистыми сланцами, остальные близки кглинистым сланцам.252С обломочными породами связаны такие ценнейшие полезныеископаемые, как россыпные месторождения алмазов, золота, платиноидов, касситерита, ильменита, циркона, рутила, монацита.Глинистые породы занимают промежуточное положениемежду обломочными и хемогенными образованиями. Это тонкодисперсные породы, содержащие более 50 % частиц размером менее 0,005 мм.Глины обладают пластичностью при насыщении водой и твердеют при обжиге.
В их составе участвуют реликтовые (обломочные) минералы – кварц, полевые шпаты, слюды, а также сингенетичные минералы – глинистые минералы (группа гидрослюды (серицит, иллит, глауконит, монотермит), группа каолинита (каолинит, диккит, накрит, галлуазит), группа хлорита и группа монтмориллонита-бейделлита), карбонаты, окислы, гидроокислы, сульфиды, фосфаты, сульфаты.Глинистые минералы также входят в состав глинистых сланцев. По сравнению с песчаниками в глинистых сланцах (< 1–5 мкм)уменьшается содержание SiO2 и увеличивается Al2O3, FeO, MgO,K2O, в меньшей степени CaO. Глинистые сланцы в отличие от остаточных глин, образующихся при выветривании, относительно обогащены K2O и в меньшей степени MgO.По микроэлементному составу в сравнении с песчаникамиглинистые сланцы обладают заметно повышенным содержаниембольшинства редких элементов, особенно таких как Ba, Rb, Li, B, F,Cr, Ni, V, Ti, Zr, Y, REE, но их концентрации не превышают средние значения для изверженных пород.Характерной чертой глинистых сланцев является их повышенная углеродистость, в связи с чем они приобретают чернуюокраску.
Такие углеродистые породы от пелитовой до алевролитовой размерности зерна в литературе называют породами черносланцевой формации (либо черными сланцами). Именно к ним приурочена значительная часть месторождений с полиметаллической(Pb-Zn), благороднометалльной (Au, Ag, ЭПГ) и радиоактивной (U,Th) нагрузкой, среди которых такие уникальные объекты России,как Олимпиаднинское, Сухой Лог, Наталка и др. Ввиду значительного потенциала для экономики страны, отложения черносланцевойформации будут рассмотрены более детально (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
