Общая-геохимия.-Иркутск-2019 (1) (856215), страница 46
Текст из файла (страница 46)
главу 8.3.4).Породы хемогенного и хемобиогенного происхождения.Среди них наиболее распространены карбонатные и кремнистыепороды.253Хемогенные породы являются результатом выпадания осадков при химических реакциях из вод морей, озер и других водоемов. Морская вода является истинным раствором, находящимся всостоянии химического равновесия.
В момент нарушения равновесия начинается выпадение осадка. Биогенные породы образуютсяблагодаря деятельности животных и растений.Между этими группами нет четких границ. Существуют породы смешанного происхождения – хемобиогенные, которые образуются вследствие химических реакций, протекающих при прямомили косвенном участии организмов.
Нередко встречаются и биогеннообломочные породы. Наиболее близки к органогенным (биогенным) породам каустобиолиты.По месту образования осадочные породы подразделяются наморские (прибрежные, мелководные и глубоководные), лагунные иконтинентальные (пресноводные, ледниковые, эоловые).Эти породы образуются в результате химических и биохимических процессов в литосфере. Они разделяются на группы по минеральному и химическому составу: железистые породы (ферролиты), марганцевые породы (манганолиты), глиноземистые (аллиты),кремнистые (силициты), фосфатные, карбонатные, соляные (эвапориты), каустобиолиты. Все они являются ценными полезными ископаемыми.
Наибольшим распространением пользуются карбонатные и кремнистые породы.Железистые породы. К ним относятся породы, содержащие50 % и более железистых минералов. По условиям образования выделяют континентальные, морские и океанические железистые породы. При катагенезе с повышением температур и давлений происходит последовательный переход минеральных форм в ряду: лимонит –гётит – гематит – магнетит. Согласно широко известной и наиболеевероятной гипотезе, образование осадочно-метаморфогенных месторождений железистых кварцитов в среднем протерозое имеет биогенную причину. Условия процессов выветривания горных породземной поверхности в истории Земли осуществлялись при разныхзначениях окислительно-восстановительного потенциала (Eh),напрямую зависящего от присутствия в атмосфере свободного кислорода. Его появление в земной атмосфере связывается с временным интервалом 2,7–2 млрд лет назад и обязано, как показано В.
И.Вернадским, растительной биосфере, которая в процессе фотосинтеза генерирует кислород за счет поглощения углекислоты. В об254становке бескислородной атмосферы архея – раннего протерозоявысвобождавшееся в процессах выветривания железо находилось вформе его двухвалентного оксида (Fe(OH)2), растворимого при относительно высоких значениях рН. Поэтому гидрооксид железа могнакапливаться в морских водах.
Появление в атмосфере свободногокислорода означало перевод двухвалентного гидроксида железа втрехвалентный (Fe(OH)3), практически нерастворимый при значениях рН 4–5 и поэтому выпадающий в осадок. Так, в мелководныхлагунах древних морей, на воды которых влияние атмосферногокислорода было наиболее сильным, осуществлялось массовое осаждение и накопление гидроокислов железа. В процессах последующего метаморфизма обогащенные гидрооксидами железа осадкитаких бассейнов трансформировались в железистые кварциты. Исчезновение процесса отложения железистых кварцитов в дальнейшей истории развития планеты связано с постепенной сменой состава атмосферы на более кислородсодержащую.
Как известно, спалеопротерозойских событий кислородного обогащения атмосферы вплоть до настоящего времени, железо в зоне гипергенеза сразупереводится в трехвалентную нерастворимую форму, и поэтомуконцентрирования его гидрооксидов на континентах не происходит, за исключением особых случаев, подобных образованию «железных шляп» сульфидных месторождений.Марганцевые породы.
По генезису среди марганцевых породвыделяются континентальные, морские и океанические. Железомарганцевые конкреции – продукт осаждения железа и марганца надне современного океана. Они занимают около 75 % дна в севернойчасти Тихого океана, но значительно менее распространены в егоюжной части, а также Атлантическом и Индийском океанах.
Железомарганцевые конкреции имеют разнообразное внутреннее строение и сложены оксидами железа (гетитом или гидрогетитом) и марганца (тодорокитом, полиморфной разновидностью MnO2). Конкреции резко обогащены Co, Ni, Cu, Mo. Согласно распространенным взглядам, источником вещества конкреций являются вулканические подводные гидротермальные растворы и базальты, подвергающиеся выщелачиванию.
Рост этих конкреций происходил соскоростью 0,001 мм за 1000 лет. Поэтому марганцевые конкрецииприсутствуют только в таких участках океана, где была низкая скорость осаждения вообще какого-либо материала.255Глиноземистые породы. Алюминийсодержащие осадочныепороды насыщены оксидами и гидроокисдами алюминия. Значительную роль в глиноземистых породах играют примеси, среди которых основными являются оксиды железа (10–15 %), шамозит, каолинит, карбонаты кальция и магния, обломочные минералы(кварц, полевые шпаты, мусковит, рутил и др.).
Главнейшими алюминийсодержащими породами являются латериты и бокситы.Латериты – ярко окрашенные, преимущественно коричневатокрасные породы, рыхлые, водопроницаемые или плотные. Окраскапород определяется наличием в них гидроокислов железа. Основным алюминийсодержащим минералом является гидраргиллит(гиббсит). Латериты представляют собой современную кору выветривания пород, богатых алюмосиликатами, образовавшуюся вусловиях жаркого переменно-влажного климата. В результате химического выветривания, в условиях кислой среды, из материнскихкристаллических пород удаляются подвижные соединения.
А наместе остаются и постепенно накапливаются оксиды алюминия,железа, кремния и глинистые минералы, составляющие в совокупности латерит.Бокситы – алюминийсодержащие породы, представленныедиаспором (AlO(OH)), бемитом (AlO(OH)) и гиббситом (Al(OH)3).При дегидратации бокситовых отложений главным минералом становится диаспор.
По происхождению бокситы разделяются на остаточные и переотложенные. Бокситам свойственно обогащение Al,Ga, Be, Nb, Ti.В кремнистых породах главными породообразующими минералами являются кварц, халцедон и опал. Формирование кремнистых пород зависит, прежде всего, от геохимии кремния в морскойводе. Кремний присутствует в современной морской воде в незначительных концентрациях – 3·10–4 % (3 г/т) или у него 6-е местосреди катионов, что вызвано двумя причинами.
Первая причина –очень низкая растворимость его природных образований. Вторая иглавная причина малого содержания кремния в воде связана с биогенным фактором – аморфный кремнезем (опал) идет на постройкускелета диатомовых водорослей, радиолярий, кремневых губок. Сэтим связано резкое снижение концентрации SiO2 в морской воде вфанерозое до современных низких значений.
По современнымоценкам концентрация кремния в докембрийских океанах составляла около 60 г/т и выше [Siever, 1992].256Даже трава содержит заметное количество кремния, укрепляющего ее структуру. Поэтому биохимическое извлечение кремнияиз морской воды является главной причиной его низких содержаний. Характерно, что живые водоросли защищают свой кремневыйскелет от растворения специальными покрытиями из органическихсоединений. Однако после их смерти на дне океана одновременно сразложением остатков радиолярий или диатомовых водорослейаморфный кремнезем начинает растворяться.
Этот кремнезем, мигрирующий в стадию диагенеза, выделяется в виде цемента в сланцах или кремния на растительных остатках.Одной из типичных особенностей кремневых осадков является малое количество в них примесей. Это объясняется тем, что небольшой ионный радиус кремния резко ограничивает возможностиего замещения. Присутствие в виде изоморфных примесей вкремнеземе характерно для бериллия, германия, бора, титана, атакже алюминия с компенсацией заряда калием или литием.Фосфатные породы. К ним относятся породы, содержащие неменее 10 % Р2О5. Наиболее известны из них фосфориты, основнойчастью которых являются соли фосфорной кислоты – гидроксилапатит, фторапатит, коолофан. В качестве примесей в фосфатныхпородах присутствуют глинистый материал, карбонаты кальция имагния, органическое вещество, аутигенный кварц, халцедон, глауконит и пирит.
Для пород, отличающихся скоплениями органического вещества, типичны месторождения урана. В отличие от железных руд основные запасы месторождений фосфоритов локализуются не в докембрийских, а в фанерозойских отложениях.Карбонатные породы состоят из карбонатов кальция и магнияпри содержании карбонатного материала не менее 50 %. Основныеминералы – кальцит, доломит, арагонит, сидерит. В виде примесейприсутствуют глинистые минералы, обломочные частицы, сульфиды и оксиды железа и марганца.
Важными породообразующимикомпонентами карбонатных пород являются органические остатки – фораминиферы, мшанки, кораллы, криноидеи, брахиоподы иизвестковые водоросли. Наиболее характерные представителигруппы карбонатных пород – известняки, доломиты и породы смешанного состава.Главным компонентом карбонатных океанических осадковявляется CaCO3, менее распространены MgCO3 (в Атлантике до37 %) и SrCO3. Глубоководные карбонатные осадки относительно257обеднены Mg и Sr. Содержание Si, Ti, Al, K напрямую связано с присутствием глинистого терригенного материала.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
