Полезные ископаемые кор выветривания - Коры выветривания и полезные ископаемые

В элювиальных образованиях нередко заключены некоторые россыпные месторождения, такие, как золото, платина, алмазы, касситерит и др., находящиеся в исходных (материнских) породах в рассеянном состоянии. Во время формирования коры выветривания они как химически и механически стойкие вещества высвобождались и обогащали элювиальные образования.

С древней корой выветривания на территории бывшего СССР связаны месторождения руд никеля, железа, хрома, алюминия, редких элементов, магнезита, каолина, хризопраза, нефть и газа и др. полезных ископаемых.

В процессе выветривания различные промежуточные и конечные продукты разложения минералов и горных пород могут растворяться и выноситься приповерхностными водами. Их миграция осуществляется в виде взвесей, коллоидных и истинных растворов. Механический вынос порошковатых продуктов Коры выветривания водой, хотя в некоторых случаях и имеет существенное значение, однако мало влияет на изменение ее валового химического состава. Гораздо существеннее действуют коллоидные и истинные растворы. В результате разложения минеральной массы коренных пород и выборочной миграции элементов возникает Кор выветривания разного состава или разного профиля выветривания со свойственными им месторождениями полезных ископаемых. Кор выветривания различного профиля свойственна зональная смена минерального и химического состава по вертикали от коренных слабо измененных пород до выходящих на земную поверхность интенсивно измененных пород. Образование Коры выветривания зависит от климата, состава коренных пород, гидрогеологических условий, рельефа местности, тектонической структуры, длительности образования, эпохи формирования и степени мобильности земной коры. В периоды тектонического покоя в районах влажного и теплого климата происходит формирование Кор выветривания наибольшей мощности. Разложение большой массы органических веществ приводит к образованию CO2 и органических кислот, которые, просачиваясь из почвы в Кору выветривания, производят глубокое разложение горных пород и кислое выщелачивание растворимых продуктов выветривания. Из Кор выветривания выносится большинство подвижных элементов - Ca, Mg, Na, К, Si, многие редкие металлы.

Кора выветривания относительно обогащается наименее подвижными элементами - Fe, Al, Ti, Zr и др. с образованием гидроокислов Fe и Al, каолинита, галлуазита и др. глинистых минералов. Гидроокислы Fe придают Корам выветривания красную и бурую окраску. В условиях спокойного тектонического режима во влажных тропиках Кор выветривания достигает мощности десятков м, а в зонах разломов - сотен м.

В зависимости от минерального состава различают ряд типов выщелоченной Кор выветривания (каолиновая Кор выветривания, латеритная и т. д.). В условиях тектонических поднятий и расчлененного рельефа мощность Кор выветривания даже во влажном и теплом климате значительно меньше. В умеренном влажном и тем более в аридном и холодном климате процессы выветривания проникают на еще меньшую глубину, интенсивность изменения пород также минимальная. В сухом климате Ca далеко не выносится, возникает карбонатная и даже гипсовая Коры выветривания В холодном климате и в высокогорьях местами образуется только обломочная Кора выветривания малой мощности, нередко совпадающая с почвой. Зависимость от климата определяет широтную зональность в размещении Кор выветривания Зоны Кор выветривания шире географических и почвенных зон (для нескольких почвенных зон характерна одна зона Кор выветривания). В прошлые геологические эпохи на территории бывшего СССР в условиях тектонического покоя, при наличии влажного и теплого климата на протяжении многих миллионов лет происходило формирование мощных кислых выщелоченных Кор выветривания. Эти "древние Коры выветривания" частично сохранились под толщей осадочных отложений или выходят на земную поверхность. Местами они подверглись последующим изменениям - огипсованию, засолению, оглеению и т. д. Наиболее широко процессы формирования древней Кор выветривания были распространены в верхнем триасе и нижней юре, но известны также Коры выветривания докембрийского, палеозойского и послеюрского возрастов.

Коры выветривания, как в фанерозое, так и в докембрии, являются единственными достоверными свидетельствами существования континентальных обстановок, а в условиях отсутствия метатерригенных пород, зачастую становятся единственными источниками информации о условиях экзогенных процессов.

Коры выветривания в гранит-зеленокаменной области имеют широкое распространение и встречаются практически на всех стратиграфических уровнях. Специфичность химического состава раннедокембрийских кор выветривания Карелии состоит в накоплении К2О в верхних горизонтах профиля. В таблице 1 приведены коэффициенты изменения валового химического состава пород по профилю выветривания, относительно содержания этого элемента в субстрате. Такой способ представления позволяет увидеть эти изменения в сжатой форме и удобен для сравнения степени химических изменений различных объектов.

Анализ вариаций химического состава гипергенных образований свидетельствует о том, что формирование высококалиевых кор выветривания происходит по различному субстрату, как в условиях арктического климата, так и во время господства аридных обстановок (Алфимова, Матреничев, 2006 изотопное датирование).

Таблица 1 - Изменение химического состава пород при формировании раннедокембрийских кор выветривания Материалы XIV молодежной научной конференции "ГЕОЛОГИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ И ГЕОЭКОЛОГИЯ СЕВЕРО-ЗАПАДА РОССИИ"

Место расположения, возраст, источ-ников

Порода - субстрат

К(SiO2)

К(Al2O3)

К(CaO)

К(Na2O)

К(K2O)

1

Оз. Воронье, основание охтинской се-рии, предверхнелопийская

Гранит

-0,37

11,19

-63,51

-75,68

132,84

2

Хизоваарская стр., верхнелопийская

Андезит

2.85

-10.76

41.18

-21.96

4.55

3

Кумсинская стр, предсумийская (Коросов, 1991)

Гранит

-8,85

37,19

100,00

-75,00

45,83

4

Оз. Ватулма предсариолийская

Гранит - порфир 1

13.49

-79.83

394.73

-92.84

-64.81

Гранит - порфир 2

-7.30

-2.59

-22.92

-92.68

27.85

5

Оз. Косое предсариолийская (Негруца, 1979)

Гранит - порфир

-23,20

23,26

1008,70

-87,88

28,91

6

Оз. Большозеро, предсариолийская

Андезибазальт

-0.19

34.22

-57.40

-13.68

160.00

7

Оз. Паанаярви, предсариолийская

Риодацит

-10.75

4.12

-6.61

-64.41

22.35

8

П. Гирвас, предъятулийская (Путеводитель..., 1998)

Андезибазальт

-5,90

53,74

-92,12

-96,31

616,00

9

Ахвенлампи центр. Карелия, предъятулийская (Хейсканен, 1990)

Гранит

-14,19

20,64

-18,33

-94,55

98,97

10

Оз. Окуневское нижнеятулийская (Негруца, 1979)

Гранит

-8,97

57,31

-79,84

-97,92

341,72

11

Оз. Малый Янисъярви, нижнеятулийская

Гранит 1

5.86

-40.98

163.33

-95.85

2.34

Гранит 2

-7.54

15.38

-55.92

-95.15

154.55

12

Оз. Сегозеро, ятулийская (Металлогения Карелии, Петрозаводск, 1999)

Базальт

0.20

77.42

-100.00

-95.02

520.61

Расчет процентного соотношения элементов производится по следующей формуле:

Изменение содержания элемента (%) Коксид = ((Ks-Kp)/Kp)*100, где Ks - концентрация элемента в выветренном

Образце, Kp - концентрация элемента в субстрате (неизмененной породе)., 1 - элювиальная брекчия,

2 - серицитовая зона

Детальные петрографические и геохимические исследования гипергенных объектов показывают, что в некоторых корах выветривание можно выделить не только зону, обогащенную калием, но и зону, в которой происходит накопление кальция (номер 2,3,5,11 в таблице 1). В работах К. И. Хейсканена это явление описано для кор выветривания, сформированных в условиях аридного климата. Подобная особенность строения профилей, образованных в нивальном климате (номер 4 таблица 1), зафиксирована впервые (Климова, Алфимова, 2006). Группы иллита и смектита. Эти минералы "консервируют" калий и не позволяют этому элементу покинуть профиль выветривания. Остальные щелочные и щелочноземельные элементы, поступающие в раствор при растворении плагиоклаза и других минералов субстрата, выносятся из пород. Таким образом, при кислотном выщелачивании формируется раствор, обогащенный, рядом элементов, в том числе кальцием. Кислотность этого раствора при выщелачивании уменьшается и может достигать значений, соответствующих условиям устойчивости кальцита, что по данным М. В.Борисова (Борисов, 2000) близко к рН =6. В этих условиях ионкальция из раствора взаимодействует с углекислотой атмосферы, что приводит к осаждению кальцита в пределах остаточной коры выветривания. Кальцит чаще всего локализуется в зоне повышенной трещиноватости пород, или зоне элювиальной брекчии.

Похожие статьи




Полезные ископаемые кор выветривания - Коры выветривания и полезные ископаемые

Предыдущая | Следующая