Смекни!
smekni.com

Месторождения полезных ископаемых 2 (стр. 15 из 22)

Литература:[1], с.182-196

Проектные задания

Собрать сведения о генезисе колчеданных месторождений вулканической ассоциации Вопросы для самоконтроля знаний:

1. К каким комплексам пород приурочены колчеданные месторождения?

2. Какой состав руд, и какая форма рудных тел отличают колчеданные месторождения?

3. Как группируются колчеданные месторождения по составу руд?

4. В чем заключается современная генетическая модель образования колчеданных месторождений?

5. Какие вулканические породы характерны для медно-колчеданных месторождений?

6. В чем отличие состава вулканических пород для колчеданно-полиметаллических месторождений?

7. Какие околорудные изменения характерны для колчеданных месторождений?

8. При каких температурах образуются колчеданные руды?

9. Как группируются колчеданные месторождения по составу руд? Литература: [1], с.188 -196; [4], с. 39 – 45, с. 157 – 228

Экзогенная серия

Лекция 13 (2 часа). Месторождения выветривания

Общая характеристика. Агенты выветривания. Профили выветривания.Предпосылки образования месторождений выветривания. Типы месторождений выветривания. Изменения месторождений полезных ископаемых при выветривании.

Вопрос 1.Общая характеристика.Кора выветривания – это самостоятельная континентальная геологическая формация, возникающая под воздействием атмосферных и биогенных агентов на коренные породы, выведенные на дневную поверхность, и представленная продуктами механического, химического и биохимического разрушения этих пород. Кора выветривания служит мощным источником минеральной массы для всех экзогенных месторождений.

Месторождения выветриванияприурочены к корам выветривания (хемогенному элювию и представляют собой гипсометрически несмещенные продукты глубокого химического преобразования пород в зоне гипергенеза.

Формирование месторождений выветривания обусловлено перегруппировкой минеральной массы глубинных пород, химически неустойчивых в термодинамических условиях приповерхностной части земной коры. Кора выветривания распространяется вглубь Земли до уровня грунтовых вод (обычно 60 – 100 м от поверхности и редко до 200 м). Для образования месторождений, связанных с химическим выветриванием необходимо сочетание целого ряда факторов – климата, рельефа, состава пород субстрата и др., а также действия необходимых агентов выветривания.

Вопрос 2. Агенты выветривания. К основным агентам выветривания относятся вода, кислород, углекислота, организмы, аминокислоты, колебания температуры.

При разложении коренных пород в коре выветривания важную роль играют реакции окисления, гидратации, гидролиза и частично, диализа. Химическое выветривание чаще всего начинается с окисления. Окисление происходит по-разному в различных геологических обстановках и климатических условиях. Обычно этому процессуподвержены соединения железа, магния, никеля, кобальта, т. е. металлов, сравнительно легко вступающих во взаимодействие с кислородом. В то же время алюмосиликаты и силикаты (наиболее развитые породообразующие минералы) при воздействии на них поверхностных растворов, богатых кислородом, разлагаются. При этом слагающие их компоненты - щелочные металлы и даже кремнезем переходят в раствор. При разложении легче удаляются неметаллические элементы, тогда как металлы часто накапливаются в коре. К энергично выносимым относятся хлор, бром и сера, к легко выносимым – кальций, натрий, калий и фтор, к подвижным кремнезем фосфор, марганец, кобальт, никель и медь, а к инертным – железо, алюминий и титан.

Вопрос 3. Профили выветривания. В результате разложения коренных пород и избирательной миграции элементов возникает кора выветривания разного состава (или разного профиля выветривания) с характерными полезными ископаемыми. Профиль выветривания определяется, прежде всего, по степени разложения породообразующих силикатов, выражаемой соотношением кремния и алюминия в еѐ минеральной массе. Различают следующие профили выветривания:

- гидрослюдистый с элювиальными россыпями;

- каолин-гидрослюдистый (глинистый) с месторождениями глин и каолинита, маршаллита, фосфоритов, магнезита, бирюзы;

- латеритный с бокситами, кобальт-железо-никелевыми месторождениями).

Насыщенный сиалитный (гидрослюдистый) профиль характеризуется изменением силикатов в реакциях гидратации и гидролиза без существенного выноса кремнезема. Типорфные минералы – гидрослюда, гидрохлорит, бейделлит, монтмориллонит. Для полезных ископаемых этот тип малосущественен.

Иногда с ним связывают золотоносные коры выветривания.

Ненасыщенный сиалитный (глинистый) профиль отличается частичным выносом кремнезема. Типоморфными минералами являются каолинит, галлуазит, нонтронит и кварц. Характерны месторождения глин и каолина.

Для алитного (латеритного) профиля типично полное нарушение связей между глиноземом и кремнеземом, интенсивная миграция (вынос из субстрата) щелочей, кремнезема и накопление гидрооксидов алюминия, оксидов и гидроксидов железа, водных силикатов никеля и кобальта, окислов марганца.

Вопрос 4. Предпосылки для образования месторождений выветривания. К главным факторам выветривания относятся: тропический климат, состав исходных пород, тектонический режим, геоморфологические и гидрогеологические условия.

Химическому выветриванию способствует жаркий тропический и субтропический климат с обилием теплых дождей, буйной растительностью. Особенно интенсивно коры выветривания образуются на выровненных денудационных поверхностях (пенепленах, педипленах), расчлененных глубокими оврагами, что способствует низкому уровню грунтовых вод и длительному химическому разрушению коренных пород в стабильных континентальных обстановках. По данным Б.Михайлова при одинаковом климате и субстрате на речных террасах формируются каолины, а на пенепленах – бокситы. Благоприятный рельеф формируются с тесной связи с тектоническим фактором. Непременным условием для формирования рудоносных кор является также наличие ценных компонентов в исходных породах (субстрате). Например, никеленосные коры формируются по ультраосновным породам, где никель первоначально содержится в оливине. Для образования бокситов, каолинов необходим алюмосиликатный субстрат (глинистые сланцы, граниты, сиениты). Коры выветривания с бурыми железняками формируются по сидеритам, анкеритам. Оксиды марганца в корах накапливаются при выветривании карбонатов марганца.

Вопрос 5. Типы месторождений. По форме и условиям нахождения тел полезных ископаемых различают месторождения площадной, линейной и приконтактовой коры выветривания. Месторождения площадной коры плащом покрывают коренные породы. Нижняя граница плащеобразных залежей сложная, неровная, размеры в поперечнике от десятков до тысяч метром, мощность – до первых десятков метров. Месторождения линейной коры выветривания имеют форму жилообразных тел, которые развиваются по системам трещин до глубины 100-200 метров. Приконтактовые (контактово-карстовые) месторождения выветривания размещены вдоль контакта растворимых пород (например, карбонатных) и пород, поставляющих минеральное вещество при разложении (например, никель содержащий серпентинит).

В зависимости от способа накопления вещества полезного ископаемого, месторождения выветривания делятся на остаточные и инфильтрационные.

Остаточные месторождения формируются вследствие растворения и выноса грунтовыми водами минеральной массы горных пород, не имеющей ценности, и накопления в остатке вещества полезного ископаемого. Форма тел – плащеобразная. Пример – месторождения каолина (Глуховецкое на Украине), бокситов (Боке в Гвинее), гарниерит-нантронитовые месторождения силикатных никелевых (с кобальтом) руд (Кимперсайское, Халиловское, Верхнеуфалейское на Южном Урале), на Кубе и др.

Инфильтрационные месторождения возникают при растворении грунтовыми водами ценных компонентов, их фильтрации и переотложении вещества в нижней части коры выветривания. Так возникает ряд месторождений полезных ископаемых: железа, марганца, меди, урана, ванадия, радия, фосфоритов, гипса, боратов, магнезита, исландского шпата.

Наиболее важное промышленное значение имеют инфильтрационные месторождения урана. Они возникают в связи с деятельностью подземных вод глубокой циркуляции. Источником урана являются горные породы, содержащие повышенные концентрации этого элемента, входящего в состав акцессорных минералов. В результате их разложения при процессах выветривания уран переходит в растворы и переносится грунтовыми водами в виде соединений уранила. Выделение урана из растворов в вилле настурана и урановых черней обусловлено действием различных восстановителей – углистого вещества, битумоидов, сероводорода и др.

Вопрос 6. Изменения месторождений полезных ископаемых при выветривании. При химическом и физическом выветривании тела полезных ископаемых, выведенных на поверхность земли, также претерпевают существенные изменения минерального, химического состава и строения. Наибольшие преобразования происходят при выветривании сульфидных рудных тел, пластов угля, залежей минеральных солей, серы.