Минеральные ассоциации жил альпийского типа

Своеобразным метаморфогенным образованием являются жилы альпийского типа. Они связаны с трещинами разрыва в породах складчатых областей, сложенных метаморфическими сланцами, гнейсами кварцитами и гранитами.

Состав жил однообразен для разных регионов. Главные минералы: кварц, кальцит, адуляр, альбит, рутил, брукит, хлорит, эпидот, гематит, цеолиты; характерно почти полное отсутствие сульфидов, халькофильных элементов, золота, минералов олова, вольфрама и многих других типичных для рудных жил.

С другой стороны, устанавливается сходство минерального состава альпийских жил и вмещающих их пород, обычно гнейсов или кристаллических сланцев. Предполагается, что формирование жил альпийского типа связано с действием на породы выделяющейся при метаморфизме воды и возникновением метаморфических гидротермальных растворов, которые в трещинах разрыва отлагают минералы, по составу тождественные минералами вмещающих пород. Следовательно, жилы альпийского типа – это образования метаморфогенные, они генетически не связаны с каким-либо глубинным магматическим очагом.

В практическом отношении они очень интересны как источники пьезокварца (горного хрусталя), а иногда и адуляра (лунного камня). Месторождения горного хрусталя в образованиях типа альпийских жил известны на Полярном Урале. Жилы выполнены плотным крупнокристаллическим молочным кварцем («кварцевая кайма»), внутри жилы кристаллы горного хрусталя, карбонаты, рутил. В основных породах присутствуют червеобразные кристаллы хлорита выстилающие полость жилы.

3.5 Экзогенные процессы и связанные с ними минеральные ассоциации

Все процессы происходящие на поверхности Земли в результате взаимодействия литосферы с внешними оболочками (атмосферой, гидро- и биосферой) называются поверхностными или экзогенными.

Главные факторы: Т^о, Н₂О, О₂, СО₂, органические вещества. Как уже известно, на поверхности, прежде всего, происходит физическое разрушение и химическое разложение всего того, что было создано эндогенными процессами и одновременно образование новых продуктов, устойчивых в создающихся условиях на поверхности Земли. Это процессы выветривания. В результате химического выветривания часть элементов из выветрелых пород переходит в поверхностные воды. Они могут вымываться в более глубокие горизонты выветрелых пород и, реагируя с ними, давать новые инфильтрационные минералы. Либо выносится водами рек в моря и океаны и при благоприятных условиях выделяться в виде осадков.

Часто в процессах выветривания активно участвуют живые организмы.

В зависимости от условий экзогенных процессов последние принято делить следующим образом:

1. Процессы выветривания, в результате которых образуются:

а) коры выветривания;

б) зоны окисления.

2. Процессы осадконакопления, в результате которых образуются:

а) механические осадки,

б) инфильтраты,

в) химические осадки.

3. Биогенные процессы:

а) биогенные осадки

б) биохимические

3.5.1 Коры выветривания

Коры выветривания – это совокупность продуктов выветривания залегающих на месте образования.

Существуют современные и древние коры выветривания. И.И. Гинзбург по развитию в пространстве выделяет площадную (занимающую значительные площади) и линейную (вытянутую в одном направлении), связанную с контактами, трещинами, жильными породами и др.

Мощность коры выветривания зависит от сочетания ряда условий: от рельефа (выровненность суши), тектоническое спокойствие, слабая эрозия, теплый и влажный климат. Важную роль в формировании коры выветривания играют приповерхностные воды, область циркуляции которых можно разделить на 3 зоны (рис. 3.16):

а - зона просачивания (аэрации) между поверхностью и уровнем грунтовых вод, в ней вертикальная циркуляция. В Н₂О содержится много кислорода «СО₂^», т.е. водно-воздушный режим.

б – зона «истечения» под уровнем грунтовых вод. Нижняя ее граница определяется пунктами пересечения уровня грунтовых с поверхностью (пунктами «истечения»). В пределах этой зоны воды имеют небольшое движение, направленное к пунктам «истечения». Содержание «О» в этих водах низкое.

в - зона застойных вод, которые не перемещаются и не имеют свободного кислорода.

Рис. 3.16 Зоны циркуляции приповерхностных вод

По мере просачивания поверхностных вод в более глубокие горизонты меняется их общий характер. Воды постепенно снижают свой окислительный характер, расходуя по пути свободный «О» на окислительные реакции. Особенно этот расход интенсивен при окислении сульфидов. Степень окисления (и восстановления) оценивается величиной окислительно-восстановительного потенциала (Еh), который выражается в милливольтах и изменяется от 200 до + 500 мВ. Важную роль при этом играет показатель рН, который указывает на содержание свободных ионов Н и ОН, определяя активность выветривания. От рН растворов зависит характер продуктов выветривания. Так каолинит образуется в кислой среде при рН < 7, а монтмориллонит – в щелочной.

В минеральном отношении кора выветривания представляет собой скопление самых различных минералов.

1) первичные минералы, устойчивые против агентов выветривания (кварц, рутил, магнетит) и такие, которые не успели подвергнуться выветриванию;

2) промежуточные продукты, сохранившие кристаллическое строение, но поддавшиеся уже изменениям (гидрослюды, гидрохлориты);

3) продукты конечного разложения первичных минералов (или Si O₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, соли щелочных и щелочно-земельных металлов).

Характерной особенностью является наличие в коре выветривания коллоидальных образований.

В образовании коры выветривания различают несколько стадий. (По Полынову Б.Б.).

1. Обломочная – физ. выветривания

2. Сиаллитная (обызвесткованная) – начало химического выветривания с частичным выносом катионов. Образуются гидрослюды, гидрохлорит, монтмориллонит. Среда щелочная (вынос K, Na, Ca, Mg).

3. Кислая сиаллитная стадия протекает в кислой среде. Происходит дальнейший вынос катионов и кремнезема и образование глинистых минералов гр. каолинита. Образующиеся карбонаты выносятся K [AlSi₃O₈] + CO₂+H₂O→K₂CO₃+Al₄[Si₄O₁₀](OH)₈ +SiO₂ n H₂O

4. Аллитная стадия характеризуется дальнейшим разложением силикатов с образованием простейших наиболее устойчивых на поверхности соединений – водных окислов Al₂O₃, Fe₂O₃ и SiO₂ (гиббсит, бурый железняк, опал).

Ход выветривания и степень его развития существенно изменяются в зависимости от Т^о и влажности, поступления органического вещества, а также от рельефа.

Различают следующие типы кор выветривания

1. Кора латеритного типа развивается по ультраосновным, кислым и щелочным породам в условиях жаркого и влажного климата. Латериты характеризуются накоплением на месте выветрелых пород отложений обогащенных окислами и гидроокислами Fe, Al и глинистыми минералами: лимонит, гематит, гидраргиллит (гиббсит), диаспор, бемит и каолинит. Типичный пример латеритов – бокситы.

В латеритах по ультраосновным породам преобладают окислы и гидроокислы Fe, по кислым – глинозем.

2. Кора силикатно-никелевого типа развивается при выветривании массивов ультраосновных пород, чаще предварительно серпентинизированных. Среди минералов в этом случае широко распространены силикаты Ni (гарниерит Ni₄ [Si₄ O₁₀] (OH)₄ 4H₂O, ревдинскит (Ni,Mg)₆ [Si₄O₁₀] (OH₈)), серпентин, глинистые минералы (монтмориллонит Mg₃Al₂ [Si₄O₁₀] (OH)₂ nH₂O, нотронит – Fe₂Al [Si₄O₁₀] (OH)₂), гидроокислы Fe, халцедон, кварц, магнезит, доломит, кальцит, пиролюзит, асболан (Co,Ni)O MnO₂ nН₂О. Это поставщики Ni, иногда и Со- руд.

3. Кора Mn типа развивается в условиях жаркого, богатого влагой климата по осадочным отложениям карбоната Мn – родохрозита. Мощность ее достигает в несколько десятков м, представлена чистейшим пиролюзитом (источник Mn и материал для производства электрических аккумуляторов). Подобные коры развиваются не только по родохрозиту, но и по силикатам Mn (спессартин Mn₃Al₂ [SiO₄]₃, родонит, тефроит (Mn, Mg)₂ SiO₄.

4. Кора железистого типа развивается по сидериту и представлена гидроокислами Fe мощностью в десятки метров и может иметь промышленное значение (Бакальское месторождение, Ю. Урал).

5. Кора глинисто-каолинитового типа развивается по кислым интрузивным и метаморфическим породам (гранитам, гнейсам) в условиях умеренного климата она состоит в основном из кварца и каолинита и гидрослюды, типоморфный минерал - каолинит, мощность местами до 100 м и более.

6. Гипсовые шляпы развиваются при выветривании соляных залежей. В этом случае легкорастворимые соли (хлориды и сульфаты Na, K, Mg) вымываются, тогда как гипс, ангидрит остаются на месте. Иногда вместе с ними накапливаются бораты.