Каолинатуация – замещение первичных минералов породы на минералы. Кремнезем выделяется в виде скрытокристаллических. Экзогенные процессы минералообразования

 

         Экзогенные процессы минералообразования происходят на поверхности земли или в близи её поверхности, а также в атмосфере и гидросфере. Продукты этих процессов объединяются в две большие группы.

1. минералы кор выветривания;

3.     минералы осадочных пород.

Процессы, приводящие к образованию тех или иных минералов на поверхности земли, идут последовательно и выражаются в следующей  схеме:

Процессы выветривания Ù переноса Ù осадконакопления Ù диагенеза.

1. Минералообразование в коре выветривания (гипергенез)

Процессы выветривания происходят в так называемой зоне гипергенеза и они приводят к механическому разрушению и химическому разложению пород и минералов. Агентами выветривания являются вода и ветер, колебания температуры в близи поверхности, кислород и углекислота воздуха, жизнедеятельность организмов. Интенсивность выветривания также зависит от климата, рельефа местности, химического состава пород и минералов.

А. различают современные и древние коры выветривания. Современная кора проявляется в виде площадных образований и развивается на глубину десятков и сотен метров. Древнее выветривание происходило при образовании всех ? во время перерыве в осадконакоплении ( площадные и линейные).

Б. мощность коры выветривания зависит от сочетания ряда условий: выравненности суши, тектонического спокойствия, эрозионной деятельности, климата, состава пород, гидрологических условий.

Благоприятными условиями для образования мощных кор выветривания являются:

1. выровненные поверхности суши – пенеплены.

Например, P и MZ время на Урале Ù мощное. Коры выветривания до 100 и > метров.

2. тектоническая стабильность участков земной коры.

Например, в MZ-KZ на Урале было три периода  тектонического спокойствия.

3. слабая эрозионная деятельность поверхностных вод, которая не давала возможности размывать К.В.

4. теплый и влажный климат – гумидный.

Например, в тропиках К.В. более мощные и более ярко выражены.

5. состав пород – легкоразрушаемые и химически неустойчивые минералы в процессе окисления переходят в более устойчивые соединения.

Соединения с металлами в низших степенях валентности Fe²⁺, Mn²⁺, V³⁺ и др. Соли, возникающие  при этих процессах, подвергаются частично гидролизу и переходят в гидроокислы – труднорастворимые в воде.

6. подземные воды, особенно в верхних частях горных массивов и кор выветривания несут большой запас свободного кислорода, что способствует разрушению неустойчивых минералов.

Степень окисления оценивается величиной окислительно-восстановительного потенциала (Еh) от -200 до  +500 мв. Чем выше Еh, тем активнее идут процессы выветривания.

         Показатель рН также является индикатором процессов выветривания. Например, каоменит возникает в кислой среде (рН>7), монтмориллонит – в щелочной.

         В. В минеральном отношении кора кора выветривания (К.В.) представляет собой скопление самых различных минералов. В ней широко представлены:

1. первичные минералы, особенно устойчивые против влияния агентов выветривания (кварц, рутил, циркон) и те, которые ещё не успели подвергнуться выветриванию;

2. промежуточные минералы, сохранившие кристаллическое строение, но поддавшиеся уже значительным изменениям (гидрослюды, гидрохлориты и т.д.).

3. продукты конечного разложения первичных минералов  (гели кремнезема, глинозема, окиси железа и соли щелочных и щелочно-земельных металлов).

Характерной особенностью коры  выветривания является наличие в ней коллоидальных образований.

В зависимости от преобладания в коре выветривания определенных минералов различают К.В. каоменитовые, монтмориллонитовые, охристые, гидрослюдистые, бокситовые, карбонатные и т.д.

Конечными продуктами разложения являются минералы, устойчивые в самых верхних горизонтах земной коры. Здесь в зависимости от горных пород формируются следующие минералы:

1. ультраосновные породы: кварц, халцедон, опал, гидроокислы Fe, кальций, арагонит, доломит, магнезит, нантронит, силикаты никеля.

2. основные породы: монтмориллонит, нантронит,  галлуазит, гидроокислы Fe, Q,  опал, хлорит, кальций, халцедон, палы горский.

3. средние породы: каолинит, гидроокислы Fe, гидрослюды, гидрохлорит, опал, халцедон, Q.

4. кислые породы: хаоменит, гидрослюды, гидроокислы Fe, гидроргилит, опал, халцедон, Q.

5. щелочные породы: гидрослюды, монтмориллонит, бейделлит, гидроокислы Fe.

6. известняки: кальций, гидроокислы Fe, сферосидерит, халцедон, кремень.

7. гипсоносные породы: гипс, барит, самородная сера, арагонит, кальций.

8. глинистые и песчано-глинистые породы: каолинит, глауконит, вивианит, фосфорит.

Различные минералы по-разному реагируют на агенты выветривания и изменения происходят также постепенно:

а. Оливин, пироксены, амфиболы (наименее устойчивые) Ù хлорит, гидрослюды Ù монтмориллонит, нонтронит Ù гидроокислы Fe Ù окись Al.

б. Полевые шпаты Ù гидрослюда Ù каолинит Ù монтмориллонит.

в. Нефелин Ù гидрослюда Ù бейделлит Ù монтмориллонит.

Г. Стадийность образования К.В.

При выветривании кристаллических пород  устанавливают три стадии:

Первая – вынесение наиболее подвижных соединений (гиброслюды и гидросиликаты) (Na, K, Ca, Mg). На этой стадии первичная кора выветриваясь представляет собой в начале физическую К.В., а затем она обогащается известью и насыщается основаниями.

Вторая – вынесение малоподвижных веществ (каолинит, монтмориллонит) (передвижение в подвижное состояние кремнезема благодаря щелочной реакции среды растворов). Верхние горизонты К.В. теряют значительную часть оснований и обогащаются кремнеземом (каолинитовый тип выветривания).

Третья – вынесение соединений Fe. (окислы и гидроокислы Fe u Al). На этой стадии остаются только полуторные окислы Fe u Al (аллитный тип выветривания – бокситы, железные шляпы и т.д.).

Происходит полный гидролиз силикатов.

Д. Формации К.В.

Минеральные месторождения К.В. могут возникать как остаточный продукт, либо как результат вмывания растворов.

В формациях остаточной группы выделяют месторождения:

1. латеритов, которые образуются за счет у/о, кислых и щелочных пород отложения обогащены гидроокислами Fe u Al, глинистые минералы – каолинит.

2. окислов и гидроокислов Mn , которые образуются за счет осадочных карбонатных руд марганцы и метаморфических пород, обогащенных Mn (вернадит, псиломилан, пиролюдий).

3. минералов глин, которые образуются за счет всех п.ч. Преобладают глины каолинитового состава, Q.

4. гипсовой шляпы – связаны с залежами солей, которые попадают в сферу действия подземных вод, которые выносят компоненты солей и осаждаются гипс, ангидрит,  как примеси бораты, самородная сера, галенит, сфалерит.

5. зона окисления сульфидных месторождений (железная зона) – образует плащеобразные тела. Сульфиды переходят в окислы и гидроокислы, сульфаты, карбонаты, кремнезем.

В формациях инфильтрационной группы образуются месторождения как продукт выветривания и дальнейшего переноса компонентов водными растворами. Среди них наибольшее распространены месторождения сферосидерита, барита, фосфоритов и вторичного сульфидного обогащения.