II. Минералы осадочных процессов (седоментогенез) Перенос материала в водной среде

         1. При формировании осадочных месторождений важная роль принадлежит способности различных веществ к переносу в водной среде (реками, временными потоками, морями и т.д.). Страхов по форме переноса вещества, разделяют на 4 группы:

1. легкорастворимые соли – NaCl, KCl, MgSO₄, Mg Cl₂, CaSO₄. Они находятся в реках всегда в виде истинных, ионных растворов и никогда в виде коллоидных растворов и во взвешенном состоянии.

2. карбонаты щелочных и щелочноземельных металлов – CaCO₃, MgCO_3.

Они находятся в виде резко ненасыщенного раствора (тропики, гумидный климат) и в виде тонкозернистой механической взвеси в степных и горных реках.

3. соединения Fe, Mn, P, а также V, Cr, Ni, CO, Cu и др. – они имеют очень малую растворимость, образуют на ряду с истинными растворами и коллоидные. Коллоиды – дистротная среда и дистротная доза. Месячные 10^-10 мм.

4. силикатные, алюмосиликатные минералы, кварц – переносятся в реках только в суспензионном виде и в виде грубозернистого металла.

2. Дифференциация осадков.

Минералы из водной среды осаждаются не одновременно, а подчиняясь определенной закономерности. Выделяют процессы: механической и химической дифференциации.

1. механическая дифференциация. Она осуществляется в водной среде, обладающей движущей силой реки, побережья, морей и океанов. Она определяется величиной и формой, их плотность, устойчивостью к  истиранию, скоростью и массой транспортирующей среды. В общем случае можно считать, что ближе к берегу, морских бассейнов различаются более крупнозернистые осадки – валуны, галька, гравий, далее – пески, еще далее – илы.

Устойчивости:

А. В формировании осадочных пород важную роль играют  обломки минералов и минеральные зерна наиболее устойчивые к процессам выветривания и механического разрушения. Минералы, попавшие в осадок после транспортировки называются аллотигенными. Среди них выделяются группы неустойчивых минералов (пироксены, амфиболы, оливин, полевые шпаты и т.д.) и группы устойчивых (кварц, циркон, турмалин, магнетит, ильменит, гранаты и др.).

Б. По плотности различают минералы тяжелой фракции с удельным весом > 2,89 г/см³ и минералы легкой фракции с удельным весом <2,89 г/см³.

 Минералы тяжелой фракции осаждаются ближе от источника, легкой фракции – дальше, соответственно ведут себя неустойчивые и устойчивые минералы.

В. При переходе соответствующего осадка в горную породу (стадия диагенеза) возникает ряд новых минералов, которые называются аутигенными. Среди них выделяются синтетические и эпигенетические минералы. Главными минералами АУК являются опал, халцедон, Q, кальций, доломит, магнезит, сидерит, глауконит, каолинит, гидрослюды, гидраргиллит, гидроокислы Fe, пиролюзит,  пирит, гипс, ангидрит, галит.

Элементы и характеристика осадочных образований

В разряде россыпи выделяют: торфы, пласт (пески), плотик.

Пласт – часть россыпи с концентрацией полезного компонента.

Торфы – породы, перекрывающие пласт

Плотик – породы на которых располагается пласт.

В россыпях концентрируются минералы с повышенной плотностью и устойчивостью (Au, Ag, алмаз, монацит, циркон, ильменит и т.д.). Наиболее богатые россыпи – вдоль вогнутой стороны изгиба рек в устье рек и в прибрежно-морской полосе. Характер плотика влияет на россыпи. Благоприятны: известняки, доломиты, сланцы (глинистые, хлоритовые).

Минеральный состав формаций россыпчатых месторождений

Породы	Формации	Минералы
Основные и условно-основные	1. алмаза 2. платины	Алмаз, ильменит, оливин, магнетит, корунд, пироксены, хлорит.
Щелочные	1. циркона 2. рутила	Апатит, гранаты, магнетит, перовекит, рутил, сфен, циркон, флюорит.
Средние и кислые	1. самородного Au 2. монацита 3. танталита-колумбита 4. ильменита и рутила 5. касситерита и вольфрама	Анатаз, апатит, вольфрам, гематит, золото, Ag, гранит, ильменит, касситерит, Q, дистен, монацит, турмалин, циркон, шеелит.

 

 

 

 

 

2. химическая дифференциация

Продукты выветривания, которые переносятся в виде истинных или коллоидных растворов осуждаются в водоемах по закону химической дифференциации.

Движение водных масс очень  слабое или отсутствует.

В начале кристаллизуются труднорастворимые продукты, а легкорастворимые откладываются лишь в специфических условиях, которые содействуют их осаждению.

Факторы осадконакопления: температурный режим, концентрация.

Минеральный состав химических осадочных месторождений

 

Растворы	Формации	Минералы
Истинные (ионные) растворы	Галогенная	Гипс, ангидрит, галит, сильвин, карналлит, бишофит, полигатит, кальций, арагонит, доломит, сода, сидерит, борацит.
Коллоидные растворы	Железных руд	Гидрогетит, шамозит, глауконит, гетит, сидерит, пирит, вивианит, барит, кальцит, гематит.
	Марганцевых руд	Псиломелан, пиролюзит, манганит, родохрозит, гретит, гиалюзит, опал, кальцит, гипе, барит, марганит.
	Бокситов	Диаспор, белит, гиббсит, бурые железняки, каолинит, пирит.
	Цветных металлов	Сфалерит, галенит, церуссит, слистсонит, халькозин, халькопирит, борнит, кальций, пирит, марказит, сера, блеклая руда, аргентит.

 

а. Химические осадочные месторождения, которые образовались из  истинных растворов, представлены галогенной формацией. Она формируется за счет месторождений солей кальция, натрия, калия, магния (гипсы, ангибриды, калийная соль, калийная и магнезиальная соль, бораты). Эти месторождения формируются за счет солевой массы мирового океана.

Образуются в морях и морских лагунах  в условиях аридного климата, когда образуется достаточно высокая концентрация солей в растворах. Существует определенная последовательность осаждения, которая зависит от растворимости. Первое – труднорастворимые, последние – легкорастворимые.

Схема осаждения солей из морской воды

С остояние водного бассейна

(Морская вода

открытых бассейнов)           1. Карбонаты

  (лагуны)                                         

                                               2. Гипс

                                                           

                                               3. Каменная соль и гипс

                                                           

                                               4. Каменная соль и ангидрит

                                                           

                                               5. Каменная соль и полигалит

                                                           

                                               6. Магнезиальных и калийных солей

                                               (карналит и сильвин)

  (рассолы

«рапа)

 

         Кроме растворимости солей, на последовательность и образования влияет относительное количество солей в растворе, t° раствора, а также наличие других солей. Концентрация в условиях земной поверхности может достичь насыщения только при определенном режиме достаточных водоемов, когда прилив в них воды, содержащей соли будет равен (или меньше) испаренного.

         б. Химические осадочные месторождения, образовавшиеся из коллоидных растворов представлены рудами железа, марганца, меди и алюминия.

         Коллоидно-химические осадки образуются за счет коагуляции коллоидных растворов. В виде мицелл переносятся мельчайшие частицы глинистых минералов, кремнезема, некоторых соединений Fe, Mn, P,  Al. На поверхности этих мицелл адсорбируются катионы многих малых элементов. Значительная часть коллоидов, попадая в морскую воду (рн > 7), нейтрализуются мицеллы и свертываются, переходят в гели, а выпадая в виде студенистого придонного осадка. Основная часть вещества коллоидов оседает  сразу же в прибрежной области моря, но коллоиды Fe, Mn, как наиболее устойчивые переносятся в центральные части бассейнов. Образуются Fe-Mn конкреций.