59. Остаточные месторождения латеритного профиля коры выветривания.

Образуются в условиях тропического климата.

Формация силикатных никелевых руд, бурых железняков и магнезита (кора выветривания гипербазитов). (таблица).

Месторождения о. Новая Каледония, Южного Урала.

Формация каолин-бокситовая (кора выветривания алюмо-силикатных пород, гранитов, сланцев).

60. Генезис остаточных месторождений выветривания.

Образование кор выветривания можно рассматривать как низкотемпертаурный метасоматоз, приводящий к постепенному замещению первичных пород продуктами выветривания. При этом концентрация полезных ископаемых и образование месторождений происходит на геохимических барьерах. Рассмотрим физико-химические условия, существующие в современных корах выветривания. Верхняя часть коры или зона аэрации характеризуется циркуляцией грунтовых вод, насыщенных кислородом, просачивающиеся вниз воды постепенно теряют кислород, идущий на реакции окисления и ниже уровня грунтовых вод в застойных условиях среда может стать бескислородной. Таким образом, при движении сверху вниз среда постепенно меняется с окислительной на восстановительную. Концентрация водородных ионов, характеризующая щелочно-кислотные условия среды, меняется аналогичным образом. В верхней части коры выветривания среда является кислой в основном за счет гумусовых кислот, вырабатывемых растениями. С глубиной при наличии в породах щелочных и щелочноземельных металлов среда нейтрализуется и сменяется на щелочную. В верхних горизонтах коры окислительная среда играет роль геохимического барьера для Fe, Mn, Al, Co, которые здесь в виде гидроксидов образуют промышленные концентрации. Вместе с тем кислая среда в верхней части коры способствует выносу в нижние горизонты Ni и Mg. В нижних частях коры роль геохимического барьера выполняет щелочная среда. На щелочном геохимическом барьере концентрируются Ni, Mg, Ca. В то же время из нижних горизонтов коры выносятся кремний, подвижный в щелочной среде, и железо, подвижное в восстановительной безсероводородной среде. Таким образом, в рудообразовании основную роль играют окислительный и щелочной геохимические барьеры.

В формировании элювиальных россыпей концентрация минералов происходит на поверхности выветривающихся пород путем постепенного погружения ценных минералов в толще рыхлых образований на барьере, названном А.М.Кропачевым (1983) плотиковым.

61. Инфильтрационные месторождения выветривания, их классификация по типу геохимического барьера.

Название класса связано с названием процесса. Инфильтрация - это просачивание поверхностных вод в толщу осадков или горных пород. Такие воды могут содержать различные компоненты, концентрация которых на геохимических барьерах может привести к образованию месторождений полезных ископаемых.

Тела полезных ископаемых залегают среди проницаемых для грунтовых вод осадочных отложений и горных пород. Форма тел бывает различной: линзовидной, серповидной, лентовидной. Типичной считается серповидная форма залежей.

Состав полезных ископаемых определяется, во-первых, составом выветривающихся горных пород, поставляющих вещества для образования месторождений, и, во-вторых, характером геохимического барьера (средой концентрации), на котором происходит минералообразование.

Классификация инфильтрационных месторождений основана на характере среды, в которой происходит концентрация полезных компонентов, т.е. на характере геохимического барьера. Выделяются пять подклассов, связанных с пятью барьерами: щелочным, восстановительным, температурно-барическим, криогенным и фильтрационным. Однако название подклассов дается по наиболее устоявшимся и общепринятым названиям.

Классификация месторождений инфильтрационного подкласса

группы выветривания

Подкласс - Примеры формаций полезных ископаемых (Примеры месторождений);

Контактово-карстовый (щелочно-барьерный) - Контактовых силикатных никелевых руд (Уфалейское на Урале); Ролловый (восстановительно- барьерный) - Селен-урановая, Уран-ванадий-медная, Самородной серы (Шор-Су в Узбекистане), Волконскоитовая (Ефимятское в Предуралье); Калькретовый (термобарическо-барьерный) - Известковых туфов, Урансодержащих туфов; Криогенный - Углеводородных газогидратов; Атмосферноводный - Пресных грунтовых вод.

Месторождения контактово-карстового подкласса залегают на контакте породы, являющейся источником полезных компонентов и породы, создающей щелочной геохимический барьер, в качестве последней обычно выступают карбонатные породы. Поскольку карбонатные породы достаточно хорошо карстуются, то в зоне контакта возникают карстовые пустоты, заполненные глиной. Наиболее типичными и практически важными в этом подклассе являются месторождения силикатных никелевых руд, залегающие в виде линз и шляп на карбонатных породах, которые контактируют с телами серпентинизированных гипербазитов. Контактовые месторождения силикатных никелевых руд характерны для региона Среднего Урала. Образование контактово-карстовых месторождений объясняется следующим образом. Как уже было описано выше, в верхних горизонтах коры выветривания ультраосновных пород преобладает кислая среда, благоприятствующая миграции никеля. При наличии потока грунтовых вод, направленного в сторону карбонатных пород, никель выносится из коры выветривания гипербазитов и накапливается на карбонатных породах в зоне контакта в виде силикатных минералов. Такие условия создаются в умеренном гумидном климате.

Название роллового подкласса связано с возможностью залежей полезных ископаемых перемещаться (катиться) по мере изменения положения геохимического барьера. Ролловые месторождения располагаются в современных или ископаемых горизонтах подземных вод. Залежи полезных ископаемых имеют серповидную или лизовидную форму, образуют псевдоморфозы по растительным остаткам, стволам деревьев. Наиболее важными полезными ископаемыми являются урановые руды, в которых уран обычно в виде урановой черни ассоциирует с медью, ванадием или селеном. Весьма редкими являются месторождения природного зеленого хромсодержащего пигмента - волконскоита, месторождения которого разведаны среди верхнепермских отложений Предуралья на территории Пермской области Образование ролловых месторождений связано со сменой насыщенной кислородом зоны аэрации при движении грунтовых вод зоной застойных вод с восстановительной реакцией среды. Такие концентрации характерны для химических элементов, образующих в окислительной обстановке растворимые соединения и меняющих свою валентность при переходе в восстановительные условия с образованием трудно растворимых соединений. Это такие элементы как уран, ванадий, медь, хром. Например, уран в окислительных условиях приобретает свою максимальную валентность +6 и образует комплексный двухвалентный катион - уранил (U⁺⁶O₂)⁺², который дает легко растворимые соединения с сульфат- и карбонат-ионами. В зоне застойных вод в восстановительных условиях уран восстанавливается до четырехвалентного и образует с кислородом труднорастворимый оксид: U⁺⁴O₂. Чаще всего ролловые месторождения образуются в условиях жаркого аридного климата.

Калькретовые месторождения чаще всего представляют собой лизо- и пластообразные отложения карбоната, чаще кальцита, в местах выхода подземных вод на поверхность. Это пористые ноздреватые образования, иногда образующие псевдоморфозы по наземным растительным остаткам. Их еще называют известковыми туфами. Они используются в основном в сельском хозяйстве для известкования почв, но иногда, например в Африке в них может концентрироваться уран. Месторождения образуются в условиях влажного климата при наличии водоисточников. Процесс минералообразования связан с уменьшением растворимости углекислого газа с увеличением температуры воды. В подземных водах температура низкая, около 4^оС, и растворимость углекислоты и находящегося с ней в равновесии карбоната кальция достаточно высокая. При выходе на земную поверхность в летнее время года температура воды повышается, парциальное давление углекислоты уменьшается и раствор становится пересыщенным в отношении карбоната кальция, который выпадает в осадок, образуя известковые туфы.

Криогенный подкласс можно рассматривать как представитель месторождений будущего. Он объединяет скопления газогидратов - твердых соединений углеводородов с водой переменного состава. Залегают газогидраты над нефтяными и газовыми месторождениями в зоне многолетней мерзлоты, где образуют весьма крупные скопления. Образование их связано с низкотемпературным криогенным геохимическим барьером, приводящим к образованию газогидратов.

Атмосферно-водный подкласс объединяет скопления пресных грунтовых вод, возникающие в результате просачивания атмосферных вод сквозь толщу осадков и концентрации на фильтрационном геохимическом барьере - водоупоре. В подкласс включаются верховодка и грунтовые воды, широко используемые в качестве питьевых вод.

Таким образом, для формирования инфильтрационных месторождений группы выветривания, во-первых, необходим источник вещества, которым могут быть выветривающиеся горные породы, грунтовые воды, нефтегазовые и газовые залежи; во-вторых, необходимо, чтобы это вещество могло мигрировать в зоне гипергенеза в составе растворов; и, наконец в третьих, необходим геохимический барьер, на котором происходит концентрация вещества и образование месторождений полезных ископаемых.