3.2.3. Диагенез

Диагенез железных пород – это сложный физико-химический и биохимический процесс. Начинается он с переработки осажденных форм железа, часто сохраняющих аморфное состояние, в структурированные. В диагенезе образуются кристаллические формы железа, а также оолитовые, сферолитовые и конкреционные его агрегаты.

Именно в диагенезе проявляются разнообразные замещения: особенно интенсивно проявляется замещение окаменелостей сидеритом и гематитом. Этот факт свидетельствует о том, что железо, мигрируя, легко замещает карбонат кальция. Первичный кальцит, замещенный сидеритом, в свою очередь, может заместиться шамозитом. Последующие процессы окисления приводят к образованию лимонита или даже магнетита и гематита.

Замечено, что в целом диагенетические реакции протекают в сторону более низкого Еh. Например, сидерит замещает глауконит. Это объясняется тем, что поровые воды, в которых происходят такие реакции, характеризуются большим восстановительным потенциалом, чем воды над границей раздела «осадок-вода».

Наряду с замещением, в диагенезе идут сложные процессы перекристаллизации, уплотнения, цементации и обезвоживания. Все эти процессы приводят, в конечном счете, к превращению осадков в твердую осадочную породу.

Диагенез океанических железистых осадков, сопровождаемый формированием железомарганцевых конкреций, интенсивно изучается в настоящее время.

3.2.4. Преобразование железных пород

Стадиальные эпигенетические преобразования железных пород в условиях ката- и метагенетического повышения температур и давлений сопровождается последовательным переходом одних минеральных форм в другие: лимонит – гётит – гематит – магнетит. Параллельно происходит перекристаллизация и обезвоживание сопутствующих компонентов.

Наложенные эпигенетические преобразования железных пород выражаются в замещениях одних минералов другими:  окисных – закисными, и наоборот. Это явление связано с изменением физико-химических параметров, в частности, Еh, рН и активности химических компонентов в окружающих поровых и мигрирующих растворах.

Широко известны наложенные эпигенетические железные породы, возникшие в результате ожелезнения нижележащих карбонатных пород за счет железа из вышележащего рудного слоя (например, тульско-липецкие железные породы, описанные Л.В. Пустоваловым).

Рис. 3.2.3. Лимонитовые породы. Желтовато-бурые слаболитифицированные, рыхловатые, одноролные породы с аморфной структурой

Рис. 3.2.4. Бурый железняк гётито гематитовый, плотный, однородный, хорошо раскристализованный

Рис. 3.2.5. Бурый железняк преобразованый в концентрически-зональный сферолитовый агрегат

Рис. 3.2.6. Бурый железняк со слабо раскристаллизованым равномерно-зернистым гётитовым агрегатом. Текстура породы плотная, однородная, с элементами ориентировки кристаллических агрегатов

Рис. 3.2.7. Бурый железняк гётитовый, оолитовый, по структуре - колломорфный с концентрически-зональным строением с пустотным пространством, характерным для жеод

Рис. 3.2.8. Бурый железняк с натечными отложениями гётита, разной степени обводнённости и соответствующей окраски. Сохранились многочисленные поры ожелезняемых пород

Рис. 3.2.9. Бурый железняк гётит-гематитовый, кристаллически зернитсый, равномернозернистый, однородный, плотный

Рис. 3.2.10. железняк сидерит-лептохлоритовый закисный, микрокриссталический, чешуйчато-зернистый, плотный, неоднородный, пятнистый

Рис. 3.2.11. Сидеритовый железняк (Лагерный сад, Томск). Порода сферолитовая по структуре сидеритовых стяжений и пелитовая в цементирующей глинистой массе. Текстура рыхловатая. Порода слабо литифицированная

Рис. 3.2.12. Железняк лептохлоритовый мелкочешуйчатый с включениями псефитового и псаммитового обломочного материала. Порода плотная, однородная в цементирующей массе

Рис. 3.2.13. Железняк глауконит-лептохлоритовый, чашуйчато-зернистый равномернозернистый, плотный, однородный

Рис. 3.2.14. Железняк кремнистый (железистый кварцит, Курской магнитной аномалии). В составе мушкетовит с прослоями кварца. Кристаллически-зернистая равномернозернистая структура. Слоисто-полосчатая текстура