2. Выветривание различных типов горных пород

Основные магматические породы.

Поскольку в этих породах наиболее распространены минералы оливин - Mg(SiO₄)(OH)₈, пироксен, то при выветривании таких пород, в первую очередь, образуется серпентин, никелевый хлорит, глинистый минерал пимелит (накапливается даже в почвах над серпентинитами). В гумидном климате выветривание развивается и приводит к латеритному изменению серпентина. Образуется MgCO₃, который растворим и удаляется из коры выветривания, а никель накапливается в виде минерала гарниерита – Ni₄(SiO₁₀)(OH)₄x4H₂O. При этом никель и кобальт разъединяются и кобальт не образует гидросиликатов, а образует растворимые бикарбонаты или коллоидные формы гидроокиси.

Кислые магматические породы.

Главный продукт выветривания гранита и близких ему по составу пород – глины. Состав глин в какой-то степени отражает состав первичной породы.

Двухслойные – каолинит, диккит, накрит, галлуазит.

Трехслойные – монтмориллонит, бейделлит, иллит, вермикулит.

Трехслойные+1 слой – разновидности хлоритов.

Гипотезы образования глин:

1. Образуются в результате соединения глинозема и кремнезема в коллоидном растворе. Имеют противоположные знаки и соединяются.

2. Образуются из коллоидных растворов, по составу аналогичных составу глин.

3. Образуются при избирательном выщелачивании исходного вещества и перегруппировке оставшегося. Каолинит образуется из КПШ при участии СО₂ и Н₂О. Для галлуазита необходимо, чтобы все основания удалились из первичной породы и частично удалился кремнезем. Для монтмориллонита необходимо, чтобы часть оснований задерживалась. Для образования иллита необходима щелочная среда (в его состав входит К). Вермикулит и хлорит образуются из пород с достаточно большим содержанием железа и магния.

Формирование глин – это первый этап в развитии коры выветривания. При благоприятных условиях (температура и влажность) в коре выветривания формируются бокситы. Выносится кремнезем, накапливаются окислы и гидроокислы алюминии, железа, титана. Глинистые минералы замещаются диаспором, бемитом, гиббситом. Бокситы образуются из любых пород, в том числе и основных. О характере первичной породы можно судить по рассеянным элементам в боксите. Если в боксите много хрома, ниобия – первичная порода была основной, если повышенные концентрации циркония, урана, тория – кислая.

3. Зона окисления рудных (сульфидных) месторождений

При выходе сульфидной жилы на поверхность образуется зона окисления сульфидных месторождений или зона «железной шляпы». Выше грунтовых вод выделяют зону окисления или зону железной шляпы, которая делится на верхнюю часть (зона выщелачивания) и нижнюю (богатая окисленная зона). Ниже УГВ выделяют зону цементации (вторичного сульфидного обогащения), ниже – зона первичных неокисленных сульфидных руд. В зоне выщелачивания происходит окисление сульфидов и их переход в сульфаты. Они легкорастворимы и опускаются в нижнюю часть – зону окисления, образуя гипс, малахит, азурит, смитсонит, церуссит, хрозоколлу, опал. В зоне цементации воды содержат сероводород и серную кислоту, отсутствует свободный кислород, растворенные сульфаты вступают в реакцию с сульфидами и происходит образование вторичных сульфидов – минералов меди, серебра, золота, свинца и цинка.

1 зона: CuFeS₂+4O₂=FeSO₄+CuSO₄

2 зона: CuSO₄+2CaCO₃+5H₂O=Cu₂CO₃(OH)₂+2CaSO₃x2H₂O+CO₂

малахит гипс

Главным минералом зоны окисления является лимонит.

Зона цементации: FeS₂+CuSO₄+H₂O=Cu₂S+Cu₂SxCu₂S+FeSO₄+H₂SO₄

Халькозин ковеллин

ЛЕКЦИЯ №16