Лекция 7.

Класс аллитовых, железистых, марганцевых и фосфатных пород.

Аллитовые (алюминистые) породы

Аллитами, или аллюминистыми породами, называются породы, богатые свободным окислом алюминия (глинозем). У них отношение Al₂O₃:SiO₂>1,0. Аллиты во многих отношениях родственны глинистым отложениям (спалитам), в особенности каолинам и каолиновым глинам, у которых, однако, соотношение Al₂O₃:SiO₂<1,0.

Минералогический и химический состав.

Главными составными частями аллитов являются моногидратные окислы алюминия (Al₂О₃^.Н₂О), представленные белитом (AlOOH) и его полиморфной модификацией - диаспором (HAlO₂) и тригидратные соединения (Al(OH)₃) - гидрагиллит, называемый также гиббситом.

Кроме указанных минералов, представленных в виде обычно бесцветных аморфных и кристаллических разновидностей, в них присутствуют водные или безводные окислы железа, аморфная кремнекислота, каолинит, кальцит, сидерит и т.д.

Главные типы пород.

Латериты - окрашены в красный цвет, реже - розовый. С поверхности покрыты черной коркой. В свежем виде некоторые латериты мягкие, легко режутся, при высыхании быстро твердеют.

Латеритная кора выветривания развивается лишь в условиях жаркого, переменно-влажного климата. В коре выветривания происходит перемещение соединений железа и глинозема грунтовыми водами в горизонтальном направлении и дождевыми - в вертикальном. Этим объясняется то, что некоторые латериты не содержат заметных скоплений свободного глинозема.

Кроме жаркого периодически влажного климата и определенного состава материнских пород, образованию латеритов способствует пологий рельеф, обуславливающий возможность длительного нахождения на поверхности Земли продуктов выветривания и кислая реакция среды.

Красные земли ("терра росса") – залегают в коре выветривания карбонатных пород, возникают в результате преобразования в условиях теплого и влажного климата нерастворимого остатка этих пород и глинистого материала, внесенного в них наземными и подземными водами.

Значительные скопления красных земель наблюдается в карстовых областях. Красные земли характеризуются значительным содержанием железа и кремнекислоты.

Бокситы - характеризуются значительным разнообразием внешнего вида и представлены плотными, реже рыхлыми разновидностями.

Столь же непостоянна и их окраска, которая зависит от примесей. Чаще всего наблюдается красная, коричневая и зелено-серая. Реже - серая, белая, и почти черная.

В химическом составе среди прочих окислов существенно преобладают: Al₂O₃ - 35,5-62,5%, Fe₂O₃ - 19,9-42,7%.

Для бокситов характерны различные типы коллоидных структур: бобовая, оолитовая, и гелеевая. Наиболее обычны первые две.

Железистые породы.

К железистым породам относятся природные образования, содержащие более 10% железа. Основные минералы железистых пород - оксиды: магнетит, гематит, лимонит, а также сидерит FeCO₃, пирит FeS₂, шамозит FeAl(Si₃AlO₁₀)(OH)₆^.nH₂O. Породы содержат значительные количества примесей, среди которых обычны кремнезем (10-40%), глинозем (3-10%), глинистые минералы (каолинит, гидрослюда, хлорит), кальцит, слюды, пироксены и др.

По внешнему виду железистые породы весьма разнообразны. Это определяется многообразием железистых минералов и их соотношением с веществами - примесями. Среди них породы землистого (лимониты) и ясно выраженного кристаллического (сидериты, магматические породы) сложений. Окраска пород также многообразна - бурая, розовая, вишневая, серо-зеленая, зелено-черная.

Разновидности пород.

Железистые кварциты - рассмотрены в классе кремнистых пород.

Сидеритовые породы - рассмотрены в классе карбонатных пород.

Бурые железняки - представляют природную смесь гидроокислов железа (гетита FeOOH и гидрогетита FeOOH^.nH₂O). В виде примесей в породах присутствуют глинистые минералы, кварц, окисные марганцевые минералы, а также такие элементы как P, Cr, Ti, V и прочие. Окраска пород - бурая, красно-бурая, оранжево-желтая. Бурые железняки встречаются в виде землистых масс, оолитов, бобовин. Они могут быть рыхлыми, пористыми, либо плотными и массивными.

Породы образуются в континентальных (озерные, болотные) и морских условиях при выветривании железосодержащих минералов в условиях влажного климата. Кроме того, они могут образовываться в результате окисления сидерита и сульфатов железа, а также за счет выветривания каких-либо железосодержащих пород и дальнейшей концентрации железистых минералов в элювии или коре выветривания.

Шамозитовые породы слагаются шамозитом, но содержат значительную примесь глинистого материала, карбонатов и оксидов железа. Они имеют темную окраску - серо-зеленую, зелено-черную, а в присутствии оксидов железа - коричневую, буровато-черную. Структура породы оолитовая, пизолитовая, тонкокристаллическая. Иногда шамозит служит цементом в терригенных породах.

Шамозит образуется химическим путем в прибрежно-морских и континентальных условиях, в восстановительной обстановке.

Марганцевые породы.

Марганцевые породы среди осадочных образований распространены ограничено - это породы, содержащие более 10% оксида Mn. Основные марганецсодержащие минералы в осадочных породах - оксиды: псиломелан mMnO^.MnO₂ ^. nH₂O, пиролюзит MnO₂, манганит MnOOH и в меньшей мере карбонаты - родохрозит MnCO₃ и манганокальцит (Mn,Ca)СО₃. В качестве примесей часто в значительных количествах (более 10-20%), присутствуют глинистые минералы, оксиды железа, кремнезем, кальцит, сидерит и некоторые другие. Породы, содержащие более 10% Mn, относятся к рудам. Наиболее богатые, не требующие обогащения руды, содержат свыше 35-40% Mn.

Окраска пород преимущественно темноцветная - черная, темно-серая, коричневая, но в случае карбонатных марганцевых пород - светлая, серая с розоватым оттенком или без него.

Внешний облик пород разнообразен - землистые, оолитовые, бобовые, конкреционные, кристаллические и плотные. По составу минералов марганца, рассматриваемые породы относятся к полиминеральным. Среди них можно выделить окисные и карбонатные.

Главные разновидности пород.

Окисные марганцевые породы - это смесь псиломилана, пиролюзита, манганита с опаловым, глинистым, обломочным материалом и оксидами железа. Обычно они залегают в виде тонких слойков, чередующихся с прослоями терригенных и песчано-глинистых пород. В отдельных случаях породы имеют мощность 3-4м.

Образуются они в водной среде, о чем свидетельствуют присутствие в них спикул губок, остатков рыб и других организмов. Перенос Мn в бассейн седиментации осуществляется в коллоидной и ионной форме.

Местом накопления их являлись области морского мелководья и озера, где окислительная обстановка царит не только в придонном слое воды, но и в осадке.

Карбонатные марганцевые породы - не образуют значительных концентраций. Обычно к ним относятся известняки и доломиты с рассеянными кристаллами родохрозита и манганокальцита и с содержанием Mn до 15-20%.

На дне современных морей и океанов широко распространены Fe-Mn конкреции. Главные рудные компоненты - трех валентное железо и четырех валентный Mn в форме гидроокислов, содержащие до 65% Mn и Fe. Вещество конкреций - мягкая, землистая, пористая масса черно-коричневого или черного цвета. Встречаются также плотные и крепкие образования.

Фосфатные породы.

К фосфатным породам относятся осадочные образования, в которых содержатся не менее 25-35% фосфатных минералов или 10-15% Р₂О₅ (а иногда и менее). В чистых минералов содержание фосфорного ангидрита может составлять до 35-40%. Наиболее распространенные фосфатные минералы в осадочных породах - каллофанит Ca_n(PO₄)_m(OH)_p, гидроксилапанит Ca₅(PO₄)₃(OH) и фторанатит Ca₅(PO₄)₃F. Компоненты спутники (~60%) представлены: глинистым материалом, карбонатами Са и Mg, песком, алевритом, органическим веществом, опалом и др. и присутствующими в небольших количествах - торий, уран и пр.

Внешне они очень похожи на известняки. Окраска - темная, серая, черная, коричневая, зеленовато-серая.

По месту образования различают фосфориты морские и континентальные, а по условиям залегания - пластовые и конкреционные. Среди последних выделяются лучисто-конкреционные и желваковые.

Пластовые - представляют зернистые темноцветные образования, напоминающие песчаники и гравелиты.

Конкреционно-лучистые - шаровидные образования размером от ед. до 20 см и залегающие в глинистых породах. Окраска - черная и коричнево-черная. На сколе видно радиально-лучистое строение.

Желваковые - имеют различную форму и размер. Поверхность первичных - шероховатая, вторичных - глянцевая. При трении дают резкий запах чеснока. Образуются в стадии диагенеза.

Генезис фосфатных пород не достаточно ясен. Однако структура и текстура их позволяет считать их полигенетическими и почти всегда связаны с жизнедеятельностью фауны и флоры.