также могут принимать участие воды глубокой циркуляции метеорного происхождения. Многократная циркуляция в неоднородном тепловом поле магматического очага значительных масс таких вод, обогащенных летучими компонентами, исходящими из интрузии, ведет к выщелачи ванию из огромных объемов надинтрузивных вмещающих пород некото рой доли кларковых содержаний таких металлов, как Au, Ag, Cu и Co, что является достаточным для последующего отложения значительных масс рудных минералов. Смешанная природа гидротермальных растворов под тверждается и данными об изотопном составе газово жидких включений в жильном кварце.

Минеральный состав гидротермальных месторождений крайне раз нообразен. Жилы в подавляющем большинстве случаев представлены массами кварца, которые заключают в себе скопления разнообразных минералов, чаще всего сернистых соединений металлов. Нужно сказать, что именно из гидротермальных месторождений добывается главная масса руд редких (W, Мо, Sn, Bi, Sb, As, Hg, отчасти Ni, Co), цветных (Cu, Pb, Zn), благородных (Аu и Ag), а также радиоактивных металлов (U, Ra, Th).

Экзогенные процессы минералообразования

Процессы образования минералов, совершающиеся на поверхности Земли за счет солнечной энергии, гораздо более доступны нашему наблю дению, чем эндогенные процессы.

Как мы знаем, на суше под влиянием воздействия атмосферных аген тов (кислорода воздуха, углекислоты, воды) и жизнедеятельности мик роорганизмов происходит мощный химический процесс, носящий общее название процесса выветривания. Он приводит к физическому и хими ческому разложению всего того, что было создано эндогенными процес сами, и одновременно к образованию новых продуктов, устойчивых в соз дающихся на поверхности Земли условиях.

Часть этих продуктов текучими поверхностными водами переносится

врастворенном или взвешенном состоянии и по пути следования отлага ется в местах замедленного движения вод в речных долинах или в озерных и морских бассейнах. Здесь также протекают своеобразные процессы ми нералообразования, приводящие к отложению осадков в виде пластов на дне водоемов. Этот процесс носит название осадочного процесса.

Процессы выветривания выражаются прежде всего в механическом разрушении пород и руд вследствие колебаний температуры, что ведет к дезинтеграции составляющих породы минералов, обладающих различ ными коэффициентами расширения, а также под действием замерзающей

втрещинках и порах воды и других факторов. Но гораздо важнее хими ческое разложение выветривающихся минералов под влиянием дожде вой и поверхностной воды, содержащей в растворенном состоянии кис лород, углекислоту и другие газы, вследствие чего она обладает довольно

Рис. 57. Схема поперечного разреза сульфидного месторождения, обнаженного на дневной поверхности.

1 — первичные медносульфидные руды; 2 — железная шляпа;

3 — зона вторичного обогащения медью (черное)

сильной окисляющей и растворяющей способностью. Эта вода, просачи ваясь и спускаясь до уровня грунтовых вод (рис. 57), постепенно теряет свой кислород в процессе происходящих реакций окисления, гидратации и карбонатизации.

Выщелачивание образующихся растворимых соединений приводит к образованию пор, каверн, иногда больших полостей (карстов). Стенки этих пустот часто бывают покрыты натечными образованиями или щет ками кристаллов каких либо экзогенных минералов или, наконец, могут быть выполнены землистым охристым материалом. В тех местах, где про исходит массовое выщелачивание более или менее легкорастворимых пород, наблюдается проседание с поверхности почвы, а иногда образова ние воронок провала и даже больших пещер (в гипсовых и известняко вых толщах).

Развивающийся на самой поверхности растительный покров, а вместе с ним и различные органические соединения, переходящие в растворы, значительно усиливают процессы химического разложения пород и руд.

Не разрушающиеся химически минералы (такие как кварц, золото, платина и др.), а также труднорастворимые новообразования накаплива ются в остаточных продуктах на поверхности Земли, наблюдающихся в виде глиноподобных масс различных светлых и темных оттенков, чаще бурых, окрашенных гидроокислами железа.

Накапливающиеся таким путем на поверхности или вблизи нее не растворимые продукты химического выветривания образуют так назы ваемые остаточные месторождения, представляющие собой скопления преимущественно гидроокислов и гидросиликатов. Таковы, например, многие месторождения глин, каолинов, бокситов, железных, никелевых и других руд, образующиеся при интенсивном разрушении соответству ющих по составу горных пород и занимающие иногда весьма значитель ные площади.

В тех случаях, когда химическому выветриванию подвергаются какие либо месторождения полезных ископаемых, возникающие остаточные об разования носят название шляп (железных, марганцевых, гипсовых и др.).

За счет выщелачивания ряда компонентов содержание остающихся полез ных ископаемых в этих шляпах обычно значительно выше, чем в неразло женных первичных рудах, т. е. залегающих ниже уровня грунтовых вод. Важно отметить, что некоторые выщелачиваемые металлы, особенно медь, а также серебро, цинк и другие, переносимые просачивающимися водами в виде растворов к низам зоны окисления, т. е. к уровню грунтовых вод, вступают в реакции с первичными рудами или с химически активными боковыми породами (известняками). В медносульфидных месторождени ях в этих случаях образуется зона вторичного сульфидного обогащения со значительно повышенным содержанием меди в рудах (см. рис. 57).

Впроцессах химического выветривания большую роль играют кли матические факторы (средняя годовая температура и количество осад ков). При малой влажности и высоких средних годовых температурах процессы окисления и концентрации химических соединений происхо дят энергичнее. Большое значение имеет также рельеф местности. В го ристых районах вследствие большой эрозионной деятельности не успе вает происходить накопление продуктов химического разрушения. Иную картину мы наблюдаем в районах с пониженным рельефом.

Формы месторождений, образующихся в процессе выветривания, обычно бывают представлены не совсем правильными гнездообразными или пластообразными залежами, более или менее параллельными днев ной поверхности. Вдоль крупных трещин, зон дробления и контактов раз нородных по физическим и химическим свойствам пород, т. е. там, где глубже проникают поверхностные агенты выветривания, могут образо ваться крутопадающие, выклинивающиеся с глубиной залежи рудных образований поверхностного происхождения.

Осадочные процессы происходят в водных средах: реках, озерах и мо рях. В морских бассейнах эти процессы во все геологические эпохи приво дили к образованию огромной мощности толщ осадочных горных пород. Среди этих образований различают механические и химические осадки.

Механические осадки образуются при размыве продуктов выветрива ния и переотложении водными потоками химически стойких минералов

иобломков пород в виде галечника, гравия, песков и песчаных глин в реч ных долинах и водных бассейнах. Если размыву подвергаются продукты выветривания месторождений или пород, содержащих химически стой кие ценные минералы, то они в результате повторных перемывов и пе рераспределения материала по удельному весу в речных долинах обра зуют россыпи (рис. 58), имеющие часто промышленное значение. Таковы, например, россыпные месторождения золота, платины, алмазов и др.

Впроцессе накопления механических осадков по существу не проис ходит образования каких либо новых минералов. Лишь в древних рос сыпях иногда устанавливаются некоторые позднейшие химические из менения в обломочном материале.

Нечерноземье, Россия

наблюдается во многих усыхающих

озерах, в которых в условиях сухого жаркого климата поверхностное испа рение превалирует над притоком пресной воды.

Кристаллизация солей наступает при некотором пересыщении вод ных растворов. Последовательность выделения минералов при прогрес сирующем испарении растворителя (Н2О) определяется двумя главны ми факторами равновесия системы: составом растворов, вернее, соотношением концентраций компонентов, входящих в систему, и тем пературой растворов, при которой происходит кристаллизация. Условия равновесия сернокислых и хлористых солей Са, Mg, К и Na, встреча ющихся в морской воде, детально изучены при различных концентраци ях и температурах Вант Гоффом, Н. С. Курнаковым и многими другими.

2. Образование коллоидальных осадков в озерных и морских бассейнах много сложнее, и не все стороны этого явления изучены в достаточной сте пени. Установлено, что некоторые образующиеся при выветривании соеди нения переносятся текучими водами не только в виде истинных раство ров, но также в виде коллоидных растворов — золей, устойчивых в пресных водах. Эти растворы, попадая с поверхностными водами в морские бассей ны, подвергаются коагуляции под влиянием электролитов, содержащихся в больших количествах в морских водах в виде ионов растворенных солей.

Так ведут себя коллоидальные растворы окислов железа, марганца, кремния и др.

Образующиеся при коагуляции коллоидных растворов микродисперс ные минеральные осадки вместе с приносимыми речными водами глини стыми частицами, мелким обломочным материалом и остатками морских организмов отлагаются на дне прибрежных зон бассейнов в виде просло ев или более мощных правильных по форме пластов. С течением време ни в этих осадках происходят некоторые преобразования (диагенезис) и превращение их в плотные массы.