Родовища вивітрювання
Відео: Модель освіти золоторудного родовища джасперойдного типу
Зміст
Екзогенні родовища, які поділяються на родовища вивітрювання і осадові, утворюються на поверхні землі або поблизу неї за рахунок зовнішньої енергії. Джерелом енергії для їх освіти служить Сонце, під дією якого на Землі відбуваються зміна мінеральних мас, круговорот води, рух атмосфери і різні біохімічні процеси. Важливу роль у формуванні екзогенних родовищ грають колоїдні розчини.
Колоїди та їх роль в утворенні екзогенних родовищ
Колоїди представляють собою розчини з відносно великими частками розміром від 1 до 100 М (а, (10-6-10-4 мм), тоді як розміри частинок справжніх, або молекулярно-іонних, розчинів менше 1 мл. У колоїдах розрізняють дисперсійне середовище ( розчинник) і дисперсну фазу (розчинена речовина). Агрегатний стан дисперсійного середовища і дисперсної фази може бути різним: твердим, рідким і газоподібним. Серед колоїдних утворень розрізняють золі і гелі.
Золі (інакше звані колоїдні розчини) характеризуються різким переважанням дисперсійного середовища над дисперсною фазою (наприклад, жовто-бурі залізисті води). Гелі мають вигляд студнеобразная і клееподобной мас дисперсійнаСереда в них міститься в незначній кількості, дисперсна ж фаза різко переважає.
Залежно від природи дисперсійного середовища розрізняють гідрозолі і гідрогелю (дисперсійне середовище - вода), аерозолі та аерогелі (дисперсійне середовище - повітря), пірозоль і кристал-логелі (дисперсійне середовище - кристалічна речовина).
Колоїдні частинки мають певний електричний заряд. Всі частинки одного колоїду мають однаковий заряд, внаслідок чого вони відштовхуються один від одного і знаходяться тому в підвішеному стані в дисперсійному середовищі.
Якщо до колоїду, що має позитивний заряд, долити колоїд з негативним зарядом, або навпаки, то станеться осадження, або коагуляція, колоїду. Коагуляція найбільш повно відбувається лише в тому випадку, коли суми позитивних і негативних зарядів частинок рівні.
Осадження колоїдів з розчинів може відбуватися не тільки від змішання колоїдів різних зарядів, але і від інших причин, наприклад від додавання до колоїдного розчину електроліту або молекулярного розчину, підвищення температури внаслідок підвищення концентрації розчину при випаровуванні розчинника і в результаті дії радіоактивних веществ.Вместе з тур агентством Ulixes (Улісс) ви зможете легко і недорого відвідати найкращі курорти і місця відпочинку по всьому світу. Переглянути більш детальну інформацію ви зможете на сайті агентства
Відео: Створення титанової і цирконієвої промисловості Росії. Лалом А.В., ІГЕМ РАН
У колоїдах проявляються процеси, пов`язані з поверхневим станом речовини. Дії поверхневих сил слід приписати насамперед явище адсорбції, т. Е. Поглинання колоїдних речовиною з розчину тих речовин, які зменшують поверхневу енергію даного колоїду. Крім того, розрізняють абсорбцію - поглинання речовини всією масою колоїду. Часто обидва ці явища позначають одним об`єднаним терміном - сорбція. Сорбуються іони протилежного електричного знака. Дуже сильно сорбційні явища виражені в марганцевих рудах і глинах.
Гелі, що випадають з колоїдних розчинів, з плином часу піддаються старінню, змінюються їх склад і будова. Перш за все вони втрачають воду (дегідратація). Так, наприклад, з драглистих мас кремнезему виникають стекловатиє і мікропористі опали. Останні в результаті перекристалізації переходять в скритокрісталліческіе агрегати халцедону або кварцу.
Гелі, що перейшли в кришталево-зернисті агрегати, називаються метаколлоідамі. Фактори, що сприяють перекристалізації гелів, різні: підвищення температури і тиску, сухість клімату, час. У вигляді метаколлоідов спостерігаються численні рудні мінерали: гідроокисли і оксиди заліза, марганцю, алюмінію-сульфіди - пірит, марказит, сфалерит, халькопірит і ін.
Розкладання польовошпатових порід при вивітрюванні
У родовищах вивітрювання при розкладанні польовошпатових порід колоїди грають істотну роль.
Найважливішими оксидами польовошпатових порід є: лугу Na20 і К2О- лужні землі СаО, Мо-0- полуторні окисли А1203, Fе203, Мn203- кремнезем SiO2. До найбільш легкорозчинним складових частин породи відносяться лугу (Мg20, К20) і лужні землі. Вони реагують з аніоном ОН (гідроксил),
що виходять при дисоціації води, і утворюють так звані вільні підстави. Останні являють собою сильно диссоційовані з`єднання, які містяться в істинних розчинах і можуть переміщатися на значні відстані від місця початкового зміни породи. Реагуючи з вуглекислотою, майже завжди знаходиться в поверхневих водах, вони утворюють карбонати.
Кремнезем, хоча і відноситься до важкорозчинних сполук, однак має здатність переходити в колоїдний розчин. При процесах вивітрювання, що відбуваються в умовах помірного клімату в середніх широтах, кремнезем відкладається на місці розкладання породи. При процесах латеритного вивітрювання, що спостерігаються в умовах жаркого і вологого клімату, кремнезем частково виноситься, чому сприяє лужної характер розчинів (за рахунок Nа20, К2О, СаО і Мg0).
Найменш рухливі і важко розкладаються полуторні окисли А1203, Fе203 і Мп203. Вони важко розчиняються у воді і майже завжди дають колоїдні розчини. Ці оксиди можуть залишатися на місці змінюється породи і утворювати так звані залишкові родовища, які поділяються на родовища кори вивітрювання і елювіально-делювіальні.
Оксиди важких металів в сприятливих умовах можуть нестися поверхневими водами в підземну ціркуляцію- при відкладенні цих оксидів виникають Інфільтраційне-ні родовища.
Родовища кори вивітрювання
Кора вивітрювання - це континентальна геологічна формація, що утворюється в результаті фізико-хімічних процесів в певних геологічних умовах. Вона являє собою продукти розкладання і вилуговування корінних гірських порід, що утворюються в результаті впливу на них повітря, поверхневих і підземних вод, а також внаслідок діяльності організмів.
Кора вивітрювання може бути утворена як в даний час, так і в минулі геологічні епохи. Формується вона в середніх і особливо в тропічних широтах за умови спекотного і вологого клімату. Кора в районі тропіків носить назву л а-терітной. Найбільше практичне значення (джерело різноманітних родовищ корисних копалин) має стародавня кора вивітрювання.
Кора вивітрювання може утворюватися за рахунок різних гірських порід: вивержених (інтрузивних і ефузивних), осадових і метаморфічних. Утворенню потужної і значною за площею поширення кори вивітрювання сприяють наступні основні умови: 1) наявність великої рівній поверхні суші, характерною для платформних областей- 2) теплий і вологий клімат протягом досить тривалого часу. У помірно холодному, вологому кліматі гідроліз силікатів утруднений, тому при розкладанні польових шпатів тут утворюються гідрослюд. У теплому і вологому кліматі в умовах кислого або нейтрального середовища польові шпати розкладаються легко і за рахунок них утворюються каоліни.
Каолініт залишається на місці, а силікат калію переходить в розчин і виноситься. Підвищена температура місцевості сприяє активізації процесу вивітрювання, обумовлюючи більш швидке розкладання мінеральних речовин. Висока вологість місцевості викликає також посилену циркуляцію ґрунтових вод. Розкладання органічних залишків в цьому кліматі йде швидко і до кінця. Проміжні продукти розпаду, що дають гумусові речовини, тут не накопичуються внаслідок поглинання їх грунтом під впливом циркулюючих в ній вод.
Гумусові кислоти надають захисну дію на колоїди Fе, Мn, А1, підтримуючи ці речовини в розчиненому стані. Навпаки, при відсутності або нестачі гумусових кислот ці оксиди будуть випадати на місці у вигляді гелів, обумовлюючи формування родовищ кори вивітрювання.
У корі вивітрювання утворюються такі стійкі мінерали: група каолініту, кварц та інші модифікації кремнезему, оксиди і гідроксиди заліза, оксиди марганцю, гідросилікати заліза, алюмінію, магнію, глиноземисті гідросилікати (монтморилоніт, бейделліт, галлуазіт) і їх залізисті аналоги, магнієві гідросилікати (сепіоліт , керолит) і ін.
Процеси минералообразования в корі вивітрювання детально розглянуті Н. М. Страховим (1962). Кора вивітрювання практично утворюється тільки в гумідних зонах земної кулі: північній помірній, південній помірній і тропічній. Ці зони характеризуються підвищеною середньорічною температурою (від 2-10 і до 25-26 ° С), великою кількістю опадів, що випадають (600-3000 мм на рік і більше) і посиленим отпадом рослинних речовин (8-10 і до 100-200 т / га ).
Енергійніше усього процеси вивітрювання протікають в умовах жаркого тропічного клімату. Велику роль відіграє кількість опадів, що випадають, тому що чим більше вологи просочує кору, тим інтенсивніше йде гідроліз силікатів і алюмосилікатів і швидше вилуговуються мінеральні речовини. Процеси вивітрювання протікають тим швидше, чим більше розчинено в водах органічної речовини, що генерує вуглекислоту. Тому в тропіках процеси хімічного вивітрювання протікають в 20- 40 разів швидше, ніж в областях з помірним кліматом. У тундрі, де середньорічна температура нижче 0 ° С, хімічне вивет Рівань витісняється фізичним і замість хімічної кори вивітрювання утворюються кам`яні розсипи і пучности грунтів.
Відео: Шукач ТВ | Петровський гранітний кар`єр на річці Дніпро
Давня кора вивітрювання могла формуватися протягом тривалого геологічного часу при різних кліматичних умовах. Тому вона має неоднорідне будову і різний мінеральний склад, що вказує на наявність декількох стадій вивітрювання.
У початкових стадіях процесу внаслідок великої кількості підстав переважає лужне вивітрювання, яке в кінцевих стадіях змінюється в верхніх горизонтах кислим. Стадійність вивітрювання викликає зональну будову кори або її профіль. Профіль кори вивітрювання виробляється поступово і залежить від складу і будови руйнуються порід, ступеня кислотності і складу ґрунтових вод, а також тривалості вивітрювання і наступних кліматичних і геологічних змін. Розподіл мінералів в профілі визначає його зональність.
Зональну будову і типи кори вивітрювання
В області тропічних лісів потужність кори вивітрювання вимірюється десятками метрів і може досягати 100-120 м-при цьому кора має зональну будову. Розрізняють п`ять зон (зверху вниз): зона охр, каолінова зона, гідрослюдистої зона, зона дресви, свіжа порода (див. Рис. 1).
У минулі геологічні епохи хімічне вивітрювання завдяки підвищеному вмісту в атмосфері вуглекислого газу (В. І. Смирнов). Однак ряд дослідників (К. І. Сатпаєв, А. Г. Бетехтін, Ф. І. Вольфсон, В. В. Архангельська і ін.), Як і раніше вважають ці родовища гідротермальних.
Важливі ідеї в галузі освіти ендогенних родовищ були висловлені Г. Л. Поспєлов (1963 г.). Він проаналізував особливості формування теплових флюідопроводніков і ввів поняття «зона стволового розтікання фільтрується термоколонни», що є найбільш сприятливою для рудообра-тання.
Великі досягнення є в теорії рудообразоваіія як ендогенних родовищ (Я. М. Белевцев, М. Н. Годлевський, В. А. Жаріков, Д. С. Коржинський, В. Н. Котляр, А. А. мараки-шев, В. І. Смирнов), так і екзогенних родовищ (Г. І. Бу-Шинський, М. Г. Валяшко, Б. М. Гиммельфарб, Г. С. Дзоценідзе, Д. Г. Сапожников, Н. М. Страхов). Особливо слід відзначити працю колективу авторів під редакцією акад. В. І. Смирнова «Генезис ендогенних рудних родовищ» (1968) і капітальну роботу акад. Н. М. Страхова «Основи теорії літогенезу» (1962-1963). З праць іноземних вчених слід відзначити роботи В. Ліндгрена (1928), А. М. Бетмана (1949), Г. Шнейдерхен (1955), Р. Рутьє (1963), Р. Л. Бейтса (1965), Ч. Ф. парку і Р. А. Мак-Дормід (1966), монографію «Рудні родовища США» (1968) та ін.
