Новообразования выветривания и низкотемпературного минералообразования




Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Новообразования выветривания и низкотемпературного минералообразования

Новообразования выветривания и низкотемпературного минералообразования

05.09.2017


В ходе выветривания и седиментации непрерывно протекают процессы не только разрушения горных пород и минералов, но и вторичного минералообразования. Основное разнообразие последних можно свести к следующим геохимическим реакциям.
Кристаллизация минералов в ходе выпадения и осаждения солей из растворов; эти процессы в широких масштабах протекают в насыщенных и перенасыщенных минерализованных растворах континентальных соляных озер, морских лагун, в коре выветривания и почвах, обогащенных хлоридно-сульфатными солями.
Образование вторичных минералов в результате синтеза из коллоидных систем. Главные сопровождающие геохимические реакции: обмен, адсорбция, абсорбция, гидратация, вторичные минералы — силикатные, марганцово-железистые и др.
Биогеохимические разложения органического вещества, минерализация последнего, металлорганический и органический синтез. Образуются две основные группы вторичных продуктов: а) минеральные — карбонаты (кальцит, арагонит), фосфаты (апатит), сульфиды и др.; б) органические — гумусовые, углеводородные и другие компоненты.
Химические реакции гидролиза, окисления и другие, вызывающие стадийные изменения гипогенных минералов в ходе выветривания, результатом которых является образование разнообразных глинистых минералов (каолинита, монтмориллонита, гидрослюды), окислов и гидроокислов кремния, алюминия железа, марганца и других химических элементов.
Химические реакции, вызывающие оподзоливание, оглеение, огипсование, карбонатизацию, декарбонатизацию, сульфоритизацию и десульфоритизацию, нитрификацию и денитрификацию и т. п., в результате которых формируются различные геохимические типы новообразований.
Диагенетические преобразования минерального вещества в ходе седиментогенеза и консолидации рыхлых осадков, сопровождающиеся минеральными новообразованиями.
Новообразованиями в осадочных породах и почвах являются вторичные минералы кремния, алюминия, железа, кальция, магния, фосфора, серы, марганца и других элементов. Они представлены кристаллическими и аморфными формами окислов, гидроокислов, гидросиликатов, карбонатов, сульфатов, фосфатов и других классов минералов.
Мы здесь отметим основные направления, по которым в последние годы идет геохимическое изучение осадочного ми-нералообразования, и важнейшие достижения в этой области. Большое внимание уделяется изучению и классификации глинистых минералов как в связи с их широким распространением в осадочных породах, так и сложным структурным строением и составом. Широким фронтом ведутся исследования в области минералогического и геохимического изучения осадков Мирового океана. Расширяются исследования в области изучения почвенных минералов, условий их образования и физико-химических свойств. На более глубокой физической и геохимической основе изучаются ассоциации и парагенезисы гипогенных и гипергенных минералов месторождений полезных ископаемых с целью разработки поисковых критериев и более эффективного использования минерального сырья.
Сводку материалов и обсуждение отдельных вопросов по выделенным нами основным направлениям в области изучения минералов гипергенного происхождения можно найти в работах Р.Е. Грима, Н.И. Горбунова, К.И. Лукашева, К.И. Лукашева, В.К. Лукашева, Э. Дегенса, В.К. Лукашева, Ф.В. Чухрова, в сборниках «Глины, их минералогия, свойства и практическое использование». «Тезисы докладов IX Пленума Всесоюзной комиссии по глинам» и др.
Автор с сотрудниками Института геохимии и геофизики АН Белоруссии на протяжении ряда лет изучал гипергенное минералообразование в четвертичных отложениях Белоруссии (в моренных, флювиогляциальных, аллювиальных, лессовых, торфяно-болотных и других генетических типах отложений).
В числе характерных продуктов гипергенеза четвертичной толщи Белоруссии широко представлены глинистые (гидрослюда, в меньшей мере каолинит, монтмориллонит, смешанно-слойные образования); карбонаты (кальцит, доломит, сидерит); окислы и гидроокислы железа (лимонит, гидрогётит) и кремния (опал, халцедон); фосфаты (вивианит); криптокристаллические окислы титана, коллоидные и метаколлоидные соединения Al, Fe, Mn.
В ледниковых, флювиогляциальных, аллювиальных и лессовых песчано-алевритовых и глинистых отложениях конкреционные и контактные новообразования представлены карбонатным железистым и марганцево-железисто-карбонатным типами. С аллювиальными песками поймы, покрытыми луговой растительностью и содержащими прослои глин и гумусированные растительные остатки, связаны плитчатые и кавернозные железистые новообразования гётит-гидрогётитового состава. В зонах развития торфяно-болотных аккумуляций, характеризующихся взаимодействием принесенного временными и постоянными водотоками терригенного материала и разлагающегося под воздействием жизненных процессов органического вещества, возникают своеобразный железо-карбонатный и железо-фосфатный комплексы новообразований. Вторичные преобразования глинистой составляющей отложений всех генетических типов, происходящие под влиянием главным образом почвенных процессов, приводят к изменению (деградации) основного глинистого минерала — гидрослюды с образованием смешанно-слойных сростков типа гидрослюда — монтмориллонит, монтмориллонит — вермикулит и т. п.
Источником новообразованного вещества в одних случаях являются растворимые компоненты вмещающих пород (основная форма переноса — коллоидные растворы); в других — дополнительно к предыдущим ионные компоненты грунтовых вод (преимущественная форма переноса — истинные растворы). В процессе формирования новообразований большая роль принадлежала адсорбционным явлениям, с которыми связано накопление некоторой части микроэлементов (Mn, Cu, V и др.) минеральным и органическим поглощающим комплексом.
Состав и строение новообразований, соотношение слагающих их компонентов свидетельствуют о большой активности ряда химических элементов (Ca, Mg, Fe, К, Na, P и др.), приводящей к их перераспределению, обособлению и относительному накоплению в благоприятных условиях. Основными факторами, способствовавшими миграции и концентрации химических компонентов, являются коллоидное перераспределение органо-минеральных соединений почвенных растворов, повышенная железистость вод торфяников и разгрузка карбонатно-кальциевых грунтовых вод с различной минерализацией. Формирование новообразований сопровождается последовательным изменением окислительно-восстановительной среды и интенсивным проявлением холодноводного метасоматоза.
С целью изучения особенностей распространения глинистых минералов в палеогеновых, неогеновых и четвертичных отложениях юга Белоруссии были проанализированы образцы глинистой фракции из нескольких характерных разрезов и обнажений.
Получен достоверный материал, показывающий, что неогеновые глины характеризуются высоким содержанием монтмориллонита, что согласуется с нашими ранее сделанными выводами.
Раннеантропогеновые отложения Полесья характеризуются высоким содержанием гидрослюды среди глинистых минералов.
Четвертичные отложения Полесья ассимилировали часть палеоген-неогенового материала, так что наряду с типоморфным для четвертичного покрова иллитом в них содержится большое количество монтмориллонита и каолинита, которые были заимствованы из более древних отложений. Даже рисс-вюрмские озерные отложения содержат значительное количество монтмориллонита из размытых более древних отложений.
Отмечается также определенная закономерность в распределении глинистых минералов в разрезах морен, которая выражается в том, что нижние горизонты рисских морен насыщены более древним (третичным) материалом и характеризуются повышенным содержанием монтмориллонита, каолинита и хлорита. В верхних горизонтах морен, которые, вероятно, в большей степени формируются за счет дальнепринесенного скандинавского материала, преобладает иллит при незначительном содержании других глинистых минералов.
Глинистая фракция песчанистых отложений Полесья, в частности флювиогляциальных, представлена в основном диок-таэдрическими гидрослюдами с примесью каолинита, кварца, гидроокислов железа и алюминия в различной комбинации. Почвы на песках, особенно эоловых, характеризуются более высоким относительным содержанием минералов каолинито-вой группы и аморфного кварца, а также накоплением каолинита вверх по профилю.
Вполне возможно, что наряду с терригенной определенная часть глинистых минералов (в том числе каолинита) является вновь образованной в результате выветривания, чему вполне могут благоприятствовать более кислая среда песков и хороший дренаж в тех случаях, где он имеет место.
Изучены вторичные образования главнейших типов почв республики. Для илистой и глинистой фракций характерны гидрослюды (иллит, гидромусковит), монтмориллонит, хлорит, каолинит. Характерны также органо-минеральные соединения, кристаллические и аморфные полуторные окислы Fe и Al, тонкодисперсный кварц и аморфное вещество. Ассоциации первичных и вторичных минералов, распределение их по профилю почв определяются процессами почвообразования и составом материнских пород.