Генезис железоокисных пород




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





Яндекс.Метрика
         » » Генезис железоокисных пород

Генезис железоокисных пород

05.09.2017


Соединения железа поступают в область седиментации из продуктов выветривания, в небольшом количестве — из космоса, а также приносятся гидротермами. В почвах и корах выветривания в определенных условиях накапливаются окислы и гидроокислы железа.
В современных почвах железоокисные соединения известны в зонах влажно-умеренного, тропического и субтропического влажного, переменно-тропического влажного климатов. Почвы влажно-умеренного климата содержат стяжения бурожелезнякового состава (ортштейны). В более теплых тропической и субтропической зонах обогащаются железом горизонты гематитового, гидрогематитового или бурожелезнякового составов, называемых кирасами. Существует несколько точек зрения на образование кирас. Наиболее распространено представление о своеобразных сочетаниях рельефа, климата, дренажа и химического состава исходной породы. В условиях, когда материнский субстрат разрушается в обстановке нейтрального, местами щелочного гидролиза, подвижные основания выносятся, среда подкисляется, затем удаляется кремнезем, остаточные продукты обогащаются окислами железа. Наиболее благоприятный субстрат для формирования кирас — основные по составу породы, богатые железом и имеющие на поверхности более расчлененный рельеф. Различают несколько типов железистых кирас: сплошной, приуроченный к сглаженным формам рельефа, медленно формирующийся в периоды понижения уровня грунтовых вод, и локальный, связанный с перегибами склона или краями депрессий, в местах выхода грунтовых вод.
Термальные воды, просачивающиеся на поверхность, проявляются главным образом в вулканических областях. На суше, в местах их выхода, формируются бурожелезняковые землистые и зернистые породы, содержащие биоморфозы по растительным остаткам. В подводных условиях тонкодисперсные бурожелезняковые частицы могут накапливаться в участках излияния растворов, а также испытывать перемещение на некоторое, сравнительно небольшое расстояние. Видимо, в этих условиях возможно возникновение бурожелезняковых пород со строматолитовыми структурами.
Перенос железистых соединений на суше, как показывают наблюдения в современных условиях, осуществляется в виде тонкодисперсных взвесей окислов железа механическим путем или органоминеральных комплексов. В засушливых зонах, где количество растворенного органического вещества в речной воде ничтожно, господствовал механический способ. В додевонское время, в период слабой заселенности суши организмами, этот способ преобладал в гумидных и аридных областях. Примером такого типа седиментации являются гематитовые зернистые руды, известные в аллювиальных отложениях позднего докембрия Восточной Сибири и других районов.
В бассейнах конечной седиментации на континентах (речных системах, озерах, болотах и т. д.) накопление окисных форм железистых минералов осуществлялось несколькими путями. Отложения речных обстановок, известные с протерозоя, содержат окислы железа в цементе песчаных, преимущественно кварцевых пород, среди которых обособляются пласты зернистых гематитовых руд. Климатически эти обстановки отвечают древним влажно-тропическим и саванным зонам.
Скопления окислов железа известны в отложениях позднего докембрия (Ангаро-Питский железорудный бассейн), имеющих аллювиальнодельтовый генезис. Для них характерна ассоциация с железистыми хлоритами и карбонатами, что указывает на восстановительные условия постседиментационных процессов. В мезозое широко известны оолитовые и пизолитовые бурые железняки, в цементе которых участвуют железистые хлориты и карбонаты, кальциевые и железистые фосфаты. Кроме того, начиная с карбона появляются железистые бокситы, часть которых рассматривается как аллювиальные образования. Рассеянные окислы и гидроокислы железа, связанные с красноцветными терригенными породами, с девона смещаются в области с теплым аридным климатом. Окисные соединения железа, захороняющиеся в осадках зон влажного климата, обогащенных органикой, в условиях постседиментационных изменений переходят в закисные формы. Отклонения от этой схемы возможны в случаях геологически быстрого осадконакопления больших масс красноцветного терригенного материала, например, при формировании моласс.
Озерные железорудные породы известны в протерозойских терригенных толщах, в которых они образуют линзы гематитовых руд мощностью несколько метров. Заметные рудные скопления (бурые железняки, оолитовые пески) установлены в олигоценовых и более молодых отложениях.
В областях морской седиментации наблюдается разнообразное железонакопление. Выделяются зернистые гематитовые, оолитовые гематит-бурожелезняковые руды и железистые кварциты.
Железистые породы, представленные гематитовым типом и содержащие ту или иную примесь железистых хлоритов и сидерита, известны в протерозое и палеозое. Их формирование связано с седиментацией железистого материала в дельтово-прибрежных фациях. Источниками железистых соединений могут быть как фумарольно-сольфатарные, гидротермальные растворы, так и материал, поступающий с речным стоком.
Начиная с мезозоя формируются оолито-бобовые бурожелезнякоковые, бурожелезняково-хлоритовые, бурожелезняково-хлорито-глауконитовые и бурожелезняково-сидеритовые породы, являющиеся осадками прибрежных, мелководных зон тропических и субтропических морей. Обычно усиление выноса соединений железа связывают с высвобождением его при выветривании пород в областях размыва.
Кремнисто-железистые породы составляют основу докембрийскпх полосчатых железорудных формаций. Полагают, что количество железа в них достигает 10в15 т, причем осаждение этой массы происходило главным образом в период 2500—1900 млн. лет, хотя есть более древние и молодые месторождения. В рудах обычно кремнистые слои чередуются с обогащенным железом зернистым материалом, состоящим из сидерита, силикатов железа, магнетита и гематита. Основной принцип всех моделей формирования руд — химическое осадконакопление.
В современную эпоху полосчатые кремнисто-железистые осадки не образуются, а древние претерпели нагревание до 150°С и выше. В связи с этим условия их накопления реконструируются путем историко-геологического анализа формирования рудовмещающих комплексов по всем известным железорудным районам.
В архейских и протерозойских вулканогенных зеленокаменных формациях предполагается эксгаляционно-гидротермальный подводный и наземный источники железа и кремнезема. Осаждение карбонатов, в меньшей степени гидроокислов железа (вблизи вулканических очагов), осуществлялось в зонах смешения термальных вод с морскими, за пределами областей кластической седиментации. Ha субаэральный источник вещества указывают в базальных свитах грубо- и крупнообломочные отложения с кремнистой кластикой. В протерозойских терригенно-сланцевых и карбонатных формациях предполагается связь рудообразования как с вулканическими, так и с гипергенными процессами. Железо и кремнезем предварительно накапливались в морской воде до уровня примерно 20 мг/л Fe и 150—200 мг/л SiO2.
Выпадение железистого вещества во взвесь обеспечивалось на бескислородном этапе развития атмосферы и океана (в архее) в градиентах pH в виде сидерита, а на переходном и кислородном этапе — гидроокислов. В последнем случае преобладали процессы фотосинтетического бактериального окисления железа в «световом» приповерхностном слое воды, частично проявились здесь фотохимические реакции окисления. Дополнительный приток вещества в умеренно глубоководных (400—1000 м) условиях происходил за счет апвеллингов. В мелководных бассейнах (20—200 м) развивались эвапоритовые процессы, что соответствует условиям повышенных температур в докембрии и подтверждается наличием доломитов и рибекита.
Осаждение железисто-кремнистых взвесей и коагулятов происходило в стабильной тектонической обстановке типа эпиконтинентального шельфа. В обширных бассейнах величиной до сотен километров отлагались однородные железистые и кремнистые слои. В зонах гумидного климата привносились глинистые частицы в паводковый период с образованием сланцевых прослоев. Периодичность осаждения (слоистость) связывают с ритмическими колебаниями привноса вещества из источников (эксгаляцией и апвеллингами), с сезонными климатическими изменениями (расцветом фитопланктона в теплые периоды), а также с сейсмотектоническими и космическими событиями (землетрясениями, вулканическими извержениями, солнечной активностью). Учитываются также гидродинамические условия осаждения — взмучивание илов, подводные течения, штормовые и сейсмические встряски, ведущие к перемещению вещества и формированию градационной слоистости, волнистости, гранул и интракластов. Вероятно, действовали механизм раздельного отложения окислов железа и кремния и диффузионное перераспределение компонентов около границы осадок-вода.
Основные минералы железа слабоизмененных пород отражают окислительно-восстановительную обстановку диагенеза, когда первичная гидроокись преобразуется при разложении органического вещества. Карбонаты и силикаты замещаются гематитом и магнетитом, затем происходит метаморфическая перекристаллизация. При метаморфизме кремнистые железные руды устойчивы, сохраняют полосчатость и не испытывают регенерации вплоть до зон гранулитовой фации и массовой гранитизации.