Нікеленосні кори вивітрювання ультрабазитів

2. Нікеленосні кори вивітрювання ультрабазитів.

2.1. Ритональне розміщення, розповсюдження

класифікація.

Регінональне розміщення кор вивітрювання ультрабазитів, як відомо, визначається: 1) розповсюдженням ультраосновних вивержених пород - перидотитів, дунітів; 2) благоприємними кліматичними і мофологічними умовами для розвитку кори вивітрювання; 3) збереженням кори вивітрювання.

Розповсюдження ультрабазитів в цілому світі храрктеризується приуроченністю їх до глибинних розломів різного віку. Так, по В.Е. Хаіну (1964), ультрабазити Ураїни розповсюджені на території древніх (епікарельських) континентальних платформ.

Кори вивітрювання ультрабазитів з основними промисловими, найбільш великими родовищами приурочені до геосинклінальних зон. В платформових областях розміщено менше родовищ і рудопроявлення, приурочених, як правило, до більш дрібних масивів і жилоподібних тіл ультрабазитів, наприклад на Україні в Воронежській антиклізі.

За останні роки виявляється все більше окремих покладів осадкових нікелевих або ’легированных’ залізних руд, супроводжуючих остаточні нікелеві родовища кори вивітрювання або утворюючих окремі родовища та рудопрояви поблизу ультрабазитових масивів, підкоренних вивітрюванню. Відповідно сучасним гіпергенним родовищам, виділяються дві групи родовищ: остаточні родовища, або відповідно родовища кори вивітрювання, і осадкові родовища нікеля.

Серед осадкових родовищ і рудопроявів гіпергенних нікелевих руд можна виявити два генетичних типа: континентальні і прибережно-морські.

Родовища нікеля в корі вивітрювання ультрабазитів відрізняється по характеру нікеленосності і по маштабам орудення в залежності від належності до того або іншого форфогенетичного типу.

Для родовищ площадного типа характерно:

Розміщення в серединних частинах більших або по всій площі малих і середніх масивів ультрабазитів.

Концентрація металів не тільки за рахунок розкладу материнських пород і виноса з них майже всього магнія, , лугів, значної частини кремнія і деякої частини , але й за рахунок міграції і з неперервно розмиваємої з поверхні верхньої частини кори вивітрювання під час її утворення і фіксації цих металів в нижчележачих зонах кори вивітрювання.

Чітко виражена вертикальна зональність кори вивітрювання з горизонтальним розміщенням зон.

Пластоподібна, ізометрична в плані форма і горизонтальне положення в просторі рудних покладів, з нерівною підошвою при середній потужності 5-10 м. Порівняно неглибоке залягання під покровом більш молодих осадкових пород.

Досить рівномірний розподіл орудення як по вмісту, так і по потужності рудних покладів.

Площадні родовища з низьким вмістом і при наявності підзони безструктурних охр, володіючої, як правило, підвищеним вмістом , розробляються звичайно як родовища ’легированных’ руд.

Родовища площадного типа - плащоподібні і витянуті. Великі площоподібні родовища з потужньою, добре розвиненою і збереженною зоною охр дають основну масу ’легированных’ руд і значну кількість силікатних руд.

Родовищам лінійного і лінійно-площадного типів властиві наступні особливості:

Лінійне, витянуте розміщення в приконтактових частинах ультраосновних масивів або вздовж тектонічних порушень і контактів з жильними і дайковими тілами всередині масива.

Утворення руд не тільки за рахунок розкладу материнських пород і виноса з них ряда елементів, але й дякуючи міграції , головним чином з неперервно розмиваємої з поверхні верхньої частини кори вивітрювання, і накопиченні його в корі вивітрювання не тільки перидотитів, але й вміщуючих і дайкових пород різного мінерального складу.

Пластоподібна, а також лінзоподібна, клиноподібна, стовпоподібна і неправильна форма рудних тіл, утворень різних покладів, розташованних паралельно один до одного.

Нерівномірний розподіл орудення по вмісту і по потужності в залежності від типа і підтипа родовища.

Серед родовищ лінійного типа виділяють підтипи:

Лінійно-тріщиниий, приурочений тектонічним порушенням всередині ультраосновних масивів. Рудною являється зона охр і перолітизованних серпентинітів, причому в останній зустріті нікелеві силікати. Довжина рудних покладів по простиранню - 1-3 км., ширина 300 м. і глибина 100-150 м.

Лінійно-контактовий підтип родовищ приурочений до контакту ультрабазитів з вміщуючими породами або розтинаючими масиви дайномі жильних пород. Характерною рисою родовищ цього підтипу являється приуроченість рудних покладів не тільки до зони охр, нонтронітизованних і перолітизованних серпентинітів, але й до продуктів вивітрювання пород, контактуючих з ультрабазитів.

В контактово-карстовому підтипі родовищ, розташованного в зоні контакта ультрабазитів з карбонатними породами (мраморами, вапняками), основною рудою являються карстові утворення з накопиченням силікатів (ненунта, ревдинскіта, гармерита та ін.), володіючих підвищеним вмістом (до 20-40%).

Рудні тіла, які складають родовища цього підтипу, володіють непостійним мінеральним і хімічним складом, часто складної і змінної форми.

Родовища лінійно-площадного типа звичайно складаються з декількох покладів і рудних тіл, кожне з яких, окремо взяте, може розглядатися як самостійний морфогенетичний підтип. По ’сочетанию’ спецефічних рис виділяють наступні морфогенетичні підтипи: тріщино-площадної і власне лінійно-площадної (тріщино-контактово-карстово-площадної). Всі ці підтипи характеризуються площадними розповсюдженнями в плані, приуроченності до контактів з вміщуючими жильними породами або тектонічним порушенням, змінністю мінерального складу, нерівномірним вмістом рудних тіл, які мають різновидну форму і різні елементи покладів.

Рудні тіла, розповсюджені в площадній частині родовища, звичайно мають пологий горизонтальний поклад, малу (1-5 м.) потужність часто низький вміст , являючи собою ’легированные’ руди. Рудні тіла, які знаходятся в лінійній частині родовища мають наклонний поклад, видовжену форму, велику вертикальну потужність (від 1 до 50 м.) і різко підвищений вміст (3-8%).

Основна маса руд (білше 70%) зв’язана з нонтронітизованними і королітизованними серпентинітами, а менша частина - з охрами і карстовими утвореннями.

Концентрація і в родовищах кори вивітрювання змінюєтья і після їх утворення дякуючи положенним гіпергенним процесам: тамотізації і сидеритизації та ін., які розвиваються при опущенні і заболочуванні вже сформованого родовища. Окремення також може змінювати концентрацію металів в родовищах.

Таблиця. Гінетична класифікація гіпергенних

родовищ нікеля.

Мінерологія нікеленосних пор вивітрювання.

У порах вивітрювання ульрабазитів утворюється широка гамма селікатів, які мають промислове значення.

Більшість селікатів у структурному відношенні належать до змішано-слоїстих ’амнікатам’, у меншій мірі - до слоїсто-стічкових.

По вмісту серед них можна виділити власне мінерали () та -вмісту () різновиди відповідних слоїстих селікатів, які в звичайних умовах (поза зв’язком з -родовищ) вміщують дуже мало.

У більшості випадків це -мінерали, рідше чи -мінерали. Вміст у їх решітку як показують природні спостереження та експерименти, проходить у результаті ’непосредственного’ катіонного обміну (частково ) на з багатих цим елементом грунтових вод, циркулюючих у порах вивітрювання.

У багатьох випадках -мінерали утворюються інфільтраційним шляхом, проходячи через стадії гелей (колоідів), які вміщують та одночасно. Існують наступні -мінерали з пор вивітрювання ультраосновних пород.

І. З структурою ’сернентина’ ( + талькоподібний мінерал)

гарніерит - до 48%

ненукт (крист.) - до 20-47,7%

керолит - до 1,56-9,88%

(Порядок мінералів відповідає їх положенню у вертикальному розтині кор вивітрювання)

ІІ. З структурою бейделіта-монтморилоніта

4.ревдиніт - 17-18%

5.нонтроніт - 1,10-1,80% (головний мінерал по розповсюдженості)

ІІІ. З структурою хлорита.

6.коннорит до 36%

7.шухардит до 5-6%

8.джеферизит (проміжний між хлоритом та гідрослюдою) 0,09-4,67%

9.бриндлит (у бокситах Греції) та ін.

Мінерали-носії :

-тальки (до 2-6%), -сениоліт (1.5-10%), -верминулит (до 2.6%),
-холцедон (0.17-0.38%, -хоризонраз), -ксиломелан (0.1-0.8%), -гідрогетити та охри (до 2.2%), магемит - (0.8-1.5%)

Крім вказаних мінералів, описані гінергенні ізумрудно-зелені корки в ультрабазитах о.Сумотра - заратит, а також сульфіди екзогенного генезиса.

Останні виявлені на ’Юж.’ Уралі в чорних збагачених органікою глинах озерного походження та утворились за рахунок виноса з кори вивітрювання сернентинітів, розташованих поруч. Тут встановлені бравоіт , виоларит , милерит у асоціації з ниритом, марназитом , мельниковітом. Сульфіди утворюють желвани, прожилки та тонкодисперсну вираженність. Джерелом сірки являється процес сірководневого бродіння в результаті гниття органіки в застойних водах. Це приклад типового осадження як хальнофіла на сірководневому бар’єрі .

достатньо інтенсивно мігрує у іонній формі , але окремі дослідники обмежують довжину міграції (4-5км).

Андерлинське м-р - ’единственное’ (в СНГ) приклад концентрованого переоткладу у новій мінеральній формі.

Мінерали окису та гідроокису (кінцеві продукти вивітрювання гіпербазитів) спостерігаються у всіх мінеральних осоціаціях кори вивітрювання або являються породоутворюючими, на 70-80% складаючими її верхню охристу зону. Охристі породи нікелевмістні. Вміст в них нікеля непостійний в зв’язку з нерівномірністю умов формування різних ’профилей’ вивітрювання. У ’профиле’ вивітрювання, де добре розвинені селікати, слабо розвинена зона охр та існує слабка концентрація та навпаки.

У корі вивітрювання на у/о породах присутні мінерали окису та закису трьох генетичних типів: 1) остаточні або реліктові; 2) утворені в результаті вивітрювання; 3) інфільтраційно-метасоматичні, які виникли в результаті перерозподілу речовини в межах кори вивітрювання. До першого відноситься магнетит; до другого - гетит, переважно дисперсний, скритокристалічний, рідше дисперсний малеміт та гематит; до третього - магнетит, гетит, гематит та малеміт. Усі перераховані вище мінерали нікеловмістні. Сама низька концентрація (по данним Е.Н.Куземкиной, 1974) спостерігається в остаточному магнетиті склад. - 0.7%, в малеміті - до 1.5% та вище. Найбільш висока концентрація у гетита (більш ніж 2%).

Геохімія нікелевмістних кор вивітрювання

Як вказувалось у розділах 2.1, 2.2 власне -носні кори вивітрювання представлені різними морфогенетичними та мінерологічними типами. Найбільший інтерес представляють «кори з нонтронітовим профилем», іх будова (зверху вниз):

охри (четит, гідрогетит, гідрогематит, магемит, окиси ). Останні часто утворюють прослой на деякій глибині, відповідній рівню грунтових вод. Потужність 1-4 м.

обохрені нонтроніти (1-2 м)

суміш нонтронітів з хлоритами, баститами, хромнікелідів та ін. остаточних матеріалів ультрабазитів. Потужність 3-10 м.

вилуженні, затронуті контронитизацією серпентиніти (нонтроніти, -гідросилікати, холцедон, опал, остаточні мінерали). Потужність 2-4 м

вилуженні серпентиніти

карбонатизованні та слабозмінені серпентиніти. концентрується головним чином в зоні (2-3-4), частково (5). В зоні (1) концентрується та .

Зона (1) часто має підвищену потужність (за рахунок редукції зони нонтронітів) та збагачується кремнеземом . Виникає охристо-кремниста кора.

На родовищі з контронітовим профилем кори спостерігається чітка епігенетична геохімічна зональність (зверху-вниз), відповідна вцілому збільшенню лужності ’р-ров’ з глибиною та випадом у осад відповідних гідроокисей , , .

Найбільш богаті ділянки на таких родовищах утворюються інфільтраційним шляхом на лужних бар’єрах, особливо в контакті з карбонатними породами.

На думку И.В.Витовской при реконструкціїї механізмів та корометрів середовища мінералоутворення в корі вивітрування інформативними являються такі данні про такі особливості мінералів як морфологія, розміри та особливо будова поверхні частинок та агрегатів.

Морфологія та розміри частинок новоутворенних фаз тісно зв’язані з степінню іх кристалічності та ’совершенства’ структури.

В нижніх зонах кори вивітрювання гіпергенно змінений серпентин тонкодисперсний , сильно гідротований, з слабкоупорядкованою структурою, вміщує надлишковий кремнезем . На цій основі И.В. приходить до заключення, що мінерал утв. трансформаційним шляхом в результаті часткового вилуження з поверхні ’исходного’ серпентина.

На частицах вилуженного хризоліта знайдений дифузійний бар’єр з слоя синикогеля товщиною біля . Він зберігає волокнисту структуру хризоліта.

До висновку про можливі трансформаційні перетворення при вивітрюванні прийшов і Р.Иггатон (Eggleton R.A. Nontronite topoxial after gedenbergite-Amer. miner, 1975, 60, N 11/12), вивчаючи форму та розміри частинок нонтроніта, який виник при псевдоморфозному заміщенні гедендерита.

Ще одним важливим показником умов та механізма мінералоутворення явл. степінь кристалічності та відповідно зменшення степені гідратування мінералів по напрямку до верхніх її горизонтів. Ця закономірність відмічена багатьма дослідниками на прикладі матеріалів групи смектитів, паолинита та гидроокисів та .

Вона може бути проілюстрована на прикладі гетита з кори вивітрювання серпектинітів.

Степінь кристалічності мінералів залежить від 2-х основних факторів:

зміна умов та механізмів мінералоутворення в зв’язку з зміною характера та величини пористості пород, значень та активностей компонентів в корових розчинах ’профиля’ вивітрювання.

вплив процесів послідуючої перекристалізації мінералів на протязі довгої історії розвитку кори вивітрювання.

Наприклад, гетити , відібрані з зони охр серпентинита Халимівського масива (Урал), утворюють кристали розміром . В охрах же по ’............тизированным’ серпектинитам Липовського масиву ’преобладает ..........унорный’, рентгеноаморфний або слабо упорядкований гетит.

Кількість та склад некристалічної залізо-кремнієвої фази по ’профилю’ серпентинітів змінюються закономірно та типоморфні для кожної зони.

Діаграма парогенезисів (рис.) кори вивітрювання серпентинітів дає зміну хімічного та мінерального складу пород в процесі вивітрювання. Якісні стрибки в відношеннях та при переході від зони до зони.

Так, «перелітізація» серпектинітів, тобто утворення дисперсованного та гідротованого хризоліта по ’исходному’ серпектину, протікає при розчині мінерала, але суттєво кремнеземний склад рентгеноаморфної фази вказує, що перехід до наступної зони обумовлений різко опереджуючим виносом та відносним накопиченням . Цей процес, відображений на діаграмі перегибом стрілки, приводить до утворення ферисапоніта-мінерала з 3-х слойною структурою (2слоя кремнекисневих тетраедрів на 1-й октаедричний слой) замість 2-х слойного серпентина.

- склад рентгеноаморфної фази в зоні ферисапоніта свідчить про відносне накопичення цих компонентів і різкому виносу при переході від зони нонтроніта до зони охр фіксується залізістим складом рентгеноаморфної фази в зоні нонтроніта та чітким перегином стрілки на діаграмі.

Важливим слідством та одночасно доведенням формування значної кількості рентгеноаморвної фази у верхніх зонах кори вивітрювання слугує явище усадки продуктів вивітрювання.

Воно зв’язано з процесами старіння колоїдної системи з утворенням, їх наступним структуруванням та перекристалізацією.

Дослідження рентгеноаморфної фази дозволяє також реконструювати умови накопичення і розподілу рудного компонента в продуктах вивітрювання.

Так, у корі вивітрювання у/о пород накопичується в результаті не тільки його ізоморфного входження до структури пороутворюючих мінералів, але й процесів сорбції рентгеноаморфної фази.

При перекристалізації гелей під впливом просочуючихся розчинів відбувається часткова втрата .

Мабуть тому в більш молодих корах сучасних тропічних областей (Куба, Зах. Африка, Нова Коледонія, Філіпіни), для яких характерний більш високий вміст некристалічної фази, в охристих утвореннях більше, ніж в древніх корах (Україна, Урал), де воно, як правило, не досягає кондиційних значень.

Пошуковими ознаками виявлення родовищ селікатного в лінійних Н.В. являються:

Наявність полей габро, габро-амфіболитів, амфіболитів, вказуючих на можливість виявлення просторово зв’язаних з ними масивів ультраосновних пород.

Наявність у/o пород як джерела гіпергенного -орудення та кори вивітрювання цих пород, як геологічної формації, безпосередньо несучої родовища силікатних -руд.

Розвиток нонтронітового то охристого типів кори вивітрювання по ультрабазитоам з підвищеними концентраціями силікатного .

Наявність карбонатних пород (кальцифірів) на контакті з серпентинітами (масиви Капітановський, Заводський та ін. - Грушковський, Північний), яка визначає можливість виявлення силікатних -руд контактово-карстового типу.

Лінійний характер контактів у/о серпентинізованних тіл, вказуючих на наявність тектонічних зон і можливість виявлення в їх межах лінійних кор вивітрювання охристо-нонтронитового типу.

Геофізичні ознаки, зокрема висококонтрасні магнітні аномалії над масивами у/о пород з лінійним характером на одному з їх контактів, вказуючих на тектонічну природу цього контакта та можливість розвитку в ньому лінійної кори вивітрювання охристо-нонтронитового типу.

Геологічні методи грудок заключались в пробурюванні скважин, документації кар’єрів. Ці роботи супроводжувались комплексом випробних та лабораторних робіт.

Докумнтація кар’єрів.

Для уточнення деяких питань будови масивів у/о пород, взаємовідношення їх з вміщуючими породами проводилась докумнтація кар’єрів Деренюхінського родовища, кар’єрів Центрального, Бурти та ін. Документація заключалась у ретельному описі коренних порід, характера контактів з зарисовками.

Похожие работы

История развития геологии

Скачать

32523

0

0

... выделением тепла. Оно позволило разработать методику определения абсолютного возраста горных пород, а следовательно, и продолжительности многих геологических процессов. На этой основе в последующем получила развитие геология докембрия [А. А. Полканов, Н. П. Семененко, К. О. Кратц (СССР), Д. Андерсон (США), К. Стоквелл (Канада), Б. А. Шубер (Франция)]. С радиоактивным распадом в недрах Земли стали ...

Происхождение «Геологии старой Земли» и ее влияние на жизнь в XXI веке

Скачать

25406

0

0

... данных просто не соответствует фактам, а свидетельства катастрофизма на глобальном уровне становятся все более и более очевидными, даже многим эволюционистам. Схожие процессы наблюдаются и в биологии. Геология старой земли расчистила путь для дарвинизма. Во время своего знаменитого кругосветного путешествия Дарвин изучал первый том Принципов геологии Лайеля, а затем применил те же самые ...

Геология как наука

Скачать

55751

0

0

... - начала XX в. наука геология расширила свои горизонты, в том числе и благодаря революционным идеям Владимира Ивановича Вернадского и Александра Евгеньевича Ферсмана, которые определили геологию, как науку о строении земли, её происхождении и развитии, которая основывается на изучении геологических процессов и земной коры в целом. По словам Вернадского, XX век, является периодом ломки коренных ...

Методологические основы экологической геологии

Скачать

21058

1

1

... связана с геоэкологией – комплексной междисциплинарной науки об территориально-экологических отношениях взаимодействия природы и общества (Осипов, 1997). Но в экологической геологии превалирует литосферный аспект. Разработка методологических основ экологической геологии с классических философских подходов к формированию базиса любой науки предполагает решение ряда стандартных проблем, в том ...