Материал: Betekhtin

Заключительная часть

696

(серпентин, хлориты, гранаты, пироксены и др.) с образованием рыхлых

бурых железняков

 на месте пород, богатых этими минералами (в частно

сти, скарнов).

При интенсивном выветривании 

силикатных горных пород

 за счет ос

таточных продуктов могут возникать новые месторождения полезных ис
копаемых, имеющих площадное распространение. На месте 

кислых

 извер

женных пород, бедных железом, но 

богатых глиноземом,

 в условиях

умеренного климата образуются 

каолиновые залежи

, а при латеритном вы

ветривании в условиях жаркого и влажного климата — 

бокситы

, состо

ящие главным образом из гидроокислов алюминия — 

гидраргиллита, бё

мита

 и 

диаспора

.

Особый интерес представляют мощные коры выветривания 

ультра

основных

, богатых магнезией пород, главным образом серпентинитов, с

образованием никелевых силикатных руд, содержащих 

ревдинскит, гар

ниерит

, никеленосные 

галлуазиты

 и др. (месторождения Ю. Урала). При

химическом разрушении силикатов главная масса магния, связываясь с
СО

2

, растворенной в водах, уносится в нижние горизонты коры выветри

вания, где выпадает в виде 

магнезита

. Железо, наоборот, в виде рыхлых

гидроокислов скопляется на поверхности. Кремнезем, освобождаясь при
разрушении кристаллических структур силикатов, переходит в коллоид
ный раствор, частью дает новообразования в виде 

нонтронита

, галлуа

зитов (ниже зоны железной шляпы), частью выпадает в виде 

опала

 и 

хал

цедона

, которые в нижних горизонтах нередко метасоматически

развиваются на месте первичных пород. Гидросиликаты никеля образу
ются в зоне развития нонтронита. Встречаются кобальт и никельсодер
жащие гидроокислы марганца — 

асболаны

.

Следует также упомянуть, что в корах выветривания, кроме указан

ных выше минералов, в виде новообразований встречаются и многие дру
гие: 

гипс, арагонит, кальцит, ярозит, самородная сера

 (при разложении

гипса), различные фосфаты, а в сухих местностях в виде выцветов — се
литра, квасцы и другие легкорастворимые сульфаты, карбонаты и гало
идные соединения различных элементов.

Минералы осадочных горных пород и месторождений полезных

ископаемых.

 В области изучения минералогии осадочных образований

советскими учеными были достигнуты также большие успехи (акад.
А. Д. Архангельский, Б. П. Кротов, Г. М. Страхов, Л. В. Пустовалов и др.).
Особого внимания заслуживают достижения наших ученых по установ
лению закономерностей фациальных изменений в осадках в зависимос
ти от физикохимических условий минералообразования.

Осадочные слоистые горные породы и руды преимущественно обра

зуются в озерных и морских бассейнах. Среди них выделяют две главные
группы: 1) 

обломочные

, или кластические, породы, состоящие в основном

из продуктов механического разрушения изверженных пород и кристал

Глава 2. Ассоциации минералов в горных породах и рудных месторождениях

697

лических сланцев; 2) 

химические

 осадки — кристаллические, коллоидаль

ные, а также органического происхождения.

Типичными представителями обломочных осадочных пород (механи

ческих осадков) являются пески и песчаники, состоящие главным обра
зом из окатанных зерен кварца, иногда с примесью значительного коли
чества 

полевых шпатов

. Изредка в них присутствуют обломки раковин,

глауконит

, а из акцессорных — 

магнетит, циркон, рутил, апатит, тур

малин

 и др. Цементом между обломками в песчаниках обычно служит

глинистое вещество, реже карбонаты (кальцит), еще реже гидроокислы
железа и марганца. В грубозернистых песчаниках и конгломератах роль
обломков играют гальки горных пород.

Если размыву подвергаются месторождения и горные породы, содер

жащие важные в промышленном отношении, химически стойкие мине
ралы (алмаз, золото, платину, касситерит и др.), то в механических осад
ках, в случаях их перемыва, происходит обогащение ценными минералами
с образованием речных или морских прибрежных россыпей.

Характернейшей особенностью 

химических

 процессов, приводящих

к образованию осадочных горных пород, является то, что при разложении
породообразующих силикатов и алюмосиликатов щелочей и двухвалент
ных металлов (Са, Mg, Fe

, 

Мn), слагающих изверженные и частью мета

морфические породы, в процессе миграции происходит 

разобщение

 этих

элементов и 

раздельное

 осадконакопление: в одних местах — гидросилика

тов Аl (глин), в других — кремнистых осадков, в третьих — преимуществен
но соединений Са, в четвертых — Al, Fe и Мn, в пятых — Na, К, Mg и т. д.

Глины, сланцеватые глины и глинистые сланцы, слагающие нередко

мощные толщи, в главной массе состоят из переотложенных продуктов
химического разрушения горных пород: в одних случаях — из 

каолини

та

, в других — из 

бейделлита

, 

монтмориллонита

. В качестве примесей

наиболее часто встречается обломочный кварц, иногда в значительных
количествах (песчанистые глины), слюды, органические остатки, тонко
дисперсные карбонаты (мергели), а также опал, гидроокислы Fe, мель
никовит, иногда в виде конкреций марказит и пирит, углистые или биту
минозные вещества и др.

Кремнистые осадочные породы, состоящие частью из химически отло

женного кремнезема, сложены 

опалом, халцедоном

, отчасти 

кварцем

. Из орга

нических остатков в одних породах присутствуют обильные обломки крем
нистых спикулей губок (спонголиты), в других — радиолярии (плотные
яшмы), в третьих — скелеты диатомей (рыхлые трепелы). Легкие, тонкопо
ристые опалохалцедоновые породы, не содержащие органических остатков,
носят название опок. Из примесей часто присутствуют глинистые вещества
(каолинит), иногда глауконит, обломки кварца и других минералов.

Карбонатные породы (известняки и доломиты), нередко выступающие

в обнажениях в виде огромных массивов, почти целиком состоят из 

каль

Заключительная часть

698

цита

 или 

доломита

, или смеси этих минералов. Нередко присутствуют

также глинистое вещество, кластический материал (кварц), глауконит,
иногда халцедонокварцевые стяжения (кремни), фосфоритовые конк
реции, изредка скопления целестина, барита, гипса, а также битумов и
газов (сероводород). Во многих известняках в большем или меньшем ко
личестве наблюдаются остатки различных организмов — обломков ра
ковин моллюсков, брахиопод, фораминифер, обломки кораллов и др. (рис.
387). Некоторые разности известняков (оолитовые) обладают признака
ми коллоиднохимических осадков.

Богатые 

железом

 коллоиднохимические осадки (железорудные мес

торождения) встречаются в некоторых пресноводных озерах (а также
болотах) северных областей, а крупные ископаемые осадочные месторож
дения, согласно геологическим данным, приурочены к лагунам или при
брежным зонам морских бассейнов (Керченское месторождение).

Главными минералами осадочных железорудных месторождений яв

ляются гидроокислы трехвалентного железа — 

лимонит

 и 

гётит

 (часто

как продукты окисления сидерита, гидросиликатов железа). В ассоциа
ции с ними иногда наблюдаются 

опал, вивианит, барит, окислы марганца

и др. Более глубоководные фации сложены оолитовыми гидросиликата
ми железа (лептохлоритами) — 

шамозитом, тюрингитом

 и другими хло

ритами, богатыми двухвалентным железом, нередко в ассоциации с 

сиде

ритом

, который встречается также в виде самостоятельных пластов

(Аятское и другие месторождения на Урале). В виде примесей к сидери
ту нередко устанавливаются 

сульфиды

 (пирит, изредка пирротин), край

не редко образующие более значительные скопления.

В осадочных месторождениях 

марганца

, большей частью приурочен

ных к толщам кремнистых или кремнистоглинистых осадочных пород,
более детально изучены 

смены фаций

, различающихся по составу. Руды

более прибрежных участков сложены преимущественно соединениями
четырехвалентного марганца — 

пиролюзитом

 и 

псиломеланами

 в сопро

вождении рыхлого или плотного опала и глинистых веществ. По мере
удаления от береговой линии в более глубоководных зонах, в условиях
недостатка кислорода, эти руды сменяются манганитовыми рудами, в
которых часть марганца присутствует уже в виде Мn

2+

, нередко в ассоциа

ции с глауконитом (в кремнистых прослоях). Наконец, еще далее от бе
реговой линии распространены сплошные карбонатные руды, состоящие
из 

родохрозита, манганокальцита

 (т. е. минералов, содержащих марга

нец только в двухвалентном состоянии) в ассоциации с опалом, а также
марказитом, пиритом, изредка баритом и др., что указывает на явно вос
становительные условия сероводородного брожения и разложения осе
дающих на дно органических остатков с образованием СО

2

. Таковы, на

пример, закономерности фациальных изменений в марганценосных
осадках Чиатурского, Полуночного и других месторождений.

Глава 2. Ассоциации минералов в горных породах и рудных месторождениях

699

Месторождения 

фосфоритов

 в виде конкреций желваков или оолитов,

приуроченные к более глубоководным участкам шельфа, располагаются
среди карбонатных пород или глауконитовых песчаников. В скоплениях
фосфатов кальция часто устанавливаются песчинки кварца, 

глауконит

,

иногда 

пирит

 и другие минералы. По современным представлениям

(А. В. Казаков), главным агентом, переводящим в раствор фосфаты, содер
жащиеся в гибнущих морских организмах, является углекислота, содер
жание которой в слоях воды ниже зоны фитопланктона повышается в силу
окисления отмирающего живого вещества. Этим объясняется обогащение
СО

2

 и фосфором океанических вод на глубине 500–1500 м.

В тех случаях

когда благодаря восходящим донным течениям эти воды, богатые СО

2

 и P,

попадают в береговую поверхностную зону морского бассейна, имеет мес
то удаление части углекислоты в зону фитопланктона, а в силу этого и пе
ресыщение этих вод фосфором, что и приводит к выпадению коллоидаль
ных фосфатов в виде фосфоритовых желваков.

Соляные отложения

, образующиеся в виде кристаллических осад

ков в условиях жаркого сухого климата в усыхающих озерах или час
тично изолированных морских бассейнах, содержат большей частью
хлориды — 

галит

, реже 

сильвин, карналлит

 и др., сульфаты — 

мираби

лит

, 

тенардит, астраханит, эпсомит, кизерит, каинит, полигалит,

гипс, ангидрит

 и др. Выпадение солей из морских вод, как показывают

наблюдения над последовательностью чередования слоев и физико
химические исследования ВантТоффа, акад. Н. С. Курнакова и его уче
ников, происходит в определенном порядке: первыми выпадают труд
норастворимые соли (карбонаты и сульфаты кальция), а наиболее
легкорастворимые соединения (сульфаты и особенно хлориды Mg и
К) остаются в растворе до самого последнего момента. Однако поря
док выпадения сильно зависит также от 

соотношения концентраций

солей в растворе. Некоторые более растворимые соли в случае высо
кого содержания их в растворе будут выпадать первыми.

В идеальном случае выделение солей из морской воды идет в таком

порядке 1) гипс, ангидрит; 2) галит в ассоциации с гипсом, ангидритом и
полигалитом; 3) кизерит с галитом, каинитом, полигалитом и др.; 4) кар
наллит с галитом, кизеритом и др.; 5) бишофит с карналлитом, галитом
и другими легкорастворимыми солями.

Отсюда следует, что соли калия и магния выпадают в последние мо

менты усыхания соленосных бассейнов. Однако в природной обстановке
не всегда создаются условия для строгой последовательности осаждения
кристаллических солей. Наблюдающиеся чередования и повторения в
отложении осадков, иногда отсутствие в геологическом разрезе некото
рых соленосных пород и т. д. говорят о том, что в силу тех или иных при
чин менялись условия режима усыхающих бассейнов, в частности соот
ношение концентраций солей в растворах.

Заключительная часть

700

В соленосных отложениях встречаются также кальцит, доломит, бор

нокислые соединения (борацит). Бораты изредка образуют самостоятель
ные осадки, содержащие 

гидроборацит, колеманит, пандермит, боронат

рокальцит, буру, ашарит

 (в виде вторичных образований) и др. Примером

является Индерское месторождение. Известны, наконец, 

содовые

 озера.

К соленосным толщам гипса и ангидрита, сопровождающимися битуми
нозными доломитизированными известняками и каменной солью, быва
ют приурочены крупные месторождения 

самородной серы

. В ассоциации

с ней устанавливаются часто кальцит, арагонит, доломит, гипс, иногда
целестин, барит, опал, халцедон, твердые и жидкие битумы.

Гипс

 и 

ангидрит

, кроме того, во многих местах земного шара слагают

самостоятельные толщи большой мощности.

К осадочным образованиям принадлежат имеющие огромное промыш

ленное значение 

каустобиолиты

 — ископаемые угли, нефти и связанные

с ними горючие газы и твердые битумы, а также торф и сапропели. Все
они представляют 

биохимические 

образования, возникшие за счет расти

тельных и отчасти животных организмов. В угленосных отложениях из
неорганических минералов, кроме кластического материала, встречают
ся сульфиды железа — 

пирит, марказит

, крайне редко галенит, сфалерит

и карбонаты. В углистоглинистых осадках нередки пластообразные скоп
ления 

сферосидеритовых

 конкреций, иногда содержащих сульфиды. При

выветривании за счет них образуются бурые железняки.

Минералы метаморфизованных горных пород и рудных месторож8

дений.

 Как было указано в общей части настоящей книги, при так называ

емом региональном метаморфизме эндогенные и особенно экзогенные об
разования претерпевают сильные изменения не только в составе, но и в
структуре и физических свойствах пород и руд. В зависимости от физико
химических условий метаморфизма — глубины (давления), температуры
и состава исходных пород и метаморфизующих постмагматических раство
ров — образуются самые разнообразные по составу кристаллические слан
цы: богатые полевым шпатом гнейсы, слюдяные сланцы, амфиболиты, таль
ковые сланцы, хлоритовые сланцы, а также серпентиниты, мраморы и
другие метаморфические породы. Мы не будем останавливаться на пере
числении минеральных ассоциаций во всех этих многочисленных поро
дах. Отметим лишь некоторые особенности метаморфических процессов,
подчеркнув характерные минералы, встречающиеся помимо обычных по
родообразующих минералов.

Прежде всего необходимо указать, что своеобразными чертами состава

характеризуются метаморфические породы, образующиеся за счет осадоч
ных образований. Выше уже говорилось о том, что осадочные породы (гли
ны, кремнистые осадки, известняки и т. д.) в главной своей массе представ
ляют существенно различающиеся между собой по составу продукты
дифференциации соединений, освобождающихся при процессах выветри