Материал: Betekhtin

Общая часть

146

Химические осадки

 возникают

главным образом в озерах и мор
ских бассейнах. Выпадение осадков
может происходить различными
путями: либо путем кристаллиза
ции насыщенных солями раство
ров, либо путем осаждения сверты
вающихся в виде гелей коллоидных
образований, либо, наконец, путем
накопления продуктов жизнедея
тельности органического мира
и самих органических остатков.

1. Образование 

кристаллических

осадков, называемых 

эвапоритами

,

наблюдается во многих усыхающих

озерах, в которых в условиях сухого жаркого климата поверхностное испа
рение превалирует над притоком пресной воды.

Кристаллизация солей наступает при некотором пересыщении вод

ных растворов. Последовательность выделения минералов при прогрес
сирующем испарении растворителя (Н

2

О) определяется двумя главны

ми факторами равновесия системы: составом растворов, вернее,
соотношением концентраций компонентов, входящих в систему, и тем
пературой растворов, при которой происходит кристаллизация. Условия
равновесия сернокислых и хлористых солей Са, Mg, К и Na, встреча
ющихся в морской воде, детально изучены при различных концентраци
ях и температурах ВантГоффом, Н. С. Курнаковым и многими другими.

2. Образование 

коллоидальных

 осадков в озерных и морских бассейнах

много сложнее, и не все стороны этого явления изучены в достаточной сте
пени. Установлено, что некоторые образующиеся при выветривании соеди
нения переносятся текучими водами не только в виде истинных раство
ров, но также в виде коллоидных растворов — золей, устойчивых в пресных
водах. Эти растворы, попадая с поверхностными водами в морские бассей
ны, подвергаются коагуляции под влиянием электролитов, содержащихся
в больших количествах в морских водах в виде ионов растворенных солей.

Так ведут себя коллоидальные растворы окислов железа, марганца,

кремния и др.

Образующиеся при коагуляции коллоидных растворов микродисперс

ные минеральные осадки вместе с приносимыми речными водами глини
стыми частицами, мелким обломочным материалом и остатками морских
организмов отлагаются на дне прибрежных зон бассейнов в виде просло
ев или более мощных правильных по форме пластов. С течением време
ни в этих осадках происходят некоторые преобразования (диагенезис) и
превращение их в плотные массы.

Рис. 58.

 Обогащенные ильменитом,

рутилом и цирконом темные слойки

в песках раннемеловой прибрежно

морской титаноциркониевой россыпи.

Нечерноземье, Россия

Глава 4. Образование минералов в природе

147

На примере марганцевых осадочных месторождений выяснено зако

номерное изменение парагенетических ассоциаций минералов в осадках
в зависимости от физикохимических условий формирования осадков на
дне бассейнов. В прибрежных мелководных участках распространены
наиболее богатые кислородом соединения четырехвалентного марганца,
которые по мере удаления от береговой линии постепенно сменяются
карбонатными соединениями двухвалентного марганца в сопровождении
редких сульфидов железа. В мелководных участках осадконакопление,
очевидно, происходило в условиях доступа кислорода, растворенного в
морской воде, до некоторой глубины, тогда как в более глубоководных
участках имели место недостаток кислорода, разложение органических
остатков с образованием углекислоты и отчасти сероводорода, за счет
которых, очевидно, и образовались карбонаты и сопровождающие их сер
нистые соединения. В результате возникли так называемые фации раз
личных по составу руд (окисных и карбонатных). Повидимому, анало
гичные же соотношения различных по составу осадков существуют и в
месторождениях железа, для которых давно уже известны фации окис
ных, силикатных и карбонатных руд.

3. К органогенным, или 

биогенным

, осадкам, образующимся в результате

сложных процессов жизнедеятельности организмов, относятся известняки,
состоящие из скелетных образований морских животных, диатомиты, сло
женные преимущественно кремнистыми скелетами диатомей, каустобиоли
ты (от греч. 

каустос 

— горючий), возникшие главным образом за счет расти

тельных и отчасти животных организмов (например, ископаемые угли,
горючие сланцы, нефти, горючие газы, твердые битумы и пр.).

Органогенные осадки могут возникать путем накопления скелетов от

мирающих животных (ракушняки) или тканей высших или низших расте
ний (торф, сапропель). Они могут также являться результатом самой жиз
недеятельности организмов, например анаэробных бактерий, разлагающих
органические остатки или сульфаты, в процессе чего в конце концов обра
зуются скопления серы. Наконец, за счет продуктов деятельности бакте
рий могут возникать желвакоподобные образования, как это в лаборатор
ных условиях было доказано для ферробактерий.

При последующем перерождении одни из этих осадков превращают

ся в неорганические продукты (например, известняки, фосфориты), дру
гие же остаются органическими соединениями (каменные угли и др.).

Региональный метаморфизм
и связанные с ним процессы минералообразования

Наиболее сильные изменения как эндогенных, так и экзогенных обра

зований наступают при так называемом региональном метаморфизме, когда
вследствие тектонических перемещений целые области верхних участ
ков земной коры могут оказаться в глубинных условиях, т. е. в условиях

Общая часть

148

Рис. 59.

 Железистый

кварцит плойчатой

текстуры (слойки, сложен

ные кварцем, гематитом и

магнетитом, смяты в

мелкие складки)

сильно повышенных температур и давлений или в условиях мощного про
явления горообразующих процессов.

В этих условиях весьма существенно меняется минеральный состав

горных пород и руд, а также их свойства и внешний облик. Химический
состав при метаморфизме остается неизменным, в отличие от метасо
матоза, исключение составляют лишь два компонента — вода и угле
кислота. Образовавшиеся в экзогенных условиях богатые водой соеди
нения превращаются в безводные или бедные водой (например, опал
переходит в кварц, лимонит — в гематит или магнетит и т. д.). Одновре
менно происходит перекристаллизация вещества (например, органоген
ный известняк превращается в мрамор с уничтожением прежних струк
турных особенностей). Во многих породах, в том числе в изверженных,
происходит полная перегруппировка компонентов с образованием но
вых минералов. Некоторые минералы, такие как гипс, самородная сера,
каменная соль и др., совершенно не встречаются в метаморфических
толщах. Химические реакции под влиянием высокого давления и тем
пературы стремятся идти в сторону образования минералов с уменьшен
ным объемом и повышенным удельным весом. Парагенезис минералов
зависит не только от состава метаморфизующихся пород, но и в значи
тельной мере также от глубины, на которой происходит метаморфизм,
т. е. от термодинамических условий.

Сами породы под влиянием сильных динамических воздействий пре

вращаются в сланцы, способные раскалываться на пластинки и плитки (гли
нистые сланцы, аспидные сланцы, слюдяные сланцы, гнейсы и др.). Если

метаморфизму подвергаются тонкослоистые оса
дочные породы, причем направление давления
совпадает с направлением слоистости или близ
ко к нему, то происходит сминание прослоек с об
разованием многочисленных мелких складок, по
добно тому, как это изображено на рис. 59.

В перегруппировках минерального вещества

бесспорную роль играют такие компоненты, как
Н

2

О, СО

2

 и другие минерализаторы, с помощью

которых совершаются не только перекристалли
зация масс, но и явления метасоматоза и даже
переотложение минерального вещества. Источ
ником Н

2

О и СО

2

 в данном случае являются либо

магматические породы, либо те же породы, кото
рые подвергаются метаморфизму. Из некоторых
пород, особенно из осадочных, в процессе пере
кристаллизации их массы в агрегаты безводных
минералов должны освобождаться весьма
существенные количества воды и отчасти угле

Глава 4. Образование минералов в природе

149

кислоты. В условиях повышения температур и давлений эта метаморфи
ческая вода должна приобретать все свойства типичных гидротерм, а за
тем — и флюидов, генетически связанных с интрузивной магматической
деятельностью, т. е. повышенную способность к растворению, переносу и
отложению минералов вдоль трещин или путем метасоматоза.

Среди месторождений полезных ископаемых, встречающихся в мета

морфизованных толщах, выделяются следующие несколько различные
по генетическим признакам типы: а) 

метаморфизованные

 месторожде

ния, т. е. месторождения, существовавшие до момента метаморфизма (на
пример, осадочные месторождения железа и марганца); б) 

метаморфи'

ческие

 месторождения, возникшие лишь в процессе метаморфизма.

Примером генезиса месторождений последнего типа может служить

образование в метаморфических толщах графита за счет органических
остатков.

Известны случаи происхождения скрытокристаллического графита

с отпечатками растений за счет пластов каменного угля (в метаморфи
ческих толщах восточного склона Урала). В данном случае графит как но
вообразование уже не представляет собой горючее ископаемое вследствие
коренного изменения первоначальных свойств и потери летучих веществ.

К этому же типу месторождений относятся чрезвычайно интересные

в минералогическом отношении так называемые «жилы 

альпийского типа

»

(название дано по месту их первоначального изучения). Эти жилы давно
обратили на себя внимание минералогов тем, что в них встречаются заме
чательные по красоте друзы кристаллов различных минералов. Они при
урочены к полым трещинам разрыва, возникшим в метаморфических тол
щах обычно вкрест сланцеватости пород (рис. 60). Характернейшей
особенностью состава этих жил является то, что в них выкристаллизовы
ваются те же самые минералы, которые возникают в процессе метаморфизма

Рис. 60.

 Схема строения «жил альпийского типа»

Общая часть

150

в самих 

окружающих

 породах, и примерно в тех же количественных соот

ношениях. Лишь более редкие в породах — акцессорные минералы, содер
жащие Ti, P, Cl, B и др., в трещинах встречаются в несколько больших ко
личествах, чем в боковых породах. Соответствие минерального состава
жил альпийского типа составу вмещающих пород позволяет считать, что
минеральные компоненты были перенесены в полости непосредственно из
метаморфизуемых толщ при участии флюидов или гидротерм, не связан
ных, повидимому, с какимилибо магматическими очагами. Пестрота ми
нерального состава альпийских жил приводит к тому, что их выполнение
трудно отнести к определенному узкому интервалу температур. Механизм
перераспределения компонентов из боковых пород в открытые полости тре
щин, как предполагается, связан с более высокой растворимостью в поро
вых растворах породообразующих минералов, а присутствующих в виде
мелких зерен акцессорных — в особенности, по сравнению с их раствори
мостью в растворах полостей.

Тонкие трещины в метаморфических породах нацело выполняются

минеральным веществом. Таковы, например, прожилки белого кальцита
в серых известняках, молочнобелого кварца в красных яшмах и т. д. При
этом размеры кристаллических зерен этих жилок всегда больше, чем
в окружающей породе.