Файл: Домбровская Ж.В. Палеогеновая кора выветривания Центрального Прибайкалья.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 74

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

лен

в обнажениях коры выветривания на мысе Шида и на

о—ве Ольхон

в 2

км_ к юго-западу от мыса Скала Шаманка.

 

 

 

Повышенное содержание никеля

и кобальта (до 1%)

в

коре выветри­

вания гипербазитов многих массивов отмечалось рядом

исследователей

(А. М. Рябых, В. А. Кузнецовым

и др.); однако это единичные

ана­

лизы и в основном из инфильтрационных 'образований в

трещиноватых

породах, часто совместно с марганцем. Все выявленные

массивы

ульт ­

раосновных пород с развитой на них корой выветривания

следует

изу ­

чить на возможность выявления силикатных

никелевых руд.

 

 

НЕКОТОРЫЕ ГЕОХИМИЧЕСКИЕ

ОСОБЕННОСТИ

 

 

ФОРМИРОВАНИЯ ПРОФИЛЕЙ

ВЫВЕТРИВАНИЯ

 

 

Изучение кор выветривания показало,

что на большинстве силикат­

ных пород в Прибайкалье в палеогене формировался каолинитовый про­ филь .выветривания; исключением являются гидротермально измененные ультраосновные породы, для которых в районе характерен сунгулитовый профиль. Выявлена зональность профилей выветривания, связанная со стадийностью изменения минералов. Снизу вверх по разрезу наблюда­ ются следующие зоны: 1 ) зона начального разложения (дезинтеграция пород, начало выщелачивания и гидратации); 2) промежуточная зона (выщелачивание и гидратация пород); 3) зона гидролиза и начального окисления. Основным породообразующим минералом на конечных стади­ ях разложения для большинства пород является каолинит (табл. 2 4 ) ; в коре выветривания кислых пород, содержащих кварц, наряду с каоли­

нитом, сохраняются остаточные зерна кварца; материнские породы, с о ­ держащие в значительном количестве биотит, кроме каолинита, в про­

дуктах

выветривания обогащаются гидроокислами железа. Среди

каолини-

т о Е ы х

продуктов выветривания базальтов в Тункинской впадине

(Волко-

лаков,

Хлыстов, 1 9 6 7 ) выявлен также гиббсит; нами предполагается

его присутствие в небольших количествах в корах выветривания биоти­

товых гнейсов Озерского

участка

(скв.

1 2 ) ,

в коре выветривания амфи­

болитов в заливе Уларья

губа на

о-ве

Ольхон

и в коре выветривания

песчаников на Ангаре—Ленском междуречье. В настоящее время гиббеитоносная кора выветривания установлена на кембрийских осадочных по ­

родах

Ангаро—Ленского передового прогиба

(Домбровская и др. , 1 9 7 3 ) .

В

каолинитовых профилях выветривания

каолинит образуется по р а з ­

личным исходным породообразующим минералам: полевым шпатам, амфи­

болам,

пироксенам, слюдам (табл. 2 4 ) .

Кислые плагиоклазы замеша ­

ются каолинитом через гидрослюдистую стадию, а калиевые полевые

шпаты

- непосредственно, без стадийных

минералов. Амфиболиты (рого­

вая обманка) в некоторых случаях (в коре выветривания основных по ­ род) переходят в средних частях разреза в гидрохлориты, а в других - в монтмориллонит. Через монтмориллонитовую стадию проходит в ы ­ ветривание и пироксенов, замещающихся в коре выветривания пироксенитов каолинитом. Промежуточным минералом выветривания слюд явлюются гидрослюды, переходящие вверху коры выветривания в каолинит.

134


Т а б л и ц а 24

Исходная

порода

Песчаник

Пегматит

Биотитовый

гнейс

Амфиболит

Пироксенит

Перидотит

Зональность коры выветривания и стадийные превращения породообразующих минералов

Породообраз ующи е

Зона начального

Зона

выщелачива­

Зона гидролиза и

минералы исходной

разложения

ния и

гидратации

начального окисле­

породы

 

 

 

ния

Плагиоклаз

 

 

Микроклин

 

> -

Кварц

 

 

 

Обломки пород

 

Биотит

 

 

> .

Монтмориллонит

 

Плагиоклаз

 

>

Микроклин

 

 

Кварц

 

 

^

Роговая обманка

 

Мусковит

 

>

Плагиоклаз

 

>

Микроклин

 

>

Кварц

 

 

 

Биотит

 

 

^

Флогопит

 

 

 

Мусковит

 

^

Роговая

обманка

 

Основной

плагиоклаз

>

Биотит

 

 

 

Ромбический

пироксен

 

Моноклинный

пироксен

— ^ >

Полевой шпат

а»

Эпидот

 

 

>

Оливин

 

 

 

Ромбический пироксен

Моноклинный

пироксен

— ^ .

Флогопит

 

 

>

Гипрпг-птопя ^

Микроклин

 

 

 

Кварц

 

 

 

> -

Г и п р о г т о п я

 

 

>

Гидробиотит

 

 

> .

Монтмориллонит

 

 

Гидрослюда

 

 

^

Микроклин

 

 

^к.

Кварц

 

 

 

 

Г Роговая

обманка

, ,

>».

J Гетит

 

 

 

>

Мусковит

 

 

 

Гидрослюда

 

 

> -

Микроклин

 

 

>_

Кварц

 

 

 

 

ГиДрОбиОТИТ

 

 

Эь-

Гидрофлогопит

 

> .

Мусковит

 

 

 

Роговая

обманка

 

> -

Основной

плагиоклаз

 

^

Гидробиотит

 

 

^

Монтмориллонит

 

 

Пироксен

 

 

 

> -

Полевой

шпат

 

э»>

Эпидот

 

 

 

 

J Гетит

 

 

 

 

I Нонтронит

 

 

>

Ромбический

пироксен — *т>

Моноклинный

пироксен

-^-

Гидрофлогопит

-

 

J Гидрослюда

э»-

Каолинит

! Каолинит

>-

Каолинит

Микроклин

 

Каолинит

Кварц

>>

Кварц

1 Гидрослюда

> -

Каолинит

1 Каолинит

 

Каолинит

Вермикулит

 

Каолинит

Каолинит

> .

Каолинит

1" Гидрослюда

> .

Каолинит

<

 

 

Каолинит

 

> .

Микроклин

 

Jb.

Кварц

 

>

Нонтронит

 

 

Гетит

 

 

Мусковит

 

Зн>

Гидрослюда

 

Э»-

Каолинит

——э^-

Микроклин

 

> -

Кварц

 

э».

Гетит

 

зь>

 

 

Каолинит

 

 

Вермикулит

 

 

Гидромусковит

 

 

ГиДрОХЛОрИТ

 

1т-

Монтмориллонит

— » -

Вермикулит

 

- —

Монтмориллонит

— ^

Монтмориллонит

 

Монтмориллонит

 

Эпидот

 

» -

Каолинит

Каолинит

Кварц

>

 

Каолинит

 

Гетит

 

Гидромусковит

 

Каолинит

^

Каолинит

 

Каолинит

 

Кварц

 

 

>

Гетит

 

Каолинит

 

Каолинит

 

Гидромусковит

 

Г Каолинит

 

J Гетит.

 

Каолинит

 

Каолинит

-

Каолинит

 

<

 

Гетит

 

V.

 

Каолинит

 

Каолинит

 

Каолинит

^

•>

Гетит

 

 

 

Нонтронит

 

Сунгулит

 

Монтмориллонит

ä»>-

Монтмориллонит

>

 

 

 

Моноклинный пироксен

— •^» Нонтронит

 

Вермикулит

»

Сунгулит

 

<

 

 

 

Сунгулит

Ч*ш.

Сунгулит

Породообразую­ щие минералы коры выветри­ вания

Каолинит

Кварц

Каолинит

Кварц

Гетит

Каолинит

Гетит

Кварц

Каолинит

Гетит

Каолинит

Гетит

Гетит

Сунгулит

Нонтронит

Монтмориллонит


Исключение составляют, как было отмечено, коры выветривания на гидротермальноизмененных ультраосновных породах, образующие сунгулитовый профиль выветривания мощностью до 80 м . Сунгулит образу­ ется на тех же стадиях выветривания, что и каолинит, и через те же стадийные минералы (гидрослюды, монтмориллонит), поэтому имеет формы выделения, подобные каолинитовым, Двупреломление низкое; в шлифах эти минералы различаются по показателям преломления, более высоким у каолинита. Если каолинит представляет собою водный сили­ кат глинозема, то сунгулит - это водный силикат магния. По. темно ­ цветным слюдам (флогопитам) он, как и каолинит, образует псевдомор­ фозы; замещение в том и другом случае идет через вермикулитовую стадию. Ромбические пироксены замещаются мелкочешуйчатым сунгулитом через монтмориллонитовую стадию. Эти же минералы в коре вывет­ ривания пироксенитов также через мрнтмориллонитовую стадию замеща ­

ются каолинитом

(фиг. 2 6 ) . Замещается сунгулитом через монтморил­

лонитовую стадию

и оливин в коре выветривания гидротермально и з м е ­

ненных гипербазитов. Стадийность изменения исходных минералов дает возможность выделить в профиле выветривания минеральные зоны по преобладающему минералу. Внизу разреза гидротермальноизмененных перидотитов отчетливо выделяется зона начального разложения (дезин­ теграции), выше гидрослюдистая (или гидрослюдисто-монтмориллонито— вая в зависимости от количественного содержания флогопита в исход­

ной породе) и сунгулитовая.

.

Детальные петрографические исследования показали, что в верхних

зонах Кор выветривания на различных

породах сохраняются текстурно-

структурные особенности исходной породы, что говорит о сохранности первичного объема породы. Это позволило провести сравнение поведе­ ния различных элементов гіо профилям выветривания с учетом, объем­

ных

весов. Объемные веса изменяются от 3,20—2,50 г / с м ^ в

исход­

ных

породах до 1,4-1,1 г / с м ^ в верхних зонах выветривания

при у в е ­

личении пористости от нескольких пррцентов до 50% (табл. 25) . Эти

данные говорят о значительном выносе вещества при выветривании.

Наиболее значительный вынос наблюдается в коре выветривания пород

основного состава

— амфиболитов и пироксенитов, где выносится более

55-57% вещества

исходной породы.

Остановимся

на поведении отдельных

породообразующих

окислов

в корах

выветривания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П о в е д е н и е

к р е м н е . з е м а . В коре

выветривания

различных по ­

род

кремнезем

испытывает

интенсивный

вынос

(табл.

2 6 ) .

Наиболее

значительным

он является в

коре

выветривания

биотитовых

гнейсов

(79%),

амфиболитов

(69%) и пироксенитов

(65%). Необходимо учесть

еще, что данные по выносу

кремнезема занижены из—за

некоторого

привноса его при наложении нонтронитизации в средних

 

частях разре ­

за кор выветривания

амфиболовых

гнейсов,

амфиболитов

и пироксени­

тов.

Имеется

привнос

кремнезема

и в кору

выветривания перидотитов

при

наложенном

более

позднем

окремнении.

 

 

 

 

 

П о в е д е н и е

г л и н о з е м а .

Глинозем

в коре

выветривания мигри­

рует

слабо; наиболее

 

сильный

вынос его отмечается в коре

выветрива-

135


 

 

Изменение объемного веса и пористости

 

Песчаник

Пегматит

 

Биотитовый

 

 

 

 

 

 

гнейс

Зона

порис­

об. вес,

порис­

об. вес^

 

порис­

об. вес,

 

тость,

г / с м 3

тость,

г/см

 

тость,

г / с м 3

 

%

 

%

 

 

%

 

Гидро­

 

 

 

 

 

 

лиза

37

1,64-1,63

36-41 1,66-1,55

52

1,43

Выще­

 

 

 

 

 

 

 

лачива­

 

 

 

 

 

 

ния

32 - 36

1,78-1,68

10-29

1,87

 

28-

1,62

Началь­

 

 

 

 

-

-

ного

 

 

 

 

 

разло-25—30

1,98-1,85

3-11

2,55-2,34

жения

 

 

 

 

 

 

 

Исход­

 

 

 

 

 

 

 

ная

 

 

 

 

 

 

 

порода

7-25

2,38-1,97

2-4 2,59

1-6 2,80-2,60

Поведение (вынос - , привнос +) главных породообразующих

 

 

Песчаник

Пегматит

 

Биотитовый

Окислы

 

1%

 

 

гнейс

 

м г / с м 3

 

%

 

 

 

 

 

M r / c M J

1 %

ßi0

2

- 3 5 0

M T / C M j

I

- 1 4 8 8

1

 

- 2 4

- 71 9

- 39

- 7 9

 

 

+27

+9

- 3 2

- 9

- 1 2 8

- 2 8

F e 2 ° 3

+26

- 1 0 0

- 9

- 4 7

+365

+1000

FeO

 

- 2 9

- 1 0 0

Нет

 

- 53

- 10 0

MgO

- 2 0

- 100

- 19

-75

- 27

- 77

CaO

 

- 2 0

- 1 0 0

- 1 9

-91

- 105

- 93

Na2 0

- 5 3

- 9 6

- 24

- 8 9

- 4 2

-91

к 2 о

 

- 4 0

- 56

-201

-81

- 11 9

- 9 8

Т а б л и ц а 25 •

пород при выветривании

Амфи болит

1

'

 

Перидотит

Пироксенит

 

 

 

 

порис­

об. вес,

порис­

об. вес,

порис­

об. вес,

тость,

г / с м 3

тость,

г / с м 3

тость,

г / с м 3

%

 

%

 

%

 

43-,55

1,42-1,23

44

 

1,49-1,42

45.

1,65-1,39

30 - 3 4

1,86-1,70

 

 

 

33 - 40

1,85-1,69

t

 

 

 

 

 

 

 

-

-

 

-

21-24

2 , 4 5 г 2 , 3 0

1-6

2,80-2,60

2-7

• 3,20-2,84

7

3,10-3,06

окислов в коре выветривания различных пород

Амфиболит

Пироксенит

 

Перидотит

мг/см

1 %

мг/см°

1%

м г / с м 3 J

%

- 94 7

- 6 9

- 886

- 6 5

- 657

-51

- 1 7 0

- 32

+44

+19

 

- 49

- 66

+150

+200

+15

+300

 

+73

+250

- 19 0

- 10 0

- 1 2

- 10 0 - 33 8

- 10 0

- 2 2 0

- 9 9

—445

-94

- 1169

- 9 5

- 2 8 9

-100

- 7 2 6

- 96

 

-15

- 15(? )

- 8 7

- 97

- 9

- 64

 

- 5

- 25(? )

-14

-93

- 7

- 7 0

 

-21

- 8 7

36

137

 


ния

ультраосновных

пород

(66%). В наиболее разложенных пироксени-

тах

наблюдается

небольшой

привнос

глинозема (19%)

(табл.

2 6 ) .

 

П о в е д е н и е

ж е л е з а .

В корах

выветривания всех пород

закис -

ные

формы железа

исчезают, а окисные испытывают

многократное

увеличение, особенно большое в корах выветривания пород основного состава. Обычно наблюдается перераспределение гипроокислов железа, на одних участках их сравнительно немного, другие сильно обогащены ими.

П о в е д е н и е м а г н и я . В

корах выветривания всех пород

магний

испытывает вынос ( т а б л . 2 6 ) .

Наиболее интенсивный вынос -

в поро­

дах основного состава (94—99%), наибольшее количество магния вы ­ носится из пород ультраосновного состава. В верхней зоне остается еше значительное количество магния, входящего в состав сунгулита. При разложении сунгулита и окремнении породы (в. окремненных про­

филях) наблюдается почти полный вынос магния

(см.

табл.

1 7 ) .

 

 

П о в е д е н и е щ е л о ч е й . Натрий и калий

почти

полностью

выносят­

ся при выветривании всех пород; наиболее значительное количество

натрия

в

подземные воды

поступает из амфиболсорержащих

пород, а

калия

-

из кислых

микроклинсодержаших

пород

(пегматитов

и

биоти-

товых

гнейсов).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наибольшее количество щелочей и щелочных земель выносится при

выветривании пироксенитов й перидотитов (более 1200

мг/см

), а

также

амфиболитов

(500 - 60 0

м г / с м ^ ) ;

причем среди

вынесенных

продуктов в перидотитах резко

преобладает магний,

а

в пироксенитах

и

амфиболитах - кальций;

преобладающим

щелочным элементом

в про­

дуктах

выноса биотитовых гнейсов и пегматитов является калий. Наи­

более

полно выносятся из

коры выветривания

 

щелочи;

щелочные з е м ­

ли

и кремнезем частично

задерживаются в нижних зонах, где наряду

с

выщелачиванием

имеет

место цементация,

однако

первый ' процесс

преобладает, вследствие чего мы наблюдаем постепенное уменьшение

объемного

веса и увеличение пористости снизу вверх по разрезу.

В

зоне цементации наблюдается образование карбонатных (кальцит,

м а г ­

незит) и кремнистых (опал) прожилков, синтезирование силикатов

м а г ­

ния

и железа (сунгулит, нонтронит, хлоропал), образование вермикули­

тов

путем

обмена катионов на кальций или магний, а также накопление

инфильтраиионных

марганцевых и фосфатных руд. Инфильтрационные

обра­

зования являются

различными для пород разного состава.

 

 

 

ИНФИЛЬТРАЦИОННЫЕ ОБРАЗОВАНИЯ

 

 

 

 

М а г н е з и т ы

 

 

Как было отмечено при описании отдельных обнажений, в коре

в ы ­

ветривания

гипербазитов широко распространены карбонатные и крем ­

нистые прожилки. По преобладанию прожилков кремнистого или карбо­ натного состава выделяют два горизонта: нижний — карбонатный и верх ­ ний - кремнистый. Карбонатный горизонт с большим количеством жилок магнезита хорошо представлен в обн. 552 (мыс Шида). В обн, 5 5 0

138