ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.02.2024
Просмотров: 59
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
1)Насыщенный сиалитный (или гидрослюдистый) профиль – определяется по изменению исходных силикатов при гидролизе и гидратном преобразовании с низким уровнем миграции кремнезема. Типоморфными минералами этого профиля являются гидрослюды, гидрохлориды, бейделит и монтмориллонит (studfile.net).
2)Глинистый (или ненасыщенный сиаллитный) профиль – от первого отличается дефицитом кремнезема. Типоморфные минералы: каолин, галлуазит и нонтронит (studfile.net).
3)Латеритный (или аллитный) профиль – образуется при почти полном выносе кремнезема. Типоморфные минералы: гидроокислы алюминия (гиббсит), гидроокислы и окислы железа (studfile.net).
Рисунок 1 – Связь разложения силикатов и профиль коры выветривания
(https://slide-share.ru/)
В независимости от профиля, коры имеют вертикальную зональность, связанную со сменой участков разной степени изменения горных пород. Причинами возникновения зон служат стадийность развития процессов, дифференциация минеральной массы при ее переотложении из вод и активность разложения минералов на разных глубинах (Соколовский и др., 2006; https://geo.web.ru/).
Дифференциация напрямую зависит от pH среды. Так, например, в верхних слоях основных пород из-за нисходящих потоков среда кислая и выпадает Fe(OH)3. Ниже, при большем pH, выпадают Mn3+ и Co3+. В более глубоких зонах выпадают Ni(OH)2, Fe(OH)2,Co(OH)2. В горизонтах, где преобладают восходящие потоки и значение pH достигается 7, выделяется основная масса гидросиликатов никеля (studfile.net).
Зональность определяется по преобладающим процессам, минералообразованию или по физическим признакам (табл 1).
Таблица 1. Геохимические зоны коры выветривания (по И.И. Гиизбуру, 1963)
| по преобладающим процессам | по преобладающему мениралообразованию | по морфологии, цвету и физическому состоянию продуктов выветривания |
| Зона интенсивного окисления и конечного гидролиза | Зона полуторных оксидов-охр, бурых железняков, латерита, иногда галлуазита | Зона увлажнения, конечного разложения плотного, рыхлого или глинистого элювия. Окраска бурая, красная, желтая, белесая. Часто конкреционные формы |
| Зона конечного выщелачивания, развития гидролиза и слабого окисления | Зона каолинита, монтмориллонита, нонтронита в зависимости от состава исходных пород | Зона интенсивного просачивания, промежуточного разложения, зона глинистого элювия. Окраска белесая, желтая, пятнистая. Иногда встречаются пизолиты железа и алюминия |
| Зона конечного гидратации, развития выщелачивания и начала окисления | Зона гидрослюд и гидрохлоритов, появление каолинита и монтмориллонита | Зона просачивания и начального разложения мелкозернистого песчаного элювия. Цвет зависит от цвета исходных пород |
| Зона гидратации, начала выщелачивания и преобладающего физического элювия, зона дресвы | Появление гидрослюд, гидрохлоритов серицитов, хлоритов, вермикулитов | Зона дезинтеграции. Сложена обломочным элювием (щебень, дресва, брекчии). Начальные продукты выветривания. Цвет зависит от цвета исходных пород |
Однако в природе неравномерное воздействие всех факторов корообразования ведет к возникновению сокращенных, неполных профилей, поэтому эта схема отражает только идеализированную картину (Короновский, Ясаманов, 2011).
У коры выветривания с неполным профилем отсутствуют какие-то (или все) верхние (гиббситовые, каолинитовые, гетитовые) горизонты. Связано это с прекращением выветривания на определенной равновесной стадии (или последующий размыв) или резкое изменение геологической обстановки. Примером 2-ой причины являются изученные Б. А. Богатыревым коры Средней Азии, в которых произошло замещение минералов группы монтмориллонита гидрослюдой (Сахновский и др., 2009).
В сокращенном профиле отсутствует одна или две промежуточные зоны. Возможен и однозональный профиль, который состоит с одной стороны из древних кор выветривания с удаленными верхними зонами, а с другой – из остаточных профилей, возникших в условиях водного дефицита. Например: в пустынях элювий, формирующийся при физическом выветривании, состоит из механических обломков, щебня, дресвы (Короновский, Ясаманов, 2011).
Полный профиль имеет полноценную вертикальную зональность. Он характерен корам, которые развиваются на приподнятых хорошо дендрируемых плато и возвышенностях (Сахновский и др., 2009).
Мощность коры выветривания в среднем составляет 30-40 м, но в редких случаях может достигать более 100-200 м. Она зависит от факторов корообразования, которые, в особенности, являются параметрами климата. Поэтому климатические условия определяют региональное зональное распределение кор разного профиля в соответствие с
географической зональностью Земли (рис. 2) (studfile.net).
Наиболее благоприятные условия для развития мощной коры выветривания находятся в тропической и субтропической лесной зоне. Обильное количество осадков, большая температура атмосферного воздуха и организмы усиливает процессы выветривания (Соколовский и др., 2006).
Рисунок 2 – Региональная зональность коры выветривания в меридиональном сечении. По Н. Страхову.
1 – свежая порода; зоны коры выветривания: 2 – дресвы, химически мало измененной, 3 – гидрослюдисто-монтмориллонит-байделлитовая, 4 – каолинитовая, 5 – охры (Al2O3), 6 – панцирь (Fe2O3+Al2O3)
В этих условиях скорость протекания гидролиза силикатов резко увеличивается, при этом разложение молекул воды вызывает образование трудно растворимых гидроксидов Al, Fe, Mn. Например, постепенные стадии преобразования при гидролизе изображены на рисунке ниже (рис. 3) на примере КПШ и ортопироксена. Данные условия являются благоприятными для растворения кремнезема. Поэтому в этой зоне преобладают коры латеритного профиля. Сверху она состоит из конечных продуктов химического выветривания – окислов и гидроокислов Al, частично Si, а из-за охры Al и Fe приобретает красный цвет. В сухом состоянии верхняя часть латеритной коры обладает большой твердостью и называется панцирем, или кирасой. Вниз без четко выраженных границ происходит смена на каолинитовую зону с локальными включениями гидроокислов железа и алюминия. Глубже располагается гидрослюдисто-монтмориллонитово-бейделлитовая зона, плавно переходящая в слабоизмененную дресву. Нижняя зона элювия также нечеткая, он может проникать вглубь по трещинам (Соколовский и др., 2006; Смирнов и др., 2015).
Рисунок 3 – Схемы гидролиза силиката и алюмосиликата
(Смирнов и др., 2015)
При преобразовании ультраосновных пород образуются лимониты, а при выветривании средних и кислых – минеральные ассоциации бокситов. Если гипергенезу подвергаются породы богатые Mn, то образуются оксиды и гидроксиды Mn, которые образовывают марганцевые коры выветривания (Смирнов и др., 2015).
В гумидных тропиках на высоких плато (400-1000м) интенсивность выветривания, при которой одновременно протекают все процессы вплоть до гидролиза, ведет к выпадению некоторых минеральных ассоциаций, например хлоритового, гидрослюдистого, монтмориллонитового горизонта. Тем самым образуется сокращенный профиль (Сахновский и др., 2009).
В таежно-подзолистой зоне наблюдается заметное уменьшение мощности. Связано это с невысокой температурой и умеренными осадками. В этих условиях гидролиз останавливается на образовании глинистых минералов. Поэтому коры имеют гидрослюдистые и глинистые профили. Сверху состоят из каолинитов. Ниже находится зона слабого действия химического выветривания – гидрослюдисто-монтмориллонитово-бейделлитовая. Еще ниже переходит в зону слабо изменененной дресвы. Границы между зонами также нечеткие. Если при данных обстоятельствах происходит выветривание первичных ультраосновных пород, формируются силикатно-никелевые коры, а при изменении средних и кислых, обраются коры глинисто-каолинитового типа (Соколовский и др., 2006; Смирнов и др., 2015).
В саваннах мощность коры выветривания уже намного меньше предыдущих зон. На границе с тропиками кора состоит сверху из небольшой зоны каолинитов с гидроокислами железа, ниже находится более мощная гидрослюдисто-монтмориллонит-бейделлитовая зону вплоть до зоны дресвы. На границе с пустынями мощность коры выветривания становится еще меньше. Состоит из двух зон – верхней слабо химически переработанной гидрослюдисто-монтмориллонит-бейделлитовой и нижней зоны дресвы. Состав зависит от осадков, которые выносят вглубь растворенные сульфаты и карбонаты, отлагающиеся в виде стяжений в основании элювия (Соколовский и др., 2006).
В зонах пустынь и полупустынь из-за сухого климата с большими перепадами суточной температуры образуются маломощные глинисто-песчаные продукты аккумуляции
, обогащенные хлоридно-сульфатными солями. Иногда образуются гипсовы коры. В зоне тундры породы химически почти неизменны и коры практически не образуются (Соколовский и др., 2006).
3.3. Классификация кор вывертивания
По морфогенетическому признаку выделают линейную и площадную кору выветривания.
Площадная кора расстилается на обширные площади (десятки и сотни квадратных километров) без выделенного направления. Часто они представлены только зоной дезинтеграции (рис. 4). Иногда добавляется еще зона гидратации. Мощность площадных кор составляет до 100 метров (Герасимов, Сидоренко, 1974).
Линейные коры развиваются в зонах с тектоническими нарушениями, трещиноватостями, контактами толщ разного состава. Это способствует более интенсивному выветриванию. Они образуют вытянутое тело неправильной формы (рис. 5). Для них характерны полные или сокращенные профиля выветривания с зонами дезинтеграции, гидратации и гидролиза. А мощность достигает нескольких сотен метров. Иногда может встречаться нетипичная для линейных кор минерализация в виде непуита и гарниерита в ультраосновных породах (Соколовский и др., 2006; Сахновский и др., 2009)
Рисунок 4 – Площадная кора выветривания (разрез).
1 – покровные породы, 2 – охристо-глинистые породы, 3 – нонтронитизированный серпентинит со скоплением минералов никеля, 4 – разложившийся серпентинит со скоплениями минералов никеля, 5 – выветрелый серпентинит
Рисунок 5 – Площадная кора выветривания (разрез).
1 – делювиальные глины, 2 – выщелоченные серпентиниты, 3 – охристо-кремнистые образования по серпентиниту, 4 – выветрелый серпентинит, 5 – сланцы, 6 – тектонические нарушения, 7 – контуры рудных тел
В. Н. Разумова утверждает, что в образовании линейных кор участвуют глубинные гидротермально-вадозные растворы, связанные с метасоматическим замещением (https://geo.web.ru/).
Метасоматическое замещение в основном определяется градиентом температуры и давления. Абсолютное значение температуры поверхностного гипергенеза колеблется от -80C до +80С, что намного меньше температур в недрах Земли, однако изменение температур в участках проникновения термальных растворов измеряется во многие десятки градусов на 100м. Так в 0C замедляется развитие и размножение микроорганизмов, в диапазоне 0C;+50C возрастает степень диссоциации воды в 50 раз, сокращается количество органических кислот и повышается pH среды (studfile.net).
В зонах гипергенеза преобладает действие «арочного давления», при котором в пористой местности существует и гидростатическое давление. Вследствие наблюдается большой градиент P (studfile.net).
Eh среды вносит свой вклад в условия метасоматического замещения. Из-за окисления сульфидов, интенсивно происходящего в коре выветривания, образуется обстановка аномально повышенной кислотности (pH до 1-2) (studfile.net).
Таким образом, в линейных корах выветривания существует уникальная обстановка для развития метасоматического замещения.
Имеет большой смысл разделять коры выветриваия по временному признаку, т.к. процессы разрушения первичных пород затрачивают колоссально много времени. Даже на преобразования легко изменяемых минералов, таких как сульфатов, некоторых сульфидов, хлоридов. А на изменение силикатов, проходящих многостадийные преобразования, затрачивается еще больше времени. Но больше всего уходит на рост коры сверху вниз – формирование зональных отложений. Это следует из ориентированных расчетов – количество минеральных веществ, выносимых растительностью в тропических странах, составляет примерно 1 см в 600 лет, следовательно для образования коры мощностью 350 м нужно 20-30 млн лет (Герасимов, Сидоренко, 1974; studfile.net).
Важным условие является слабая тектоническая активность, необходимая для поддержания ровной поверхности. Такие условия неоднократно возникали в геологической истории Земли, например во временные промежутки позднего триаса, позднего мела или юрского периода (Герасимов, Сидоренко, 1974).
Выделяют современные и древние коры выветривания.и Древние (ископаемые или погребенные) коры, уцелевшие до наших дней, обычно находятся под более молодыми осадочными породами. Самые распространенные древние коры образовались в юрский и палеогеновый период, как раз таки тектонически неактивными временами. В них наблюдается наибольшая мощность и дифференцированность элювиальный образований (Соколовский и др., 2006).
3.4. Полезные ископаемые в корах выветривания
Ресурсная функция кор выветривания заключается в том, что корообразование сопровождается: 1) возникновением новых минералов, устойчивых в физико-геологических условиях; 2) перемещением огромных масс химического вещества – убывающие элементы обогащают связанные с элювием осадочные отложения
