Тема 3. Экзогенные процессы минералообразования

Экзогенные процессы минералообразования происходят на поверхности Земли или в близи её поверхности, а также в атмосфере и гидросфере. Продукты этих процессов объединяются в две большие группы:

1. минералы кор выветривания;

2. минералы осадочных пород.

Процессы, приводящие к образованию тех или иных минералов на поверхности Земли, идут последовательно и выражаются в следующей схеме:

Процессы выветривания → переноса → осадконакопления → диагенеза.

1. Минералообразование в коре выветривания (гипергенез)

Процессы выветривания происходят в так называемой зоне гипергенеза и они приводят к механическому разрушению и химическому разложению пород и минералов.

Агентами выветривания являются вода и ветер, колебания температуры в близи поверхности, кислород и углекислота воздуха, жизнедеятельность организмов. Интенсивность выветривания также зависит от климата, рельефа местности, химического состава пород и минералов.

По возрасту различают современные и древние коры выветривания. Современная кора проявляется в виде площадных образований и развивается на глубину десятков и сотен метров.

Древнее выветривание происходило при образовании всех толщ во время перерыва в осадконакоплении (площадные и линейные) – девонский и пермский периоды.

Мощность коры выветривания зависит от сочетания ряда условий: выравненности суши, тектонического спокойствия, эрозионной деятельности, климата, состава пород, гидрогеологических условий.

Благоприятные условия для образования мощных кор выветривания:

1. выровненные поверхности суши – пенеплены.Например, в перми и мезозое на Урале.→ мощная кора выветривания до 100 и > метров.

2. тектоническая стабильность участков земной коры. Например, в MZ-KZ на Урале было три периода тектонического спокойствия.

3. слабая эрозионная деятельность поверхностных вод, которая не давала возможности размывать К.В.

4. теплый и влажный климат – гумидный. Например, в тропиках К.В. более мощные и более ярко выражены.

5. неустойчивый к агентам выветривания состав пород – легкоразрушаемые и химически неустойчивые минералы в процессе окисления переходят в более устойчивые соединения. Соединения с металлами в низших степенях валентности Fe²⁺, Mn²⁺, V³⁺ и др переходяв в соединения с металлами в высших степенях валентности.- Fe³⁺, Mn⁴⁺, V⁶⁺. Соли, возникающие при этих процессах, подвергаются частично гидролизу и переходят в гидроксиды – труднорастворимые в воде.

6. присутствие подземных вод, особенно в верхних частях горных массивов и кор выветривания. Подземные воды несут большой запас свободного кислорода, что способствует разрушению неустойчивых минералов.

Степень окисления оценивается величиной окислительно-восстановительного потенциала (Еh) от -200 до +500 мв. Чем выше Еh, тем активнее идут процессы выветривания.

Показатель рН также является индикатором процессов выветривания. Например, каолинит возникает в кислой среде (рН<7), монтмориллонит – в щелочной (рН>7).

В минеральном отношении кора выветривания (К.В.) представляет собой скопление самых различных минералов.

В ней широко представлены:

1. первичные минералы, особенно устойчивые против влияния агентов выветривания (кварц, рутил, циркон) и те, которые ещё не успели подвергнуться выветриванию;

2. промежуточные минералы, сохранившие кристаллическое строение, но поддавшиеся уже значительным изменениям (гидрослюды, гидрохлориты и т.д.).

3. продукты конечного разложения первичных минералов (гели кремнезема, глинозема, окиси железа и соли щелочных и щелочно-земельных металлов).

Характерной особенностью коры выветривания является наличие в ней коллоидальных образований.

В зависимости от преобладания в коре выветривания определенных минералов различают К.В. – каолинитовые, монтмориллонитовые, охристые, гидрослюдистые, бокситовые, карбонатные и т.д.

Конечными продуктами разложения являются минералы, устойчивые в самых верхних горизонтах земной коры.

Здесь в зависимости от горных пород формируются следующие минералы:

1. ультраосновные породы: кварц, халцедон, опал, гидроокислы Fe, кальций, арагонит, доломит, магнезит, нонтронит, силикаты никеля.

2. основные породы: монтмориллонит, нонтронит, галлуазит, гидроокислы Fe, Q, опал, хлорит, кальций, халцедон, палы горский.

3. средние породы: каолинит, гидроокислы Fe, гидрослюды, гидрохлорит, опал, халцедон, Q.

4. кислые породы: каолинит, гидрослюды, гидроокислы Fe, гидраргиллит, опал, халцедон, Q.

5. щелочные породы: гидрослюды, монтмориллонит, бейделлит, гидроокислы Fe.

6. известняки: кальцит, гидроокислы Fe, сферосидерит, халцедон, кремень.

7. гипсоносные породы: гипс, барит, самородная сера, арагонит, кальцит.

8. глинистые и песчано-глинистые породы: каолинит, глауконит, вивианит, фосфорит.

Различные минералы по-разному реагируют на агенты выветривания и изменения происходят также постепенно:

а) Оливин, пироксены, амфиболы (наименее устойчивые) → хлорит, гидрослюды → монтмориллонит, нонтронит → гидроокислы Fe → окись Al.

б) Полевые шпаты → гидрослюда → каолинит → монтмориллонит.

В) Нефелин → гидрослюда → бейделлит → монтмориллонит.

Дата добавления: 2015-05-10