Кафедра геологии геохимии и экономики полезных ископаемых 2013

Скачать презентацию Кафедра геологии геохимии и экономики полезных ископаемых 2013

Пол-иск-кора-выветр-12_нов2.pptx

Количество слайдов: 43

*Кафедра геологии, геохимии и экономики полезных ископаемых *2013 г. *

Под влиянием экзогенных процессов на поверхности и в приповерхностных частях земли формируются: 1. Остаточные 2. Осадочные (механогенные, хемогенные и биогенные) 3. Эпигенетические экзогенные (инфильтрационные) месторождения. Экзогенная серия

Образуются на континентах, реже в подводно-морских условиях. Бокситы, железо, марганец, никель, кобальт, редкие металлы, золото, каолин, апатит, магнезит, тальк, барит, цеолиты, монтмориллонит, камнесамоцветное сырьё. *

Для них характерны: 1. Связь с тропическим климатом 2. Приуроченность региональ. поверхн. несогласия 3. Положение руд в зонах кор. выветривания 4. Плащеобразная форма рудных тел 5. Слабая cцементированность вмещающих пород, пористые, каркасные текстуры, колломорфные и тонкодисперсные структуры руд 6. Состав исходных пород 7. Синхронные выветриванию особые геоморфологические и гидрогеологические условия 8. Проявления вулканизма

* Таблица 6

1. Окислительно-восстановительными реакциями (кислород, сера, железо и углерод) 2. Реакциями обмена, зависящими от состава и кислотно-щелочных условий 3. Гидролизом безводных соединений 4. Микробиальной деятельностью * Конечные продукты - глинистые минералы, простые окислы и гидроокислы, а также карбонаты, сульфиды, фосфаты (апатит, черчит, вивианит). Все они слагают дисперсные фазы. *

* Латеритный или алитный, характеризующийся почти полным выносом кремнезема и концентрацией простых гидроокислов алюминия (гиббсит, гидраргилит, бемит, диаспор), железа (лимонит, гидрогетит) и титана (лейкоксен). Протекают параллельно процессы выщелачивания *Глинисто-каолиновый или ненасыщенный сиалитный, в составе которого типичны каолинит, галлуазит, нонтронит, кварц; характерен вынос кремнезема алюминия и железа, при котором образуется плотная кремнистая глиноподобная порода - литомарж *Гидрослюдистый или насыщенный сиалитный, в котором широко распространены гидрослюды, гидрохлорит, бейделлит и монтмориллонит, ассоциирующие с остаточными скоплениями кремнезема *

• Сорбционный • Окислительно-восстановительный • Кислотно-щелочной • Механический − в меньшей мере • Испарительный − в меньшей мере * На окислительном могут накапливаться руды железа, марганца, меди, ванадия, селена, церия; восстановительном − урана, меди, ванадия. *При на изменении кислотно-щелочных условий и в результате реакций обмена концентрируются никель, кобальт, бериллий, молибден, серебро, золото; образуются магнезит, барит, апатит, целестин, стронцианит *

*Сорбционные концентрации характерны для радия, урана, лития и редких земель *Испарительный барьер действует в пустынных условиях, где могут накапливаться уран, радий и ванадий * Механически в результате гравитационных просадок возможны концентрации золота, платиноидов, касситерита, тантало-ниобатов и других тяжелых устойчивых полезных компонентов

Связаны бокситовые месторождения. Они представлены панцирными корами на самых верхних их горизонтах. С латеритами по ультрабазитам - месторождения кобальт-железо-никелевых руд. Они подразделяются на: • площадные • комбинированные и линейные. Вторые являются комбинацией плащевидных горизонтов с крутыми зонами разломов и трещиноватости. Примером являются лимонитизированные залежи месторождений КМА и никеленосных кор выветривания *

Тектонический режим: 1. Большие объемы гипергенной проработки исходных пород и крупные запасы руд 2. Стабильность действия геохимических условий рудонакопления и длительность (100 метров за один млн лет) формирования кор выветривания 3. Сохранность месторождений *

1. Латеритных и карстовых бокситов 2. Железо-кобальт-никелевая в серпентинизированных гипербазитах 3. Редкометальных и редкоземельных карбонатитов и щелочных гранитов 4. Золотоносных контактных и карстовых корах 5. Каолиновая в выветрелых гранитах 6. Мартитовая в железистых кварцитах 7. Окисных марганцевых руд в выветрелых марганцевоносных метаморфических породах *

Морфологические: 1. Изменение элементов залегания 2. Уменьшение или увеличение мощности тел 3. Положительные или отрицательные формы рельефа Физико-химические: Агенты преобразования. 1 -3 -кислоты: 1. Серная 2. Угольная и органические 3. Ванадиевая, фосфорная и мышьяковая 4. Анионы хлора и фтора 5. Аэробные и анаэробные бактерии 6. Электрический потенциал (сульфиды/окислы) 7. Локальные радиационные, тепловые и магнитные поля *

4 группы месторождений: 1. Неизменные 2. С меняющимся минеральным составом без выноса металлов 3. С меняющимся составом и выносом металлов 4. С накапливающимися металлами Колчеданные залежи Зоны окисления (сверху – вниз): § Бурых железняков (ярозит, сульфаты) § Баритовой сыпучки (галогениды) § Пиритовой сыпучки (вторичные оксиды и сульфиды). Богатые медные руды *

*Подвижные оксидные - растворимые и слабо растворимые –восстановительные *Золотоносные сульфидные руды: 1. Au>100 мкм – накапливаются (гравитационно) внизу зоны окисления 2. Тонкодисперсные - в коллоидные и истинных растворах и осаждаются на кисл. -щелочных и сорбционных барьерах подзоны окисления в кремнистогипсовой сыпучке *Полиметаллические сульфидные руды в карбонатных породах. Разделение Pb и Zn. Турланское месторождение. Смитсонит и церрусит В связи с орогенезом зоны окисления увеличиваются.

Изменяютсяся: • • • Слабо Средне очень сильно (особо эффектны изменения солянокупольных месторождений – кепрок) Зональность (сверху вниз): 1. Глинистый остаток от солей (несколько метров) 2. Карбонатные породы (десятки метров) деформированные с битумами и залежами нефти 3. Линзы с вкраплениями самородной серы 4. Ангидриты и гипсы. Граница гипсов горизонтальная – уровень грунтовых вод – «соляное зеркало» *

Генезис зон окисления С. С. Смирнов, Ф. В. Чухров, Л. К. Яхонтова, Г. Б. Свешников, П. Рамдор и др. Главные: химические реакции окисления и восстановления и биохимическая деятельность бактерий Реакции обмена Определяют подзоны вторичного сульфидного обогащения. Согласно ряду Шюрмана по сродству металлов к сере: Hg, Ag, Cu, Bi, Cd, Pb, Zn, Ni, Co, Fe, Mn Сульфаты металлов в левой части ряда должны замещать металл из сульфидов в правой её части (реакция сульфатов с пиритом)

Реакционный ряд Шюрмана: 80 Hg---47 Ag— 24 Cu---83 Bi---82 Pb---30 Zn---28 Ni---27 Co---26 Fe---25 Mn Пример необратимой реакции: Cu. SO 4+Zn. S→Cu. S (ковелин)+Zn. SO 4 Сульфат замещает металл 1. Слабоизменяющиеся минералы (оксиды и гидроксиды Fe, Mn, Al, Cr, Sn, самородные Pt, Au) − остаются в зоне окисления 2. Неустойчивые в первичном виде, но устойчивые в зоне окисления 2. 1 Сульфиды Fe: серная кислота Fe. S (окисление)---Fe. SO 4+H 2 SO 4 (окисления)---Fe 2(SO 4)+H 2 O (гидролиз)--Fe(OH)3 (реакция с H 2 SO 4)---Fe 2 O 3*n. H 2 O (дегидратация)---Fe 2 O 3 (окисление)---Fe 3 O 4 2. 2 Сульфиды Pb: Pb. S(окисление)---Pb. SO 4(дальнейшее окисление с участием CO 2)---Pb. CO 3(церуссит) *

3. Неустойчивые в зоне окисления, но устойчивые в зоне обогащения 3. 1 Сульфиды Cu: § (i) Cu. Fe. S 2 (окисление – О 2)---Cu. SO 4+H 2 SO 4 ---Fe. SO 4 (гидратация)--Fe 2 O 3*n. H 2 O (лимонит)+Fe 2 O 3 (окисление)---Fe 3 O 4 (магнетит) § (ii) Cu. SO 4+Fe. S 2+H 2 S---Cu 2 S (халькозин)+Fe. SO 4+H 2 O § (iii) Cu. SO 4+Zn. S---Cu. S (ковелин)+Zn. SO 4 § (iv) Cu. S+O 2 ---Cu. SO 4+Cu 2 O (куприт); Cu. SO 4+Cu (самородный) 3. 2 Сульфиды Zn: В зоне окисления: Zn. S (окисление)---Zn. SO 4 § (i) Zn. SO 4 (реакция с Ca. CO 3)---Zn. CO 3 (смитсонит)+Ca. SO 4 § (ii) Zn. SO 4+Si. O 2+O 2 ---Zn[Si. O 7](OH)2*n. H 2 O (каламин) В зоне обогащения: Zn. S+ Cu. SO 4 ---Cu. S (ковелин)+Zn. So 4; Zn. SO 4+H 2 S---Zn. S (вюртцит)+H 2 So 4 4. Вновь образующиеся минералы (отсутствуют в первичной руде) Pb. CO 3 (церуссит)+Mo---Pb[Mo. O 4](вульфенит)+CO 2 Pb. CO 3 (церуссит)+V+HCl---Pb 5 Cl[VO 4](ванадинит)

1. Окислительные реакции Кислород + серная кислота в подземных водах 2. Восстановительные реакции Главные восстановители: Fe 2+, водород и сероводород 3. Микробиальные реакции Хемосинтетики и гетеротрофы. Они могут быть как анаэробами, так и аэробами. Там где есть сера – тионовые бактерии. Они создают сильные окилители- сульфат-ион, углекислый газ и Fe 3 +. В сочетании с анаэробами создают сероводород – сильный восстановитель.

Осадочными месторождениями называют полезные ископаемые генетически связанные с процессами седиментации и диагенетического преобразования осадков. Они более распространены, чем другие типы. * Осадочные месторождения ( механогенные, хемогенные и биогенные)

§ Месторождения энергетического и химического сырья (угли, торф, горючие сланцы, сапропели, битумы, газогидраты, каменные соли) § металлических полезных ископаемых (железо, марганец, золото, платина, медь, уран, торий, редкие и рассеянные металлы) § сырья для удобрений (фосфориты, калийные соли, селитра, бораты) § горно-индустриального (кварцевый песок, диатомиты, трепела, цеолиты) § строит. материалов (карбонатные породы, гипс, кровельные сланцы, бутовый камень, глины, песок, гравий) § камнесамоцветов (алмаз, агат, халцедон и пр. )

Признаки: Ø Локализация в определённых фациальных зонах Ø Приуроченность к стратиграфическим горизонтам Ø Образование при седиментогенезе и диагенезе Седиментологические факторы: • климатические условия • особенности рельефа • аэро- и гидро-динамические условия Физико-химические параметры: диффузионного и инфильтрационного массопереноса при низких давлениях и температурах; вариаций Еh-р. Н растворов, коллоидные или истинные системы; электролиты. Три группы месторождений по ведущему механизму рудонакопления: 1. Механогенные 2. Хемогенные 3. Биогенные

*Это континентальные и прибрежно-морские терригенные образования. Выделяют - россыпи, кварцевые пески и строительные материалы. Россыпь - скопление рыхлого или сцементированного обломочного материала, содержащего в виде зерен, их обломков либо агрегатов ценные минералы. В них имеются: Ø Au, Pt и платиноиды, U, Th, Y, TR, Sc, V, Zr, Ta, Nb, Ti, Sn, W, Be, Hg, Fe, Cr Ø драгоценные и поделочные камни (алмаз, изумруд, корунд, гранаты, топаз, турмалин, янтарь, аметист, агат, горный хрусталь и др. ) Ø формовочные, стекольные и строительные пески *

Доля Au из россыпей к 1990 г. : Ø В США -3% Ø В СССР - 45% Ø В Бразилии - 76% Ø В Колумбии - 80% * Ряд генетических типов : мелководно-морские - аллювиальные - дельтовые - элювиальные - пролювиальные - делювиальные - эоловые - озерные - гляциальные * По связи с коренными источниками: россыпи ближнего (элювиальные, делювиальные, пролювиальные, ложковые, карстовые, некоторые аллювиальные, эоловые, озерные) и дальнего сноса и латеральные (часть аллювиальных, дельтовые, мелководно-морские). Также различают россыпи- древние и современные

* Составляют следующий ряд (в г/см 3): золото - 15 -19, платина - 14 -19, торианит - 8, 0 -9, 9; танталит - 6, 3 -8, 2, колумбит - 5, 2 -8, 0, касситерит - 6, 8 -7, 1, шеелит - 5, 9 -6, 2, бадделеит - 5, 5, магнетит - 5, 2, монацит -5, 0 -5, 5, ильменит - 4, 7, циркон - 4, 7, гранаты - 3, 5 -4, 2, топаз - 3, 6, алмаз - 3, 5, берилл - 2, 7, янтарь - 1, 1 * Следующие расстояния миграции: пирохлора - 1 -1, 5 км; танталита 5 км; вольфрамита - 1, 0 -2, 5 км, колумбита - 1, 5 -2, 5 км; касситерита - 3 -6 км; золота - 8 -10 км; платины - 4 -8 км; фергюсонгита, эвксенита, самарскита - 15 -20 км; лопарита – 3 -5 до 200 и более км; нефрита - 150 -200 км; алмаза - десятки-первые сотни км; ильменита, циркона, монацита, рутила - сотни км *

* Современные россыпи Австралии, Индии, Бразилии, полуострова Флорида в США, Цейлона, стран ЮВ Азии. Выделяют: пляжевые, баровые, косовые, береговых валов, лагун, дельт и подводного склона Их отличает: Ø Ø Ø Ø Ø мощность(до 1 м) ширина (сотни метров) протяженность (десятки и сотни км) многоярусные кулисообразные плоско-линзовидные тела, чередующиеся с мелководными отложениями рудные пески в верхней части баровых или пляжевых осадков фациальные переходы в континентальные эоловые и лагунноморские осадки сортировка и окатанность м/зернистого песчаного материала косоволнистая фестончатая слоистость состав - рутил, ильменит, циркон и др. (до 60 -80% от массы песка) *