Кремниевые породы силициты Кремниевые породы являются одним

Кремниевые породы (силициты)

Кремниевые породы являются одним из наиболее распространенных ти пов осадочных образований, уступая по распространенности только глинистым, обломочным и карбонатным. К кремниевым породам относятся осадочные об разования, целиком или в значительной части сложенные кремнеземом хемо генного или хемобиогенного происхождения и скелетами кремниевых организ мов. Классификация основана, как и для большинства групп осадочных пород, на генезисе и минеральном составе (табл. 16). Кроме того, при классификации кремниевых образований иногда учитывают текстурные и структурные призна ки. В частности, по текстурным признакам кремниевые породы подразделяют на пластовые и непластовые (конкреционные, гнездовые, жилоподобные и др. ). По структурным признакам выделяют биоморфные, колломорфные (геле подобные), микрозернистые и порошковые породы. Минеральный состав. Главными (породообразующими) минералами силицитов являются представители группы кремнезема опал (Si 02 n. H 20) , хал цедон, кварц, кристобалит (Si 02). Необходимо подчеркнуть, что форма выделе ния кварца (сплошные массы), сформировавшаяся в процессе перекристаллиза ции криптозернистого халцедона, существенно отличается от таковой в обло мочных породах. Исходным материалом для образования халцедоновых пород служит опал. Отсюда следует, что значительная часть вещества присутствует в аморфном состоянии.

ФОСФАТНЫЕ ПОРОДЫ • К фосфатным породам относятся различные осадочные образования морского и континентального происхождения, содержащие не менее 10% Р 2 О 5. Иногда практический интерес представляют осадочные породы с содержанием Р 205, составляющем 5 6%. Основное значение среди них имеют фосфориты и костяные брекчии. Классификация. В систематике фосфатных пород важное место отводится не только генезису и вещественному составу, но и текстурно структурным признакам. В частности, среди фосфоритов выделяют конкреционно желваковые, характерные для платформенных территорий, с одной стороны, и пластовые, типичные для складчатых областей с другой (табл. 14). • Классификация фосфатных пород Генезис Биогенные Хемогенные биохемогенные и Группа Подгруппа Морские глубоко водного шельфа Мелководные ла гу нно заливные Континентальные Морские Аллювиально озерные Континентальные Гидроксил апатитовые — — Костяные брекчии Минеральный состав 1 Тодолит курскитовые Коллофанито вые и штаффе литовые Желваково конкреционные Пластовые Фосфатный цемент обло мочных пород. Фосфатно карбонатные конкреции Метасоматичсские фос фориты Ракушечниковые фосфо риты it — ti - — — -

Минеральный состав. Породообразующими минералами являются гидро ксилапатит Са 5[Р 04]3(0 Н, F), карбонатапатит – Са 5[Р 04](С 03), даллит (подо лит), курскит, штаффелит (франколит), коллофанит (аморфные фосфаты), каль цит, магнезит, сидерит, анкерит, кварц, халцедон, опал. Фосфатные минералы присутствуют в породе в виде основной части минерального вещества, в соста ве цемента или конкреций. В разрезах четвертичных болотных осадков встре чаются прослои вивианитового состава, имеющие землистое строение. В свежем состоянии вивианит отличается светло серой окраской, однако при выветривании становится синим. Второстепенными минералами являются глауконит, сульфиды (пирит, марказит, халькопирит и др. ), органическое вещество, глинистые минералы и Др. Химический состав. В наиболее богатых рудах содержание Р 2 О 5 может достигать 40%. Однако пятиокись фосфора и окись кальция (химическая основа фосфатных минералов) далеко не всегда являются преобладающими компонен тами фосфатных пород. Часто преобладает кремнезем (в обломочных породах с фосфатным цементом), в заметном количестве присутствуют оксиды железа, глинозем. Обычно пластовые фосфориты содержат больше фосфора, чем жел ваково конкреционные. Характерными элементами примесями в фосфатных породах являются редкие земли и торий, особенно в костяных брекчиях (табл. 15).

Ок сид Конкреционные фосфориты Желваковые фосфориты Пластовые фосфориты 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Si. Cb 3, 25 0. 40 33, 42 44, 29 47, 01 12, 46 3, 80 тю2 0, 07 0, 11 0, 10 А 1203 0, 23 2, 60 4, 85 1, 08 0, 70 2, 06 0, 81 1, 59 Fe 203 2, 50 1, 34 2, 29 2, 67 2, 37 3, 34 0, 61 1, 61 0, 40 2, 81* 0, 30* Mn. O 0, 20 0, 62 0, 12 0, 05 0. 16 0, 07 Са. О 49, 79 44, 60 28, 24 26, 62 24, 01 37, 17 48, 75 50, 21 Mg. O 0, 35 0, 64 1 Д 9 0, 65 0, 42 0, 80 2, 53 1, 63 Р 205 36, 18 28, 98 18, 21 16, 54 15, 61 23, 47 34, 29 26, 65 к 20 0, 34 1, 43 0, 50 1, 07 1, 86 0, 26 0, 74 1, 40 0, 80 5, 54 2. 40 2, 23 0, 57 3, 28 1, 63 1, 88 2, 59 0, 99 1, 48 0, 94 1, 20 ППП 6, 29 7, 96 2, 60 2, 32 Сум ма 99, 73 97, 41 99, 81 100, 79 Fe. O Na 20 СО? F S 03 50, 57 34, 82 10, 27 2, 73 3, 49 2, 92 0, 44 1, 36 0, 85 1, 63 5, 33 9, 25 4, 37 3, 78** 99, 76 97, 43 100, 13 100, 29 89, 56 Примечания: 1 Подолия, кембрий; 2 Костромская область, верхняя юра; 3 Волгоград ская область, нижний мел; 4 Воронежская область, верхний мел; 5 г. Брянск, кварцсво песчанистые; б р. Вятка, глауконито глинистые; 7 Каратау, кембрий; 8 Приуралье, нижняя пермь; 9 Саратовская область, верхний мел; ^сульфидное железо (пирит), ** нерас творимый остаток.

Текстура. Обычно встречаются слоистые, конкреционные, желваковые, массивные, брекчиевидные текстуры. Структура. Распространены оолитовые, псевдоолитовые, сферолитовые, органогенные, реликтово органогенные, обломочные, зернистые структуры. Нередко фосфатные минералы слагают только цемент породы, по основному составу это может быть конгломерат, гравелит, кварцевый или глауконитовый песчаник. Фосфатные породы отличаются средней плотностью, матовым бле ском. Характерной качественной реакцией на фосфор является использование молибденовокислого аммония и концентрированной азотной кислоты. В ре зультате на породе появляется ярко желтый осадок. Основные типы пород. Наиболее распространенным типом осадочных фосфатных пород на Земле являются фосфориты. Среди них можно выделить два основных вида: пластовые и желваково конкреционные. Пластовые фосфориты образуются в морских обстановках. Они залега ют в виде пластов мощностью от нескольких сантиметров до 15 17 м. По окра ске (темные тона) и характеру залегания напоминают кремни, яшмы и песчани J ки. В составе пород присутствует аморфное вещество фосфатного состава в ви де комочков размером от сотых до десятых долей миллиметра. В целом эти комочки имеют псевдоолитовое строение и сцементированы аморфным фосфа том в монолитную породу. Особенностью их минерального состава является почти полное отсутствие глауконита и небольшая примесь обломочного мате риала. В химическом составе нередко отмечается присутствие урана. Желваково конкреционные фосфориты залегают среди песчано глинистых или карбонатных толщ на платформах. Макроскопически представ ляют собой скопления изолированных или сросшихся конкреций (желваков), часто формирующих линзы типа ноздреватых плит. Желваки имеют матовую, шероховатую или бугорчатую поверхность. Переотложенные конкреции неред ко шарообразной формы с гладкой полированной поверхностью. Размеры кон креций обычно несколько сантиметров, реже до 20 см. Иногда песчанистые желваки снаружи имеют характерные углубления. В центре желваков присутст вуют различные инородные образования кости, кусочки древесины, псевдо морфозы по органическим остаткам (раковинам,

Окраска этих фосфоритов определяется примесями. В частности, при на : личии значительного количества органического вещества они имеют буроватую или зеленовато черную окраску, часто фосфориты светлоокрашены. По минеральному составу данные фосфориты подразделяются на кварцево песчаные, кварцево алевритовые и глауконито песчаные. По внутреннему строению различают радиально лучистые и желвакообразные. Достаточно часто встречаются ракушечниковые фосфориты, которые по морфологии напоминают известняки ракушечники, но отличаются от них не f только минеральным и химическим составом, но и тёмной окраской. Пример описания Фосфорит желваковый, окрашен в тёмно серый цвет с буровато коричневым оттенком, имеет форму неправильного стяжения и представлен мелкозернистым песчаником с отпечатками брахиопод, поверхность отпечатков гладкая. Порошок молибденово кислого ам мония на поверхности образца окрашивается в ярко жёлтый цвет при воздействии на него разбавленной азотной кислотой, что указывает на присутствие оксида фосфора. Для континентальных обстановок (в частности, пещер) типичны костя ные брекчии. Это пористые породы желтовато серого, буровато желтого цвета, довольно пористые и посему имеющие малую объемную массу. Основной со ставной частью в них являются позвонки рыб, кости других частей организмов, сцементированные карбонатным, песчано глинистым или фосфатным же веще ствомцемента. При этом кости в минеральном отношении представлены гидроксилапатитом. Костяные брекчии обычно залегают в разрезах в виде сравни тельно маломощных прослоев или линз в толщах обломочных или карбонатных пород.

Гуано представляет собой сложную смесь фосфатов, нитратов и карбона товс различными органическими соединениями. Залежи гуано образуются на скалистых островах, часто посещаемых морскими птицами, причём наиболь шие скопления обнаружены в зонах с постоянными сухими ветрами (Вест Индия и острова восточной части Тихого океана). В процессе диагенетических изменений, включающих потерю растворимых, летучих и окисляющихся ве ществ и концентрацию трифосфата кальция, выщелачивающиеся растворимые фосфаты переносятся вниз и постепенно замещают подстилающие осадочные породы. Генезис. Высказано несколько гипотез, объясняющих происхождение фосфоритов. Биогенная гипотеза Меррея, Кайе, Архангельского исходит из по ложения о том, что фосфориты образовались в морских водоемах в результате гибели и разложения организмов. Фосфор переходил в раствор и позднее выпа далв осадок химическим путем в виде фосфатных минералов. Основанием для такого заключения является обилие фосфоритов в местах массовой гибели ор ганизмов, в частности при встрече теплых и холодных течений. Гипотеза Казакова Бушинского основана на том факте, что поверхност ные воды морей и океанов крайне обеднены фосфором. Однако его содержание заметно повышается с глубиной. Одновременно падает температура воды и возрастает давление. В этих условиях осаждения фосфатов не происходит. Од накопри подъеме морских вод на шельф (глубина 50 200 м) падение давления обусловливает осаждение сначала карбонатов, а затем фосфатов. Источником фосфора в морской воде считается разложение планктонных организмов.

Однако многие ученые считают, что непосредственное осаждение фос фатных соединений из морской воды невозможно. Они начинают формировать ся уже в осадке на этапе раннего диагенеза и выпадают из иловых растворов, где концентрация фосфора в 4 5 раз выше, чем в морской воде. Далее, на этапе позднего диагенеза, в процессе старения коллоидов непосредственно формиру етсяфосфатная порода. Такие фосфориты образовались в результате роста кон креций в морских осадках, причем обломочные частицы и глауконит цементи ровалиськурскитом или подолитом в результате стяжения вещества вокруг центров роста. Глубины, на которых происходит образование фосфоритов, дос тигают 100 м, но наиболее интенсивный рост конкреций относится к глубинам 50 80 м. Зона фосфоритообразования протягивается вдоль морского берега, причем изолинии повышенного содержания фосфатов ориентированы почти параллельно береговой линии. Иногда месторождения фосфоритов возникают в процессе выветривания за счет накопления фосфатов при выщелачивании фосфорсодержащих извест няков. Инфильтрационные залежи формируются в результате миграции раство ренных фосфатов из вышележащих осадочных толщ и замещения ими других пород (обычно известняков). Изредка образуются залежи вторичных фосфори тов, представляющие собой скопления конкреций, перенесенных водным пото ком от места размыва более древних фосфоритов. Месторождения. Наиболее крупные месторождения пластовых фосфо ритов известны в кембрии Каратау (Казахстан), в пермских отложениях Скали стых гор (США), в мелу и палеогене Северной Африки. Конкреционные фос фориты встречаются значительно чаще. Они известны в Подолии, Донбассе, в Вятско Камском бассейне, Днепровско Донецкой впадине, Поволжье, Актю бинском области и т. д.

Применение. Фосфориты используются, прежде всего, для производства высококачественных удобрений. Хорошим удобрением является фосфоритовая мука, получаемая путем дробления и размола фосфоритов. Основным критери ем качества фосфоритов. при этом служит содержание Р 2 О 5, которое должно превышать 8%. Другим видом удобрений является суперфосфат, который полу чают в процессе разложения фосфатов серной кислотой (содержание Р 2 О 5 не ниже 28%). Частично они применяются в химической промышленности при получении фосфорной кислоты и элементарного фосфора, а также в металлур гии.

Порядок описания силицитов и фосфатов • • • 1. Название породы 2. Окраска, блеск 3. Структура 4. Текстура 5. Излом 6. Твёрдость 7. Морфология агрегатов и кристаллов 8. Включения (следы органических остатков, обломков пород и т. п), примазки (гидроксиды железа и т. п. ). 9. Реакция на фосфор или с HCl. 10. Генезис, стадия литогенеза.