Лекция 14 Химические осадки, эволюция осадкообразования.
Хемогенные осадочные месторождения включают в себя месторождения эвапоритов, бурых железняков, окисных и карбонатных руд марганца, железо-марганцевых конкреций океанического ложа, бокситов. Осадочные руды Mn составляют более 90% общемировых запасов, Fe – до 20%. (данная тема рассматривается в лекции 15) Эвапоритовые месторождения включают в себя все запасы галита, сильвнита, природной селитры, соды, бишофита, мирабилита, тенардита, гипса, ангидрита, боратов, отчасти – цеолинов, известняков и доломитов.
Осадки из истинных растворов Образование месторождений каменных солей связывают с процессами осадконакопления в осадочных солеродных бассейнах – галогенезом. По гидрохимическим особенностям современного соленакопления выделяются 3 типа галогенеза. Выделяются хлоридные, сульфатные и содовые соленосные формации. В данных минеральных парагенезисах галит представлен как преобладающий во всех без исключения группах, наиболее широко он распространён в хлоридной и хлоридно-сульфатной группах.
Современные районы формирования эвапоритов располагаются исключительно в аридных областях. В некоторых местах при испарении грунтовых вод могут формироваться приповерхностные селитренники (предгорья Чили и Перу). В других при интенсивном испарении грунтовых вод и мелких озёр происходит накопление доломитов, гипсов и ангидритов, галита (пустыни Намибии, Сомали, Западной Австралии и Средней Азии или прибрежной равнины Персидского залива. В озёрах, содержащих вулканогенный материал могут формироваться месторождения соды, бора, цеолитов (Малая Азия, запад Северной Америки). Ещё накопление солей отмечается в морских бассейнах, размещённых в пустынях и полупустынях (Мёртвое море). Формирование эвапоритов может протекать в приэкваториальных районах с участками локальной аридизации.
|
|
|
Можно выделить 4 типа солеродных бассейнов: 1) осолонённых озёр, небольших заливов и лагун; 2) крупных морских заливов или мелководных изометрических или глубоководных линейных; 3) эпиконтинентальных морей; 4) крупных внутриконтинентальных морей (аналоги пермского возраста).
В эвапоритовых разрезах можно выделить собственно соляные, соленосные и вмещающие их осадочные породы. Их группируют в соленосные и породные формации. Соленосные породы чаще всего ассоциируют с хемогенными карбонатными и терригенными песчано-глинистыми красноцветными отложениями, реже включают биогенные и вулканогенные образования. Обычно разрез галогенной формации включает слагается регрессивной серией отложений, которая состоит из (снизу вверх): морские терригенно-глинистые отложения – известняки – доломиты – сульфаты – галит – калийные соли – магниевые соли – покровные сульфаты – терригенные красноцветные отложения.
|
|
|
В мире насчитывается более 100 галогенных осадочных формаций. Однако, наиболее распространены галитсодержащие, а наименее – калийно-магниевые, всего 3 формации – содовые. Данное соотношение объясняется большим распространением сульфатных галитсодержащих осадков, в которых галит и небольшие количества сильвина фиксируют начальные стадии испарительной концентрации по сравнению с хлоридными калийно-магниевыми. Малочисленность содовых формаций определяется редким сочетанием континентального осадконакопления в озёрах, содержащих вулканогенный материал. Экзотическими являются современные азотистые соли – калийные селитренники. Для формирования данных соединений необходимы сочетание предгорных впадин и интенсивного испарения в очагах разгрузки обогащённых воздухом грунтовых вод.
Характерны фациальные переходы соленосных отложений, с одной стороны, в морские карбонатные, с другой стороны – в глинистые континентальные.
Современный и древний рельефы областей осадконакопления отличают выположенность и отсутствие долин, что предопределяет возможность длительной хемогенной седиментации из насыщенных и пересыщенных водных растворов. Появление в зоне осадконакопления подавляет образование эвапоритов. Аридные условия и высокая солёность подавляют развитие жизни в водоёмах и ведут к угнетению развития осадков биогенного происхождения. Солеобразование отмечалось с раннего докембрия до настоящего времени. Однако, существуют следующие крупные эпохи скопления каменных солей, которые сопровождают эпохи завершения крупных геотектонических циклов – байкальского (кембрий), каледонского (силур – ранний девон); герцинского (поздняя пермь), киммерийского (поздняя юра- ранний мел), альпийского (миоцен). Солеродные бассейны чаще всего располагаются в депрессиях, чаще платформенных, а также – в их краевых прогибах (Приуральском, Прикарпатском) или межгорных впадинах (Днепрово-Донецкая).
|
|
|
Седиментация эвапоритов происходила в условиях однонаправленных и сравнительно интенсивных опусканий крупных блоков земной коры. При этом за счёт выровненного рельефа осадконакопление не компенсировалось поступлением обильного терригенного материала. Скорость накопления солей превышала скорость накопления подстилающих и перекрывающих известковых и алеврито-глинистых осадков более чем на порядок. Полукилометровая толща каменной соли накапливается за промежуток времени около 35 000 лет. Данные скорости аккумуляции соответствуют скоростям седиментации во впадинах, удалённых от источников обломочного материала.
|
|
|
Солеродные бассейны имеют различные площади – от первых тысяч до миллионов кв. км. Залежи каменной соли занимают от 6 до 70% площади. Месторождения калийных солей располагаются ВСЕГДА ВНУТРИ галитовых бассейнов, занимая 5-24% площади.
Наиболее крупными были кембрийские Восточно-Сибирский и Ирано-Пакистанский и пермские Восточно-Европейский и Западно-Европейский.
Пласты каменных солей характеризуются внутренним ритмичным строением. В основании слоёв залегают гипс-ангидритовые слои, сменяющиеся галитовыми и карналлитовыми. Мощности разрезов увеличиваются в сторону центральных частей бассейнов галогенеза. Толщина соленосных формаций достигает 700 и более метров. Калийные соли встречаются в виде прослоев и линз малой мощности (0,5 – 1 м), либо одного или многих мощных (до 25м) пластов.
Типичны текстуры ленточной слоистости, а также – оползания.
Для месторждений эвапоритов характерны проявления галотектоники – вязко-пластичных деформаций солей и соленосных глинистых пачек.
В настоящее время существует 4 типа галогенных месторождений 1) современные рассолы озёр и морей бассейнов (рапа), являющаяся поверхностными скоплениями гидроминерального сырья; 2) рассолы подземных вод (подземное гидроминеральное сырьё); соли современной садки; 4) древние соли.
В месторождениях рассолов солеродных бассейнов суммарные концентрации солей достигают 300 г/кг.
Наиболее крупными современными месторождениями рассолов в настоящее время являются Большое Солёное Озеров США, Мёртвое море на ближнем востоке, Прикаспийский залив Кара-Богаз-Гол в Казахстане и Приазовский Сивашский в степном Крыму.
В подземных рассолах общая концентрация солей достигает 600 г/л и более. Практически все районы распространения рассолов совпадают с месторождениями каменной соли. Можно выделить надсолевые, подсолевые и межсолевые рассолы. Последние два типа относят к седиментогенным древним захоронённым и метаморфизованным. Надсолевые рассолы могут иметь метеорное происхождение (рассолы выщелачивания).
Концентрация полезных компонентов в рассолах происходит как в момент аккумуляции каменной соли, так и позднее – на этапе протекания обменных реакций между вмещающими породами и рассолом. Рассолы встречаются зачастую в нижних частях артезианских бассейнов и редко приближаются к земной поверхности. Существует взаимосвязь рассолов с образованием эксфильтрационных месторождений марганца, железа, полиметаллов, стронция, меди.
Месторождения солей могут быть изолированы либо связаны с морями с нормальной солёностью. В настоящее время можно выделить 3 основных типа месторождений современных солей:
- прибрежные равнины типа себхи (засолонённая равнина на юге Персидского залива) и внутриконтинентальные озёра (Баскунчак) с субаэральным накоплением;
- замкнутые морские заливы, лагуны, где соли отлагаются в мелководных и глубоководных (до 300 - 400 м) условиях (Кара-Богаз-Гол, Сиваш, Бокано-де-Вирилла.);
- глубокие бассейны внутри солёных морских вод (Мертвое море)
Образование мощных толщ галита приурочено к обширным и глубоким бассейнам, а сильвинита – к мелководным. В данном случае важно последовательное концентрирование солей в промежуточных бассейнах, а также – миграция засолённых вод из мелководья в глубоководные.
Подводя итоги механизмов формирования эвапоритов можно выделить следующую последовательность солеобразования: кальцит+доломит →гипс→галит +гипс→галит+полигалит→астраханит+эпсомит→сульфаты калия и магния→каинит →карналлит→ бишофит. Накопление солей может происходить следующими путями: 1) в результате последовательного уменьшения площади солеродного бассейна; 2) путём концентрирования в межзерновой жидкой фазе в разрезе ранее сформированных эвапоритов. Наиболее распространён первый механизм, который обуславливает формирование месторождений гипса, галита и небольших по мощности калийных пластов.
основными чертами месторождений являются:
связь с аридными климатическим зонами
локализация в соленосных преимущественно хемогенно-осадочных толщах и связь с первично-красноцветными тонкообломочными отложениями;
расположение месторождений в крупных депрессиях, отличавшихся интенсивным некомпенсированным опусканием и высокой скоростью накопления солей;
пластовая, иногда штоковидная форма рудных тел, достигающая мощности до 800 м и площади от 5 000 до 1 000 000 кв. км;
характерные тонколистоватые текстуры пород, часто подвергнутые оползневым деформациям, присутствие текстур растворения;
частые проявления соляной тектоники;
обязательное наличие в разрезах, перекрывающих соли покрывающих глинистых толщ.
Выделяются 4 основных типа рудных формаций эвапоритов: 1) гипс-ангидрит-галитовая; 2) галит-карналлиовая; 3) содовая; 4) современных и древних рассолов с концентрациями бора, иода, брома, щелочных и щелочно-земельных металлов.
Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 417; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!