Геология полезных ископаемых - Смирнов В.И.
Скачать (прямая ссылка):
Стадийность является важной особенностью геохимических преобразований в коре выветривания. Выветривание в начальной стадии протекает в условиях щелочной среды, когда из породы выносятся легкорастворимые соли: сульфаты и хлориды калия, натрия, кальция и магния, карбонаты щелочных и щелочноземельных металлов, а также кремнезем. Одновременно осуществляется гидролиз силикатов и алюмосиликатов-Происходит накопление алюминия, железа и марганца. В более позднюю стадию начинается кислотное выветривание с перегруппировкой и выносом гидроокислов алюминия, железа и марганца (Н. Страхов). Такой процесс приводит к постепенному преобразованию коренных минералов через ряд промежуточных соединений в конечные продукты распада.
Длительность существования промежуточных минералов может быть очень большой и ничтожно короткой в зависимости от их устойчивости при данном значении рН среды. Примером стадийного преобразования может служить выветривание хризотила (И. Рукавишникова). Этот минерал вначале превращается в изотропный гидросиликат магния, затем в а-керолит, далее в феррикеролит, в нонтронит и, наконец, в смесь гидроокислов железа и минералов кремнезема (опал, кварц).
Скорость разложения породообразующих минералов в коре выветривания различна — основные и магнезиальные их разновидности разрушаются быстрее кислых и железистых. Согласно С. Голдичу, главнейшие породообразующие минералы могут быть расположены в определенный ряд по степени повышения их устойчивости при процессах выветривания.
Оливин Кальциевый плагиоклаз
Гиперстен Кальциево-натровый плагио-
Авгит клаз
Роговая обманка Натрово-кальциевый плагио-
Биотит клаз
Натровый плагиоклаз Калиевый полевой шпат Мусковит
Кварц
Указанная последовательность, как отмечает У. Келлер, соответствует переходу от островных силикатов к кольцевым, далее цепочечным,! затем листовым и, наконец, каркасным с возрастанием связей Si—О—Si относительно Si от нуля до четырех, требующих все больше энергии для их возникновения.
Миграция элементов. В процессе выветривания различные промежуточные и конечные продукты разложения .могут растворяться и выноситься приповерхностными водами. Их миграция осуществляется в виде взвесей, коллоидных и истинных растворов. Механический вынос порошковатых масс продуктов коры выветривания с омывающими ее водами, хотя в некоторых случаях и имеет существенное значение, но не сильно влияет на изменение ее валового химического состава. Гораздо эффективнее в этом отношении коллоидные и истинные растворы. В коллоидных растворах из коры выветривания могут мигрировать кремнезем, глинозем, соединения железа, марганца и других металлов.
Еще более широкий круг элементов может быть выщелочен ионными растворами, особенно на ранних стадиях развития коры выветривания, при окислении находящихся в коренных породах сульфидов, хлоридов и других активных растворителей. В результате такой миграции кора выветривания может оказаться разубоженной определенными элементами и за их счет обогащена другими элементами.
Б. Полынов и А. Перельман, изучавшие миграцию при выветривании, установили, что подвижность разных химических элементов при выщелачивании их из пород коры выветривания различна. Эта подвижность может быть охарактеризована коэффициентом водной миграции — отношением среднего содержания элемента в воде реки (в мг/л) к произведению из него содержания в горной породе бассейна реки (в %) на минеральный остаток воды реки (в мг/л). По такому коэффициенту выделены ряды миграции элементов (табл. 32).
Таблица 32
Ряды миграции элементов при выветривании.
По Б. Полинову и А. Перельману
Номер ряда
Степень подвижности
Элементы
Коэффициент водной миграции
I
Энергично выносимые
Cl, Br, I, S
и-lOr-n-102
II
Легко выносимые
Ca, Na, Mo, К (?)
, F
п
III
Подвижные
SiO2, Р, Mn, Со, Ni,
Cu
M-IO'-1
IV
Инертные
Fe, Al, Ti
м-Ю-2
Детальное изучение коры выветривания на Катасьминском участке Кольского ультрабазитового массива, выполненное В. Русским, Н. Журавлевой и А. Вторушиным, показало, что в процессе выветривания исходная порода теряет 88,8 % первоначальной массы. При этом по коэффициенту геохимической подвижности, представляющему собой отношение содержания химического элемента в конечном продукте коры выветривания к первоначальному его содержанию в исходной породе, наиболее подвижными оказались MgO, SiO2, CaO, а наименее подвижными TiO2, СгзОз, Fe2O3 (табл. 33).
Таблица 35
Коэффициенты геохимической подвижности и устойчивости породообразующих окислов коры выветривания серпентинитов Катасьминского участка (Кольский полуостров)
Окислы
Коэффициенты
Окислы
Коэффициенты
геохимической подвижности
устойчивости
геохимической подвижности
устойчивости
MgO
1)39,,3.4
аоо7
MnO
а44.
0,40
SiO2
Al2O3
2,41
01,41
CaO
6(\64
0,016
TiO2
Н92
0i52
Na2O
6,12
01,16
CoO
lte42
0,70
K2O
4,4й
0,22
Cr2O3
1,0і2
^98
NiO
2,57
