Геология полезных ископаемых - Смирнов В.И.
Скачать (прямая ссылка):
В обстановке, сдерживающей развитие изменения коренных пород, выветривание может задержаться на промежуточных стадиях развития с возникновением коры неполного профиля, сложенной (продуктами гидратации и начального гидролиза.
Поведение отдельных элементов. Для характеристики процессов, протекающих в коре выветривания, наибольшее значение имеет исследование поведения соединений алюминия, кремния, железа, марганца, щелочноземельных и щелочных элементов.
Алюминий принадлежит к наиболее слабо мигрирующим элементам коры выветривания. Алюмосиликаты, в которых находится этот элемент в материнских породах, трансформируются в корах выветривания сиалитного профиля в глинистые минералы типа каолина, монтмориллонита, галлуазита. При более глубоком разложении в корах выветривания алитного профиля происходит полное высвобождение чистого глинозема и концентрация его в бокситовых залежах. В связи с этим алюминий накапливается в сиалитных корах в кислой среде (рЫ 3,5—5,7) в виде каолиновых, в слабокислой (рН 5,7—6,5) — в виде галлуазитовых и в слабощелочной (рН 7,5—8,5) —в форме монтморил-лонитовых глин, а в алитных корах—в виде гидроокислов глинозема с обр аз ов а н и ем бокси тов.
Кремний относится к слабо мигрирующим элементам коры выветривания. В процессе разложения силикатов и алюмосиликатов коренных пород высвобождается кремнезем, /переходящий в раствор в форме гидрата или щелочного силиката. Растворимость кремнезема постепенно повышается по мере перехода от кислых к щелочным растворам и резко возрастает при рН 9—10; в этих условиях она в 50—1IOO раз выше растворимости алюминия. При этом в щелочных растворах кор выветривания, формирующихся в жарком климате, происходит значительная миграция кремния и обеднение этим элементом коры выветривания. При всех иных условиях кремний большей частью лереотла-гаегся на месте. Переотложение приводит к образованию двух главных разновидностей: 1) кварца, опала и халпедона, с образованием иногда окремненных участков коры выветривания; 2) алюмокремневых и феррикремневых соединений. В этих случаях кора выветривания может обогащаться кремнием за счет выноса соединений других элементов.
Железо принадлежит к слабо мигрирующим элементам коры вы-вытривания. Оно находится в первичных породообразующих и акцессорных минералах. При их разложении железо переходит в гидраты, окислы и гидроокислы закисной или по большей части окисной формы. Окисные соединения железа осаждаются при рН 3 и более, а закисные могут находиться в растворе до рН 5—7. Так как рН самой верхней зоны остаточных продуктов коры выветривания обычно около 5, а всех
заз
остальных, ниже расположенных зон более этой величины, то все окисные новообразования железа высаживаются в верхней части коры выветривания, концентрируясь в конечном счете здесь в форіме окислов и гидроокислов. Лишь незначительная часть закисных соединений железа может мигрировать несколько ниже и переотложитыся там в той .же форме.
Таким образом, главная масса железа накапливается в остаточных /продуктах верхних частей 'коры выветривания. Растворимость железа, кремнезема и глинозема зависит от рН раствора (рис. 204). Окисное железо, растворимое только ,в кислых растворах при рН<3, практически не может мигрировать из зоны выветривания. Глинозем легко растворим в резко ^кислых и резко щелочных растворах, но в рамках значений рН 4—9, т. е. в пределах значений, свойственных коре выветривания, он практически также нерастворим. Растворимость же кремнезема, минимальная три рН 2—4, заметно возрастает в нейтральных и щелочных растворах. Кривые растворимости окисного железа, алюминия и кремния в зависимости от изменения рН среды хорошо объясняют соотношение их соединений в коре выветривания.
Поля устойчивости окислов и метасиликатов железа зависят от рН и Eh раствора (рис. 205). С увеличением окислительно-восстановительного потенциала растворимость окисного железа возрастает.
Марганец относится также к слабо мигрирующим элементам коры выветривания. Все его первичные соединения окисляются, переходя преимущественно в гидроокислы с трех- и четырехвалентным марганцем. Эти соединения, подобно соединениям железа, выпадают в осадок при низком значении рН и накапливаются вместе с последними в верхней части коры выветривания. В связи с тем что гидрат окиси марганца в коллоидном состоянии поглощает катионы ряда металлов, в марганцевой части остаточных продуктов коры выветривания концентрируются кобальт, отчасти никель, цинк и ^ литий. Ifi
Кальций и магний высвобождаются при распаде породообразующих минера- °>8 лов коренных пород и образуют соединения, сравнительно легко растворимые в зоне окисления. Поэтому осуществляется их выщелачивание из коры выветривания. ' Часть соединений этих элементов, прони-
расюборе
Растворимость, ммоль 0 12 3 4 5 6 7
Зоны норы выветривания Остаточная^
Незавершенного выветривания
Полуразложен- [ ных коренных пород
Коренные породы
7s'У//?',
/
{
Fr
20з-
L
