Геология полезных ископаемых - Смирнов В.И.
Скачать (прямая ссылка):
Frederickson A. P. Mechanism of weathering. — Bull. Soc. Amer., 1951, v. 62, No 3, p. 221—232.
Mc Langhlin K. J. W. Geochemical changes due to weathering under varning climatic conditions. — Geochim. acta, 1955, v. 8, No 3, d. 175—179.
Глава двенадцатая
ПОВЕРХНОСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Мы нередко проходим равнодушно мимо выходов, кажущихся нам мало интересными, пропуская ценные месторождения.
С. Смирнов, 1936 г.
Тела всех полезных ископаемых вблизи земной поверхности подвергаются химическому и физическому выветриванию, изменяющему их минеральный, химический состав и строение. Причем залежи одних полезных ископаемых изменяются близ поверхности слабо, других — интенсивнее, а третьих — настолько сильно, что требуются специальные исследования для определения первичного состава минерального сырья по материалу их выходов у поверхности земли. Наиболее радикальное изменение при выветривании претерпевает большая часть сульфидных рудных тел, а также некоторых пластов углей, залежей соли и серы.
В этих случаях для оценки состава, строения и промышленного значения тел полезных ископаемых на глубине, ниже выветрелой части, требуется знание условий, определяющих процесс поверхностного метаморфизма, общего направления химизма этого процесса и поведения различных полезных ископаемых, а также слагающих их минералов, в зоне выветривания.
УСЛОВИЯ ИЗМЕНЕНИЯ ПРИПОВЕРХНОСТНЫХ ЧАСТЕЙ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Приповерхностные изменения тел полезных ископаемых связаны с тем, что минералы, слагающие вещество полезного ископаемого, попадая в обстановку высокого кислородного потенциала, оказываются в ней неустойчивыми и подвергаются разложению. При этом образуются новые соединения, часть которых сохраняется на месте, другая часть выносится и переотлагается поблизости, а третья часть мигрирует и рассеивается.
Основными агентами изменения приповерхностной части тел полезных ископаемых, так же как и при формировании месторождений выветривания, являются: вода, кислород, углекислота и промежуточные химические соединения, возникающие при реакциях между ними и полезными ископаемыми, такие как сульфаты, гуматы и др., образующие с водой слабые растворы солей соответствующих кислот. В соответствии с этим основное направление изменения определяется как окисление вещества полезного ископаемого, а интервал по вертикали, в пределах которого это изменение протекает, называется зоной окисления.
Для изменения состава и строения тел полезных ископаемых в их приповерхностных частях особенно велико значение воды, омывающей эти тела.
Область циркуляции приповерхностных вод, как указывалось в предыдущей главе, разделяется на три зоны (см. рис. 203). Верхняя зона аэрации, или просачивания, характеризуется быстрой и свободной, преимущественно нисходящей циркуляцией воды, насыщенной растворенными в ней кислородом и углекислотой. Ниже этой зоны, обычно уже под уровнем грунтовых вод, располагается зона активного водообмена,
с медленным боковым движением воды, несущей незначительное количество растворенного в ней кислорода. Еще ниже находится зона застойных вод, практически не перемещающихся и не содержащих свободного кислорода.
Соотношение между измененными и неизмененными частями тел полезных ископаемых, а также перечисленными выше зонами циркуляции приповерхностных подземных вод следующее. Зоне просачивания отвечает измененная, окисленная часть залежей, застойной зоне соответст^ вует неизмененная часть тел полезных ископаемых, а в зоне водообмена в теле неизмененных полезных ископаемых могут встречаться измененные участки, а также скопления вторичного, переотложенного материала.
Во зоне окисления сульфидных рудных тел, кроме того, выделяются четыре подзоны: 1) поверхностный слой; 2) подзона окисленных руд; 3) подзона окисленных выщелоченных руд; 4) подзона богатых окисленных руд (С. Смирнов). Среди этих подзон обычно четко выделяется только поверхностный слой, а остальные проявляются не всегда и не отчетливо (рис. 225).
Уровень грунтовых вед
Зона просачивания (аэрации)
^ Зона водообмена
Зона Застойных вод
Химизм среды
Рудные
зоны
Анионы, мг/л
1 10100 1000
і і і і
Катионы, мг/л
0,1 1 10
і 1 '
рН
4 5 6 7 8
I I I I I
Поверхностный слой
Подзона окисленных руд
ления
Cu
Ґ
Подзона выщелоченных руд
а окис
рґг/
\
Подзона богатых окисленных руд
X
UlI
\
Зона вторичного обогащения
^HCO3
I
Зона первичных РУД
А
І І
Рис. 225. Схема соотношения измененной части рудного тела и зон циркуляции приповерхностных вод среди пород равной !Проницаемости в поперечном разрезе речной долины с показом химической эволюции среды вторичного рудообразования
Поверхностный слой ограничивается несколькими десятками сантиметров в глубину и представляет собой как бы корку наиболее интенсивно измененного рудного материала, из которой могут быть полностью удалены даже самые трудноподвижные соединения.
