Литология. Кн. 2 - Фролов В.Т.
ISBN 5—211—02383—8
Скачать (прямая ссылка):
Химический железорудный процесс богаче алюминиеворудно-го как способами образования, так и фациальными типами, что объясняется большей геохимической подвижностью железа и участием в биологическом круговороте веществ (см. рис. 10.8, а, б, г). Fe мигрирует в реках помимо формы взвесей в коллоидных и ионных растворах, и его содержание в составе растворенных солей равно 2,75%. Гуматы и органические кислоты, как и золи SiO2, стабилизируют коллоидные растворы железа и предохраняют от окисления Fe2+. Критической, барьерной для растворов Fe является зона смешения пресных речных вод с солеными морскими, в которой много факторов ведут к одному — осаждению окислов Fe: гидролиз железоорганических соединений, высвобождение Fe2+, его окисление и коагуляция; коагуляция коллоидов Fe3+ под действием электролитов; снижение растворимости при повышении рН (до 7,0—7,5 и более) и выпадение из истинных растворов; пышное развитие планктона и перевод Fe в осадок вместе с телами организмов. Ла-гунно-западинные осадки прибрежной зоны постоянно обогащены соединениями железа (часто выше кларка), и на этом фоне развивается сингенетично-диагенетичный процесс концентрации Fe и образования оолитов, пизолитов, бобовин и конкреций, которые при эпизодических перемывах конденсируются и создают рудные пласты.
Казалось бы, соединениям Fe, как и Al и Mn, пробиться через эту барьерную зону, названную Н. М. Страховым (1962,
с. 153) рудообразующей, невозможно. Однако это происходит,
о чем свидетельствуют как определения содержания Fe в воде современных морей (от 3—6 до 20—50 мг/м3), так и срединно-и дистальношельфовые месторождения. Оказывается, из-за активной волновой и флювиальной гидродинамики мельчайшие коллоидные частицы, не способные осесть в лагунной и болотной зонах, уносятся дальше от берега и там осаждаются, в том числе и в виде седиментационных железомарганцевых корок и конкреций (ЖМК). Но, вероятно, большую роль в преодолении прибрежного барьера играют организмы, особенно планктонные, в телах которых аккумулируются огромные запасы Fe.
Н. М. Страхов (1968, 1986 и др.), создавший современную теорию железорудного процесса, различает два лито логических (фациально-литологических) ряда рудовмещающих отложений: терригенный и известковый. В первом руды начинаются в песках (практически только окисные, гидрогётитовые), максимально развиваются в алевритах или в зоне переслаивания песков и глин (гидрогётит-шамозитовые, нередко с сидеритом) и выклиниваются в глинистой фации (сидеритовые или шамозит-сиде-ритовые): юрские минеттовые руды Франции, Германии, Польши, Англии (Фродингем, Марльстон, Кливленд, Нортгемптон и др.), ордовикские оолитовые руды Ньюфаундленда, Бретани, Нормандии, Тюрингии, Богемии, верхнемеловые аятские и му-гайские руды, керченские руды плиоцена и т. д. В известковом ряду оолитовые руды начинаются в известковых песках, максимально развиваются в алевритовой или переходной к пелитоморфным известнякам фации, в которой они и выклиниваются: верхняя юра Германии, клинтонские руды верхнего силура США, протягивающиеся с некоторыми перерывами вдоль всей Аппалачской геосинклинали на 1800 км (от штата Нью-Йорк до Алабамы на юге).
Н. М. Страхов придает определенное значение в оолитооб-разовании обломочным песчаным или алевритовым зернам, обычно заряженным отрицательно по отношению к окружающей среде. Это ускоряло процесс осаждения на них гидрогелей, а эпизодическое взмучивание не давало возможностей накапливаться пелитоморфным, несфероагрегированным тонкослоистым рудным осадкам, как это происходило в раннем протерозое при формировании джеспилитов. Оолитовые руды все больше обогащались фосфатами (до развития фосфатно-железных руд), максимум накопления которых также приходится на прибрежные обстановки.
Марганцеворудний процесс аналогичен железорудному, а отличия обусловлены большей геохимической подвижностью Mn в экзосфере, его малым кларком и практически неучастием в жизненных циклах. Растворимость (см. рис. 10.8, а—г, ж) всех типов соединений Mn — гидроокисей, закисей, карбонатов, силикатов и сульфидов — выше соответствующих соединений Fe, а закисные формы более устойчивы к влиянию рН и сво-
бодного O2, чем закиси Fe. Поэтому они осаждаются раздельно, и Mn-руды удивительно чисты от примеси Fe. При снижении" рН осаждение Fe начинается при рН 6,1, а Mn — при рН 9,5. В другом эксперименте при постоянном рН 6,0 Fe начинает осаждаться, когда Eh поднимется до 0,2 В, а Mn — 0,6 В, когда концентрация Fe снизится от 10~4 (начало эксперимента) до
ю-15.
Разделение Mn и Fe начинается еще в коре выветривания (Вопросы..., 1964), из которой Mn удаляется в виде МпСОз, т. е. сильнощелочного соединения, еще в щелочную стадию (вместе с Ca, Mg) при рН~8,5, когда Fe еще иммобильно и пассивно накапливается в коре. По тем же причинам (но главным образом из-за сильнощелочного характера) Mn свободен от примесей Al, Ti и многих других элементов, кроме Ba, Со. С кремнеземом Mn чаще образует смеси, ибо и SiO2 выносится в щелочную стадию выветривания. Массовый вынос Fe начинается при рН<7. Лишь в ЖМК Fe и Mn снова объединяются, но преимущественно парагенетически (Морозов, 1985).
