Возраст Земли и методы его определения. Геохронология

рыхлого щебнистого материала.

   При выветривании  горных пород иного состава  горизонты профиля слагаются

другими минералами. Каждый тип горных пород характеризуется своими

особенностями состава и строения коры выветривания.

   При выветривании молодых геологических образований (вулканических лав,

ледниковых морен, лессовидных отложений и д.р.) даже при благоприятных

географических условиях горизонты, образующие профиль, плохо выражены по

причине недостаточного для их формирования времени. В этом случае

образуется неоднородная выветренная масса, содержащая небольшие участки

слабо измененных и почти неизмененных пород.

   Гидроморфная кора  образуется в относительно пониженных  участках рельефа

за счёт химических элементов, которые выносятся из автоморфной

(элювиальной) коры. После  поднятия территории или углубления  эрозионно-

гидрографической сети гидроморфные коры оказываются на приподнятых

поверхностях. Характерный представитель древних гидроморфных кор – мощные

оксидножелезные, иногда оксидноалюминиевые образования, так называемые

латериты. Они возникают в гумидных тропических ландшафтах. Латериты

представляют собой пласты и плиты мощностью от 0,1 до нескольких метров,

залегающие на поверхности определённого возраста. Они имеют массивную

шлакоподобную, ячеистую или конкреционную текстуру. Под микроскопом

обнаруживаются следы коллоидного состояния новообразованной массы. Для

засушливых районов тропической и субтропической территории в качестве

гидроморфных кор типичны не латериты, а карбонатные и гипсовые коры.

   Латеритные покровы  в верхней части весьма прочны,, они как бы бронируют

залегающие ниже породы, предохраняя их от денудации. Поэтому эти коры

называются также латеритными панцирями, или кирасами.

 

   Аналогичную роль  играют плотные карбонатные коры (известковые панцири),

гипсовые и кремнистые. Их образование происходило в условиях жарких аридных

ландшафтов, вероятно, в переменно-влажном климате. Карбонатная кора

наподобие бетонного покрытия облекает относительно приподнятые элементы

рельефа (плато, высокие террасы).она имеет мощность от 0,1-0,2 до 2м и

больше, массивную и конкреционную текстуру. Карбонатная кора сложена

скрытокристаллическим кальцитом, масса которого плотно цементирует обломки

окружающих пород. На отдельных участках эта кора представлена скоплениями

конкреций, имеющих разную форму и размеры от нескольких сантиметров до

0,5м. карбонатные коры широко распространены в странах Ближнего Востока, в

Северной Африке, Мексике, местами встречаются Южной Европе. Реликты

карбонатных кор имеются в Средней Азии, Южном Казахстане, Крыму.

   Гипсовая кора  сложена мелкокристаллическими  или шестоватыми кристаллами

гипса. Текстура её плотная или рыхлая, ноздреватая. Эта кора встречается во

многих засушливых областях Азии и Северной Африки. Фрагменты гипсовой коры

сохранились в некоторых районах Средней Азии и Казахстана. Особенно большую

площадь она занимает на Устюрте.

   Среди кор выветривания различают площадные и линейные. Первые

распространены на больших площадях (с чем связано их название) и

представляют собой остатки древних автоморфных кор. Вторые являются особой

формой кор. Они приурочены к зонам разломов или контактам толщ разного

состава. Линейные коры имеют мощность, значительно большую, чем площадные.

Это связано, в частности , с тем, что горные породы в этих более

проницаемых зонах предварительно подверглись обработке гидротермальными

растворами, а затем уже действию факторов выветривания.

   На протяжении  геологической истории биоклиматические  условия не

оставались постоянными. Изменялся и рельеф суши. Поэтому древние коры

выветривания находятся между собой в сложном соотношении. На Урале, в

Казахстане и других местах нашей страны и за рубежом хорошо сохранились

коры выветривания разного геологического возраста. В силу того что верхний

горизонт автоморфых кор сложен глинистыми минералами, верхняя часть этих

кор сравнительно легко разрушается. Сохранению древних глинистых кор

способствует перекрытие их более поздними гидроморфными корами, особенно

латеритными панцирями. Такие случаи широко распространены в Южной Америке,

Австралии, Индии, Африке, как это показано на рисунке.

 

Образование месторождений полезных ископаемых при выветривании

 

С корами выветривания связаны разнообразные месторождения полезных

ископаемых, в том числе весьма крупных. Так, известное железнорудное

месторождение Курской магнитной аномалии, по-видимому, представляет собой в

верхней, наиболее богатой части древнюю, раннепалеозойскую кору

выветривания магнетитсодержащих кварцитов. Предполагают, что в результате

гипергенных процессов кремнезём был выщелочен, магнетит окислен и в верхнем

горизонте образовались богатые гематитовые руды. В мезозойской коре

выветривания Южного Урала имеются крупные залежи никелевых и железных

легированных руд, а также каолинита. Во многих странах известны

месторождения бокситов, образовавшихся при выветривании горных пород

силикатного состава. Особенно благоприятны для этого нефелиновые сиениты.

 

Кора выветривания рудных месторождений

Для поверхностной части рудных месторождений, проработанной процессами

гипергенеза, типична так называемая вторичная зональность. Её сущность

заключается в том , что от исходных руд по направлению к поверхности

происходит закономерное изменение минерального состава.

   Это явление аналогично  тому, которое наблюдается в автоморфной  коре

выветривания распространенных горных пород. Однако особенности минерального

состава рудных месторождений, где важную роль играют сульфиды,

обусловливают своеобразный характер этой коры выветривания.

   Общая схема строения  коры выветривания сульфидного  месторождения имеет

следующий вид.

 

 

   В верхней части  месторождения, где свободно циркулирует, воздух и

просачиваются фильтрующиеся воды, происходит окисление сульфидов с

образованием легкорастворимых сульфатов металлов, а также серной кислоты.

   Если гипергенное образование происходит в аридных ландшафтных условиях,

то малые количества фильтрующихся вод быстро иссякают, и из них

кристаллизуется серия разнообразных сульфатов. Сверху располагаются

сульфаты трёхвалентного железа (ярозит и др.), ниже, в условиях некоторого

недостатка кислорода, - сульфаты двухвалентного железа, меди, цинка

(мелантерит, хальканит, госларит и др.).

   В гумидных ландшафтах обильные кислые растворы фильтруются вниз,

растворяя рудные минералы. Вверху в результате окисления и гидролиза

выпадают гидроксиды железа, которые образуют железную шляпу, как бы

прикрывающую месторождения. Под железной шляпой может образоваться

горизонт, из которого полностью выщелочены руды и где сохранилась лишь

“сыпучка” из устойчивых минералов (кварца, барита).

   Верхняя часть  коры выветривания рудных месторождений, где доминируют

процессы окисления, получила название зоны окисления.

   Ниже уровня грунтовых  вод находится область значительного  дефицита

кислорода. Поэтому те минералы, которые сюда поступили в составе водных

растворов сверху, выпадают в виде плохо растворимых вторичных сульфидов

(халькозина, ковеллина). Эта нижняя часть коры выветривания рудных

месторождений называется зоной вторичного обогащения или цементации. Часто

здесь образуются очень богатые руды, представляющие особую ценность.

   В зависимости  от конкретных географических  условий, строения

месторождения и состава, руд кора выветривания имеет различные горизонты.

Так, для рудных месторождений Казахстана типичны горизонты богатых

окисленных (сульфатных) руд и вторичного сульфидного обогащения. На медно-

колчеданных месторождениях Урала кора выветривания представлена мощной

железной шляпой и горизонтом выщелачивания (сверху кварцево- баритовая,

снизу колчеданая “сыпучка”), а зона вторичного обогащения слабо выражена. В

резко аридных ландшафтах пустыни Атакама (Чили) кора выветривания рудных

месторождений отличается мощным горизонтом сульфатов. Сравнительно молодая

кора выветривания полиметаллических месторождений Кавказа плохо выражена.

 

Переотложение продуктов выветривания.

Стадии формирования новейшей коры выветривания.

 

Под влиянием ветра, силы тяжести, движущейся, воды или льда коры

выветривания разрушаются, и продукты выветривания вовлекаются в длинный

процесс переноса  и переотложения.

  Так как минеральные  образования обладают различной механической

твёрдостью, удельным весом, гипергенной устойчивостью, то одновременно

начинается процесс их естественной сортировки, дифференциации.

  Пока переотложенные  продукты выветривания находятся  на суше и и

подвержены процессам гипергенеза, их следует рассатривать как

переотложенную кору выветривания. В дальнейшем, поступая в морские

бассейны, продукты выветривания подвергаются процессам осадочной

дифференциации и выпадают в виде различных осадков, которые затем

преобразуются в осадочные горные породы.

  Процесс дифференциации  минерального вещества на суше  является

закономерным продолжением разделения химических элементов, начавшегося при

образовании сопряженных автоморфных и гидроморфных кор выветривания. Разные

экзогенные процессы в различной мере способствуют дифференциации продуктов

выветривания при их переотложении.

  Денудация кор выветривания прерывает, но не прекращает процессы

гипергенеза. Продукты выветривания, перемещенные и вошедшие в состав

континентальных отложений, вновь подвергаются гипергенному воздействию. Это

может происходить в географических условиях, совсем не похожих на те, в

которых они образовались. Например, продукты нивально-тундрового

выветривания в результате ледниковых явлений и работы поверхностных вод

были переотложены и сейчас подвергаются гипергенному преобразованию в

условиях таежных, степных и пустынных ландшафтов.

  Следует различать  результаты выветривания, совершающегося  до

переотложения материала, в прогенетическую стадию(от греч.pro-

перед)гипергинеза, и результаты выветривания после отложения рыхлых

продуктов в эпигенетическую стадию(от греч.epi-после).

  В эпигенетическую  стадию последнего этапа гипергинеза вследствие ее

кратковременности не могли образоваться коры выветривания с ясно

выраженными горизонтами, а возникли лишь отдельные скопления гипергенных

минералов, только намечающие эти горизонты. Для эпигенетической стадии

типичны различные стяжения и конкреции. В лесных ландшафтах умеренного

пояса возникают новообразования гидрогетита и псиломелана; в степных-

кальцита; в пустынных- гипса. Для новообразований эпигенотической стадии

гипергинеза, так же как и для образований прогенетической стадии,

характерны явления гипергенного метасоматоза- замещение минералов,

слагающих рыхлые наносы, новообразованными гипергенными минералами без

изменения объема наносных отложений.

 

                                

 

 

Вопрос №4: Хемогенные осадочные породы.  

Хемогенные породы образуются в результате выпадения солей в осадок. К ним относятся хемогенные известняки, доломиты, каменная соль, гипс. 
 
Среди хемогенных осадочных пород выделяют два типа минеральных месторождений – образовавшиеся из истинных и коллоидных растворов. 
 
Месторождения, возникшие за счет истинных растворов, формируются в условиях сухого климата пустынь и полупустынь в бассейнах повышенной и высокой солености в результате испарения воды. Так, испарение рассолов приводит к кристаллизации минеральных солей – хлоридов и сульфатов натрия, калия, магния, кальция. Такие месторождения представляют собой слои минеральных солей, чередующиеся со слоями гипса, ангидрита, терригенно-карбонатных пород. Площадь распространения соленосных толщ измеряется от десятков и сотен до многих тысяч квадратных километров, мощность бывает от нескольких метров до многих сотен метров. Точно так же из истинных растворов выпадают осадки хемогенного доломита, родохрозита MnCO3, сидерита FeCO3, содовых минералов, селитр, боратов. 
 
Коллоидно-химические осадки образуются за счет коагуляции коллоидных растворов. Воды рек приносят в бассейны седиментации огромное количество веществ не только в виде истинных, но и в виде коллоидных растворов. В виде мицелл переносятся мельчайшие частицы глинистых минералов, кремнезема, некоторых соединений железа, марганца, фосфора, органического вещества, причем на поверхности таких мицелл адсорбируются катиона многих редких и рассеянных элементов. 
 
Значительная часть коллоидов, выносимых реками, попадая в морскую воду, преобразуется за счет нейтрализации заряда мицелл. Происходит свертывание и укрепление коллоидальных частиц, а коллоидные растворы переходят из золей в гели и выпадают в виде студенистого природного осадка. Часть вещества коллоидов оседает сразу же в прибрежной области моря, но коллоиды оксидов железа (особенно в присутствии гумусовых соединений) имеют повышенную устойчивость и в большом количестве доносятся течениями до центральной части морских бассейнов. Как коллоидно-химические осадки образуются некоторые железистые и марганцевые руды, бокситы и др. Часто для них характерно оолитовое сложение. 
 
Хемогенные (биохемогенные) осадочные породы образовались в результате выпадения осадков из пересыщенных химических водных растворов в морских и других крупных водоемах. К этой группе относятся такие породы как известняки и доломиты, кремень, яшмы, минеральные соли (галит, сильвин и др.), гипс, железо-марганцевые руды, бокситы и другие породы. 
 
Породы органогенного происхождения образовались в результате накопления остатков растений, животных и продуктов их жизнедеятельности. Организмы обладают способностью концентрировать некоторые вещества, образующие скелеты и ткани, которые сохраняются в ископаемом состоянии. По составу среди органогенных осадочных пород выделяются карбонатные, кремнистые, фосфатные породы и углесодержащие. К этому типу пород относятся известняк-ракушечник, мел, мергель, кремнистые породы, фосфориты, торф, угли, горючие сланцы и др.