Процессы минералообразования в зоне выветривания и осадконакопления

Выветриванием называют процесс изменения и разрушения минералов и горных пород на поверхности Земли под действием физических и биологических факторов. Оно бывает наземным и подводным. Наиболее мощно процессы поверхностного выветривания проходят при сочетании нескольких условий: выровненность суши, тектоническое спокойствие, слабая эрозия; подводное выветривание достигает наибольшего развития на подводных хребтах при малой скорости осадконакопления (т.е. малой скорости захоронения осадков, способствующей длительному воздействию на них придонных вод). В наземных условиях формируются коры выветривания, плащом покрывающие неизмененные породы и уходящие на разную глубину, иногда до 0, 5 и даже до 1 км. Наиболее мощные коры выветривания образуются в условиях влажного теплого климата (рис. 89). Длительность их формирования большая, в отдельных случаях до 15 — 20 млн. лет.

Коры выветривания бывают древними и современными. И в тех, и в других интенсивность преобразования первичных горных пород и минералов нарастает снизу, где они только начали изменяться, вверх, где на месте первоначальных пород формируются остаточные минеральные месторождения, в том числе промышленные, состоящие из продуктов полного или почти полного разложения первичного материала. При процессах поверхностного выветривания за счет полного изменения гранитов и других полевошпатовых горных пород, а также оливинитов образуются латеритные остаточные месторождения, за счет некоторых ультраосновных пород — остаточные никелевые месторождения, серпентинитов—-магниевые месторождения, за счет рудных месторождений образуются зоны окисленных руд. При подводном выветривании (его называют гальмиролизом) накопилась, как полагает Н. Н. Верзилин, главная масса глин.

Рассмотрим несколько подробнее строение и минеральный состав латеритных кор выветривания. Другие их типы будут охарактеризованы в последующих разделах учебника.

Латеритные коры образуются в условиях гумидного тропического или субтропического климата при выветривании ультраосновных, основных, кислых магматических горных пород, гнейсов и сланцев, аркозовых песчаников. Происходит полное разложение всех первичных минералов, вынос щелочных, щелочноземельных металлов и кремнезема с накоплением в остаточных месторождениях оксидов и гидроксидов алюминия и железа (рис. 90). Собственно латеритами (краснозёмами) называют остаточные продукты, обогащенные оксидом железа — гематитом Ре2Оз, а продукты, обогащенные гидроксидами алюминия, называют бокситами.

Образование бокситов, например, за счет гранитов начинается с гидролиза полевых шпатов и выноса щелочей, сначала формируется зона каолинита АЬ^гОвНОН^ и других глинистых минералов, постепенно расширяющаяся вглубь. Процесс продолжается с образованием второй, более поверхностной зоны гидроксидов алюминия, возникающей за счет разложения каолинита и полного выноса грунтовыми водами кремнекислоты, еще выше постепенно формируется зона почв, часто это краснозёмы, обогащенных оксидом железа—гематитом. Он образуется здесь за счет железа, высвобождающегося в нижних зонах.

Существенно сказывается на процессах выветривания климат. Наиболее полное разложение гранитов происходит в условиях влажного и жаркого тропического климата с чередованием дождливых и засушливых сезонов.

По особенностям химических явлений процесс выветривания обычно разбивают на четыре самостоятельных этапа. По Н. В. Логвиненко, они таковы: 1) незначительное химическое разложение минералов в щелочных средах, преобладание процессов механического выветривания; 2) образование в щелочных условиях гидрослюд и других гидросиликатов; 3) химические реакции в щелочных и кислых средах с образованием минералов глин (каолинита, монтмориллонита и др.); 4) полный гидролиз силикатов с образованием оксидов и гидроксидов. Характерной особенностью всех этих процессов является значительное участие в них не только истинных, но и коллоидных растворов; как свидетельство этого, для латеритов и, в частности, бокситов весьма обычно их оолитовое сложение.

Окисление — это частное по отношению к выветриванию явление. Оно заключается в химическом преобразовании сульфидных и других руд и рудных минералов в зонах аэрации, действия грунтовых вод и биогенеза с образованием оксидов и других химических соединений за счет первичных минералов.