Экзогенные месторождения: классификация и условия образования

Экзогенные месторождения (поверхностные, гипергенные, седиментогенные) связаны с геохимическими процессами, протекавшими в прошлом и развивающимися в настоящее время на поверхности и в приповерхностном слое Земли.

Местом накопления минеральных веществ служат: 1) поверхность планеты; 2)приповерхностная зона до уровня грунтовых вод; 3) дно болот, рек, озер, морей и океанов. Формирование экзогенных месторождений связано с механической, химической и биохимической дифференциацией вещества земной коры под влиянием солнечной энергии. В этой серии выделяются три группы месторождений: группа выветривания, россыпные и осадочные.

Месторождения выветривания связаны с корой выветривания, в которой полезные ископаемые накапливаются ввиду выноса поверхностными водами бесполезных соединений и в результате переотложения части ценных веществ в нижней зоне коры выветривания и ниже ее.

В данную группу относятся месторождения, образование которых связано с процессами выветривания. Они включают месторождения бокситов (около 95% мировых запасов), железа, марганца, никеля, кобальта, редких металлов, золота, каолина, апатита, магнезита, талька, барита. Часто эти месторождения содержат как металлические, так и неметаллические полезные ископаемые. Подавляющая часть этих месторождений связана с процессами выветривания, проходящими в континентальных условиях.

Накопление полезных ископаемых в коре выветривания может происходить двумя путями. Во-первых, вследствие растворения и выноса приповерхностными водами не имеющих ценности минеральных веществ и концентрации в остатке полезных ископаемых. Такие месторождения называются остаточными. Во-вторых, в связи с растворением водами ценных веществ, их выносом и переотложением в нижней части коры. Такие месторождения называются инфильтрационными. Таким образом, группа месторождений коры выветривания разделяется на два класса: остаточный и инфильтрационпый.

По форме и условиям нахождения тел полезных ископаемых среди месторождений выветривания различают площадные, линейные и карстовые.

Главными процессами, обуславливающими разложение минералов в коре выветривания являются: окислительно-восстановительные реакции за счет таких компонентов, как вода, кислород, углекислота, различные кислоты и микроорганизмы. Вода является наиболее действенным агентом выветривания. Она осуществляет растворение, перенос и отложение химических соединений, разложение породообразующих минералов материнской породы при гидратации и гидролизе, регулирует физико-химическую обстановку в коре выветривания. При подземной циркуляции вода проходит через три зоны: аэрации или просачивания, полного насыщения с активным водообменом, замедленным водообменом. Наиболее активные реакции разложения происходят в зоне аэрации, границей которой является уровень грунтовых вод.

Кислород играет главную роль в реакциях окисления. Углекислота также активно участвует в реакциях окисления и преобразует некоторые силикаты в карбонаты.

Большое значение при перераспределении вещества в корах выветривания имеет органическое вещество. Микробактериальная деятельность обусловливает большую скорость биохимических реакций. Органоминеральные соединения включают сложные металлоорганические комплексы, которые отличаются высокой устойчивостью в широком диапазоне Еh - рН. Благодаря высоким сорбционным свойствам органического вещества могут накапливаться U, Rа, Тh, Мо, Вe, Gе и другие. Кроме этого высокие концентрации органического вещества обуславливают восстановительные условия.

Температура в коре выветривания хотя и колеблется в узких рамках (от +20 до -20°С), тем не менее играет заметную роль при разложении горных пород. Наиболее интенсивно это разложение происходит при высокой температуре.

При разложении коренных пород в коре выветривания большое значение имеют реакции окисления, гидратации, гидролиза и отчасти диализа.

Конечными продуктами глубокого химического преобразования минералов в корах выветривания являются глинистые минералы, простые окислы и гидроокислы. Кроме них могут формироваться карбонаты, сульфаты, фосфаты. Вес они составляют группу новообразованных минералов.

Россыпная группа формируется при физическом выветривании и связанным с ним механическим разрушением тел полезных ископаемых, в состав которых входят механически прочные и химически устойчивые минералы, создающие россыпи.

Месторождения россыпей формируются вследствие концентрации ценных минералов среди обломочных отложений, возникающих в процессе разрушения и переотложения вещества горных пород и коренных месторождений полезных ископаемых. Их образование связано с физическим и химическим выветриванием.

В группе россыпных месторождений выделяются следующие классы: 1) элювиальный; 2) делювиальный; 3) пролювиальный; 4) аллювиальный, разделяющийся на подклассы - косовый, русловой, долинный, дельтовый и террасовый; 5) литоральный; 6) гляциальный; 7) эоловый.

По времени образования россыпи могут быть как юночетвертичными, или современными, так и древними, или ископаемыми. По условиям залегания они могут быть открытыми или погребенными под толщей пород.

Источниками россыпей могут быть магматические породы, обогащенные акцессорными минералами (например, редкометальные граниты); эндогенные рудопроявления и месторождения; древние осадочные породы, обогащенные полезными компонентами, древние россыпи. Первые два источника называются коренными, последние -промежуточными коллекторами. По отношению к коренным источникам выделяют россыпи ближнего и дальнего сноса. Первые обычно располагаются не далее 15 км от источников питания. Интенсивное разрушение коренных источников россыпей, как правило, связано с предыдущими эпохами интенсивного выветривания и перерыва в осадконакоплении. Россыпные районы располагаются в областях блоковой тектоники. Блоковые движения определяют положение базисов эрозии, интенсивность выветривания, рас членен пост ь рельефа, динамику водных потоков.

Элювиальные россыпи - это продукт разрушения коренных источников, непосредственно перекрывающих их выходы на земную поверхность. Практическое значение элювиальных россыпей невелико.

Делювиальные россыпи формируются при сортировке обломочного материала в процессе оползания его по склону под влиянием силы тяжести и зависят от угла склона, мощности осыпи, размеров обломков и других факторов: колебания температуры, явление солифлюкции. Среди делювиальных россыпей известны существенные месторождения золота и алмазов, касситерита и вольфрамита, корунда.

Пролювиальные россыпи находятся среди рыхлых отложений, накапливающихся у подножья гор. Для них характерны конусы выноса, которые, сливаясь, образуют непрерывную полосу - пролювиальный шлейф. Материал этих россыпей слабо окатан и плохо сортирован. Они встречаются редко.

Па аллювиальные россыпи приходятся значительные объемы добычи золота, платины, олова, вольфрама, алмазов и камнесамоцветного сырья. Аллювиальные россыпи связаны с реками, дренирующими средне- и низкогорный рельеф.

Осадочная группа объединяет месторождения, возникающие при механической, химической, биохимической и вулканической дифференциации минеральных веществ в процессе накопления толщ осадочных пород.

Осадочными называются месторождения полезных ископаемых, возникшие в процессе осадконакопления на дне водоемов. Типичными признаками осадочных месторождений являются:

-локализация в определенных фациально-палеогеографических зонах;

- строгая приуроченность к стратиграфическим горизонтам;

- образование в стадии седиментогенеза и диагенеза;

- пластовая, пластово-линзовидная и лентовидная форма рудных тел. По месту образования они разделяются на речные, болотные, озерные и морские. Среди осадочных известны и современные, но наиболее распространены древние ископаемые образования.

три класса:

1. Механические месторождения. Типичными представителями служат месторождения гравия, песка и глины.

2. Хемогенно-осадочные месторождения. Среди хсмогенно-осадочных месторождений различают: образованные из истинных растворов и из коллоидов. К первому подклассу относят месторождения солей и рассолов, ко второму -металлов.

3. Они имеют большое экономическое значение, так как являются важнейшими энергетическими источниками, обеспечивают химическую промышленность и производство фосфорных удобрений.

Пример месторождений: Новая Каледония (Ni, Co), Тырныауз (W), Висловское (Al),