книги из ГПНТБ / Материалы к Совещанию по геохимии гипергенеза, ноябрь 1964 г. (тезисы докладов)

фат-пона водоема при деятельности сульфатредуцирующих бактерий, использующих для питания свежее орга­ ническое вещество, а для дыхания — кислород сульфа­ тов. В процессе начального рудообразования органика играет не прямую, а косвенную роль.

В позднем диагенезе и катагенезе происходит пере­ группировка сульфидов: пылевидно рассеянные минера­ лы преобразуются во вкрапленники, конкреции, эмбрио­ нальные прожилки; сульфиды замещают карбонаты и органическое вещество. Диагенетическое перераспреде­ ление Си в осадках Донбасса не имело рудонакаплива­ ющего значения. Об этом свидетельствует сохранившая­ ся в породах текстура седиментогенеза — слойчатость разных типов, подчеркнутая вкрапленностью сульфидов.

Днепропетровская экспедиция Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института Госгеолкомитета СССР

А. М. БЛОХ

ИСТОРИЯ ЖЕЛЕЗА В ОСАДОЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ МЕЗОЗОЙСКИХ ВПАДИН ЗАБАЙКАЛЬЯ

m

В континентальных отложениях юрских и меловых впадин Забайкалья широко рспространены выделения диагенетического сидерита. Он отмечается в виде конкре­ ционных стяжений, цемента конгломератов и гравелитов и в тонкорассеянном состоянии. В породах с сидеритом обычно присутствует гумусовое органическое вещество в форме растительного детрита или тонкодисперсных вы­ делений.

В последние годы установлено значительное развитие среди отложений впадин красноцветных толщ, достигаю­ щих мощности 500—600 м и более. Они слагаются всей гаммой терригенных пород — от конгло,мератЪв до аргил­ литов. Их окраска определяется примесью тонкодисперс­ ного гематита. Органическое вещество, как правило, от­ сутствует. В красноцветных породах постоянно имеются аутигенные выделения магнетита, окисленного до мартита. Магнетит отмечается и в сидеритизированных поро­ дах, но гораздо реже и только на участках, свободных от примеси органического вещества.

Образование сидерита, магнетита и гематита рассмат­ ривается как проявление одного и того же процесса в различных окислительно-восстановительных условиях, к

20

изменению которых железо весьма чувствительно. Сиде­ рит выделялся в виде диагенетического минерала в слабо восстановительной среде при наличии разлагающегося органического вещества. Если после выделения всего реакционно способного железа в форме FeC03 в осадке еще оставалось неразложенное Сорг, часть железа вы­ падала вместе с сидеритом в форме магнетита. В процес-

С орг в осадках падало и их окислительно-восстановительный потенциал начинал повышаться вплоть до положительных величин. При этом еще в обстановке диагенеза создавались условия для окисления ранее выделившихся форм железа до гемати­ та и мартита. При минимальных количествах Сорг или его полном отсутствии сидерит вообще мог не выделять­ ся и гематит образовывался в качестве первичного диаге­ нетического минерала.

Вотложениях впадин, включая угленосные толщи, очень слабо проявляется диагенетическая пиритизация, что следует связывать с общей обедненностью серой ме­ зозойских континентальных осадков Забайкалья. Участ­ ки интенсивной пиритизации, иногда встречающиеся сре­ ди осадочных пород, приурочиваются, как правило, к тектонически ослабленным зонам, сопровождаются по­ вышенными концентрациями мышьяка, молибдена, сурь­ мы, золота и других элементов и имеют эндогенное про­ исхождение.

Вкатагенезе в процессе циркуляции кислородсодер­ жащих подземных вод происходит окисление и гидрата­ ция диагенетических форм железа до лимонита. Явления гидратации в красноцветных породах приводят к возник­

новению у них оранжевой окраски. В сероцветных поро­ дах образуются межпластовые зоны лимонитизации.

Всесоюзный научно-исследовательский институт минерального сырья Госгеолкомитета СССР

Д. П. БОБРОВЫ ИК, В. А. ХМЕЛЕВСКИЙ

К ГЕОХИМИИ ТОРТОНСКОГО МАРГАНЦЕВО-КАРБОНАТНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ЮГО-ЗАПАДНОЙ ОКРАИНЫ

РУССКОЙ ПЛАТФОРМЫ

Юго-западная окраина Русской платформы в районе марганцево-карбонатного месторождения покрыта мощ­ ным осадочным чехлом. Наиболее древней породой, вы-

21

ходящей на поверхность в этой части платформы (от г. Николаева до г. Букача), является меловой мергель.

На неровной меловой поверхности в одних местах ле­ жат отложения нижнего, а в других верхнего тортона. Марганецсодержащий мергель (N\t42) несогласно залега­ ет на надгипсовых известняках и постепенно вверх пере­ ходит в известковистую глину. Он представляет собой па­ раллельно тонкослоистую породу, в которой многократно и ритмично переслаиваются светло-серые и серые про­ слойки (мощностью 2—5 мм), а на отдельных уровнях перемежаются с прослоями плагиоклазо-липоритового туфа, образуя толщу мощностью до 25 ж в среднем.

Прослоечки мергеля сложены тонкодисперсной карбо- натножварцево-глинистой массой, среди которой рассея­ ны раковинки спириалисов и фораминифер, алевритовые зерна аллотигенные (терригенные и вулканогенные) и аутигенные, а также битуминозная органика. Эти про­ слоечки отличаются не только цветом, но и химическим составом.

Как следует из химических анализов, в серых про­ слоечках количество марганца превышает его кларк в 5,5, а в светло-серых в 241 раз. В составе этой же породы об­ наружены спектральным анализом (%): Cr, Ni, Си, Ga,

FeC03—17,10, MgC03—28,80, CaC03—50,50; в светло-се­ рых: МпСОз—61,20, FeC03—2,07, MgC03—1,23, CaC03— 35,40.

В составе карбонатной части мергеля находятся каль­ цит, манганокальцит, доломит и, по всей вероятности, родохрозит и мангандоломит. Некарбонатная часть сла­ гается из глины и тонкодисперсного кварца, к которым в ничтожном количестве примешаны зерна плагиоклаза, мусковита, роговой обманки, биотита, апатита, шабазита, ильменита, лейкоксена и зерна акцессорных минера­ лов: циркона, турмалина, рутила и сфена. Широко рас­ пространен в породе пирит. Барит находится здесь в большинстве случаев в виде ядер фораминифер и спири­ алисов.

22

В местах притока в пласт грунтовых вод, содержащих кислород, карбонат марганца разложился и образовался вернадит, частично перешедший в псиломелан.

Львовский государственный университет

И. В. ВИТОВСКАЯ, Ю. М. КОРОЛЕВ

КВОПРОСУ ОБ УЧАСТИИ НИКЕЛЯ В ОБРАЗОВАНИИ НЕКОТОРЫХ СМЕШАННОСЛОЙНЫХ МИНЕРАЛОВ

Кчислу минералов силикатно-никелевых руд относят­

ся минералы, объединенные И. И. Гинзбургом и И. А. Рукавишниковой в группу никелевых гидрохлоритов и никелевых вермикулитов. Однако все эти минералы ис­ следованы недостаточно. Авторы исследовали «никеле­ вый хлорит» — один из минералов этой группы (одно из месторождений силикатно-никелевых руд Среднего Урала).

«Никелевый хлорит» залегает в виде прожилков не­ равномерной мощности (до 0,3 м) по контактам даек гранит-порфиров с вмещающими серпентинитами. Перво­ начальное происхождение этих прожилков связано с метасоматическими процессами, протекавшими в контак­ тах указанных пород. Состав аналогичных прожилков среди слабо выветрелых пород существенно хлоритовый, иногда с незначительной примесью флогопита. В свежем невыветрелом виде эти минералы никеля не содержат. В коре выветривания прожилки имеют яркую зеленую окраску, связанную с повышенным (до 10—20% NiO) содержанием никеля. Структура материала прожилков неравномерна — от чешуйчатой до плотной, парафино­ подобной. Материал отличается значительной чистотой и не содержит посторонних примесей. Для исследования были выделены фракции от крупной (0,25—0,35 мм), со­ стоящей из наименее выветрелых чешуек, до коллоидной (менее 0,002 мм), соответствующей наиболее выветрелой части образца. Ряд фракций с последовательно уменьша­ ющимся размером частиц был детально исследован оп­ тическими, термическими, рентгеновскими и химически­ ми методами.

Результаты рентгеновского исследования показали, что наименее выветрелая крупночешуйчатая часть мате­

23

риала представляет собой неупорядоченный смешанно­ слойный минерал типа хлорит-вермикулита. Пакеты вер­ микулита резко преобладают над пакетами хлорита (со­ ответственно 80 и 20% — определено с помощью мето­ дики Джонаса — Брауна), что подтверждается и при расчетах данных химического анализа.

В более тонких фракциях в переслаивании хлоритвермикулита появляются разбухающие пакеты, по-види- мому, типа вермикулит-монтмориллонита. В коллоидной фракции, являющейся результатом наиболее интенсив­ ного выветривания исходного материала, происходит не­ ожиданное увеличение хлоритовой составляющей до 40% •

Прослеженным изменениям в структуре исследован­ ного материала соответствует постепенное увеличение содержания NiO от 10—11% до 18—19%.

Полученные данные показывают, что при выветрива­ нии хлорита образуются неупорядоченные смешаннослой­ ные минералы типа хлорит-вермикулит-монтмориллони- та. Параллельно с увеличением степени дисперсности ма­ териала в нем возрастает содержание сорбированного инфильтрационного никеля. На определенном этапе уве­ личение содержания никеля ведет к сближению пакетов неупорядоченного смешаннослойного минерала и соот­ ветствующему увеличению количества хлоритовой со­ ставляющей с 20 до 40%. Это преобразование, по-види­ мому, вызвано проникновением никеля между слоями вермикулита (и монтмориллонита?) с формированием бруситоподобных слоев.

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии АН СССР

И. Н. ВЕРЗИЛИН /

ЗНАЧЕНИЕ ИЗУЧЕНИЯ ДРЕВНИХ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ ДЛЯ ПАЛЕОГЕОГРАФИИ

НА ПРИМЕРЕ МЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ФЕРГАНЫ

*

В Ферганской межгорной впадине часто встречаются мезозойские коры выветривания: триас-юрские — гумидные (каолинитовые и латеритные) и мел-палеогеновые— аридные (монтмориллонитовые), образовавшиеся на различных палеозойских породах.

24

Широкое стратиграфическое и площадное распростра­ нение мел-палеогеновых кор выветривания позволило вы­ явить районы, характеризовавшиеся медленностью тек­ тонических движений, весьма выровненным рельефом и чрезвычайной слабостью процессов эрозии.

Почти повсеместное присутствие на большей части Ферганы под различными горизонтами меловых отложе­ ний кор выветривания указывает на образование мело­ вых осадков преимущественно в бесприливном бассейне, а не в речных условиях, так как в последнем случае при начале цикла осадконакопления коры выветривания большей частью были бы уничтожены.

Крупных рек, приносящих в Фергану воды из гум-ид- ных областей, в меловое время не могло быть, так как прилежащие области сноса либо не были достаточно ве­ лики и высоки, чтобы возникли вертикальные гумидные зоны, либо обладали пенепленизированным рельефом с корами выветривания аридного типа. Поэтому в Фергане не мог существовать изолированный озерный бассейн.

Меловые отложения Ферганы образовывались в основном в условиях морского залива, о чем свидетель­ ствует значительное развитие среди них пачек почти не загрязненных терригенным материалом известняков, до­ ломитов и гипсов (а также общая высокая карбонатность пород), которые могли образоваться лишь вследст­ вие испарения преимущественно морской воды. Эти осо­ бенности не могли быть обусловлены выносом ионного и коллоидного материала с прилежащих областей сноса, так как коры выветривания мелового возраста характе­ ризуются очень незначительными изменениями валового химического состава по их профилю (что указывает на отсутствие сколько-нибудь значительного выноса какихлибо компонентов при выветривании), а из областей рас­ члененного рельефа в основном должен был выноситься терригенный материал.

В западной половине Ферганской впадины в меловое время скорость накопления осадков была меньше, чем скорость эрозии областей сноса, на которых развивались коры выветривания, и, следовательно, терригенные ком­ поненты осадков в какой-то мере должны были изменять­ ся вследствие гальмиролитических процессов.

Ленинградский государственный университет

25

Г. к. ГАВБРИЕЛЯН

ОБРАЗОВАНИЕ КАРБОНАТНОЙ КОРЫ ВЫВЕТРИВАНИЯ В АРИДНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ

УСЛОВИЯХ

До последнего времени генезис карбонатной коры связывали только с химическими процессами, выщелачи­ ванием, привносом материалов с более высоких гипсо­ метрических уровней. Такая интерпретация не является исчерпывающей. В частности, необъяснимым остается вопрос, откуда берется карбонатный материал на водо­ разделах, где грунтовые воды находятся на большой глу­ бине.

Исследование карбонатной коры на вулканических образованиях Армянской ССР показывает, что, помимо химических процессов, активную роль играют микроорга­ низмы (что доказывается экспериментально на искусст­ венных питательных средах Молиш-агара и МПА 4- 1% СаСЬ). Бактерии (спороносные и неспороносные), мико­ бактерии, актиномицеты, плесневые грибы и дрожжи из питательной среды извлекают СаС03 и MgC03. В неко­ торых штаммах в течение 20—24 час после посева появ­ ляются сферолиты кальцита.

В откладывании карбонатов микроорганизмами на­ мечается несколько стадий: скопление аморфных зерны­ шек, образование сферолитов величиной 0,003—0,03 мм

ит. д.

Вприродных условиях микроорганизмы исполняют

роль биогеохимического барьера. Из водных растворов они извлекают кальций и магний и превращают их в труднорастворимые карбонаты.

Карбонатный материал на водораздельные плато по­ ступает импульвиризацией. Химические анализы атмо­ сферных вод показывают, что содержание ионов кальция и магния соответственно составляет 5—30 и 2—8 мг/л; ежегодно предгорья вместе с дождевой водой получают 18—20 т/км2 бикарбоната кальция. Другим источником служит воздушная пыль, содержащая СаО до 6—10%.

Ереванский государственный университет

26

А. Р. ГАЛСТЯН

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ МИГРАЦИИ ХРОМА В ЗОНЕ ГИПЕРГЕНЕЗА

(на примере Севанского рудного района Армянской ССР)

Севанский рудный район представляет собой типич­ ный среднегорный геохимический ландшафт, характери­ зующийся резко расчлененным рельефом, однородными климатическими (сухой континентальный климат), гид­ родинамическими и гидрогеохимическими условиями и почти однотипными почвами и растительностью.

Сложное геологическое строение района обусловлено разнообразием литологического состава пород и их воз­ раста, внедрением крупных и малых интрузивных тел различного состава (от ультраосновных до кислых) и, наконец, неоднократными тектоническими движениями, приведшими к изменению нормального расположения стратиграфических свит.

Хром в виде Сг3+ главным образом сконцентрирован в перидотитах и дунитах и в продуктах их метаморфизации. Средние содержания хрома в этих породах, выве­ денные' методом вариационной статистики, составляют 2,1 • 10-1. Хром мигрирует в природных водах района преимущественно гидрокарбонатно-кальциевого состава с минерализацией, не превышающей 250—380 мг/л, в усло­ виях окислительной обстановки (Eh —0,4 в) и щелочной среды (pH 7,5—8,7).

Экспериментальными исследованиями установлено, что хром в указанных водах мигрирует как в виде Сг3+ и Сг6+, так и в виде коллоидов, недиссоциированных мо­ лекул, причем 70% приходится на ионную форму мигра­ ции, а 70% ионной формы падает на шестивалентный хром. Изучение влияния главных ионов природных вод

хрома из пород в воду. С увеличением pH среды хром начинает мигрировать. По степени воздействия катионов на переход хрома из пород в воду на первом месте стоит Na + и Mg2 С на втором Са2+.

При незначительном насыщении воды кислородом (при продолжительности опытов 10 суток) хром перехо­ дит из руд в воду. Значительно повышается миграция

27

s

хрома из руд в воду при окислении растворов в присут­ ствии К2С 03.

Хром в данной ландшафтной зоне является элемен­ том гидрогенным. Распределение Сг по профилю в почвах района неравномерное. Накопление его наблюдается в верхнем гумусовом горизонте. Хром является элемен­ том биологического накопления. Растения (колючка, мо­ лочай, цикорий, ястребинка и др.) в основном накапли­ вают хром в корнях и цветах.

Основными гидрогеохимическими поисковыми призна­ ками на хром являются: а) повышение содержания хро­ ма в водах по отношению к общему для района гидрохи­

ки и щелочной среды хром интенсивно мигрирует); в) хи­ мический состав природных вод (НС03—Mg-воды) мо­ жет служить косвенным поисковым признаком, если даже в этих водах содержание хрома составляет незна­ чительные количества.

Институт геологических наук АН Армянской ССР

Ю. Г. ГЕРАСИМОВ

ГЛУБИННЫЕ ЗОНЫ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ В СЕВЕРО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ

УКРАИНСКОГО КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ЩИТА (УКЩ) И ВЕРОЯТНОЕ ВРЕМЯ ИХ ОБРАЗОВАНИЯ

Бурение многочисленных скважин в районе г. Хмель­ ника (Винницкой обл.) показало, что кристаллические породы на глубину 20—50 м ниже кровли несут трещи­ новатость выветривания, с которой связан горизонт тре­ щинных вод, содержащих от 2 до 8 мг/л растворенного кислорода. Наряду с этим глубокими скважинами вскры­ ты локальные зоны глубокой трещиноватости, связанные с разломами. В этих зонах до прослеженной нами глуби­ ны 300 м (на 50 м ниже уровня моря) на стенках трещин отмечаются налеты и корочки вторичных гипергенных минералов: каолина, гидрогематита, лимонита, хлорита, иногда пленки пирита. В большинстве случаев каждый из минералов тяготеет к своей системе трещин. При этом каолин приурочен к открытым вертикальным трещинам,

28

а толщина корочек иногда достигает 2—3 мм с постепен­ ным переходом в свежую породу. В этих зонах подзем­ ные воды содержат свободный кислород, тогда как в окружающих участках среда бескислородная. Аналогич­ ные факты отмечались другими исследователями северозапада УКЩ.

Анализ истории тектонического развития УКЩ и па­ леогеографических условий позволяет выделить несколько эпох высокого континентального стояния поверхности УКЩ, когда кислородсодержащие трещинные воды мог­ ли проникать на значительные глубины и вызывать ги­ пергенные изменения пород в зонах разломов. Наиболее длительной была девон-триасовая эпоха, в которую вы­ сота поверхности УКЩ над уровнем моря составляла

800—1000 м.

Эпохи поднятий разделялись эпохами опусканий, ког­ да прекращалось гипергенное выветривание. Наиболее длительной была ордовикско-силурийская и верхнемело­ вая. Кратковременным, но значительным было верхне­ сарматское опускание, когда Хмельникский участок впер­ вые был целиком перекрыт морем. В настоящее время Подольская часть УКЩ испытывает поднятия и происхо­ дит новый цикл промыва трещинных зон разломов кис­ лородсодержащими подземными водами с образованием гипергенных минералов на значительных глубинах.

Институт геофизики АН УССР

И. М. ГОЛОВАНОВ

ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЗОНЫ ГИПЕРГЕНЕЗА СВИНЦОВО-ЦИНКОВЫХ

И МЕДНО-МОЛИБДЕНОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УЗБЕКИСТАНА

Свинцово-цинковые и медно-молибденовые месторож­ дения представляют собой один из важнейших типов руд­ ных полезных ископаемых Узбекистана. Зона гипергенеза, развитая на таких месторождениях, нередко достигает больших глубин.

Геохимические особенности зоны гипергенеза свинцо­ во-цинковых месторождений Узбекистана рассматривают­ ся на примере типичных месторождений—представителей

29