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

На основаниюизучения элементного состава зоны гипергенеза (металлометрии) получены многочисленные аномалии, нолевая расшифровка которых требует значи­ тельных материальных затрат. Изучение ионообменной емкости почв показало, что она наибольшая для третьей зоны, где образуется большое количество ложных ано­ малий. В связи с особенностями рельефа и литологиче­ ского состава пород (карбонатные породы) в этих усло­ виях могут формироваться остаточные месторождения, с богатыми содержаниями свинца, которые, однако, не имеют практической ценности.

В отличие от ложных аномалий перспективные ано­ малии имеют характерный элементный состав: свинец, серебро , марганец, что связано с геохимическими осо­ бенностями свинцово-цинковых месторождений Южного Казахстана.

Казахский научно-исследовательский институт минерального сырья Госгеолкомитета СССР

Южно-Казахстанское геологическое управление

В. А. КУЗНЕЦОВ

ОСОБЕННОСТИ ГЕОХИМИЧЕСКОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ АЛЛЮВИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РАЗВИТИЯ

РЕЧНЫХ ДОЛИН

Аллювиальные процессы являются одними из наибо­ лее крупных в гипергенной дифференциации вещества. Вовлекаемый в них материал претерпевает изменения и подвергается разделению на всех стадиях формирования аллювия.

С генетической точки зрения выделяются следующие этапы дифференциации аллювия: 1) дифференциация

вещества в процессе переноса речными водами — раз­ деление растворенного и взвешенного материала; разде­ ление нерастворимых веществ в связи с их истиранием, дроблением и т. д.; разделение вещества, связанное q гидродинамическими условиями потока и развитием речных долин и т. д.; 2) дифференциация вещества в про­ цессе отложения аллювия — отложения русловых, пой­ менных, старичных, дельтовых фаций; 3) дифференциа­ ция вещества в аллювиальных толщах в связи с деятель-

50

ностыо речных, грунтовых вод, почвенных и биохимиче­ ских процессов.

Дифференциация аллювия, определяемая большим комплексом природных факторов и процессов, проявляет черты геохимической зональности. Несмотря на много­ образие и сложность природных условий, в речных до­ линах, переживающих перстративную фазу развития, отмечается пространственная дифференциация аллю­ вия: а) вкрест простирания долины, б) в направлении от верховьев к низовьям долины, в) в вертикальном раз­ резе аллювиальных толщ.

В речных долинах с инстративной фазой развития гео­ химическая дифференциация не получает своего полного развития.

Для понимания геохимических процессов миграции элементов важное значение имеют исследования комп­ лекса минералого-геохимических особенностей грануло­ метрического спектра аллювиальных образований.

С вышеуказанных позиций рассматриваются основ­ ные черты геохимической дифференциации аллювия бас­ сейнов рек Припяти, Немана и Западной Двины. В бас­ сейне Припяти геохимическая дифференциация аллювия проявлена наиболее четко и полно как в пространствен­ ном, так и временном аспекте. В бассейнах рек Немана и Западной Двины дифференциация аллювия имеет от­ носительно слабое развитие и проявлена в меньшей степени.

Геохимическую дифференциацию аллювия необходи­ мо учитывать при поисках специфических аллювиаль­ ных песков, а также аллювиальных россыпей.

Лаборатория геохимических проблем АН БССР

В. А. КУЗНЕЦОВ

О ХИМИЧЕСКОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ АЛЛЮВИЯ БАССЕЙНА р . ПРИПЯТИ

Развитие коры выветривания сопровождается хими­ ческой дифференциацией вещества, характер и масшта­ бы которой определяются условиями среды и деятель­ ностью различных агентов. Химическая дифференциация

51

вещества при аллювиальных процессах имеет наиболее четкое выражение в силу многосторонности воздействия речных вод на продукты выветривания (растворение, вы­ щелачивание, дробление и перераспределение вещества в ходе его переноса и отложения). В то же время ре­ зультаты дифференциации оказываются в ряде случаев завуалированными вледствие сложности геологического строения, сопряженности различных процессов в бассей­ не денудации и т. д.

Зональность проявления различных типов коры вы­ ветривания на территории Припятского Полесья, специ­ фика строения речной системы Припяти, а также особен­ ности геологического развития юга Белоруссии позво­ ляют выявить некоторые закономерности площадной и временной химической дифференциации вещества аллю­ вия. Сущность дифференциации аллювия в бассейне Припяти заключается в закономерном увеличении Si02, Fe20 3, уменьшении А120 3 и микроэлементов по мере пере­ хода от боковых к центральной части бассейна. Вместе с тем отмечаются некоторые особенности дифференциа­ ции отдельных элементов в правых и левых притоках Припяти.

На небольших участках рек химическая дифферен- „ циация вниз по течению реки проявляется слабо, либо вовсе не проявляется. В подобных случаях указанная дифференциация элементов проявляется вкрест прости­ рания речной долины в связи со спецификой русловых, пойменных и старичных процессов.

Современный и древний аллювий центральной части бассейна Припяти несут в химическом составе много об­ щих черт, что свидетельствует о сходстве условий сноса в ходе развития бассейна р. Припяти.

Химическая дифференциация аллювия бассейна р. Припяти находится в тесной связи с механической диф­ ференциацией вещества.

Изучение химической дифференциации аллювия по­ могает выяснить особенности формирования гипергенных геохимических провинций, некоторые специфические черты аллювиального литогенеза, а также выявить зако­ номерности образования аллювиальных россыпей.

Лаборатория геохимических проблем АН БССР

52

О. Р. КУЛИНЕНКО

УСЛОВИЯ МИГРАЦИИ И КОНЦЕНТРАЦИИ ГЕРМАНИЯ И НЕКОТОРЫХ ДРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ В УГЛЯХ

чен германий, о поведении остальных элементов в про­ цессе угленакопления и углеобразования известно еще очень мало. Распределение перечисленных элементов в угольном пласте подчинено определенным закономерно­ стям, которые являются результатом совокупного влия­ ния геохимических особенностей элемента, форм его миг­ рации, фациальной и палеогеографической обстановки и физико-химических условий угленакопления. В дальней­ шем, на стадии диагенеза и метаморфизма, возможно не­ которое перераспределение элементов в угольном пласте.

Для германия и бериллия характерно неравномерное

4распределение в угольном пласте с аномальными значе­ ниями у подошвы и кровли пласта. Характер распреде­

ления скандия и галлия контролируется минеральными примесями, а так как содержание последних увеличи­ вается, как правило, у подошвы и кровли пласта, то на­ блюдается аналогия в распределении скандия и галлия с германием и бериллием.

По отношению к минеральным примесям («чужая зола») содержание германия до определенного предела (20%) проявляет прямую зависимость от них, с превы­ шением этого предела проявляется четкая обратная за­ висимость. Бериллий, скандий и галлий находятся в пря­ мой зависимости от содержания золы.

С мощностью пласта устанавливается обратная зави­ симость для всех элементов, что объясняется не столько положением маломощных пластов у краевых частей ме­ сторождений на пути подводящих растворов, сколько по­ вышением доли участия аномальных прослоев у подошвы и кровли в маломощных пластах. Влияние петрогра­ фических типов угля проявляется на тонких одновозра­ стных слойках угля, в целом же петрографический со­ став не имеет решающего влияния на накопление и характер распределения редких и рассеянных элементов в угольном пласте.

Германий (90—95%) и преобладающее количество бериллия (70—80%) поступали в бассейн в воднораст-

53

воримом состоянии и химически связывались с органиче­ ской составляющей угля. Скандий преимущественно (50—80%) поступал с терригенно-обломочным мате­ риалом в решетке минерала-носителя и концентрировал­ ся в минеральной составляющей угля. Галлий занимает промежуточное положение, входя в равных количествах в органическую и минеральную составляющие угля.

Днепропетровская экспедиция Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института

М. Ф. КУЛИКОВА

ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОДВИЖНОСТИ РЕДКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ЗОНАХ

, ОКИСЛЕНИЯ СВИНЦОВО-ЦИНКОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ВОСТОЧНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ И СРЕДНЕЙ АЗИИ

Изучение вопросов гипергенной концентрации и мигра­ ции редких элементов в зонах окисления свинцово-цин­ ковых месторождений Восточного Забайкалья и Средней Азии дало возможность выявить ряд закономерностей в поведении редких элементов в процессе окисления суль­ фидных руд.

При гипергенном изменении первичных руд на раз­ личных стадиях развития зоны окисления происходят перераспределение и дифференциация (наряду с фикса­ цией и в конечном итоге частичным выносом) редких элементов, присущих сульфидным рудам (индия, галлия, таллия, кадмия, селена, теллура, германия и др.). Эти явления определяются индивидуальными геохимически­ ми свойствами каждого элемента в окислительном про­ цессе.

В преобладающем количестве все вышеуказанные элементы выносятся в начальные стадии окисления пер­ вичных руд. Конечные продукты изменения последних (гидроокислы железа и марганца) являются в некоторой степени концентраторами ряда элементов благодаря их высокой сорбционной способности.

В зоне окисления свинцово-цинковых месторождений имеет место принцип самоочистки в переотложенных раз­ ностях окисленных минералов от элементов-примесей.

В поведении таких элементов, как таллий и индий, большую роль играет мышьяк, осаждающий эти элемен­

54

ты в виде труднорастворимых соединений. Благодаря этому таллий и индий иногда накапливаются в несколько повышенных концентрациях в мышьяксодержащих мине­ ралах (миметезит, бедантит и др.).

В фиксации и гипергенной миграции рассеянных эле­ ментов большую роль играют как вещественный состав гипогенных руд, так и состав вмещающих пород. Карбо­ натная обстановка благоприятствует осаждению ряда элементов и, следовательно, препятствует процессу вы­ носа. Силикатная среда, наоборот, способствует выносу, в связи с чем миграция рассеянных элементов здесь бо­ лее значительна.

Институт минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов АН СССР

Ю. С. ЛЕБЕДЕВ

НЕКОТОРЫЕ ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ОСАДОЧНЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД КЕРЧЕНСКОГО ТИПА

Однообразие первичнохемогенной минерализации киммерийских железорудных отложений юга СССР по­ зволяет предполагать совместное поступление в кимме­ рийские водоемы почти всех рудообразующих химиче­ ских элементов и в первую очередь Fe, Мп, Р, Si, А1. Повидимому, между поступающими в водоем окислами существовала тесная связь. Одни из них (например, окис­ лы кремнезема) играли роль защитных коллоидов по отношению к другим (гидраты окиси железа и пр.). Ука­ занный тип связи между рудообразующими окислами обусловил не только совместное выпадение их в осадок, но и отсутствие в пределах керченских месторождений 'классической схемы дифференцированного зонального расположения руд Fe, Мп и Р, при котором залежи руд Мп и Р несколько сдвинуты в пелагическом направле­ нии относительно руд Fe.

Изучение железных руд керченского типа подтверж­ дает перспективность предложенного Ю. Ю. Юрком и Е. Ф. Шнюковым (1961) метода реконструкции истории

55

гипотезы образования залежей марганцево-железных руд керченского бассейна.

Рудный пласт в процессе формирования керченских месторождений неоднократно подвергался размыву. В процессе механического разрушения рудного пласта на­ ряду с пылевидными частицами образовывались и до­ вольно крупные обломки (псевдооолиты). В результате механической дифференциации пылевидные частицы сносились в глубокие части водоемов, в псевдооолиты концентрировались преимущественно в прибрежных уча­ стках. В формировании керченских месторождений роль псевдооолитов исключительно велика.

Рудообразующие хлориты, слагающие псевдооолиты или облипающие последние, в поверхностных условиях и на мелководье легко разрушались с образованием гид­ роокислов железа и марганца, монтмориллонита и солей фосфорной кислоты. Наряду с образованием псевдомор­ фоз по хлоритам указанные компоненты частично испы­ тывали локальную миграцию в пределах водоемов. С ме­ ханической и химической дифференциацией рудообра­ зующих элементов в условиях древнего гипергенеза связано образование псевдооолитовых марганцево-же­ лезных и оолитовых железных керченских руд.

Распределение концентраций железа, марганца и фос­ фора в керченских месторождениях определялось не дифференцированным (в пространстве и во времени) вы­ падением их в виде химических осадков, а особенностя­ ми перемыва первичных железорудных отложений и ха­ рактером перераспределения рудообразующих химиче­ ских элементов в процессе древнего гипергенеза. Фактор глубины киммерийских водоемов не был главным в рас­ пределении рудообразующих химических элементов.

Институт минеральных ресурсов Госгеолкомитета СССР, г. Симферополь

Ю. С. ЛЕБЕДЕВ

К ГЕОХИМИИ КОРЫ ВЫВЕТРИВАНИЯ ГИПЕРБАЗИТОВ ЮГО-ЗАПАДНОЙ ОКРАИНЫ

УКРАИНСКОГО КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ЩИТА

На юго-западной окраине Украинского кристалличе­ ского щита в средней части бассейна р. Южного Буга развита древняя кора выветривания гипербазитов, пере­

56

крывающаяся отложениями балтской свиты, что при почти повсеместном развитии в районе последних позво­ ляет считать перспективным обнаружение новых участ­ ков коры выветривания на еще не выявленных телах ультраосновных пород. Своеобразные геологические и климатические условия определили развитие на гипербазитах Побужья сложной площадной коры вы­ ветривания, локально осложненной линейным выветри­ ванием.

В распределении продуктов гипергенеза в профилях площадной и линейной кор выветривания гипербазитов района наблюдается вертикальная зональность.

Зональное строение коры выветривания гипербазитов Побужья обусловлено характером распределения в ней минералов-новообразований и соответственно химиче­ ских элементов и связано со стадийностью выветривания породообразующих минералов материнских пород при изменении физико-химических условий среды.

Стадийные минералы переменного состава являются функцией среды. Стадийность изменения породообразую­ щих минералов гипербазитов Побужья отражает посте­ пенность перестройки их кристаллической решетки, обу­ словленной изменением химического состава.

С изменением физико-химических условий среды в профиле коры выветривания гипербазитов района свя­ зан вынос из пород щелочей и щелочных земель, повы­ шающих щелочность растворов, и прочих химических элементов.

Мигрировавшие в процессе выветривания гипербази­ тов Na, К, Са, Mg, Ni, Si, Fe, Al, Cr и т. д. в коре выветривания распределяются зонально-дифференциро­ ванно. Перераспределение химических элементов в коре выветривания связано с процессами окисления, гидрата­ ции, выщелачивания, гидролиза, сорбции, замещения, синтеза и пр.

Особенности распределения химических элементов в профиле коры выветривания гипербазитов Побужья сви­ детельствуют о ее формировании в окислительных усло­ виях. Процессы образования гипергенных магнетита, алюмохромпикотита и пирита носили наложенный ха­ рактер.

Институт минеральных ресурсов Госгеолкомитета СССР, г. Симферополь

57

А. У. ЛИТВИНЕНКО

ГЕОХИМИЯ И МИНЕРАЛОГИЯ ГИПЕРГЕННЫХ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УКРАИНЫ

В истории геологического развития территории УССР рудонакопление происходило неоднократно, но с различ­ ной интенсивностью и было локализовано пространствен­ но. Кроме гипергенных гематитовых и гидрогетитовых руд, связанных с железисто-кремнистыми формациями Украинского кристаллического щита, на Украине значи­ тельным распространением пользуются постпротерозой­ ские руды, приуроченные к разным по составу геологиче­ ским формациям девонского, каменноугольного, юрского, мелового, миоценового, плиоценового и четвертичного возрастов. Из постпротерозойских железорудных эпох наиболее значительной по масштабам рудонакопления была плиоценовая.

По условиям образования среди постпротерозойских железных руд выделяются остаточные, осадочные (седиментационные, седиментационно-диагенетические и диагенетические) и эпигенетические (инфильтрационно-ме- тасоматические). К остаточным относятся месторожде­ ния гетит-гидрогетитовых, гидрогетито-магнетитовых (природнолегированных никелем и кобальтом), гидроге- тито-псиломелановых, гидрогетито-гиббситовых руд, приуроченных к коре выветривания кристаллических по­ род (серпентинитов, тальково-хлоритовых сланцев, ам­ фиболитов, железистых кварцитов, кальцифиров) пре­ имущественно Побужья и Среднего Приднепровья. Оса­ дочные месторождения представлены двумя типами: континентальным озерно-болотным (гидрогетитовые, гид- рогетито-псиломелановые, сидеритовые руды) и морским (гидрогетито-гетитовые, гидрогетито-псиломелановые, гидрогетито-сидерито-хлоритовые, сидерито-хлоритовые, хлоритовые, сидеритовые, олигонитовые руды).

Размещение железорудных месторождений и рудопроявлений разных генетических типов определялось геоструктурными и палеогеографическими условиями. Остаточные железные руды приурочены к территории главным образом УКЩ, частично Донецкого кряжа и Карпат. Руды морского пройсхождения тяготеют к скло­ нам кристаллического щита, к области южного склона Днепровско-Донецкой впадины, северного склона При­

58

черноморской впадины и Индоло-Кубанскому прогибу. Формирование их происходило в условиях теплого и влажного климата и очень медленных тектонических движений. Озерно-болотные руды распространены пре­ имущественно в западной части Русской платформы.

Особенности условий образования руд обусловили специфические, неодинаковые для каждого фациально­ геохимического типа условия залегания, морфологию и строение рудных залежей, текстурно-структурные осо­ бенности, минеральный и химический состав, минерало­ гическую зональность и распределение важнейших хими­ ческих компонентов и микроэлементов. Набор и количе­ ство элементов-примесей в разных типах руд неодинако­ вы, в ряде случаев резко отличаются, вплоть до выделе­ ния комплексных руд, у которых концентрация элемен­ тов-примесей (выраженная в кларках концентрации) не уступает или даже во много раз выше концентрации ос­ новного рудообразующего компонента. Особенно пест­ рым спектром элементов-примесей характеризуются ру­ ды, связанные с корой выветривания ультрабазитов (Ti,

Sc, Y, Yb, La, Li, Ce, Sb, Cd, Ag и др.).

Днепропетровская экспедиция Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института

А. У. ЛИТВИНЕНКО, А. Д. ДОДАТКО, Д. И. ХОРОШЕВА

ГЕОХИМИЯ И МИНЕРАЛОГИЯ КОРЫ ВЫВЕТРИВАНИЯ ОСНОВНЫХ И УЛЬТРАОСНОВНЫХ ПОРОД УКРАИНЫ

ч

В пределах Украинского кристаллического щита ко­ ра выветривания пользуется региональным распростра­ нением и развита на всех типах пород. Преимуществен­ но распространена площадная кора, местами отмечается смешанная линейно-площадная. На основных и ультраосновных породах (амфиболитах, актинолито-хлорито- вых сланцах, перидотитах, пироксенитах, габбро-перидо­

* Черным — элементы, содержание которых в несколько раз превышает нх кларки, в рамки взяты элементы, содержание которых во много раз превышает кларки.

59