kl_geol_pol_iskop_050706

до 3,9 % (Средиземное море) и даже 4,2 % (Красное море). При интенсивном разбавлении реками содержание солей снижается, например в Финском заливе Балтийского моря до 0,35 %.

Все известные крупные соляные месторождения формировались в обстановке жаркого и сухого климата в предгорных прогибах или синклинальных прогибах платформ. Их плавное и устойчивое прогибание обеспечивало, с одной стороны, длительное испарение и концентрацию солей, а с другой — накопление крупных соляных масс, формирующих залежи большой мощности. Такие соляные месторождения известны в Предуральском, Предкарпатском, Закарпатском, Донецком, Предпиренейском, Предатласском, Предкордильерском и других передовых прогибах, а также в Прикаспийской, Днепровско-Донецкой, Московской, Ангаро-Ленской, Вилюйской, ПольскоГерманской, Северо-Германской, Внутриамериканской и других синеклизах, поперечных прогибах и краевых впадинах платформ.

Формирование соляных месторождений происходило неравномерно в истории осадконакопления, с максимальным расцветом галогенеза в конце рифейского, каледонского, герцинского, киммерийского и альпийского этапов геологического развития.

Многие соляные месторождения отличаются специфической «соляной тектоникой», обусловленной низкой плотностью и высокой пластичностью солей. Выжимание соляных масс приводит к возникновению соляных куполов.

Некоторые соляные месторождения содержат бор в виде рассеянного калиборита. В рассолах некоторых соляных озер накапливается литий; в соляных водах некоторых озер фиксируются бром и йод.

Руды железа, марганца и алюминия Осадочные месторождения железа, марганца и бокситы формируются из

суспензий и коллоидных растворов на дне рек, озер и морских водоемов в сходных геологических условиях и рассматриваются совместно.

Источником материала для образования этих месторождений одни геологи считают континентальную кору выветривания, другие — подводные эксгаляции вулканогенного происхождения.

Месторождения железа имеют форму пластов и пластообразных залежей. Размеры их достигают крупных величин — в длину отдельные пласты протягиваются на десятки, а их свиты на сотни километров; ширина их несколько километров, мощность до десятков метров.

По минеральному составу руды осадочных месторождений железа разделяются на три группы: оксидные, карбонатные и силикатные. Оксидные руды бурых железняков состоят в основном из лимонита, гидрогётита, гётита, гематита, иногда магнетита с примесью других минералов. Основным рудообразующим минералом карбонатных руд является сидерит. В состав силикатных руд входят железистые хлориты типа шамозита и тюрингита. Для осадочных месторождений железа необычайно типична оолитовая текстура руд.

Месторождения марганца, так же как и железа, имеют форму пластообразных залежей. По минеральному составу руд А. Бетехтин среди

осадочных и метаморфизованных осадочных марганцевых руд различает гидроксидные, оксидные, карбонатные и силикатные образования. Гидроксидные руды состоят из псиломелана, пиролюзита, лимонита, глинистых минералов и опала. В состав оксидных руд входит, кроме того, в качестве ведущего минерала манганит. Карбонатные руды состоят из родохрозита, манганкальцита, опала, марказита, пирита, глауконита и барита. В состав силикатных руд входят родонит, бустамит, марганцовистые гранаты, обычно в смеси с кварцем, гематитом, магнетитом.

Среди осадочных месторождений марганца И. Варенцов, В. Рахманов и другие выделяют четыре фациальные разновидности: 1) прибрежно-морские платформенные (Никопольское на Украине, Чиатурское в Грузии), 2) прибрежно-морские субплатформенные (Усинское в Кузнецком Алатау), 3) миогеосинклинальные (Малый Хинган), 4) эвгеосинклинальные (Магнитогорский синклинорий на Урале).

Месторождения алюминия (бокситы) разделяются на три группы:

1)остаточные кор выветривания, или латеритные,

2)осадочные платформенные,

3)осадочные геосинклинальные.

Залежи бокситов имеют форму пластов, линз, лентовидную и гнездообразную. Они достигают длины и ширины нескольких километров при мощности до первых десятков метров. Для многих из них характерна сложная, раскарстованная поверхность почвы залежей. По структуре различают метасоматические бобовые, бобово-оолитовые, брекчиевые, песчаниковые и афанитовые бокситы. Они бывают каменистые, кавернозные и рыхлые. В состав боксита входят:

1)глинозем, преимущественно свободный,

2)оксиды железа, преимущественно в форме гематита, гидрогематита, гётита и гидрогётита,

3)кремнезем, связанный главным образом с каолинитом, реже с галлуазитом и хлоритом,

4)оксиды титана.

По минеральным формам обособления глинозема различают две главные разновидности бокситов: 1) моногидратную, состоящую из бёмита или его кристаллической разновидности — диаспора; 2) тригидратную, состоящую из гиббсита.

Руды цветных и редких металлов Реальными месторождениями цветных и редких металлов осадочного

происхождения представляются месторождения урана, меди, ванадия, молибдена, стронция, германия. Они приурочены в основной массе к четырем группам осадочных пород:

1)так называемым черным сланцам битуминозной формации ранней стадии геосинклинального развития, встречающимся также среди платформенных образований,

2)фосфорсодержащим породам,

3)пестроцветным отложениям поздней стадии геосинклинального

развития,

4)обломочным толщам делювиально-пролювиальных фаций предгорных условий посторогенной стадии.

Черные сланцы содержат рассеянную вкрапленность сульфидов железа, меди, молибдена, оксидов урана и ванадия, иногда достигающую промышленной концентрации; кроме того, в их состав входят никель, хром, титан, кобальт, цинк, свинец, серебро, золото, цирконий, лантан, скандий, бериллий, торий и другие элементы.

Примером месторождения меди может служить Мансфельд в ГДР. Примером месторождений ванадия являются кембрийские металлоносные углеводородисто-кремнисто-глинистые сланцы в Казахстане (В. Холодов).

Фосфорсодержащие породы часто содержат повышенное количество урана, местами сопровождаемого ванадием, серебром, свинцом, хромом, молибденом и другими элементами. Хорошо известным примером их является фосфоритовый пояс Скалистых гор формации Фосфория пермского возраста в США. Этот пояс протягивается на 1500 км при мощности фосфорсодержащей ураноносной формации от 100 до 300 м. Крупные размеры пояса даже при очень убогом содержании урана (сотые и тысячные доли процента) обеспечили накопление в пределах формации Фосфория 600 тыс.т урана.

Пестроцветные отложения содержат осадочные месторождения меди, урана, стронция. Первичная рудная минерализация локализуется в серозеленых пачках, сформированных в восстановительных условиях и разделенных пластами красного цвета, свидетельствующими о режиме окисления. На фоне обширных площадей убогого оруденения пестроцветных толщ местами возникают локальные скопления богатых руд, обусловленные перегруппировкой рудных минералов при позднейшем воздействии пластовых вод.

Обломочные толщи обычно имеют ритмичное строение с грубообломочным материалом в основании ритмов и мелкообломочным, обогащенным гумусовой органикой и углефицированными растительными остатками в верхней части. К последним приурочены залежи урановых руд. Уран в них находится в сорбированном состоянии в виде урано-органических соединений, а также уранинита и коффинита. Уран в этих месторождениях фиксируется в процессе осадкообразования, при диагенетических преобразованиях, а также под воздействием пластовых вод, приводящих к его инфильтрации и перегруппировке.

Осадочные месторождения германия связаны с повышенным содержанием этого элемента в золе некоторых углей.

Предположительно осадочные и вулканогенно-осадочные месторождения вольфрама (шеелита) и олова (касситерита) установлены в докембрийских комплексах Швеции, Австрии, Франции, Турции, ГДР. Предположительно к вулканогенно-осадочным относятся месторождения серебра типа Сильвер Риф

вСША.

Биохимические осадочные месторождения

Формирование биохимических осадочных месторождений может быть проиллюстрировано на примере фосфоритов, карбонатных и кремнистых пород, а также каустобиолитов.

Фосфориты Среди фосфоритов выделяются платформенные и геосинклинальные

месторождения.

Фосфоритовые залежи обычно имеют пластовую или пластообразную форму и обладают значительными размерами. Так, например, зона распространения фосфоритовых пластов геосинклинального месторождения Каратау в Западном Казахстане, вытянута на 100 км при ширине 40-50 км, содержит от одного до семи пластов.

Платформенные месторождения менее значительны по размерам. По степени концентрации фосфора, литологическим признакам и текстурным особенностям среди фосфоритов, согласно С. Риггсу и другим, можно выделить 1) глинистые с рассеянным фосфоритом, 2) песчано-глинистые с рассеянным зернистым фосфоритом, 3) песчанистые с желваковым фосфоритом, 4) массивные фосфориты. Первые три разновидности относятся к платформенным, а массивные фосфориты принадлежат к геосинклинальным образованиям.

Минеральный состав фосфоритовых месторождений определяется фосфоритом, сложным соединением фосфорнокислого, фтористого и углекислого кальция.

Источником фосфора для фосфоритовых месторождений служит сравнительно легко растворимый апатит магматических пород. Фосфор, сносимый в морские водоемы, усваивается животными и растительными организмами. Концентрация фосфора в костях, панцирях, тканях и крови морских организмов достигает значительных размеров. Содержание фосфорнокислого кальция в костях позвоночных животных достигает 60%, в раковинах некоторых разновидностей лингул и оболусов 80-91,5%.

Обычно фосфор жадно усваивается морскими организмами в приустьевых частях рек, создающих своеобразный биофильтр, не пропускающий растворенные фосфаты в центральные части водоемов. Фосфор поступает туда исключительно в биомассе, из которой он и может накапливаться на дне бассейнов.

По мнению некоторых геологов, основным источником фосфора, растворенного в морской воде, является фосфор, привносимый подводными вулканическими эксгаляциями.

Отложение фосфатных соединений на дне моря может осуществляться двумя способами — биологическим и биохимическим.

В первом случае в результате отмирания морских организмов и скопления их на дне моря, сначала происходит разложение органического вещества с образованием углекислого аммония и фосфорнокислого кальция. Затем взаимодействие этих соединений приводит к выделению

фосфорнокислого аммония. Далее фосфорнокислый аммоний реагирует с известковистыми раковинами, образуя фосфорит.

Эта схема приложима в основном для образования платформенных фосфоритов, таких, как Вятско-Камские, Егорьевское подмосковное, Полпинское близ Брянска, эстонские близ Таллинна и другие месторождения.

Более сложным биохимическим путем накапливался фосфор в области шельфа платформенных морей и в геосинклинальных бассейнах. Таковы месторождения Каратау в Западном Казахстане, многочисленные месторождения формации Фосфория в США, месторождения МНР, Северной Африки и др.

Карбонатные породы К карбонатным породам, используемым в качестве полезных

ископаемых, относятся известняки, доломиты и мергели.

Известняки состоят в основном из кальцита (56% СаО), доломиты из доломита (34,4% СаО, 21,9% MgO), мергели — из карбонатов в смеси с глиной. Переходные по составу породы называются доломитовыми известняками, известковистыми доломитами, доломитовыми известковистыми мергелями и т. п.

Доломиты в протерозое и рифее при высоком давлении углекислоты атмосферы и повышенном значении рН морской воды могли выпадать на дне моря в виде химического осадка. Начиная с палеозоя при изменившихся условиях атмосферы и гидросферы формирование доломитов идет в основном в результате доломитизации известнякового осадка в процессе диагенеза. Известны также вторичные доломиты и доломитизированные породы, связанные с гидротермальным изменением известняков.

Кремнистые породы Среди осадочных кремнистых пород различают диатомиты, трепелы и

опоки.

Диатомит представляет собой тонкозернистую пористую породу, состоящую главным образом из мельчайших панцирей диатомовых водорослей, накопившихся вследствие их массовой гибели.

Трепел столь же тонкозернистая порода, состоящая из мельчайших округлых телец опала и халцедона с остатками радиолярий, спикул губок и фораминифер.

Опоки — более плотные кремнистые породы, состоящие из аморфной массы кремнезема в смеси со скелетами диатомей, радиолярий и губок; они рассматриваются как частично преобразованные диатомиты и трепела.

В докембрии и раннем палеозое преобладали хемогенные кремнистые образования. Затем они все более и более вытеснялись биогенными осадками, питательной средой которых является как кремнезем, привносимый поверхностными водами в эпиконтинентальные и геосинклинальные моря, так и кремнезем подводных вулканических эксгаляций геосинклинальных морей. В связи с последними наблюдается периодический расцвет кремнистого осадкообразования, следующий за вспышками вулканической активности.

Месторождения углей Месторождения углей принадлежат к образованиям фитогенным,

связанным с жизнедеятельностью древних растений. В хлорофильных зернах этих растений под влиянием световой энергии происходил синтез из углекислого газа и воды первичного органического вещества, аккумулирующего солнечную энергию. При последующем неполном разложении отмерших растений, осуществлявшемся при дефиците кислорода, происходило постепенное накопление органической массы, представляющей собой исходный материал для углеобразования. Первичная органическая масса ископаемых углей разделяется на сапропелевую и гумусовую.

Сапропелевые осадки формировались при накоплении на дне водоемов отложений простейших, главным образом планктонных водорослей, ткани которых состоят преимущественно из белков и жиров при незначительном количестве клетчатки.

Гумусовые осадки возникали при накоплении и последующем преобразовании на дне водоемов отмерших высших растений. Эти растения накапливались автохтонно на месте их произрастания или аллохтонно, сносясь в пониженные части рельефа водными потоками. Если такими депрессиями были озера, то возникали лимнические, а если прибрежные части морей, то паралические месторождения угля.

Захоронение органической массы под перекрывающими осадками, диагенез и последующий метаморфизм приводили к ее углефикации и образованию ископаемых углей. При этом происходило уплотнение, обезвоживание, цементация и полимеризация исходного рыхлого и влажного осадка. Вследствие этого исходная растительная масса сапропеля и торфа претерпевала следующий ряд постепенного и необратимого изменения: бурый уголь, каменный уголь, антрацит, шунгит и графит. Такое изменение достигает наибольшей степени в геосинклинальных условиях и слабее проявляется на платформах.

В составе углей различаются органическая и минеральная массы. Органическая масса углей состоит из углерода (60-96%), водорода (1-12%), кислорода (2-20% и более), азота (1-3%), незначительного количества серы и фосфора. В состав минеральной массы входят кремний, алюминий, железо, кальций, магний, калий, натрий и другие элементы. В некоторых углях отмечается повышенная концентрация бериллия, никеля, кобальта, молибдена, урана, галлия, германия, иттрия и других редких и рассеянных элементов. Известны случаи промышленного скопления в углях урана, германия и ванадия.

Структура углей определяется вхождением в их состав четырех ингредиентов — двух матовых и двух блестящих. Матовые составные части называются фюзен и дюрен, а блестящие—витрен и кларен.

Угленосные отложения обычно состоят из перемежающихся терригенных песчано-глинистых осадков. Непосредственно в почве и кровле пласта чаще всего находятся тонкозернистые глинистые или алевролитовые породы. По мере удаления от пластов крупность зерна осадков плавно возрастает.

Чередование таких гранулометрических переходов обусловливает ритмическое строение многопластовых угленосных толщ.

Толщу парагенетически связанных между собой угленосных отложений ритмического строения принято называть угленосной формацией. По условиям образования они разделяются на формации геосинклинальные и платформенные.

Месторождения угля известны в осадках земной коры от силурийских до четвертичных. На поверхности земного шара выделяются следующие три площади угленакопления: 1) каменноугольного, 2) пермского и юрского, 3) позднемелового и третичного.

Месторождения горючих сланцев Месторождения горючих сланцев состоят из глинистых, песчанистых и

известковистых горных пород, содержащих значительное количество продуктов разложения органических веществ и обладающих вследствие этого горючими свойствами. Содержание органического компонента не превышает 60%, поэтому горючие сланцы отличаются от углей более значительной зольностью и меньшей теплотой сгорания. По происхождению органических веществ различают гумусовые, битуминозные и сапропелевые сланцы; используются промышленностью только последние.

Среди месторождений горючих сланцев известны образования всех периодов — от кембрийского до третичного.

Месторождения нефти и газа Месторождения нефти, природного горючего газа и твердых битумов

тесно связаны генетически и пространственно. Нефть — природная горючая маслянистая жидкость, состоящая из смеси жидких и газообразных углеводородов, содержащая в растворенном состоянии твердые битумы, а также примесь небольшого количества органических кислородных, сернистых и азотистых соединений. В ее состав входят углеводороды метанового, нафтенового и ароматического рядов. Природный горючий газ состоит из газообразных углеводородов, таких, как метан, этан, пропан и бутан, иногда с примесью легкокипящих жидких углеводородов — пентана, гексана и др. Твердые углеводороды метанового ряда образуют озокерит, нафтенового — асфальт.

Все гипотезы происхождения нефти разделяются на две группы — неорганического и органического генезиса. Среди неорганических гипотез могут быть упомянуты карбидная, вулканическая, плутоническая, подкоровая и космическая.

Органическая гипотеза защищается большинством геологов. По этой гипотезе исходным материалом для газонефтяных месторождений являлась органическая, растительная и животная масса, захороненная в прошлые геологические эпохи на дне водоемов под толщей перекрывающих их неорганических осадков. Большинство сторонников органического происхождения нефти и газа исходным материалом для образования считают сапропель.

Газонефтяные месторождения состоят из двух групп пород — коллектирующих углеводороды и окружающих их, препятствующих утечке нефти и газа.

Среди коллекторов наиболее распространены слабо сцементированные песчаники, отчасти массивные трещиноватые породы— известняки, кварциты, изверженные породы.

Породы-экраны, напротив, имеют низкую проницаемость. ими чаще всего являются глинистые сланцы и массивные нетрещиноватые породы.

Большинство геологов считают, что современные залежи нефти и газа сформировались вследствие миграции их в жидком и газообразном состоянии в течение того или иного геологического времени и на то или иное расстояние.

Залежи нефти и газа по особенностям их строения разделяются на две группы: 1) пластовые, 2) массивные, в том числе литологически ограниченные. Пластовые залежи подразделяются на сводовые, тектонически, стратиграфически и литологически экранированные. Массивные залежи подразделяются на залежи в структурных, рифовых, соляных и эрозионных выступах.

Месторождения газа и нефти состоят из серии залежей, подчиненных единым геологическим структурам, различным для складчатых и платформенных условий. В складчатых районах выделяются две группы структур: 1) связанные с антиклиналями, 2) связанные с моноклиналями. В платформенных газонефтеносных районах намечаются четыре группы структур: 1) в куполовидных и брахиантиклинальных поднятиях, 2) в эрозионных и рифовых массивах, 3) в гомоклиналях, 4) в синклинальных прогибах.

В истории нефтеобразования С. Максимов и Н. Еременко намечают четыре планетарных мегацикла: раннепалеозойский, средне- и позднемезозойский, мезозойский и кайнозойский. Они в свою очередь распадаются на 16 частных циклов. Нефти палеозойских циклов преимущественно парафинистые, мезозойского — парафино-ароматические, кайнозойского — нафтено-ароматические.

МЕТАМОРФОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Общая характеристика

Метаморфогенные месторождения возникли в процессе метаморфизма в связи е перегруппировкой минерального вещества метаморфизуемых пород.

Метаморфизованные месторождения - это первичные месторождения разных типов, подвергшиеся метаморфическим преобразованиям вместе с вмещающими породами.

Метаморфические процессы подразделяются на локальные и региональные.

Локальные - автометаморфизм и ореольный (контактовый) метаморфизм массивов изверженных пород, а также динамометаморфизм в разломах.

Регинальный метаморфизм проявлен на большой территории в обстановке повышающихся РТ-условий.

Прогрессивный метаморфизм - связан с повышением температуры и давления, с выделением воды и углекислоты из минералов.

Регрессивный метаморфизм - происходит при понижении Т и Р и сопровождается поглощением воды и углекислоты (диавторез).

Изохимический метаморфизм происходит без привноса новых минералообразущих веществ и соответствует прогрессивной стадии.

Аллохимический метаморфизм характеризуется привносом новых веществ и изменением химического состава пород (свойственен регрессивной стадии).

Формы тел полезных ископаемых

а) пластообразные, б) линзовидные,

в) ленто- и жилообразные.

Текстура: полосчатые, сланцеватые, плойчатые, очковые, лучистые. Структура: гранобластическая, порфиробластическая,

лепидобластическая, роговиковая, пластинчатая, листоватая, волокнистая.

Минеральный состав отличается переходом гидрооксилынх соединений в оксидные.

Лимонит → гематит, магнетит Псиломелан, манганит → браунит, гаусманит Опал → кварц Органическое вещество → графитизируется

В процессе метаморфизма могут образоваться собственные метаморфические месторождения:

Мраморы, флогопит, кварциты, амфибол-асбест, кровельные сланцы, нефрит, гранат, корунд и наждак, титан, горный хрусталь, графит, высокоглиноземистое сырье (кианит, андалузит, силлиманит)

Геологический возраст

1)Докембрийские;

2)Раннепалеозойские.

Геологические структуры

Главные структуры – уплотненные рассланцованные тектонические зоны, усложненные складчатостью и разломами.

Выделяются 3 группы структур:

1)складчато-трещинные;

2)складчато-разрывные;

3)зон смятия.

Физико-химические условия образования

Метаморфогенные месторождения образуются при высоких Т, иногла Р и участии минерализаторов (Н2O, CO2, H2S др.)

Температура образования.

1) Верхняя 950-900°(парагенезис: гиперстен + пироксен);

2)Высокая 750-700°(мусковит);

3)Средняя 600° (хлорит);

4)Нижняя 500-450° (каолин). Давление.

1500-1700 МПа (В.И.Смирнов); 700-200 МНп (В.Соболев) Роль воды.

При метаморфизме участвуют четыре типа воды:

1)вода перового пространства (неметаморфизированных пород);

2)вода в минералах-гидратах;

3)вода, поступающая из зон высоких ступеней метаморфизма вследствие гидратации в зоны низких ступеней;

4)ювенильная вода (магматическая).

Роль воды заключается в следующем:

-пары воды создают высокое давление;

-понижают Т;

-ускоряют процессы метаморфизма;

-растворяет химические соединения, участвующих в реакциях.

Роль углекислоты. При метаморфизме карбонатсодержащих пород увеличивается парциальное давление углекислоты.

Метаморфические фации и полезные ископаемые

Метаморфические фации - породы, достигающие внутреннего равновесия на той или иной ступени метаморфизма.

Минеральный состав фации зависит от состава исходных пород:

1)пеллитовые (глиноземистые);

2)кварц-полевошпатовые;

3)известковые;