Железистые осадочные породы

Железистые осадочные породы залегают в виде пластов, линз или гнезд. По составу они могут быть окисными, силикатными и смешанными.

Наиболее крупные месторождения окисных железных руд приурочены к докембрийским отложениям. В этот период были широко распространены своеобразные метаморфические породы — железистые кварциты (слайд 15), или джеспилиты (слайд 15). В палеозойской эре происходило накопление закисных морских железных руд — сидеритов (слайд 16), а на суше образовывались коры выветривания. В мезозойскую и кайнозойскую эры, кроме оолитовых руд (закисных и окисных), возникали озерно-болотные отложения, а также руды коры выветривания.

Преобладающая часть окисных железистых руд образуется на поверхности суши (элювиальные и озерные руды) и в морской или озерно-болотной обстановке (на дне). Иногда окисные руды возникают при окислении сидеритов или сульфидов; последние также могут быть континентального (озерные и болотные отложения) или морского происхождения (осадки водоемов с застойной водой).

Формирование окисных железистых руд на дне водоемов происходит благодаря обогащению вод соединениями железа при механическом и химическом выветривании с прилегающей суши и концентрационной функции живого вещества.

Доказано, что осаждение железа в водной среде в значительной мере осуществляется фильтрующими организмами планктонной и донной пленок жизни, особенно последней. При этом окисление железа при участии живых организмов может происходить при столь низких концентрациях, где хемогенное осаждение полностью исключается.

Преобразование соединений железа на дне морей и океанов с последующим формированием осадочных пород производится бактериями, многочисленные чехлы которых были найдены в конкрециях.

Сначала окисные соединения железа восстанавливаются в донных осадках сульфатредуцирующими и другими бактериями, и в восстановленном виде поступают из ила в воду. Затем происходит обратный процесс — железобактерии окисляют растворенные в придонной воде закисные соединения железа с образованием ферригидритов и других минералов (слайд 16).

Марганцевые осадочные породы

Марганцевыми обычно называют породы с содержанием окиси марганца больше 10 %. Как и железистые осадочные породы, они залегают в форме пластов мощностью до 20 м и пластообразных или линзовидных залежей.

В биосфере марганец находится в рассеянном состоянии. Он входит в состав горных пород, в живые организмы и в природные воды. Живое вещество и вода — это два фактора, которые имеют наибольшее значение для очищения марганца от других элементов и концентрации его в поверхностной земной оболочке.

Существует большое количество организмов, которые концентрируют марганец до уровня 1%. Это, например, некоторые водные растения, лишайники и некоторые грибы. В природе существуют живые вещества, еще более богатые марганцем. К таковым относятся бактерии Crеnotrix:, Leptotrix, содержащие марганец в количестве 7% и более. Эти бактерии автотрофны и источником их существования является энергия окисления соединений двухвалентного марганца в марганец трехвалентный.

Существуют и не автотрофные организмы, которые находятся в почвах и также играют большую роль в изменении соединений марганца. К таковым относятся бактерии Bacterium manganicum, обладающие способностью окислять карбонат марганца.

Минералы марганцевых пород по происхождению могут быть двух типов — окисные, которые накапливаются в водной среде озерно-болотных или морских экосистем в результате биохимического осаждения, и карбонатные, образующиеся в результате восстановления марганца при наличии органического вещества в осадочных породах. Один из этих минералов назван в честь В. И. Вернадского вернадитом (слайд 16). Установлено, что образование вернадита возможно лишь при очень быстром окислении двухвалентного марганца до четырехвалентного — настолько быстрого, что осуществляться оно может только с участием живого вещества.

Осадочные месторождения марганца формировались в прибрежных зонах древних морей одновременно с железистыми рудами, поэтому среди них довольно широко распространены железо-марганцевые конкреции (слайд 16). В них обнаружены чехлы бактерий, что указывает на участие биосферы в их образовании.