2. Остаточные коры выветривания (т.е. после формирования коры выветривания новообразованные минералы остаются на месте). С ними связаны МПИ Ni, Co, Cr, Fe, каолиновых глин, бокситов.
3. Инфильтрационные - образуются за счет растворения полезных компонентов при гипергенезе из одних пород и перенос их водными растворами и осаждение в других породах. Таков способ образования некоторых месторождений урана, ванадия, железа и других полезных ископаемых.
Литогенез
(от лито... и...генез), совокупность природных процессов образования и последующих изменений осадочных горных пород. Гл. факторы Литогенез — тектонические движения и климат. Понятие о Литогенез впервые было введено в 1893—94 И. Вальтером, который выделил в процессе образования осадочных пород 5 основных фаз: выветривание горных пород, денудация (включая перенос исходного материала осадков), отложение, диагенез и метаморфизм. В цикле Литогенез различают следующие стадии Литогенез: 1) образование и мобилизация исходного вещества осадков в процессе физического и химического разрушения материнских пород и его перенос к месту захоронения — поверхностный гипергенез; 2) поступление осадков в конечные водоёмы стока и окончат. осаждение — седиментогенез; 3) физико-химическое уравновешивание насыщенного водой осадка, завершающееся преобразованием его в осадочную породу — диагенез; 4) дальнейшие изменения породы по мере увеличения глубины её захоронения под влиянием возрастающих температуры и давления, а в некоторых случаях и воздействия водных растворов и газов — катагенез (иногда эту стадию неточно называют эпигенезом); 5) последующее преобразование состава пород, особенно глинистых, при дальнейшем их погружении — метагенез, или собственно метаморфизм; чаще всего проявляется в геосинклиналях.
Некоторые исследователи (советские геологи Н. М. Страхов, Н. В. Логвиненко и др.) относят к Литогенез только гипергенез, седиментогенез и диагенез, а метагенез рассматривают как самостоятельную стадию между катагенезом и метаморфизмом.
Смена погружения данного участка земной коры его подъёмом прерывает прогрессивный Литогенез на одной из его стадий и обусловливает наступление регрессивного Литогенез, завершающегося гипергенезом, сначала скрытым, или подземным (протекающим в анаэробных условиях), а затем — поверхностным, когда породы подвергаются денудации, замыкающей один цикл Литогенез и начинающей новый.
Советский геолог Н.М. Страхов впервые (1956) выделил основные типы Литогенез: ледовый, гумидный, аридныий и вулканогенно-осадочный, существовавшие, по-видимому, начиная с послерифейского времени. При ледовом литогенезе процессы осадкообразования происходят на участках материков, покрытых льдом; Литогенез протекает в форме механического породообразования с невыраженной дифференциацией вещества. Гумидный литогенез типичен для породообразования на суше и в морях в условиях влажного климата. При аридном литогенезе породообразование происходит на материках и в морях в условиях засушливого климата. Вулканогенно-осадочный литогенез характеризуется породообразованием на участках с наземным и подводным вулканизмом и на прилежащих к ним территориях (см. Вулканогенно-осадочные породы). Первые три типа Литогенез обусловлены климатом, и поэтому они распространены на поверхности Земли зонально, причём наиболее четко они выражены на платформах. Вулканогенно-осадочный Литогенез не зависит от климата и проявляется интразонально, главным образом в геосинклинальных областях, т. е. на площадях, наиболее тектонически активных. Каждый тип Литогенез обладает характерным сочетанием осадочных пород, выражающих специфический ход механической и химической осадочной дифференциации, а также биогенных процессов и вулканизма.
С Литогенез как процессом осадочного породообразования связано формирование очень многих самых различных полезных ископаемых, в том числе углей ископаемых, нефти, природных горючих газов, железных и марганцевых руд, бокситов, фосфоритов, россыпей и мн. др.
Литогенез и осадочные горные породы
Осадочные горные породы - это породы сформировавшиеся на поверхности или в приповерхностной части Земной коры за счет осаждения продуктов экзогенных процессов. Сами экзогенные процессы по направленности и результатам можно условно разделить на 3 группы:
Разрушительные - промежуточные - созидательные
К первой группе относятся:
· гипергенез
· геологическая деятельность ветра, водных потоков, ледников, озер и болот, подземных вод, морей.
В результате этих процессов образуются:
· рыхлый обломочный материал,
· новые минералы и минерализованные растворы.
Вновь образованный рыхлый материал и минералы могут оставаться на месте своего формирования (кора выветривания) или перемещаться. При перемещении или транспортировке и происходят промежуточные процессы. В зависимости от расстояния, скорости перемещения, объема и размеров переносимого материала и ряда других факторов могут продолжаться дальнейшее разрушение и начаться частичная аккумуляция (или осаждение) переносимого материала.
Разрушение при транспортировке - это:
· превращение крупных обломков в мелкие,
· превращение угловатых обломков в окатанные,
· сортировка обломочного материала по размерам (вертикальная и латеральная).
Частичная аккумуляция происходит обычно при транспортировке материала на большие расстояния или при резкой смене условий транспортировки. Происходит разделение рыхлого материала. Одна его часть перемещается дальше, а другая оседает. При этом может происходить укрупнение размеров обломков. Так, при разрушении горных пород могут высвобождаться мелкие частицы самородного золота, платины и других элементов. При частичном осаждении за счет магкости и гибкости мелкие золотины слипаются и образуют комок золотин или самородок.
Созидательные процессы включают:
· осадконакопление или седиментогенез;
· преобразование рыхлых осадков в твердую горную породу - диагенез.
Основными факторами осадконакопления являются рельеф, геохимическая обстановка и среда (водная или воздушная). Отложение частиц может быть временным и постоянным.
Начнем рассмотрение со среды осадконакопления. Она может быть водной и воздушной.
Водная среда - озера, реки и главным образом моря. Здесь формируются осадки трех типов- обломочные, биогенные и хемогенные.
Воздушная среда - участки суши вне водной среды. Осадки здесь представлены обломочными и хемогенными типами.
Геохимическая обстановка определяет химическую осадочную дифференциацию вещества, которая по Л.В.Пустовалову - последовательное осаждение минеральных веществ в речных, морских и прибрежных водоемах вследствие различных химических процессов.
Основными причинами химической дифференциации являются:
· изменение pH в природных водах,
· различие в ЕН- т.е. окислительно-восстановительного потенциала в зоне осадкообразования.
Так установлено, что последовательность осаждения гидрооксидов металлов из природных вод происходит при изменении рН cреды:
гидрооксид рН
Fe(OH)3 2.0
Al(OH)3 4.0
Fe(OH)2 5.5
Mn(OH)2 8.5
Mg(OH)2 ~ 10.0
Окислительно-восстановительный потенциал определяет форму минеральных соединений- окисную, силикатную или карбонатную. Эти переходы, т.е. дифференциация также имеет направленность:
Суша — побережье — море
окислы — сульфаты и — карбонаты и
галоиды силикаты Fe, Ca, Mg
Влияние рельефа на осадконакопление заключается:
1. В общем плане все пониженные участки рельефа являются потенциальными областями аккумуляции осадков.
2. Влияние рельефа на мощность осадков.
3. На зональное распределение обломочного материала. Рассмотрим это явление на примере рельефа ложа Мирового океана(плакат).
В нем выделяют несколько областей - прибрежная, мелководная, батиальная (глубоководная) и абиссальная. Поступающий с континента обломочный, рыхлый материал в условиях неровностей рельефа начинает разделяться по размеру и весу обломков. Легкие и мелкие обломки уносятся в более глубокие пониженные области, а крупные оседают в прибрежных, мелководных зонах. Таким образом происходит дифференциация по размерам обломков (или еще называют это сортировкой) т.е.:
крупные→средние→ мелкие (глинистые) →илы
Таким образом, на стадии седиментогенеза закладываются основные свойства осадков - это минеральный состав, размер и форма обломочных частиц и условия их залегания.
Свежесформированные осадки образуют рыхлые слои, обводненные и насыщенные химически активными соединениями. Для такого осадка характерно отсутствие физико-химического равновесия между твердыми, жидкими и газообразными компонентами. Начинается новая стадия, называемая диагенез, в которую рыхлые осадки под действием совокупности процессов переходят в твердую сцементированную осадочную породу. Рассмотрим основные из этих процессов, последовательность их проявления и результаты.
1. Изменяется состав воды в осадке и бассейне седиментации. Вода осадков обогащается углекислым газом, сероводородом, метаном, но теряет кислород и сульфаты. Изменяется ее рН. Это дает толчок новым процессам:
-начинается физико-химическое взаимодействие вод осадка и вод бассейна. Избыток газов поступает в воды бассейна, а из них в осадок поступают О2 и ионы SO4-2 и Са+2 и Mg+2.
- в осадке начинается образование новых минералов.
В ходе этих процессов в осадке происходит выравнивание геохимической обстановки. Одновременно происходит вытеснение воды из осадка и его уплотнение. Уплотнение происходит за счет давления новых порций осадков, а также за счет цементирующего действия новообразованных минералов. Осадок переходит в осадочную горную породу.