Обломочные осадочные месторождения

Типичными представителями осадочных обломочных пород (механических осадков) являются пески и песчаники, состоящие главным образом из окатанных зерен кварца и, иногда, значительных количеств полевых шпатов. Изредка в них присутствуют обломки раковин, глауконит, а из акцессорных – магнетит, циркон, рутил, апатит, турмалин, гранат и др. Цементом между зернами в песчаниках обычно служит глинистое вещество, реже карбонаты (кальцит), еще реже гидроокислы железа и марганца. В грубозернистых песчаниках и конгломератах роль обломков играют гальки горных пород.

Обломочные, горные породы образуются на дневной поверхности и в подводных условиях в результате следующих явлений:

1) физического выветривания пород;

2) перемещения по склону разрушенных продуктов;

3) переноса материала, его сортировки и отложения водными потоками рек;

4) разноса и сортировки материала морскими волнами и прибрежными течениями;

5) переработки и переноса материала ветром;

6) действия ледников и флювиогляциальных потоков.

Если размыву подвергаются месторождения полезных ископаемых, содержащие химически устойчивые минералы (золото, алмазы, платиноиды, касситерит, рутил и др.), то механические осадки в случае перемыва обогащаются ценными минералами и образуют речные или прибрежные россыпи.

Основными факторами, которые способствуют накоплению минералов в россыпях являются следующие:

1) механическая прочность;

2) плотность;

4) химическая стойкость минералов.

Механическую прочность минералов обычно оценивают по степени их снашиваемости, а ее определяют при помощи шлифовального станка. У минералов шкалы твердости по Моосу снашиваемость выражается следующими условными числами: тальк – 50, гипс – 109, кальцит – 202, флюорит –210, апатит – 322, ортоклаз – 947, кварц – 5250. Именно кварц и полевые шпаты менее оливина, пироксенов, слюд и других минералов подвержены механическим разрушениям при образовании обломочных пород. Поэтому именно они в основном определяют состав этих пород.

Еще одним фактором, сказывающимся на минеральном составе обломочных пород, является их плотность. Минералы с большой (более 3,5–4 г/см³) плотностью и одновременно с малой снашиваемостью и большой химической стойкостью переносятся движущимися водами и накапливаются во впадинах дна и на участках пониженных скоростей течения. Здесь формируются песчанистые отложения с относительно высокими содержаниями плотных и прочных минералов – гранатов, циркона и др. Их называют россыпями. К ним приурочены промышленные месторождения самородных золота, серебра, платины, алмаза, оксида олова (касситерита), фосфата редких земель (монацита), диоксида железа и титана (ильменита). Не надо думать, что вся россыпь сложено этими минералами, однако содержание в песке, гравии, конгломерате золота, например, в количестве 200 г/т, как это было в морской россыпи около г. Ном на Аляске, дало возможность добыть здесь сотни тонн золота и считать это месторождение уникальным.

Хемогенные осадочные месторождения

Среди хемогенных осадочных пород выделяют два типа минеральных месторождений – образовавшиеся из истинных и коллоидных растворов.

Месторождения, возникшие за счет истинных растворов, формируются в условиях сухого климата пустынь и полупустынь в бассейнах повышенной и высокой солености в результате испарения воды. Так, испарение рассолов приводит к кристаллизации минеральных солей – хлоридов и сульфатов натрия, калия, магния, кальция. Такие месторождения представляют собой слои минеральных солей, чередующиеся со слоями гипса, ангидрита, терригенно-карбонатных пород. Площадь распространения соленосных толщ измеряется от десятков и сотен до многих тысяч квадратных километров, мощность бывает от нескольких метров до многих сотен метров. Точно так же из истинных растворов выпадают осадки хемогенного доломита, родохрозита MnCO₃, сидерита FeCO₃, содовых минералов, селитр, боратов.

Коллоидно-химические осадки образуются за счет коагуляции коллоидных растворов. Воды рек приносят в бассейны седиментации огромное количество веществ не только в виде истинных, но и в виде коллоидных растворов. В виде мицелл переносятся мельчайшие частицы глинистых минералов, кремнезема, некоторых соединений железа, марганца, фосфора, органического вещества, причем на поверхности таких мицелл адсорбируются катиона многих редких и рассеянных элементов.

Значительная часть коллоидов, выносимых реками, попадая в морскую воду, преобразуется за счет нейтрализации заряда мицелл. Происходит свертывание и укрепление коллоидальных частиц, а коллоидные растворы переходят из золей в гели и выпадают в виде студенистого природного осадка. Часть вещества коллоидов оседает сразу же в прибрежной области моря, но коллоиды оксидов железа (особенно в присутствии гумусовых соединений) имеют повышенную устойчивость и в большом количестве доносятся течениями до центральной части морских бассейнов. Как коллоидно-химические осадки образуются некоторые железистые и марганцевые руды, бокситы и др. Часто для них характерно оолитовое сложение.