Файл: Основы геологии.pdf

46 ются элювиальными, частично переотложенными. Материнскими породами для бокситов явились известковистые слюдисто-глинистые сланцы позднего протерозоя, каолинит – гидрослюдистые породы более древней, доверхнеде- вонской коры выветривания и, возможно, некоторая часть вулканогенных по- род (туфов базальтов) позднедевонского возраста. Образовались эти бокситы в конце среднего – начале позднего девона на выровненной поверхности с мел- кохолмистым и карстовым рельефом, сформированным в условиях спокойно- го тектонического режима на фоне слабого воздымания и при влажном тропическом климате. Приподнятость поверхности выветривания при относи- тельных превышениях рельефа до 150-200 м, трещиноватость горных пород в зонах тектонических нарушений, обилие теплых атмосферных осадков и по- стоянный тепловой поток из недр Земли в зоне тектонического нарушения
(зоне структурного шва) создали хорошие дренажные условия. Этим была обеспечена хорошая проницаемость и промываемость выветривающихся гор- ных пород и благоприятный температурный режим. Результатом всех этих процессов стал четко выраженный профиль коры выветривания, в котором выделяются следующие зоны (снизу вверх):
1. Зона дезинтеграции, образованная в результате физического выветри- вания. Сложена она трещиноватыми породами с частичным наруше- нием первичных условий залегания и следами просадочных явлений, связанных с частичным растворением карбонатной части переслаи- вающихся терригенных и карбонатных прослоев.
2. Каолинит – гидрослюдистая зона, сложенная красными, бурыми, желтыми и желтовато-зелеными глинами. Породы почти не содержат щелочей и щелочных земель, значительно сокращено в них содержа- ние кремнезема и заметно повышено содержание глинозема (Al
2
O
3
) и окислов железа и титана.
3. Зона конечного гидролиза, сложенная красными, бурыми и зеленовато- бурыми элювиальными бокситами, состоящими из бёмита и гематита с примесью диаспора, шамозита и каолинита. Иногда в элювиальных бокситах сохраняется первичная слоистость материнских пород.
4. Зона ресилификации, т.е. уже зона разрушения бокситов, созданная также продолжающимися процессами выветривания. Из этой зоны происходит вынос некоторого количества алюминия и относительное накопление более инертного железа. На месторождениях бокситов
Западной Африки эту зону коры выветривания называют зоной желе- зистой кирассы.

47
Форма залежей бокситов плащеобразная изометрическая, иногда линейно вытянутая. Мощность бокситового пласта достигает 30м. Бокситовые руды вы- ходят на поверхность под маломощные четвертичные рыхлые отложения, что значительно упрощает и удешевляет добычу сырья.
На этом месторождении имеются и переотложенные бокситы, относя- щиеся к продуктам ближнего сноса. При дальнем переносе бокситы смешива- ются с окружающими горными породами и разубоживаются. Перемещение бокситового материала происходило разными способами, поэтому среди типов бокситов по способу перемещения этого материала выделяются делювиальные, делювиально-пролювиальные или делювиально-коллювиальные, сложенные обломками разных размеров и формы. Отмечены здесь и бокситы, образован- ные за счет переноса бокситового материала в растворенном состоянии и пере- отложенного в озерно-болотных условиях. Они отличаются от прочих типов бокситов белой окраской и колломорфными структурами.
Ярегское месторождение титана расположено в районе пос. Яреги в
Ухтинском районе Республики Коми и территориально совмещено с Ярегским нефтяным месторождением. Оно представляет собой погребенную древнюю
(эйфельско-живетскую) россыпь, образованную в результате выветривания слюдисто-глинистых сланцев позднепротерозойского времени. Эти сланцы со- держат в своем составе повышенные количества минералов титана, главным образом лейкоксена, являющегося минеральным агрегатом. Он и является глав- ным рудным минералом россыпи, содержание которого в тяжёлой фракции достигает 80%. В основном это полуокатанные зерна размером 0,2-1,5 мм серо- го или желтовато-серого цвета и удлиненно-призматического габитуса. Образо- вание лейкоксена связывают с процессами химического выветривания ильменита и других титановых минералов, а также в результате метасоматиче- ских процессов.
Кора выветривания, образованная на докембрийских сланцах в кембрий- ско-силурийское время, характеризовалась, видимо, неполным профилем и дос- тигала не выше каолинитово-гидрослюдистой стадии. Она была размыта в девонское время, а продукты размыва накапливались в условиях дельты палео- реки с накоплением минералов титана и редкометально-редкоземельных эле- ментов (циркона, ильменорутила, монацита и др.). Ярегское месторождение заключает более 50% титановых руд России. Эти руды могут использоваться для получения металлического титана и красящего титанового пигмента очень высокого качества. В настоящее время прорабатываются вопросы вовлечения этого месторождения в промышленную разработку.

48
На территории России имеется большое количество месторождений, так или иначе связанных с процессами выветривания. Остаточные месторождения бокситов известны на территории железорудных месторождений Курской маг- нитной аномалии (КМА), россыпные месторождения золота, титановых и дру- гих минералов широко распространены в центральных районах России, в
Сибири, на Дальнем Востоке и в других районах страны. Большое количество подобных месторождений известно и за рубежом.
Таким образом, месторождения полезных ископаемых коры выветривания могут быть двумя крайними случаями проявления процессов выветривания:
1. Образование на месте остаточного продукта в виде элювиального ме- сторождения бокситов или другого полезного ископаемого как результат геоло- гической деятельности атмосферы Земли, выраженной химическим выветриванием.
2. Образование коры выветривания в результате геологической деятель- ности атмосферы, выраженной физическим выветриванием или первыми ста- диями химического выветривания с последующим перемещением продуктов выветривания гидросферными процессами: реками или морями.
Продуктами процесса выветривания являются также почвы, которые представляют собой верхнюю зону выветривания, обогащенную органическим веществом – гумусом. Почву можно рассматривать как наиболее активное про- явление органического выветривания или как элювий, обогащенный продукта- ми жизнедеятельности организмов и частично ими переработанный. Она является как бы концентрированным выражением влияния органического ве- щества на процессы выветривания. Кроме сохранившегося гумуса, часть орга- нического вещества в растворённом состоянии оказала весьма существенное влияние на формирование всего профиля выветривания, расположенного ниже почвенного слоя.
2.1.2. Ветер
Ветер – это перемещение массы воздуха под действием неравномерного распределения температур на поверхности Земли. Он является одним из важ- нейших экзогенных геологических процессов, непосредственно связанных с атмосферой. Наиболее активно и беспрепятственно ветер действует в районах
Земли, с бедным растительным покровом или лишенных его. Такими районами являются пустыни и полупустыни, часто побережья морей и океанов, долины крупных рек.

49
В нижнем слое атмосферы существуют очень разнообразные по направ- лению и периодичности ветры, среди которых можно выделить три главные группы ветров: постоянные, периодические и непериодические.
Постоянными ветрами являются пассаты и западные ветры. Эти ветры всегда, в любое время суток и года, дуют строго в одном направлении. Так, пассаты постоянно направлены вдоль экватора с востока на запад. Они пред- ставляют собой планетарные перемещения воздуха от субтропиков к экватору с отклонением их к западу за счет вращения Земли. При этом в северном полу- шарии пассаты направлены на юго-запад, а в южном – на северо-восток. Запад- ные ветры проявляются в умеренных широтах (сороковых – шестидесятых обоих полушарий) и направлены с запада на восток.
Периодические ветры отличаются тем, что их направление изменяется строго по периодам (день – ночь, зима – лето). К этой группе относятся муссо-
ны и бризы. Муссоны летом дуют с моря на сушу, а зимой – наоборот, с суши на море. Бризы имеют более короткую периодичность и изменяют свое направ- ление в течение суток: днем они направлены с моря на сушу, а ночью – в об- ратном направлении – с суши на море. Все периодические ветры обусловлены различиями в температуре нагревания суши и воды. Перемещение масс воздуха на приморских территориях вызывается заметной разностью температур над этими участками планеты.
К непериодическим ветрам относятся практически непредсказуемые сти- хийные явления: смерчи, бури, тайфуны. Они возникают внезапно и обладают исключительной разрушительной силой. Эта сила производит гигантскую гео- логическую работу и приносит огромные бедствия населению планеты.
Смерч представляет собой вращающийся вихрь воронкообразной формы, обладающий большой разрушительной силой. На территории России смерчи наиболее часты в приморских районах. В Европейской части страны они посто- янно проявляются в Краснодарском и Ставропольском краях. Вращающийся вихрь переносит над поверхностью Земли огромные массы морской воды и сбрасывает её часто далеко от места «набора». В районах Адлера, Сочи, Туапсе такие сбросы приводят в резкому подъему уровня воды в реках, смыву жилых зданий, мостов и других сооружений, уничтожению посевов и прочим потерям, а иногда и к человеческим жертвам. Скорость движения смерча превышает
50-60 км/час.
Тайфуны – это крупные атмосферные вихри диаметром до сотен кило- метров и высотой до 15 км. Образуются они в зонах тропиков и обладают большой центробежной силой, создающей в центре тайфуна область отрица-

50 тельного атмосферного давления. В нашей стране тайфуноопасной областью является Дальний Восток.
Бури приурочены к определённым районам Земли: в Средней Азии это афганец, в Аравии – самум и т.д. Как правило, преобладают песчаные бури, во время которых переносится огромное количество песка и более мелких пыле- видных частиц, в результате чего нарушается автомобильное и железнодорож- ное сообщение. Заносятся песком возделываемые человеком земли.
Как и все экзогенные геологические процессы, ветер производит свою геологическую деятельность в три стадии: разрушительную, транспортировоч- ную и накопительную (аккумулятивную).
Разрушительная работа определяется в значительной мере скоростью ветра и массой переносимого воздуха. Разрушение горных пород происходит только физическим (механическим) способом за счёт ветровой энергии, т.е. разрушает собственно масса воздуха, переносимого с определённой скоростью.
Чем выше скорость ветра и больше масса переносимого воздуха, тем сильнее разрушение. Ветер выбивает частицы из встреченных им на своём пути горных пород. Разрушительная сила ветра многократно увеличивается за счет перено- симых им частиц горных пород: песка и пыли. В процессе разрушительной ра- боты за счет постоянных ударов переносимыми частицами по горной породе происходит вытачивание ветром углублений в породах, а также штриховка и полировка поверхности обрабатываемых ветром скальных выходов. Такая ра- бота ветра по вытачиванию углублений, шлифовке и полировке поверхности называется ветровой корразией. Разрушительная работа ветра в некоторых рай- онах приводит к образованию так называемых «столбов» или «болванов», когда ветром выдуваются постепенно породы из зон дробления и трещиноватости, и на поверхности Земли возникают отдельные скалы или системы скал, как, на- пример, в Красноярском крае неподалёку от г. Красноярска, на Полярном Ура- ле и в других местах.
Транспортировка обломочного материала ветром осуществляется, как и разрушение, механическим (физическим) способом, т.е. в виде обломков разных размеров и разной формы. Выбиваемые ветром частицы горных пород перено- сятся на некоторое расстояние. Перенос ветром происходит двумя способами: во взвешенном состоянии и волоком. Мелкие частицы – пылинки, мелкие песчинки переносятся во взвешенном состоянии. При этом размер переносимых во взве- шенном состоянии частиц зависит от скорости ветра: сильный ветер может под- нимать в воздух и переносить даже крупные песчинки, а слабый ветер – только мелкие глинистые частицы. При скорости ветра до 6,5 м/сек переносятся части-

51 цы диаметром до 0,25 мм; при скорости ветра до 8,5 м/сек – до 0,5 мм; при ско- рости до 11,5 м/сек – до 1 мм, а при скорости до 13 м/сек – до 1,5 мм. Перенос ветром волоком по поверхности Земли происходит в том случае, если у ветра не- достаточно энергии для подъёма этих частиц над поверхностью планеты. В та- ком случае песчинки в результате совместного с другими песчинками перемещения по поверхности Земли получают возможность сгладить острые края и приобрести окатанную или более окатанную форму, чем она была до транспортировки. Этим закладываются новые черты будущей горной породы, которая может образоваться после накопления материала и прохождения необ- ходимых для преобразования в горную породу процессов. Ветер может выдувать и развеивать на разные расстояния песчаные и более мелкие частицы с поверх- ности, сложенной глинистыми, алевритовыми и песчаными породами. Процесс выдувания и развеивания частиц ветром называется дефляцией. Этот процесс ин- тересен тем, что может способствовать удалению лёгких частиц из осадка, в со- ставе которого находятся россыпеобразующие минералы с большим удельным весом (золото, платина и др.), производя естественное обогащение этого осадка полезными минералами. Существует мнение, что процесс дефляции может при- водить к образованию дефляционных россыпей.
Аккумуляция осадков при геологической деятельности ветра или накоп- ление происходит в результате ослабления или прекращения ветра, а также при встрече потоком воздуха, содержащего во взвешенном состоянии твёрдые час- тицы горных пород, непреодолимого препятствия: естественного обнажения горных пород, неровностей рельефа, растительности и др. препятствий. Ударя- ясь о препятствие, ветер теряет скорость, а переносимые частицы падают на поверхность Земли и накапливаются постепенно в виде определённых размеров геологического тела.
Во всех случаях воздух перемещается из областей с высоким давлением в области с более низким давлением. Скорость ветра в тропосфере возрастает с высотой и достигает максимальных значений на высоте 8 – 10 км. Ветер имеет две основные характеристики: направление и скорость, которые могут быть весьма изменчивыми. Как правило, под ветром понимают его горизонтальную составляющую. Вертикальная составляющая ветра обычно в сотни раз меньше горизонтальной и заметной величины достигает только в высокогорных рай- онах или в облаках.
Горные породы, которые образуются в результате геологической дея- тельности ветра, называются эоловыми. Они представлены преимущественно песчано-глинистыми или лёссовыми отложениями.