Файл: 7. Как образуются гидротермальные месторождения Классификация их по.pdf

7 мере примесь каолинита. Цвет бокситов вишнево-красный, кирпично-красный, зеленоватый, серый, белый.
В зависимости от предполагаемого использования бокситов в них устанавливается определенное содержание вредных примесей; например, в бокситах, предназначенных для производства глинозема, серы должно быть не более 0,7—1% (по разным маркам), а в боксите для мартеновского производства — серы не более 0,2%; фосфора не более 0,6% в расчете на Р
2
О
5
Нефелиновые породы являются вторым после бокситов по значению типом алюминиевого сырья. Промышленная ценность этих пород определяется содержанием минералов нефелина
Na[AlSiO
4
]. Теоретический состав нефелина следующий: А1 2
О
3 35,7%; SiO
2 42,4% и Na
2
O 21,9%.
Встречаются разновидности, богатые калием, а также содержание совместно калий и натрий.
Значительные размеры месторождений нефелиновых руд и сравнительно простые горно- технические условия их добычи делают этот вид сырья вполне рентабельным.
Алунит KA1 3
[SO
4
][OH]
6
, относящийся к группе основных двойных сульфатов алюминия и щелочных металлов, является также весьма важным сырьем для производства алюминия, хотя масштабы его месторождений уступают масштабам месторождений бокситов и нефелиновых пород. Теоретический состав минерала алунита следующий: А1 2
О
3 37%; К
2
О 11,4%; SO
3 38,6%;
Н
2
О 13%. Химический состав алунитовых пород чрезвычайно непостоянен, содержание главного компонента колеблется в широких пределах; кроме того, присутствуют акцессорные компоненты, содержащие SiO
2
, СаО, Fe
2
O
3
и др. Благодаря содержанию калия и серы алунит является комплексным сырьем, позволяя получать кроме глинозема калийные удобрения и серную кислоту.
Дистен (кианит), силлиманит, андалузит являются высококачественным сырьем для электротермического способа получения алюминия и его сплавов. Минералы группы дистен — андалузит — силлиманит представляют собой полиморфные модификации вещества состава
AlOA1 [SiO
4
]. Теоретический химический состав следующий: А1 2
О
3 63,2%; SiO
2 36,8%.
Каолин. Довольно жесткие требования по содержанию железа и глинозема, предъявляемые к каолину технологией производства глинозема, обусловливают возможность использования только наиболее качественных их разностей. Чаще всего это каолинитовые породы, связанные с платформенными угленосными толщами.

8 глинозема, связанных с процессами поверхностного сернокислого выветривания, имеют небольшое практическое значение из-за небольших масштабов и невысокого качества.
В подавляющем большинстве случаев дистен, силлиманит и андалузит образуются в результате глубокого метаморфизма алюмосиликатных пород и в первую очередь глинистых сланцев. Мономинеральные дистеновые породы связаны с пневматолитическими процессами.
Месторождения андалузита чаще всего связаны с зонами вторичных кварцитов, где встречаются совместные скоплениями диаспора и корунда и образуют концентрические скопления. Связь указанных минералов с зонами глубокого метаморфизма обусловливает приуроченность их месторождений к древним метаморфическим комплексам, обычно входящим в состав платформенного фундамента.
Геологические предпосылки, благоприятные для поисков бокситовых месторождений
Платформенный тип. 1. Сохранность пенеплена на поверхности платформенного фундамента. 2. Развитие достаточно мощной пестроцветной коры выветривания на алюмосиликатных породах, в верхней части, имеющей часто каолинитовый состав или следы гидраргиллизации, являющейся частично и глиноземом для образования бокситов. 3. Наличие впадин на поверхности платформенного фундамента, выполненных пестроцветными или серы- ми, в основном каолинитовыми глинами с примесью углистого вещества. 4. Развитие в составе формаций фундамента пород щелочного, основного или среднего состава; наличие более поздних интрузий, прорывающих формации фундамента, или сведения об их сульфидизации. 5.
Наличие в пестроцветных континентальных образованиях глин каолинитового состава, железистых бобовин, свободных полуторных окислов глинозема. 6. Проявление бобовых железных руд озерно-болотной фации среди отложений, покрывающих платформенный фундамент. 7. Выходы бокситов, залегающих в основании платформенных отложений. 8.
Развитие известняков с карстовыми образованиями и приуроченными к ним бокситовыми рудами. 9. Наличие обломков бокситов в пониженных частях рельефа.
Геосинклинальный тип. 1. Развитие мощных формаций карбонатных пород в пределах, значительных по длительности отложений и мощности стратиграфических подразделений. 2.
Мелководный характер карбонатных толщ, которые должны состоять в основном из рифогенных комплексов. 3. Наличие перерывов со скрытым несогласием. 4. Развитие в пределах района более древних магматических или метаморфических формаций, трансгрессивно перекрытых карбонатными отложениями. 5. Развитие в карбонатных породах, залегающих на базальном горизонте известняков, полуторных окислов глинозема. 6. Проявление в зонах стратиграфических перерывов карбонатных марганцевых руд, пластовых фосфоритов, силикатных железных руд и камневидных каолинов, образующихся в сходной с геосинклинальными бокситами геологической обстановке. 7. Обнаружение обломков бокситов или непосредственных их выходов.
Основными методами поисков бокситовых месторождений являются:
1. Геологическое картирование в масштабах 1:100 000 - 1:50 000 (при региональных поисках) и 1:25 000— 1:10 000 (при детальных поисках), сопровождаемое бурением колонковых скважин глубиной 50-60 м и глубже и проходкой шурфов.
2. Аэрогеофизические съемки (магнитные и радиометрические).
3. Микромагнитометрическая съемка в масштабах 1:100 000 — 1:50 000 профилями, через
1-2 км с наблюдениями по профилю через 100 м для обнаружения и оконтуривания гидраргиллитовых бокситов, обладающих несколько повышенной магнитной восприимчивостью по сравнению с вмещающими их песчаниками и глинистыми сланцами.
Установлено, что при этой съемке залежи гидраргиллитовых бокситов обнаруживаются в том случае, если мощность залежи составляет не менее одной десятой мощности наносов.
4. Метод вертикального электрозондирования ВЭЗ для обнаружения депрессий в древнем рельефе, к которым приурочены залежи бокситов.
5. Сейсморазведка и электропрофилирование для изучения рельефа фундамента бокситоносных пород, стратиграфического расчленения отдельных свит, выявления несогласных залеганий между отдельными комплексами пород.
6. Каротаж буровых скважин и ядерно-геофизичеоле методы.

9
82. Опишите формы залегания магматических пород. Приведите рисунки.
Магматические горные породы слагают огромные пространства земной коры. Формы их залегания зависят от количества интрудируемого материала и геологических особенностей района. Выделяют согласные (конкордантные) формы залегания магматических пород, когда магма внедрилась согласно напластованию осадочных пород (лакколиты, лополиты, факолиты, силлы), и несогласные (дискордантные) формы залегания, не зависящие от напластования осадочных пород (батолиты, штоки, дайки, интрузивные жилы, вулканические некки и др.).
Батолитами называются крупные, неправильной формы массивы интрузивных, главным образом гранитных, пород, занимающие по площади более 100 км
2
; в длину они иногда достигают 500 км
(рис. 1). Предположение о том, что батолиты являются бездонными телами, в настоящее время опровергается наблюдениями. Так, например, на Урале вертикальная мощность гранитных батолитов не превышает 3-4 км.
Гранитные батолиты возникают, по всей вероятности, не только благодаря внедрению гранитного расплава, а в значительно большей степени благодаря процессу гранитизации или магматического замещения осадочно-метаморфических пород. В происхождении крупных массивов гранитоидов большую роль играют глубинные (мантийные) флюиды, названные Д. С.
Коржинским сквозьмагматическими, которые и вызывают процесс гранитизации пород.
Рис. 1. Формы залегания интрузивных пород
Областями распространения батолитов являются горы Средней Азии, Алтай, Украинский кристаллический массив и т.д. За границей батолиты огромных размеров известны в Южной
Америке, Канаде, на Аляске и во многих других местах.
Массивы по площади до 100 км
2
называются штоками. Они имеют округлую или эллипсообразную форму поперечного сечения и на глубине связаны с батолитами. Для батолитов и штоков характерно распространение в складчатых зонах.
Инъецированные (внедренные) магматические тела часто имеют причудливые и неправильные формы. Для некоторых из них имеются специальные названия: акмолит - имеет форму лезвия, гарполит — серпа, сфенолит — клина, этмолит — неправильной воронки, хонолит
— тело неправильной формы (рис. 2). Все они характерны для гипабиссальных (полуглубинных) интрузий и мало распространены.

10
Рис. 2. Инъецированные магматические тела неправильной формы:
1 — акмолит; 2 — гарполит; 3 — сфенолит; 4 - этмолит; 5 — хонолит
Из других несогласных интрузивных пород следует отметить интрузивные жилы, образующиеся в результате проникновения магмы в трещины.
Дайками называются секущие интрузивные жилы, вертикальные или с крутым падением; контакты их параллельные. Дайки и жилы имеют мощность от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров. Как правило, они бывают сильно вытянуты в длину (по простиранию), иногда на многие километры.
Мелкие жилоподобные ответвления от штоков и даек называются апофизами, они сравнительно быстро выклиниваются во вмещающих породах.
Вулканическими некками, или жерловинами, называются вертикальные цилиндрические каналы, по которым двигалась лава от магматического очага к кратеру (рис. 3).
Рис. 3. Разрез стратовулкана (по В. В. Белоусову):
1 — лапы (черное); 2 — паразитные центры извержения; 3 — жерловина;
4 — слои пирокластического материала
В плане они имеют округлую или овальную форму. При разрушении вулкана они образуют останцы столбчатой формы (рис.4). Размеры некков от нескольких метров до сотен метров в диаметре.
Среди согласных интрузивных тел обычно выделяют лакколиты, лополиты, факолиты и силлы (рис. 5).

11
Лакколиты имеют куполообразную или грибообразную форму; они образуются вязкими магмами, которые, распространяясь по слоистости, приподнимают вышележащие породы.
Основание лакколитов близко к горизонтальному, а верхняя поверхность часто бывает изогнута наподобие хлебного каравая (рис. 5,5).
Рис. 4. Андезитовый некк. Карадаг, Крым
Примерами лакколитов могут служить небольшие горы в окрестностях Пятигорска
(Бештау, Железная, Машук и др.), гора Аюдаг в Крыму. В одних случаях покрышка лакколита из осадочных пород может быть сохранена (гора Машук), в других — на поверхность выходят магматические породы.
Лополиты в отличие от лакколитов имеют вогнутую чашеобразую форму (рис. 5,2).
Факолиты образуются в складчатых структурах и представляют собой чечевицеобразные тела в сводах и мульдах смятых пород. Они возникают в результате заполнения магмой наименее плотных частей пород — в перегибах складок (рис. 5,4 и рис. 6).
Рис. 5. Схематическое изображение согласных интрузивных тел (черное):
1 — силлы; 2 — лополит; 3 — лакколит; 4 — факолит

12
Рис. 6. Факолиты (черное) среди палеозойских складчатых толщ (по А. Баддингтону)
Если легкоподвижная магма распространяется вдоль напластования осадочных пород, то образуются интрузивные залежи, пластовые интрузии, или силлы (рис. 5 и рис. 7).
Формы залегания эффузивных пород зависят от типа излияния магмы и ее вязкости.
Вытекающая из кратера жидкая лава стекает по конусам вулканов и, спускаясь, заполняет пониженные участки поверхности с образованием покровов и потоков. Покровы возникают в результате трещинных излияний на сравнительно ровную поверхность; обычно они представлены базальтами с относительно низким содержанием SiО
2
. Площади, занимаемые покровами, исключительно велики. Огромные плато, сложенные базальтами, достигают сотен тысяч квадратных километров. Они находятся в Сибири, Индии, Исландии, Северной и Южной
Америке, мощность их достигает более 1 км. Потоки представляют вытекающую при извержении вулканов лаву, они имеют, как правило, удлиненную форму, нередко форму языков. Размеры их относительно невелики: в длину достигают первых десятков километров (обычно первые километры) при ширине 1—2 км, мощность их исчисляется первыми метрами и десятками метров.
Рис. 7. Пластовые интрузии (силлы) диабазов (черное) среди карбонатно-терригенных пород палеозоя. Чехословакия (по В.В. Белоусову)
Скорость передвижения лавы зависит от их вязкости. Лавы среднего и особенно кислого состава более вязки, чем основная базальтовая лава и перемещаются медленнее.
Вязкая и малоподвижная лава при выходе на поверхность не растекается, а образует купола и конусы (рис.8). Геологический разрез через лавовый купол вулкана Менделеева на о-ве
Кунашир (Курильские острова) показан на рис. 9. При рассмотрении рисунка видно, что молодая вязкая лава не растеклась далеко от центра извержения и образовала купол. Во время извержения вулкана Мон-Пеле на о-ве Мартиника в 1902 г. образовался обелиск застывшей лавы высотой около 300 м.
При охлаждении магматических пород происходит их раскалывание по определенным направлениям с образованием кусков характерной формы — отдельностей; направления, по которым происходит это раскалывание, называются трещинами отдельности. Для интрузивных пород типичны глыбовая, пластовая, параллелепипедальная и матрацевидная отдельности, для эффузивных пород — шаровая или скорлуповатая и столбчатая или призматическая отдельности. Для последней характерно, что породы (обычно базальты) разбиты на сильно вытянутые шестигранные призмы — столбы, размером 10—15 см в диаметре и ориентированные перпендикулярно к направлению потока. Так называемые «канатные» лавы (наподобие связки канатов) являются промежуточными

13 образованиями между вязкой волнистой лавой и лавовыми потоками с призматический отдельностью.
Рис. 8. Лавовый купол (по Вейншенку)
Рис. 9. Геологический разрез через лавовый купол (ЛК) вулкана Менделеева на о.
Кунашир (по Е. К. Мархинину):
1 — молодая вязкая лава; 2 — нижние лавы; 3 — туфы; 4 — верхняя лава;
5 — выходы вулканических газов; 6 — кольцевой разло.м
Шаровая или подушечная отдельность возникает в результате затвердевания жидкой лавы в виде шаровых (подушечных) обособлений, что связано с изменением объема при охлаждении.
Шаровая или подушечная отдельность характерна для подводных излияний основных магматических пород.
104.Опишите карбонатные породы, их практическое применение.
Карбонаты — многочисленная группа минералов, которые имеют широкое распространение. В структурном отношении все карбонаты относятся к одному островному типу
— анионы [СО
3
]
2- представляют собой изолированные радикалы в форме плоских треугольников.
Большинство карбонатов безводные простые соединения, главным образом Са, Mg и Fe с комплексным анионом [СО
3
]
2-
. Менее распространены сложные карбонаты, содержащие доба- вочные анионы (ОН)
-
, F
- и С1
-
. Среди наиболее распространенных безводных карбонатов различают карбонаты тригональной (ряд кальцита) и ромбической (ряд арагонита) сингоний.
Карбонаты имеют обычно светлую окраску: белую, розовую, серую и т.д., исключение представляют карбонаты меди, имеющие зеленую или синюю окраску. Твердость карбонатов около 3-4,5; плотность невелика, за исключением карбонатов Zn, Pb и Ва.
Важным диагностическим признаком является действие на карбонаты кислот (НС1 и
HNO
3
), от которых они в той или иной степени вскипают с выделением углекислого газа.
По происхождению карбонаты осадочные (биохимические или химические осадки) или осадочно-метаморфические минералы; выделяются также поверхностные, характерные для зоны окисления и иногда низкотемпературные гидротермальные карбонаты.
Карбонаты — важнейшие неметаллические полезные ископаемые (кальцит, доломит, магнезит), а также ценные руды на Fe, Zn, Pb, Си и другие металлы.

14
ПРОСТЫЕ БЕЗВОДНЫЕ КАРБОНАТЫ ТРИГОНАЛЬНОЙ СИНГОНИЙ
К этой группе относятся: кальцит, магнезит, доломит, сидерит, родохрозит, смитсонит. Для них характерны ромбоэдрический облик кристаллов и совершенная спайность по ромбоэдру, белая черта и стеклянный блеск. Твердость их около 3-4.
Кальцит Са[СО
3
]. Кристаллы весьма разнообразны, главным образом ромбоэдры и скаленоэдры. Агрегаты зернистые (мрамор), землистые (мел), часто представляют собой натечные формы в виде сталактитов и сталагмитов.
Цвет белый, наблюдаются также светлые оттенки разных цветов. Иногда прозрачен.
Твердость 3. Плотность 2,7. Бурно реагирует даже с разбавленной соляной кислотой — шипит с выделением СО
2-
Разновидности. Прозрачные бесцветные разности кальцита получили название исландского шпата, или оптического кальцита. Для него характерно сильное двойное светопреломление.
Диагностика. Спайность совершенная по ромбоэдру. С НС1 реагируют со вскипанием
(отличие от доломита). От арагонита отличается меньшей плотностью и спайностью. При нагревании в пробирке с раствором Со(NО
3
)
2
порошок кальцита не изменяет цвета в отличие от минералов группы арагонита, которые становятся фиолетовыми.
Происхождение. Широко распространен в природе в виде известняков, мела и мрамора.
Известняки являются химическими или биогенными морскими осадками. Мрамор — пере- кристаллизованный известняк, образуется при региональном метаморфизме. Кальцит встречается также как поверхностный минерал в коре выветривания и как низкотемпературный гидротермальный — в рудных жилах.
Месторождения. В России: в Грузии, Армении, в Средней Азии, на Урале — месторождения мрамора; по р. Нижней Тунгуске — исландский шпат, гидротермальный, в связи с траппами. За границей: Италия — мрамор, Исландия — исландский шпат в пустотах базальтов.
Применение. Известняки употребляются в строительном деле, химической (известь, цемент, стекло, получение соды) и металлургической (флюс) промышленности. Месторождения их многочисленны. Мраморы — ценный облицовочный материал. Исландский шпат используется в оптических приборах (поляризационные микроскопы и др.).
Магнезит Мg[СО
3
]. Встречается в виде кристаллически-зернистых агрегатов и фарфоровидных плотных, скрытокристаллических масс.
Цвет белый. Твердость 4-4,5. Плотность 3.
Диагностика. Белая массивная разновидность похожа на кремень, но обладает более низкой твердостью. Агрегаты часто крупнозернисты. В НС1 разлагается только при нагревании.
Происхождение. Метасоматическим путем — при замещении известняков растворами, содержащими магний (при этом предполагается, что магний выщелачивается из доломитовых толщ); при гидротермальной переработке богатых магнием ультраосновных пород и при их выветривании. Парагенезис: тальк, доломит, серпентин, опал.
Месторождения. В России: Саткинское, в 50 км к юго-западу от Златоуста (Урал) и
Савинское в Иркутской области. За границей: в Китае, Австрии и Канаде.
Применение. Магнезит употребляется для изготовления огнеупорных кирпичей.
Возможный источник магния.