С осадочными породами связаны месторождения полезных ископаемых

Осадочные месторождения – это залежи полезных ископаемых, сформировавшиеся в процессе осадконакопления на дне морей, озёр, рек и других водоёмов. По месту образования они разделяются на речные, болотные, озёрные, морские и океанические; среди последних различают платформенные и геосинклинальные. По характеру осадконакоплення в группе осадочных месторождений выделяют: механические, химические, биохимические и вулкано-генно-осадочные. Физико-химические и геологические условия формирования осадочных месторождений связаны с общим ходом формирования осадочных горных пород (литогенез). Осадочные месторождения залегают согласно с вмещающими их осадочными породами, обычно занимают строго определённое стратиграфическое положение и имеют форму пластов или плоских линз. Иногда вследствие метаморфизма и тектонических движений они деформируются и приобретают более сложные очертания. Отдельные пласты протягиваются на десятки км., а их мощность достигает 500 м. (соли Соликамска). Минеральный состав осадочных месторождений определяется тремя группами минералов: 1) устойчивыми при выветривании обломочными минералами, принесёнными с материка (кварц, рутил, иногда полевые шпаты, пироксены, амфиболы, слюды и др.); 2) продуктами химического выветривания (каолинит, монтмориллонит, гидрослюды, опал, гидроокислы Fe и Mn и др.); 3) осадочными новообразованиями (карбонаты, соли, фосфаты, рудные минералы, кремнистые продукты, углеводородные соединения и др.).

Механические осадочные месторождения образуются за счёт материала, возникшего при физическом выветривании в зависимости от формы, размера частиц, их удельного веса, скорости и массы водного потока; этот процесс называется дифференциацией осадков. В общем случае по мере удаления от коренного источника отлагаются более мелкие и лучше отсортированные осадки. Среди механических осадков выделяются месторождения обломочных пород (валуны, галечники, гравий, песок, глины) и россыпи (золото, алмазы, монацит, драгоценные камни и др.). Механические обломочные месторождения образуются под воздействием водных потоков в долинах рек, озерных и прибрежных морей.
Россыпи – рыхлые или сцементированные отложения обломочного материала, содержащие полезные минералы; образуются за счет разрушения коренных месторождений или горных пород. Россыпи разделяются на делювиальные, возникшие в результате накопления смытых со склонов продуктов выветривания; аллювиальные, образованные на месте разрушения коренных месторождений; морские и озёрные, ледниковые.

Химические осадочные месторождения образуются в поверхносных условиях на дне мирских и озёрных водоемов, а также болот, за счёт минеральных веществ, находящихся ранее в растворённом состоянии в воде. Источником для образования таких месторождений является морская вода, а также продукты выветривания горных пород. Растворённые вещества отлагаются на дне водоёмов в виде химических осадков путём кристаллизационного осаждения или коагуляции из коллоидных растворов.
Для образования соляных месторождений требуется существование баров, создающих узкие заливы, через которые проходит ограниченное количество морской воды. На месторождениях солей рудные тела представлены пластовыми залежами, а в складчатых областях антиклинальными, синклинальными складками и соляными куполами. Минеральный состав залежей – гипс, ангидрит, калийные, магнезиальные соли, бораты (напр. м-ние Усолье в Иркутской обл.

Месторождения химических осадков из коллоидных растворов образуют скопления руд железа, марганца, алюминия. Осадочным путем могут образовываться месторождения бокситов. Морские месторождения геосинклинального типа залегают среди известняков и имеют форму пластов. По составу руды диаспоровые. К этому типу относятся месторождение “Красная шапочка” на Урале. Озёрные и долинные месторождения бокситов расположены на платформах и образованы в небольших континентальных озёрах. По форме – линзовидные, по составу руд – гидраргиллитовые (Каменские бокситовые залежи на Урале).

Биохимические осадочные месторождения возникают в результате жизнедеятельности организмов, которые концентрируют в себе большое количество тех или иных хим. элементов. К этому типу относятся месторождения известняка, диатомитов, серы, фосфоритов и каустобиолиты.

Органогенные известняки образуются при накоплении и уплотнении скелетов морских животных, которые в процессе своей жизнедеятельности усваивали СаСО3. Осадочные месторождения серы образуются при восстановлении сульфатов биохимическим путем. Месторождения фосфоритов образуются за счёт скоплений отмерших организмов. При разложении их фосфорнокислый кальций переходил в раствор, а затем отлагался на поверхности раковин и виде конкреций. Осадочные морские месторождения по условиям образования делятся на платформенные и геосинклинальные. Платформенные месторождения, в образовании которых организмы играли основную роль, занимают большие площади, но отличаются небольшой мощностью (месторождения Русской платформы).

Геосинклинальные фосфориты, в образовании которых решающую роль играли процессы осадочной химической дифференциации, имеют пластовую форму залежей при значительной их мощности (до 10 м.) (м-ния Каратау, Селеук в Ср. Азии). Осадочные месторождения железных руд имеют важное промышленное значение. Залегают среди песчано-глинистых прибрежных осадков в геосинклинальных зонах, краевых прогибов. Руды оолитовые, по составу лимонитовые, гематитовые, сидеритовые, образуют крупные пологопадающие пласты, линзы и залежи. Содержание железа 20-50%, характерна постоянная примесь марганца и ванадия.
Осадочные месторождения марганца приурочены к горизонтам кремнистых, песчано-глинистых и карбонатных пород. Пластовые залежи руд имеют почти горизонтальное залегание, выдержанную мощность и относительно равномерный состав. Содержание марганца в рудах 20-40%. Крупные месторождения этого типа известны на Украине – Никопольское и Большое-Токмакское.

Осадочные месторождения имеют крупное промышленное значение. К ним принадлежат все месторождения горючих ископаемых (нефть, газ, уголь, горючие сланцы), некоторые типы руд железа, марганца и алюминия, а также некоторых цветных и редких металлов (U, Cu, V и др.). Среди них известны значительные месторождения строительных материалов (гравий, песок, глины, сланцы, известняки, мел, доломит, мергель, гипс, яшма, трепел), ископаемых солей, фосфоритов.

Литература

• Смирнов В.И. Геология полезных ископаемых. 2-е изд., М., 1969

ОСАДОЧНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ полезных ископаемых (а. sedimentary deposits, sedimentary fields; н. sedimentare Lagerstatten, Sedimentlagerstatten; ф. gisements sedimentaires; и. depositos sedimentarios, yacimientos sedimentarios) — залежи полезных ископаемых, формирующиеся в процессе осадконакопления на дне водоёмов. По месту образования они разделяются на речные, болотные, озёрные, морские и океанические; среди двух последних различают платформенные (континентальные) и геосинклинальные.

Осадочные месторождения, особенно морские, обычно имеют крупные размеры: отдельные пласты протягиваются на десятки километров, а свиты пластов — на сотни километров и более. По характеру осадконакопления среди них выделяют 4 класса: механические, химические, биохимические, вулканогенные.

Механические осадочные месторождения представлены обломочными фракциями осадков, используемых в основном в качестве строительных материалов (месторождения гравия, песка и глин). К механическим осадочным месторождениям также относятся речные, прибрежно-морские и океанические россыпи золота, платины, алмазов, минералов титана, олова, вольфрама и др.

Химические осадочные месторождения включают месторождения солей, гипса, ангидрита, боратов, барита, руд железа, марганца, алюминия (бокситов), а также некоторых цветных и редких металлов (медь, молибден, ванадий, уран), возникших из истинных и коллоидных растворов на дне водоёмов.

К биохимическим осадочным месторождениям относятся месторождения горючих газов, нефти, углей, фосфоритов, карбонатных и кремнистых пород; они осаждались из растворов при химических процессах вследствие жизнедеятельности организмов в водах и на дне водоёмов.

Вулканогенные осадочные месторождения возникли из осадков, питаемых продуктами подводного и прибрежного вулканизма; к ним принадлежат Колчеданные месторождения руд цветных металлов, оксидные месторождения руд железа и марганца, а также яшм и кварцитов.

Формирование осадочных пород и связанных с ними осадочных месторождений проходит через 3 стадии литогенеза: седиментогенез, диагенез и катагенез. В стадию седиментогенеза происходит выпадение осадков на дне водоёмов при сносе их водотоками с континента или питании вулканогенным материалом; перенос осуществляется вследствие механического волочения, в форме механической взвеси, коллоидных растворов. В стадию диагенеза происходит уплотнение осадков и выравнивание их химического состава под воздействием поровых вод. В стадию катагенеза осуществляется окончательное оформление химико-минералогического состава и их окаменение (литификация).

Различные осадочные месторождения свойственны различным климатическим зонам Земли — гумидной, аридной и ледовой. Гумидные условия, наиболее распространённые в прошлые геологические эпохи, характеризуются климатом с преобладанием атмосферных осадков над испарением, при температуре, обеспечивающей наличие жидкой воды в течение тёплого сезона года. Они особенно характерны для образования осадочных месторождений углей, бокситов, железных и марганцевых руд, платформенных фосфоритов и известняков. Аридные условия определяются климатом с преобладанием испарения над массой атмосферных осадков. Такая обстановка создаёт предпосылки для концентрации природных растворов и вовлечения в осадочное породообразование легкорастворимых солей. При этом формируются характерные для аридной обстановки месторождения каменной соли, калийных и магниевых солей, гипса, а также морских фосфоритов и доломитов. Ледовые условия приводят к накоплению плохо сортированных механических осадков, местами используемых для строительных целей.

В истории формирования осадочной оболочки Земли выделяются кратковременные периоды массового накопления осадочных месторождений, разделённые более длительными интервалами времени менее интенсивного их образования. Накоплению железных, марганцевых и алюминиевых руд, фосфоритов наиболее соответствует начальная стадия геологического цикла. Их источником являются продукты базальтоидного магматизма или длительно перед этим развивавшейся зрелой коры выветривания. Крупные механические осадки (конгломераты, пески) особенно характерны для начальной стадии осадочного ритма, а глины — для его расцвета. Карбонатные и кремнистые породы, а также сланцы формировались главным образом в стабильную стадию состояния морских бассейнов. Угленосные толщи, соли и гипсы образуются преимущественно на заключительной стадии геологического цикла, в период морской регрессии. Закономерная смена геологических циклов в истории развития земной коры и связанная с этим периодичность крупных ритмов осадкообразования, разделённых регрессиями древних морей, соответствующими главным фазам складчатости, привели к обособлению эпох максимального накопления минерального вещества в месторождениях осадочных полезных ископаемых. См. рис.