Эпигенетические изменения минерального состава россыпей

14.12.2016

Сформированные в определенных фациальных обстановках россыпи так же, как и заключающие их обломочные отложения, в дальнейшем подвергаются тем или иным эпигенетическим преобразованиям. Последние не только изменяют текстурные особенности и структуру осадков, но нередко существенно отражаются и на их минералогическом составе. Этот процесс происходит в течение всех этапов эпигенеза отложений, начиная от ранних стадий диагенеза — превращения осадка в породу и кончая тектоническими деформациями и метаморфизмом, проявляющимся во многих древних обломочных толщах. В ранние стадии эпигенеза эти явления часто носят прогрессивный характер, т. е. имеют в основном то же направление, что и предшествовавшие им процессы изменения обломочного материала при его переносе и формировании осадков. В поздние стадии эпигенеза, и особенно при метаморфизме обломочных пород, процессы их изменения обычно приобретают регрессивное направление и в конечном счете приводят к усложнению минерального состава отложений и к реставрации некоторых ранее разрушенных минеральных видов.
В стадии диагенеза процессы изменения материала обломочных отложений могут иметь различный характер в зависимости от многих факторов и в первую очередь от длительности пребывания осадков в обстановке, близкой к условиям их формирования.
При длительном сохранении этих условий обломочные толщи, частью оказывающиеся погребенными под другими отложениями, обычно эволюционируют в направлении литификации осадков и превращения их в прочную породу. Этот процесс выражается в дегидратации осадков, их цементации, частичной рекристаллизации тонкого обломочного материала, раскристаллизации осадочных гелей, выпадении из поровых растворов различных минеральных солей и других компонентов, образующих цемент обломочных пород. Такие процессы часто протекают в условиях материального обмена между отдельными участками осадочной толщи или даже смежных толщ и пластов, совершающегося при помощи внутрипластовых вод и поровых растворов. При диагенезе наземных обломочных накоплений, например речных или пролювиальных россыпей, важными агентами миграции вещества являются фильтрующиеся грунтовые воды.
В результате всех этих процессов — раскристаллизации тонкого обломочного материала, сингенетических коллоидов и солей, а также в результате химических реакций, вызываемых миграцией вещества в растворах, — возникает ряд минеральных новообразований. В качестве таковых в начальную стадию диагенеза в определенных обстановках могут образовываться сульфиды (пирит, марказит, реже галенит), анкерит, сидерит, доломит, родохрозит, апатит (фосфорит), железистые хлориты, гидрогётит, барит, целестин, флюорит, пиролюзит, а также вторичные кварц, халцедон, опал, кальцит, гипс и некоторые другие минералы легкой фракции осадочных пород.
Более глубокие диагенетические преобразования, протекающие обычно уже в сцементированных породах, приводят к возникновению некоторых более редких минералов, иногда встречающихся и в самих россыпях в качестве обломочных компонентов. При этом нередко происходит регенерация обломочных и иногда хорошо окатанных зерен тех или иных минералов, нарастание на них материала того же состава в виде правильных гомоосевых оболочек или же в виде более сложных скульптур регенерации. Такие новообразования и формы регенерации, возникающие в процессе диагенеза обломочных осадков, в настоящее время известны для многих минералов. Здесь могут быть названы антигенные: медь, рутил, анатаз, брукит, гематит, магнетит, гётит, диаспор; формы регенерации обломочных зерен золота, турмалина, кальциевых и железистых гранатов, клиноцоизита, сфена; новообразования кислых плагиоклазов, калиевого полевого шпата, цеолитов, гидрослюд и др.
Новообразованные минералы обычно имеют несколько иные свойства, окраску, прозрачность, показатели преломления, содержание и характер внутренних включений и т. д., а иногда и иной химический состав по сравнению с обломочными зернами тех же минералов, благодаря чему обе эти генерации легко отличимы друг от друга.
По существу то же направление процессы изменения обломочных пород имеют и в конечные этапы эпигенеза — при метаморфизме пород. В условиях глубокого метаморфизма явления регенерации, перекристаллизации, а иногда и химического изменения с образованием новых минеральных видов отмечаются для подавляющего большинства минералов, встречавшихся в россыпях.
Эта стадия изменения часто устанавливается в ископаемых россыпях, подвергшихся вместе с вмещающими их осадочными породами процессам регионального метаморфизма. Метаморфизованные россыпи обычно заметно отличаются от исходных осадков более сложным минералогическим составом и обилием минеральных новообразований.
Совершенно иной характер процессы эпигенетического изменения россыпей приобретают в тех случаях, когда последние оказываются выведенными на земную поверхность и попадают в обстановку выветривания и денудации. Такие условия характерны для большинства террасовых отложений, речных и бассейновых, залегающих на той или иной высоте над урезом рек, озер или морей. В этих случаях обломочные отложения вовлекаются в процессы сползания рыхлых масс вниз по уклону местности, частично или полностью утрачивают слоистость и подвергаются химическому выветриванию, продолжающему ту работу отбора материала по степени химической стойкости минеральных частиц, которая имела место в период формирования, переноса и отложения обломочного материала.
Насколько интенсивно совершаются эти процессы, показывает пример древних аллювиальных отложений ряда районов, особенно территории западного склона Среднего Урала. Здесь, в бассейнах рек Чусовой, Косьвы, Вишеры и других левых притоков р. Камы, галечники дочетвертичных террас, залегающие на высотах до 140—160 м над современными руслами рек, повсеместно подверглись глубокому химическому выветриванию. Последнее коренным образом преобразовало аллювии домиоценовой и миоценовом террас, нацело уничтожив гальку неустойчивых в условиях выветривания пород и превратив древние аллювиальные отложения в глинистые каолинизированные кварцевые галечники, местами обогащенные скоплениями вторичных лимонита, гематита и пиролюзита.
На аллювии более молодых террас, вплоть до нижнечетвертичных, а местами и среднечетвертичных, химическое выветривание отразилось значительно меньше. Эти отложения являются полимиктовыми. хотя и несут явные признаки выветривания, полностью исчезающие в галечниках верхнечетвертичных террас и современных долинных отложениях.
Влияние эпигенетических процессов выветривания на минеральный состав россыпей различного возраста в рассматриваемом приме ре выступает наиболее отчетливо По направлению от современных русловых галечников к отложениям древних третичных террас в долинах продолжается последовательное сокращение и затем исчезновение из россыпей оливина, пироксенов, эпидота, роговой обманки, граната и других неустойчивых в обстановке химического выветривания компонентов и столь же закономерное увеличение содержания в шлихах циркона, рутила, анатаза, ильменита, хромшпинелида, лимонита и других химически стойких минералов (рис. 10) Процессы химического выветривания не только упрощают вещественный состав обломочных отложении, существенно изменяя (сокращая) минеральный спектр россыпей, но иногда оказывают также и конструктивное влияние на их состав, обусловливая возникновение новых минеральных видов В рассмотренном выше примере древних уральских россыпей к таким новообразованиям относятся основная масса присутствующих в россыпях красного и бурого железняков, а также вадипиролюзит, конкреции и рыхлые скопления которых приурочены к при плотиковым участкам выветрелых галечниковых покровов. В качестве новообразований появляются здесь и иголочки рутила, мельчайшие дипирамндальные кристаллы анатаза, возникшие в процессе разложения титансодержащих силикатов, а также вторичные фосфаты типа конинкита и коллофана, образующиеся за счет разложения апатита В составе связующей массы древних галечников в процессе химического выветривания возникли каолин, галлуазит, монтмориллонит, бейделлит, нонтронит, опал, халцедон, дисперсные окислы и гидроокислы железа и ряд других минералов.
Эпигенетические изменения минерального состава россыпей