Биохимично утаяване - Вие знаете как
В допълнение към скалите, образувани чрез отлагане под формата на кластични частици, се намират седименти в големи количества, които са резултат от утаяване от разтвори, или чрез обичайния начин на кристализация, или коагулация (коагулация) на колоидни разтвори. Много често, в резултат на биохимични процеси, в процесите на утаяване участват и живи организми, животни, растения, включително бактерии. Много от тези утайки са много ценни минерали както от руден, така и от неруден вид. Достатъчно е да посочим седиментни железни и манганови руди, боксити, каменни и други соли, варовици, доломити и др.
Железни седиментни скали
Тези скали, които са от голямо практическо значение като основни рудни суровини на черната металургия, са съставени или от различни хидратирани железни съединения (лимонити), или принадлежат към железен карбонат (сидерити). Често се срещат и богати на желязо силикати като хлорити. Освен основния елемент на тези руди - желязото, те съдържат примеси на фосфор, арсен, сяра и др. Тези примеси, дори и в най-малки количества, влияят върху технологичните свойства на рудите и трябва внимателно да се вземат предвид при проучването и проучването. Отлагането на железни седименти може да се извърши както в сладки, така и в морски води, което създава езерни, блатни и морски скали от желязна руда.
Доста характерна за такива скали е тяхната оолитна структура. Терминът олити се отнася до едрозърнести агрегати от много фини кристални зърна и влакна, които образуват подобни на черупки или радиално лъчисти тела (стр. 40).
Образуването на оолитите обикновено се приписва на плитки, достатъчно топли водни басейни, с движение на водата, способно да движи или търкаля зърна, лежащи на дъното.
Скалите от желязна руда обикновено са оцветени в кафяво, жълто-кафяво, зеленикаво-кафяво в зависимост от цвета на железните минерали, които ги съставят.
В ОНД най-големият седиментен район на желязна руда е Керч в Крим, както и Липецк и други в централните части на ОНД. В Западна Европа седиментните руди на Лотарингия и Люксембург, разположени на границата на Франция и Германия, имат голямо практическо и във връзка с това политическо значение.
Утаени от манганова рудаскали
Тези скали, които също са практически изключително важни, обикновено са оцветени или в черно, ако са съставени от пиролузит и други кислородни съединения на манган, или имат розово-сив цвят, ако основните минерали са карбонатни съединения.
По своя генезис скалите от манганова руда са близки до желязната руда и като тях често имат оолитна структура.
От особено значение са мангановите скали на Никопол в Украйна и Чиатури в Грузия, където те образуват слоести скали от терциерна възраст. Техният морски произход се доказва от наличието на зъби от акула, често срещани сред оолитите от манганова руда.
Боксит. Бокситът се състои главно от хидрати на алуминиев оксид, представени в някои случаи от диаспора - Al00H, в други - хидраргилит - Al (OH) 3 с примес на нисководни хидрати на железен оксид, понякога в значителни количества, както и каолинит, силициев диоксид и TiO2 (2-5%). Чистите диаспорови боксити съдържат до 74% Al2O3 и 26% H2O. Чистите хидраргилитни боксити съдържат до 64% Al2O3 при 36% H2O.
Бокситите често имат фино дисперсна структура. Средната им твърдост е 3-4.
Цветът на бокситите е бял, сив, охра-жълт, кафеникаво-червен. Бокситите се намират на слоеве сред седиментни скали, понякога земни.маси заедно с глини. Често бокситите се циментират в по-голяма или по-малка степен; има всички преходи от твърди, каменисти, обикновено боядисани в червено от водни железни оксиди, към меки, лесно замърсени, често с малка и едра олитова структура.
Бокситите са отчасти продукти на излужване от естествени води, богати на органични киселини на алумосиликатни скали при специални условия на влажност и топлина (тропически или субтропични), отчасти продукти от преноса и повторното отлагане на хидрати на алуминиев оксид, заедно с хидрати на каолин и железен оксид, на дъното на езера.
В ОНД са известни особено големи находища на боксити от диаспоров тип на източния склон на Северен Урал - палеозойските находища на Красная Шапочка, Черемухинское и други на север от Серов и в Средния Урал в района на Кушва.
На източния склон на Среден Урал (Каменски бокситов район) се експлоатират и бокситни находища от долната креда на хидраргилит (гиббсит).
Смесени диаспоро-хидраргилитни боксити се добиват в най-старото ни находище - Тихвин, Ленинградска област.
Диагностика. Бокситите се различават от подобните на тях глини по това, че не винаги образуват пластична маса с вода. По изключение понякога се срещат пластмасови боксити, състоящи се от особено фино диспергирано вещество (хидраргилит) с примес на хидрати на железен оксид. Бокситът се различава от земния лимонит по цвят и цвят на щриха.
Използвайте. Бокситът е основната руда за алуминий. Съдържанието на железен оксид не е от голямо значение и се допуска до 20-25%; основният вреден примес е силициева киселина, която значително оскъпява производството и при наличие на 10-15% прави получаването на алуминий икономически неизгодно
Топенето на алуминий се извършва вв повечето случаи не на мястото на производство, а в райони с големи ресурси от водноелектрическа енергия. В допълнение към топенето на алуминий, бокситът се използва за получаване на абразиви (изкуствен корунд, алунд), при производството на специални сортове цимент и алуминиеви соли (алуминиев сулфат, алуминиев хлорид и др.).
Фосфоритни скали
Много големи находища на фосфорити в ОНД са седиментни скали, съставени главно от калциеви фосфати от апатитен тип. Скалите имат много различен външен вид и цвят и в полето често се бъркат с мергел, колба (описано по-долу), пясъчник и др.
Ориз. 127. Схема на образуване на фосфорит - утаяване на фосфати от морска вода в шелфовата зона при условия на възходящи студени дълбоководни течения (А. В. Казаков): 1 - фациес на крайбрежни камъчета и пясъци; 2—фосфоритен фациес; 3—фациес на варовити седименти; 4-падане на останки от планктон; 5 - посока на теченията
Образуването на големи залежи от фосфорити е добре обяснено от експериментално обоснованата и добре илюстрирана (фиг. 127) хипотеза на А. В. Казаков. Същността на процеса се свежда до концентрацията на фосфор от плаващи морски организми (планктон). Умиращите тела потъват в по-дълбоките зони на морето, където силното налягане увеличава разтворимостта на Ca3(PO4)2 и CO2.
Морските течения, притискайки водата, наситена с фосфати, към крайбрежния склон, я принуждават да се издига в области с по-ниско налягане, което причинява утаяване на фосфорити, като морски седименти. Такова обяснение на генезиса е добре илюстрирано от много голямо и важно фосфоритно находище в Кара-Тау (Западен Тиен Шан).
Кристални химични утайки (соли)
Типично химическо утаяване, дължащо се на изпаряване на водни разтвори и утаяванекристалните вещества са различни соли, главно сулфати и халогенни съединения.
Химическите валежи се образуват в затворени басейни на плитки морски заливи и солени езера, в които поради силното изпарение на водата под лъчите на слънцето се получава пренаситен разтвор и солите кристализират.
От химическите утайки най-важни са каменната сол, калиевите соли, мирабилитът, анхидритът и гипсът. Всички те имат определен химичен състав, те са мономинерални скали (състоящи се от един минерал), поради което са разгледани в раздела „Описание на минералите“. Тук е дадено само краткото им описание, главно от петрографска страна.
Каменна сол
Безцветен, яснозърнест, понякога едрокристален или слоест. Поради замърсяване с глина понякога има сивкав или кафеникав цвят. Наличието на малки количества магнезиев хлорид MgCl2 придава на солта лек горчив вкус и я прави хигроскопична.
Каменната сол в по-голямата си част се среща под формата на лещовидни отлагания, слоеве, куполи и щокове, понякога с огромна дебелина. Често има редуване на слоеве от каменна сол с гипс CaSO4 · 2H2O или анхидрит CaSO4, като в тези слоеве каменната сол се отличава със своята чистота.
Размерът на отделните находища на каменна сол понякога е много голям. При сондиране в Донецкия басейн бяха проследени залежи от каменна сол на разстояние повече от 60kmмежду Артемовск и Славянск и освен това бяха открити близо до град Ромни на разстояние около 300kmот Славянск, което дава представа за разпространението на находища на каменна сол в Украйна. Солта се среща тук под формата на куполи, което се счита за знак, показващ наличието на нефт на големи дълбочини.
Депозитите на каменна сол са много разнообразни и са известни сред находищата от различни геоложки периоди. Големите находища на каменна сол в Украйна, описани по-горе, както и находищата на Соликамск в Урал, принадлежат към пермския период.
Карналит и Силвин
В някои отлагания, заедно с каменна сол, има слоеве от поташ и калиево-магнезиеви соли, главно карналит KCl · MgCl2 · 6H2O и силвит KCl. На външен вид тези соли са подобни на каменната сол и се различават само по млечнобял (силвит) или червеникав цвят (карналит). На вкус се различават от каменната сол по това, че калиевите са стипчиви, леко парят, а магнезиевите са горчиви. Добавката им към каменна сол й придава същия вкус, а добавката на магнезиеви соли, освен това, способността да абсорбира вода и да се разпространява.
Най-голямото находище на калий и магнезий в света
сол се намира в Соликамск в Урал (фиг. 128). По време на проучването на това находище на дълбочина от 88 до 260mот повърхността на земята се среща първо покривна каменна сол с дебелина до 70m,, след това зона с преобладаване на карналит с дебелина до 100m,след това зона на силвинит (с преобладаване на силвин KCl) до 83mи накрая, долният, подлежащ слой от каменна сол, до 283m.
Ориз. 128. Разрез на част от Соликамското находище на поташ: 1 - седименти, 2 - западно-мергелни пластове; 3—глинесто-мергелен слой, 4—покривна сол; 5—гипсов слой; 6—силвинитова зона; 7—плътска зона; 8—долна каменна сол
Чистите калиеви соли се срещат на дълбочина 140-310mот земната повърхност.
Второто място по запаси от калиеви соли е заето отизвестното находище Stassfurt близо до Магдебург в Германия, чиито запаси се оценяват на 2 милиарда тона калиев оксид.
Образуването на такива находища се дължи на съществуването в предишни геоложки периоди на изолирани басейни, в които кристализацията на солта е протичала за дълъг период от време. В този случай най-слабо разтворимият гипс CaSO4 · 2H2O обикновено се освобождава първо, а след това, с увеличаване на концентрацията на NaCl, анхидрит CaSO4 и халит NaCl под формата на каменна сол.
Ако морска вода отвън попадне в басейна, върху слоя каменна сол се освобождава нов слой гипс или анхидрит, след което отново слой каменна сол. Ако няма нов приток на вода, след каменната сол започват да кристализират различни калиево-магнезиеви соли.
В допълнение към Соликамското находище, наскоро бяха открити големи находища на калиеви соли с характерен червеникав цвят в ОНД - в Централна Азия, недалеч от Термез.
Гипс— CaSO4 2Н2O
Както бе споменато по-горе, в затворени басейни, когато солите се отделят от наситена саламура, гипсът и анхидритът са първите, които се освобождават.
Гипсът образува отлагания, лещи и подобни на щок маси, обикновено придружени от глини, мергели, каменна сол и анхидрит.
Находищата на гипс в ОНД са многобройни в Архангелска и Вологодска области - в системата на реките Северна Двина и Печора. В Урал гипсът се намира в района на Кунгур, Оса в Поволжието и на други места. Среща се на много места в Сибир и Крим. От голямо практическо значение са находищата на гипс на Ока в района на град Муром.
Анхидрит- CaSO4. Скалата е плътна, рядко едрозърнеста, обикновено бяла, понякога оцветена в кафяво-сиво, синкаво-сиво и червеникаво. Анхидритът обикновено съдържамалки количества каменна сол, има солен вкус и се отделя от разтвори като химическа утайка, обикновено със значително обогатяване на разтворите с натриев хлорид. Анхидритът се среща на слоеве, често заедно с каменна сол. Под действието на водата анхидритът в някои случаи преминава в гипс и обемът на получената скала се увеличава с 0,2, което често води до гънки и нарушаване на слоевете, понякога в доста голям мащаб.
В ОНД анхидритът се намира в Урал близо до Кунгур, в Украйна (Артемовен) и в района на Волга (Куйбишевска територия).