Экзогенные месторождения - выветривания.

Экзогенные месторождения полезных ископаемых возникают в результате геологических процессов, протекающих в поверхностной зоне земной коры. Среди них выделяют месторождения выветривания и осадочные месторождения.

Процессы изменения горных пород на поверхности Земли под влиянием непосредственного влияния солнечных лучей, колебаний температуры воздуха, замерзающей в пустотах горных пород воды, кислорода, углекислоты, а также организмов населяющих поверхность Земли и самую верхнюю часть земной коры, объединяют под общим понятием «выветривание».

Выветривание - процесс механического и химического разрушения горных пород под влиянием колебаний температуры, воды, газов, в результате деятельности растительных и животных организмов.

Верхняя часть земной коры, где происходят процессы выветривания, называется корой выветривания. Процесс выветривания очень сложен и включает многочисленные частные процессы и явления - механические, физико-химические, химические и биогеохимические. Состав продуктов выветривания в значительной мере обусловлен минералогическим составом исходных горных пород. При выветривании происходит не только разрушение первичных минералов, но и возникновение еще более многочисленных новых, гипергенных. Большая часть глинистых минералов, многочисленные сульфаты, карбонаты, минералы оксидов железа, алюминия, марганца, титана и многие другие имеют гипергенное происхождение. Выветривание нельзя рассматривать только как процесс разрушения горных пород. Процесс выветривания может прерваться на любой стадии первичной минерализации и образования коры выветривания, в связи с неблагоприятным изменением физико-географических условий или под воздействием геологических событий (например, тектонитовое поднятие территории, сопровождаемое эрозией коры выветривания, или наоборот, опусканием региона и захоронение коры выветривания под осадками). Следовательно, очень древняя кора выветривания может быть неполно развитой, а геологически более молодая кора, развивавшаяся на протяжении более длительного времени, может оказаться более хорошо сформированной.

Карбонатные коры образование, которых происходило в условиях жарких аридных ландшафтов, вероятно, в переменно-влажном климате. Карбонатная кора сложена скрытокристаллическим кальцитом, масса которого плотно цементирует обломки окружающих пород. На отдельных участках эта кора представлена скоплениями конкреций, имеющих разную форму и размеры от нескольких сантиметров до 0,5 м. Карбонатные коры широко распространены в странах Ближнего Востока, в Северной Африке, Мексике, местами встречаются в Южной Европе. Реликты карбонатных кор имеются в Средней Азии, Южном Казахстане, Крыму. Гипсовая кора сложена мелкокристаллическими или шестоватыми кристаллами гипса. Текстура ее плотная или рыхлая, ноздреватая. Эта кора встречается во многих засушливых областях Азии и Северной Африки. Фрагменты гипсовой коры сохранились в некоторых районах Северной Азии и Казахстана. Особенно большую площадь она занимает на Устюрте.

С корами выветривания связаны разнообразные месторождения полезных ископаемых, в том числе весьма крупных. Известное железорудное месторождение Курской магнитной аномалии, представляет собой в верхней, наиболее богатой части древнюю, раннепалеозойскую кору выветривания магнетитсодержащих кварцитов. В мезозойской коре выветривания Южного Урала имеются крупные залежи никелевых и железных легированных руд, а также каолинита. Во многих странах известны месторождения бокситов, образовавшихся при выветривании горных пород силикатного состава. Особенно благоприятны для этого нефелиновые сиениты.

В гумидных ландшафтах обильные кислые растворы фильтруются вниз, растворяя рудные минералы. Вверху в результате окисления и гидролиза железа, которые образуют железную шляпу, как бы прикрывающую месторождения. Под железной шляпой может образоваться горизонт, из которого полностью выщелочены руды и где сохранилась лишь «сыпучка» из устойчивых минералов (кварца, барита). В зависимости от конкретных географических условий, строения месторождения и состава руд кора выветривания имеет различные горизонты. Так, для рудных месторождений Казахстана типичны горизонты богатых окисленных руд и вторичного сульфидного обогащения. На медно-колчеданных месторождениях Урала кора выветривания представлена мощной железной шляпой и горизонтом выщелачивания (сверху кварцево-баритовая, снизу колчеданная «сыпучка»), а зона вторичного обогащения слабо выражена. В резко аридных ландшафтах пустыни Атакама (Чили) кора выветривания рудных месторождений отличается мощным горизонтом сульфатов. Сравнительно молодая кора выветривания месторождений Кавказа плохо выражена. В лесных ландшафтах умеренного пояса возникают новообразования гидрогетита и псиломелана; в степных - кальцита; в пустынных - гипса.

Осадочные месторождения.

Поверхностная толща литосферы на 80% сложена осадочными горными породами (95% из них имеют морское происхождение). Они сформировались на поверхности Земли в результате накопления минеральных масс, образовавшихся в процессе разрушения существовавших горных пород. Процессы разрушения и накопления новых горных пород на поверхности Земли идут повсеместно: в пустынях, на дне морей и океанов, в речных долинах, горных областях. Условия образования накладывают существенный отпечаток на их облик. В одних случаях осадочные породы состоят из обломков разрушающихся пород, в других - из скопления органических остатков, в третьих - из кристаллических зерен, выпавших из водных растворов. Осадочные горные породы по происхождению делятся на три группы: обломочные, образовавшиеся в процессе механического накопления обломков ранее существовавших пород; химические, образовавшиеся при выпадении осадков из растворов; породы биохимического происхождения.

Механические осадочные месторождения образуются за счет минерала, возникшего при физическом выветривании. При переносе взвешенное вещество осаждается последовательно в зависимости от формы, размера частиц, их удельного веса, скорости и массы водного потока; этот процесс называется механической дифференциацией осадков. Среди механических осадков условно выделяют месторождения обломочных пород (валуны, галечники, гравий, пески, глины) и россыпи (золота, алмазов, платины и других).

Механические обломочные месторождения образуются под действием водных потоков в долинах рек, озерных и прибрежных зон морей, причем, в последнем случае они являются, обычно более крупными и качественными. Основная масса осадочного материала поступает в виде твердых частиц разного размера (обломков горных пород и минералов) и в растворенном состоянии. Для литоральной зоны участки, покрытые илистыми осадками, на небольшом расстоянии сменяются скоплениями песка, гальки и валунов. Могут образовываться обильные аккумуляции обломков раковин, в значительном количестве здесь накапливаются отмершие водоросли.

Россыпями, или россыпными месторождениями, называются скопления обломочного материала, содержащие ценные устойчивые минералы с большим удельным весом. Разрабатывают россыпи золота, касситерита, вольфрама, циркона, алмазов и других. В нашей стране широко известны россыпи месторождения золота на Южном Урале, в Сибири, на северо-востоке страны, а за границей - на Аляске, в Калифорнии (США), Восточной Австралии и многих других местах. Большая часть россыпей золота приурочена к аллювиальным отложениям. В строении россыпи выделяют плотик, пласт и торфа. Пласт - это аллювиальные отложения, содержащие россыпное золото. Плотик - основание, на котором залегает пласт. На поверхности плотика часто образуются трещины и карманы, обогащенные золотом. Торфа - условное название пустой толщи, покрывающей золотоносные отложения. Золото в россыпях присутствует в виде мелких пластинок разной формы, обычно уплощенных и сглаженных. Мировой известностью пользуются россыпи касситерита на Малаккском полуострове и островах Банка и Белитунг в Индонезии, монацита в прибрежных песках Бразилии и Индии, алмазов в Южной Африке, танталита и колумбита в Нигерии и Заире.

Химические осадочные месторождения образуются в поверхностных условиях на дне морских, озерных водоемов и болот за счет минеральных веществ, находившихся ранее в растворенном состоянии в воде. Источником для образования месторождений является морская вода, а также продукты химического выветривания горных пород и руд. Растворенные вещества отлагаются на дне водоемов в виде химических осадков путем кристаллизации из истинных растворов или коагуляции из коллоидных растворов. Для образования соляных месторождений требуется существование барров, создающих узкие заливы, через которые проходит ограниченное количество морской воды. Второе необходимое условие - природный климат в районе залива, при котором испарение воды в заливе превышает ежегодный приток воды через барр. На месторождениях солей рудные тела представлены пластовыми залежами, а в складчатых областях антиклинальными, синклинальными складками и соляными куполами. Минеральный состав залежей - гипс, ангидрид, калийные, магнезиальные соли, бораты. Попутно с солями извлекаются и соединения редких металлов: цезия, рубидия и других. В России наиболее крупные месторождения - в Иркутской области (Усолье), в Забайкалье и в Якутии. Месторождения химических осадков из коллоидных растворов образуют скопления руд железа, марганца, алюминия и других. Морские месторождения геосинклинального типа залегают среди известняков и имеют форму пластов. К этому типу относятся отдельные месторождения Северного Урала, Боксонское в Красноярском крае, некоторые месторождения Салаирского кряжа и другие. Озерные и долинные месторождения бокситов расположены на платформах и образованы в небольших континентальных озерах. Линзовидные и неправильные по форме залежи боксидов залегают среди песчано-глинистых отложений.

Биохимические осадочные месторождения возникают в результате жизнедеятельности организмов, которые концентрируют в себе большое количество тех или иных элементов. К этому генетическому типу относятся месторождения известняков, диатомитов, фосфоритов и каустобиолитов. Органогенные известняки образуются при накоплении и уплотнении скелетов морских животных. Осадочные месторождения серы образуются при восстановлении сульфатов биохимическим путем. Месторождения фосфоритов - за счет больших скоплений фосфатных (отмерших) организмов. Осадочные морские месторождения фосфоритов по условиям образования делятся на платформенное и геосинклинальное. Платформенные месторождения, в образовании которых организмы играют основную роль, занимают значительные площади, но отличаются небольшой мощностью. Геосинклинальные месторождения фосфорита, в образовании которых решающую роль играли процессы осадочной химической дифференциации, имеет пластовую форму, сложные условия залегания.

Горючие ископаемые.

Уголь. Большую часть энергии во всем мире получают за счет сжигания ископаемого топлива - угля, нефти и газа. В ядерной энергетике тепловыделяющие элементы промышленных реакторов на АЭС состоят из урановых топливных стержней.

Уголь является важным национальным природным ресурсом в первую очередь благодаря своей энергетической ценности. Среди ведущих мировых держав только Япония не располагает большими запасами угля. Хотя уголь - самый распространенный вид энергоресурсов, на нашей планете имеются обширные территории, где угольных месторождений нет. Угли различаются по теплотворной способности: она самая низкая у бурого угля и самая высокая у антрацита

Нефтегазоносные осадочные бассейны обычно связаны с определенными геологическими структурами. Практически все крупные залежи нефти приурочены к участкам земной коры, которые в течение длительного времени испытывали прогибание, в результате чего там накопились особенно мощные осадочные толщи.

Нефть и газ встречаются в породах разного возраста - от кембрийских до плиоценовых. Иногда нефть добывается и из докембрийских пород, однако считается, что ее проникновение в эти породы вторично. Наиболее древние залежи нефти, приуроченные к палеозойским породам, установлены главным образом на территории Северной Америки. Вероятно, это можно объяснить тем, что здесь наиболее интенсивные поиски проводились в породах именно этого возраста.

Бoльшая часть нефтяных месторождений рассредоточена по шести регионам мира и приурочена к внутриматериковым территориям и окраинам материков: 1) Персидский залив - Северная Африка; 2) Мексиканский залив - Карибское море (включая прибрежные районы Мексики, США, Колумбии, Венесуэлы и о. Тринидад); 3) острова Малайского архипелага и Новая Гвинея; 4) Западная Сибирь; 5) северная Аляска; 6) Северное море (главным образом норвежский и британский секторы); 7) о. Сахалин с прилегающими участками шельфа.

Мировые запасы нефти составляют более 132,7 млрд. т. Из них 74% приходится на Азию, в том числе Ближний Восток (более 66%). Наибольшими запасами нефти обладают: Саудовская Аравия, Россия, Ирак, ОАЭ, Кувейт, Иран, Венесуэла.