Древние продуктивные коры выветривания (1967)

259 Pages·1967·58.497 MB·Russian

by  Сапожников Д.Г.

ДРЕВНИЕ
ПРОДУКТИВНЫЕ
Ш
о р ы
ВЫВЕТРИВАНИЯ

А К А Д Е М И Я Н А У К С С С Р
ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, ПЕТРОГРАФИИ,
МИНЕРАЛОГИИ И ГЕОХИМИИ
Кора выветривания, вып. 8
Д Р Е В Н И Е
П Р О Д У К Т И В Н Ы Е
КОРЫ
В Ы В ЕТРИ В А Н И Я
ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА»
Москва 1967
УДК 53.068.4
Сборник включает материалы по древним корам выветривгав; в част­
ности латеритным, развитым на породах различного состава, и по гипер­
генным месторождениям, связанным с древними корами. В статьях при­
водятся новые данные по корам выветривания, а также по их минералогии,
геохимии и генезису Имеются статьи, посвященные методам исследования
кор выветривания и их минералов. Наряду с этим даются материалы по
закрытому типу кор выветривания.
Р Е Д К О Л Л Е Г И Я :
доктор геол.-мин. наук Д. Г. Сапожников (ответственный редактор),
доктор геол.-мин. наук В. П. Петров, доктор геол.-мин. наук А. И. Перельман,
канд. геол.-мин. наук И. В. Витовская, канд. геол.-мин. наук К. К• Никитин,
канд. геол.-мин. наук В. И. Финько, канд. геол.-мин. наук /О. Ю. Б ¡^вельский
2-9-2
666—66

ДРЕВНИЕ КОРЫ ВЫВЕТРИВАНИЯ
И ГИПЕРГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ
РУССКОЙ ПЛАТФОРМЫ И КАВКАЗА
А. П. АФАНАСЬЕВ, А. В. АТАМАНОВ
КОРА ВЫВЕТРИВАНИЯ
НА УЛЬТРАОСНОВНЫХ ПОРОДАХ КОВДОРСКОГО МАССИВА
И СВЯЗАННОЕ С НЕЙ МЕСТОРОЖДЕНИЕ ВЕРМИКУЛИТА
На Ковдорском массиве ультраосновных-щелочных пород, располо­
женном в юго-западной части Кольского полуострова, развита весьма
своеобразная кора выветривания нового, до недавнего времени неизве­
стного кольскитового (сунгулитового) типа. Ее изучение начато в по­
следние годы в связи с разведкой Ковдорского месторождения верми­
кулита. Кора выветривания представляет большое практическое зна­
чение, интересна и в научном отношении, так как расширяет круг наших
сведений о характере процессов выветривания ультраосновных пород.
Массив занимает площадь около 38 км2 и в плане имеет концентри­
чески зональное строение. Его внутреннее ядро представлено ультра -
основными породами, в основном оливинитами. Внешняя часть масси­
ва сложена более молодыми породами ийолит-мельтейгитовой серии.
Между щелочными и ультраосновными интрузивными породами зале­
гают разнообразные метасоматические образования: нефелиновые пи-
роксениты, кальцит-флогопит-диопсидовые породы, образовавшиеся по
оливинитам; турьяиты, мелилитовые и монтичеллит-мелилитовые поро­
ды, возникшие за счет переработки интрузивных и более ранних мета-
соматических пород. К зоне разлома между ультраосновными и щелоч­
ными породами приурочен комплекс флогопит-апатит-форстеритовых
пород и магнетитовых руд. Интрузивные и метасоматические породы
секутся многочисленными жилами ийолитов и карбонатитов. Характер­
ной особенностью массива является его интенсивное ослюденение, осо­
бенно в зоне контакта оливинитов и мелилитовых пород (Кухаренко,
1958; Римская-Корсакова, 1963; Зискинд, Терновой, 1960, 1962, и др.).
Уже первые исследователи массива обратили внимание на припо­
верхностную «зону дезинтеграции» и ставили вопрос о ее древнем, до­
ледниковом возрасте. Позднее, А. В. Сидоренко (1958), показавший до­
вольно широкое развитие на Кольском полуострове доледниковых про­
дуктов выветривания, отнес кору выветривания Ковдорского пассива
также к доледниковой. Однако все указанные исследователи за кору
выветривания принимали только наиболее распространенную дресвя-
иистую (гидрослюдистую) зону. Кольскитовая (сунгулитовая) зона ими
или не рассматривалась, или выделялась в зону гидротермально изме­
ненных оливинитов (Терновой, 1962). Более поздние исследования пока­
зали, что строение коры выветривания сложнее (Токмаков, 1961, 1962;
Петров, Токмаков, 1963; Афанасьев, 1959, 1962, 1963).
з
СТРОЕНИЕ КОРЫ ВЫВЕТРИВАНИЯ
Почти все породы массива с поверхности в той или иной степени
выветрены (фиг. 1). Мощность коры выветривания колеблется от не­
скольких десятков сантиметров до 100 м. Основной причиной, способст­
вовавшей проникновению процессов выветривания на значительную
глубину, является трещиноватость породы. Наиболее трещиноватые на
массиве — ультраосновные породы, на которых и сформировалась кора
выветривания максимальной мощности с хорошо развитым профилем. 1
Фиг. 1. Схематическая карта коры выветривания Ковдорского массива, составленная
по материалам Ковдорской ГРП
1 — глинистая зона: а —на ультраосновных породах, б — на турьяитах и других мелилитовых по­
родах; 2 — гидрослюдистая зона, вермикулитовый горизонт: а — на ультраосновных породах, б —
на щелочных пироксенитах; 3— гидрослюдистая зона, гидрофлогопитовый горизонт: а — на ультра­
основных породах, б — на щелочных пироксенитах; 4 — зона дезинтеграции; 5 — карбонатиты;
б — магнетитовые руды; 7 — флогопит-апатит-форстеритовые породы; 8 — турьяиты, мелилитовые
породы; 9 — мельтейгиты, ийолиты, ийолит-уртиты; 10 — щелочные пироксениты; 11 — ультраос­
новные породы; 12 — фенитизированные гнейсы; 13 — зоны интенсивного ослюденения; 14 — кон­
туры промышленных запасов вермикулитовых руд; 15 — элементы залегания
4
а а
нн
— зо
П —
рской ГР породах, б ризонт; 4 породы
о о
овд ых й гые
К нын
ввв
в нотоно
ло оспиос
а аоа
и ргр
р тот
те льфлль
а уоу
м м на гидр0 —
ие — — 1
ан а б ы;
в д
зо я; т, ро
ь ино
л ноп
испо тривагоризчные
ые с вывевый щело
о
нн ы ит—
е рл
л оу9
тав на кмик8,
а, сос тая зо— веряиты;
ассив линисия; а турь
м —гани
в
вдорского териала; 2 ы выветриые породы
Ко макортов
ия ого на или
ветриван ю моренндистая зо7 — мед
ы коры вы ия с примесь— гидрослюарбонатиты;
разрез етриванитах; 3 ,6 — к
е ывья5
ски а втурии;
че ори ац
логи ная кодах нтегр
о нри
е еоз
Г жпе
. лох д
2 ты
г.' реотов
и еи
Ф пл
^^ ^ ^^ & _ ели
/ м
Отчетливо проявляют себя зоны контактов и особенно зоны дробле­
ния: среди сплошного чехла выветрелых пород выделяются многочис­
ленные линейные зоны выветривания, и кора выветривания Ковдорско-
го массива относится к смешанному типу.
Нижняя граница коры выветривания неровная с максимальным по­
гружением в центральной части ультраосновного ядра. Именно в этой
части массива предполагается наличие разлома, секущего ультрабази-
ты в меридиональном направлении. В профиле коры выветривания вы­
деляются следующие зоны (снизу вверх): а) зона дезинтеграции,
б) гидрослюдистая зона, в) глинистая (кольскитовая) зона (фиг. 2).
Зона дезинтеграции сложена трещиноватыми и крупнощебен­
чатыми породами со следами выветривания по трещинам. Резких гра­
ниц не имеет и представляет собой корни коры выветривания. Флого­
пит вблизи трещин заметно гидратирован. Вверх по разрезу степень
дезинтеграции возрастает и зона постепенно сменяется вышележащей
Мощность зоны местами достигает 40 м.
Гидрослюдистая зона представлена мелкодресвянистыми и
песчанистыми породами желто-бурого и зеленовато-серого цвета с со­
хранившейся текстурой материнской породы. Степень механической
раздробленности пород значительно выше, чем в нижележащей зоне.
Содержание частиц, 'меньших 0,1 мм, очень велико и в среднем состав­
ляет 30%, а содержание частиц, меньших 0,01 мм,— от 2 до 17%. В не­
большом количестве (1—3%) отмечается глинистая фракция. Весь
флогопит в той или иной степени гидратирован. Оливин и пироксен с
поверхности и по трещинам изменены. По степени гидратации слюд вы­
деляются два горизонта: низжний — гидрофлогопитовый — и верхний —
вермикулитовый. Резких границ между горизонтами нет, и иногда вер-
микулитовая руда залегает в виде карманов ниже гидрофлогопитовой.
Мощность гидрофлогопитового горизонта достигает местами 50 м, а
вермикулитового колеблется от 0 до 60 м.
Глинистая (кольскитовая) зона представлена пестро-
окрашенными в бурые и светлые тона сапонит-гидрохлорит-кольскитовы-
Фиг. 3. Сапонит-гидрохлорит-кольскитовая порода из верхней зоны
коры выветривания (белое — кольскит, темное — гидрохлорит с
примесью сапонита и кольскита)
6
Фиг. 4. Контакт между кольскито-
вой и гидрослюдиетой зонами
(зарисовка стенки шурфа)
1 — почвенно-растительный слой; 2 —
плотная гидрохлорит-кольскитовая по­
рода (верхняя зона); 3 — жилы коль-
скита; 4 — разрушенный до песка оли-
винит с вермикулитом (гидрослюдистая
зона)
ми породами, утратившими текстуру материнских оливинитов (фиг. 3).
Породы пронизаны многочисленными сложно переплетающимися жила­
ми кольскита, часто опускающимися в более глубокие горизонты коры.
Следует подчеркнуть один немаловажный факт: плотные породы гли­
нистой зоны часто подстилаются разрушенными до песка и дресвы оли-
винитами, а в самой зоне среди плотных гидрохлорит-кольскитовых по­
род залегают мало измененные, разрушенные до песка оливиниты (фиг.
4, 5). Этот факт, как мы думаем, позволяет определенно говорить о ги­
пергенном генезисе гидрохлорит-кольскитовых пород.
Так как сохранились лишь останцы коры выветривания, трудно опре­
деленно сказать, состоял ли полный профиль выветривания из трех
указанных выше зон. Однако, учитывая специфические щелочные усло­
вия массива, можно предполагать, что кольскитовая зона была конечной
и что процессы выветривания дальше не протекали. Пространственное
распределение отдельных зон и горизонтов коры выветривания на ульт-
раосновных породах массива показано на схематической карте (см.
фиг. 1). На современном эрозионном срезе глинистая зона, мощность
которой достигает 70 м, залегает в виде меридионально вытянутой по­
лосы шириной до 800 м. В этой части массива располагается зона дроб­
ления ультраосновных пород, в которой процессы выветривания протека­
ли наиболее интенсивно
Фиг. 5. Останцы разрушенной до песка ,
диопсидоливиновой породы в верхней
кольскитовой зоне (зарисовка стенки
канавы)
1 — разрушенная д о песка диопсид-оли
виновая порода; 2 — плотная гидрохло­
рит-кольскитовая порода
0 0,5 Ум
1 ________I__________л
1 На фиг. 1 показаны также глинистые продукты выветривания мелилитовых по*
род, представленные в основном монтмориллонитом и кальцитом. В данной статье эти
'7