Алюминиевые, железистые (железные) и марганцевые породы
Алюминиевые, железистые (железные) и марганцевые породы рассматриваются совместно, исходя из того, что они взаимосвязаны единством климатических условий, необходимых для их формирования.
Эти породы называют триадой, которая служит надежным индикатором гумидных условий палеоклимата в противоположность эвапоритам, свойственны только аридным климатическим обстановкам.
Марганцевые породы (манганаты)
К марганцевым породам принадлежат различные осадочные образования морского, лагунного и континентального происхождения. Марганцевые руды осадочного генезиса содержат свыше 10% оксидов марганца.
Классификация.
Марганцевые породы подразделяются с учетом их генезиса и минерального состава. По генезису среди них выделяют хемогенные и хемобиогенные разности, а по минеральному составу – оксидные и карбонатные.
По морфологическим признакам среди осадочных месторождений марганца выделяются две группы: пластовые рудные тела, занимающие большие площади, и пластообразные залежи, расчлененные на отдельные блоки в результате тектонических движений.
Химический состав марганцевых пород характеризуется широкими вариациями содержания оксидов марганца, обычно повышенным содержанием оксидов железа, кальция, кремнезема и глинозема. Для железомарганцевых конкреций характерны примеси никеля, кобальта, меди, бария в больших количествах
Минеральный состав. Главными минералами марганцевых осадочных пород являются
пиролюзит, псиломелан и вернадит, манганит и браунит (они относятся к оксидам и гидроксидам марганца),
карбонаты марганца: родохрозит, манганокальцит
силикаты – кварц, халцедон, опал, глауконит, глинистые минералы.
Второстепенными минералами являются прочие карбонаты – кальцит, сидерит, анкерит и др., сульфаты – барит и др.
Текстура. Характерны массивные, землистые, конкреционные, брекчиевидные, пластовые и слоистые образования.
Структура. Типичными структурами марганцевых пород являются зернистые, пелитоморфные, оолитовые, бобовые и др.
Диагностические признаки.
Окраска оксидных марганцевых пород обычно черная, реже красных тонов. Карбонатные марганцевые руды окрашены в светлые тона – розоватые, серовато-белые. Для них характерна повышенная плотность. Типично присутствие на выветрелых поверхностях образцов черной рыхлой корочки, из-за чего они пачкают руки черным сажистым налетом. В соляной кислоте руды хорошо растворяются при нагревании, окрашивая раствор в бурый цвет.
Для упрощенного определения в полевых условиях светлоокрашенных марганцевых пород рекомендован следующий способ. Крупинка образца тщательно растирается в фарфоровой кювете с несколькими кристалликами гидросульфата калия (KHSO4), к смеси добавляется 1-2 кристалла азотнокислого серебра, и растирание повторяется. Затем смесь обрабатывается каплей разбавленного аммиака, после чего в присутствии марганца появляется черная окраска.
Для качественного определения марганца в рудах черной окраски кусочек образца мелко растирают и всыпают в пробирку, добавляют 4-5-кратное количество хлоридно-нитратной смеси аммонийных солей, состоящей из двух частей хлорида и одной – нитрата аммония. Смесь перемешивают и затем нагревают на спиртовке в течение 4-5 мин. После охлаждения небольшую порцию смеси помещают в кювету и добавляют 2-3 кристаллика азотнокислого серебра. Смесь растирают и обрабатывают каплей раствора аммиака. Почернение при слабом нагреве указывает на присутствие марганца.
Описание основных типов пород.
1. Окисные марганцевые породы, представляющие собой смесь минералов оксидов и гидроксидов марганца, черного, темно-серого цвета. Наиболее распространенным типом отложений является псиломелан-пиролюзитовый, который обычно сложен оолитами разной величины, от нескольких миллиметров до 10-20 см. Крупные конкреции отличаются концентрическим строением. Присутствуют также землистые массы и ноздреватые пористые руды.
2. Карбонатные марганцевые породы представлены известняками и доломитами с рассеянными кристаллами родохрозита и манганокальцита. Цвет светло-серый, серый с розоватым оттенком. При выходе на поверхность карбонатные минералы марганца замещаются окислами, поэтому породы приобретают более темную окраску.
Железные породы (Ферриты)
К железистым породам относятся образования осадочного генезиса различного минерального состава – оксидные, карбонатные, силикатные и смешанного состава, обогащенные железистыми минералами (магнетитом, гематитом, гетитом и др.).
При повышенном содержании железа (более 30% Fe2O3 и FeO) они относятся уже к железным рудам.
Минеральный состав.
Главными минеральными компонентами железистых пород оксидного состава являются гидрогетит, гетит, гематит, гидрогематит, магнетит;
карбонатного состава: сидерит, сидероплезит, анкерит; силикатного состава: шамозит, тюрингит.
В них также обычно присутствуют вивианит, керченит, оксиды и гидроксиды марганца, сульфиды железа.
Второстепенными минералами являются кальцит, хлориты, глауконит, глинистые минералы, кварц, полевые шпаты, слюды и др.
Текстура.
Чаще массивные, нередко встречаются также конкреционные, конгломератовидные и брекчиевидные типы текстур.
Структура. Вариации структур достаточно разнообразные – землистые, скрытокристаллические, оолитовые, бобовые, сферолитовые, коррозионные, натечные и др.
Диагностические признаки. Характерным диагностическим признаком является окраска железистых пород. Залежи оксидного состава отличаются черной, бурой, красновато-бурой, желтовато-бурой, желтой (охры), вишнево-красной окраской. Сидеритовые породы имеют серые, темно-серые, желтовато-бурые тона, на свежем сколе наблюдается стеклянный блеск по спайности, иногда с перламутровым отливом. Силикатные залежи имеют табачно-серые, зеленовато-серые оттенки и землистую или оолитовую структуру.
Важное диагностическое значение имеет цвет черты. Для пород оксидного минерального состава цвет черты варьирует от черной (магнетит) до желтой (гидрогетит, охра). Вишнево-красную черту дает – массивный гематит, красновато-бурую – гетит.
Другими диагностическими признаками железистых пород являются повышенная плотность (особенно для массивных магнетитовых и гематитовых руд), магнитность (магнетитовые руды), растворимость в соляной кислоте при кипячении.
Описание характерных типов пород.
Оксидные железистые породы узнаются по темно-бурой, красновато-бурой или желтой (охристой) окраске. В них главными минеральными компонентами являются гетит, гидрогетит, гематит и магнетит. Смеси гетита и гидрогетита называются бурыми железняками, или лимонитовыми рудами. В качестве примесей характерны глинистые минералы, кварц, халцедон, опал и др.
Текстура часто массивная или конкреционная. Различают так же рыхлые (землистые), плотные, иногда натечные формы.
Структуры преобладают пелитоморфные, бобовые, оолитовые. Оолиты в составе железистых пород могут быть моно- или полиминеральными. В последнем случае отдельные их оболочки сложены различными минеральными видами. В центре оолитов часто присутствуют зерна кварца. Цементом в оолитовых или бобовых рудах являются оксиды и гидроксиды железа.
Железистые кварциты (джеспилиты) – метаморфизованные осадочные железные руды имеют в основном либо кварцево-гематитовый, либо кварцево-магнетитовый составы. Признаки седиментогенных структур у них совершенно утрачены, однако текстуры сохранились отчетливо: характерная полосчатость, представленная чередованием тонких слойков кварца, магнетита, гематита. Окраска полосчатая – чередование белых и цветных полос (розовых, вишневых, черных).
Сидеритовые породы – редкое железорудное сырье. Состоят в основном из сидерита с примесью сульфидов железа, карбонатов кальция и магния, шамозита, фосфатов и глинистых минералов. Они залегают в виде сплошных однородных мелкозернистых масс светло-серого или желтовато-серого цвета среди глинистых или кремниевых отложений. С поверхности эта порода становится темно-бурой в результате окисления сидерита и перехода его в гидрогетит. Иногда текстура породы конкреционная (сферосидериты).
Шамозитовые (лептохлоритовые) породы по внешнему виду темно-зеленые, иногда почти черные. Характерны оолитовая, пленочная, пластинчатая и чешуйчатая структуры. Шамозитовые оолиты иногда цементируются кальцитом.