Химические осадки

Поверхностные воды содержат различные элементы как в виде коллоидных, так и в виде истинных растворов. Первые обычно преобладают в пресных водах рек и озер, вторые – в соленых водах.

Выпадение вещества в осадок из коллоидных растворов связано с их коагуляцией, которая чаще всего наступает при встрече их с водами, богатыми электролитами (солеными) например, в прибрежной части морей и океанов, куда впадают реки. В результате в осадок выпадают Fe, Si, Al, Mn. Коллоидные растворы железа устойчивы при рH =2-3, поэтому отложения гидроокислов Fe находятся вблизи береговой линии. Вместе с гидроокислами Fe часто выделяется SiO₂ в виде золя. Иногда образуются крупные скопления железистых силикатов – хлоритов (ассоциация шамозит, тюрингит, гидрогетит, глауконит, сидерит).

Далее от берега отложения обогащаются гидроокислами Al, давая диаспор-шамозитовые руды и даже чистые бокситы.

Таким же путем образуются крупнейшие месторождения Mn (Никопольское, Чиатурское). По мере удаления от берега в глубь океана все большее значение начинает играть осаждение из истинных растворов и окисные и гидроокисные отложения заменяются карбонатными (сидеритами, родохрозитами).

Большинство химических осадочных месторождений, образовавшихся из истинных растворов, представлены так называемой галогенной формацией, к которой принадлежат месторождения солей Ca, Na, K, Mg (гипсы, ангидриты, каменная соль, калийные и магнезиальные соли, бораты). Эти месторождения формируются за счет солевой массы мирового океана.

В некоторые периоды развития нашей планеты солеродные бассейны достигали огромных размеров. Так, в палеогене солеродный бассейн занимал обширную площадь от Северного Урала до Каспия, захватывая восточную часть Восточно-Европейской платформы. На территории Восточной Сибири в докембрии также существовал колоссальных размеров солеродный бассейн.

Месторождения галогенной формации возникают в морских лагунах в условиях аридного климата, когда образуется достаточно высокая концентрация солей в растворах. При увеличении концентрации растворов соли осаждаются в определенной последовательности, которая зависит, прежде всего, от их растворимости. Первыми выделяются трудно растворимые соли, последними – легкорастворимые. Кроме этого, на последовательность влияет Т^о раствора, а также наличие других солей.

Последовательность выделения солей при упаривании морской воды:

I – Испарение Н₂О без осаждения, повышение концентрации Са, Mg, Na и выпадение Ca[CO₃]. Затем Са[СО₃] реагирует с Mg→Са Mg[CO₃]₂ - доломитизация.

II – После доломитизации или параллельно с этим процессом образуется гипс Ca[SO₄] 2H₂O, если Т^о выше, то ангидрит Са[SO₄].

III – Т^о растет, достигается предел растворимости NaCl, образуется ассоциация NaCl + Ca[SO₄] 2H₂O

IV – NaCl + Ca [SO₄]

V – NaCl + полигалит К₂ МgCa₂[SO₄]₄ 2H₂O

VI – KCl + KMgCl₃ 6H₂O и соли Мg и бораты.

В каждом конкретном случае процесс упаривания может прекратиться на любой стадии.

Минералогия химических осадков замкнутых континентальных бассейнов (озер) более разнообразна, так как зависит от области сноса. Такого типа месторождения тенардит Na₂[SO₄] (Кара-Богаз-Гол), боратов (Долина Смерти в Калифорнии), селитры Na[NO₃] и К[NO₃] (Чили), соды (Калифорния) Na₂[CO₃] 10 H₂O.