Карст и карстовые отложения

Карстующиеся породы и отчасти некарстующиеся включения встречаются в осадочном заполнении в виде дресвы, щебня и глыб, изредка в виде мучнистой либо глинистой разложенной массы. В гравитационных отложениях обломочного материала содержится 80- 100%. В телах смешанного происхождения (инфлювиально - гравитационных и др.) количество щебня и глыб составляет до 60%. Часто обломки карбонатных пород в суглинистом цементе сильно корродированны и с поверхности превращены в муку.

Качественно иными источниками веществ, поступающих в карст, являются продукты преобразования коренных пород и рыхлых аккумулятивных образований. Наложенные процессы воздействуют на авто-, параавто- и аллохтонные отложения, за счет чего возникают новые минеральные ассоциации. Изменению, в той или иной мере, подвержены сами карстующиеся породы. Соответственно, продукты их гипергенного преобразования поступают в карстовые формы.

Тела глинистых метасоматитов образуются на вертикальных и наклонных контактах алюмосиликатных и карбонатных толщ. В механизме их формирования обнаруживаются признаки биметасоматоза. В частности, автором было отмечено[8], что они предпочтительнее развиваются при контрастности составов контактирующих толщ, например на контактах ультраосновных изверженных пород с известняками либо глинистых сланцев, филлитов с доломитами и магнезитами. Взаимосвязанное преобразование контрастных по составу пород автор рассматривает как контактово-карстовый процесс. В результате его проявления обрадуются трансформационные и частично заменные метасоматиты /125/.

Выщелачивающий метасоматоз широко проявлен в отложениях покрытого карста. В некоторых разрезах в красноцветном инфлювии отмечалось появление аутигенных бобовин и рыхлых сфероидов (ооидов) с одновременным образованием гиббсита в количествах 5-15% /8, 166, 170/. Бокситизация отложений карста отмечалась неоднократно. Некоторые исследователи отводят ей ведущую роль в образовании руд алюминия в глубоком покрытом карсте [11].

Одним из распространенных видов гипергенных метасоматитов являются кремнистые породы. Поверхностное замещение известняка с образованием в низах метасоматической колонки кварцита, а в верхах маршалита. Известняк по резкой неровной границе сменяется сплошным кварцитом. При этом хорошо сохраняются структурно-текстурные особенности эдукта, заметны отпечатки фауны. Мощность зоны кварцита около 3 м. выше постепенно происходит дезинтеграция продукта с переходом его в пылевидный кварц (маршалит).

Глава 5.Полезные ископаемые карстовой фациальной области

5.1 Типы полезных ископаемых

В отложениях покрытого и погребенного, в меньшей мере кольматированного тиной карста обнаружены залежи различного минерального сырья. Рудное представлено бурыми железняками и сидеритами, марганцевыми и железомарганцевыми скоплениями, силикатами никеля, бокситами, россыпными золотом и касситеритом. Группа нерудного сырья включает фосфориты, россыпи алмазов, глинистые пигменты, глины, мраморный оникс и др.

Минеральное сырье в рыхлых континентальных отложениях, в том числе и в отложениях карста, традиционно относится к месторождениям выветривания или гипергенным, которые подразделяются на остаточные и инфильтрационные образования [2].

Гипергенное оруденение включает остаточную, остаточно--инфильтрационную и инфильтрационную группы типов. В остаточной группе источник веществ автохтонный. В них мы различаем элювиальные образования, связанные с инконгруэнтным растворением или гидролизом породообразующих минералов-носителей конкретного рудного элемента. При этом происходит вынос балластных веществ и образование на основе устойчивых химических новых минеральных видов. Инфлювиальные образования создаются при конгруэнтном растворении балластных породообразуюших минералов, вследствие чего рудные акцессории многократно концентрируются. В процессе накопления они могут инкогруэнтно растворяться или разлагаться, поэтому минеральный состав руды частично или полностью обновляется. Например, при растворе известняка или доломита накапливаются железистые глины (terra rossa), при инконгруэнтном растворении которых выносится кремнезем и синтезируется гиббсит. Смешанные генерации руд образуются при контактово-карстовом процессе, когда наблюдаются накопление и последующее преобразование автохтонного и параавтохтонного материала. Интенсивно проявленный выщелачивающий или фильтрационный метасоматоз делает неотличимым элювий от инфлювия и наоборот.

Оруденение остаточио-инфильтрационной группы типов имеет параавтохтонный источник. Он находится где--то поблизости от формирующегося месторождения или рудопроявления и может быть обнаружен поисковыми работами.

Инфильтрационное оруденение не имеет явно выраженного источника. За счет высокой селективности геохимического барьера ин подземных вод извлекаются элементы, содержание которых определяется геохимическим фоном.

В обеих названных группах будем различать секреционные образования, когда вещество отлагается из раствора в раскрытых трещинах, щелях и кавернах, т.е. в свободном пространстве. Такие образования часто называют инфильтрационными, не вполне порно трактуя инфильтрацию как связное движение раствора по зияющим трещинам и другим каналам. Следствие просачивания рудных флюидов через трещинно-поровое пространство породы - ее метасоматическое преобразование.

В качестве самостоятельно группы выделена полигенная, к которой отнесено ранее сформированное в карсте орудинение, механически переотложенное на новые карстовые поля.

Полезные ископаемые либо являются составной частью отложений карста, либо полностью выполняют его формы. Для погребенного карста наиболее характерны генотипы осадочной и полигенной групп. Источники могут быть самые разные: автохтонные или параавтохтоные для месторождений бокситов, фосфоритов, каолинов и аллохтонные для месторождений железных руд и россыпей. Как правило, месторождения ископаемых карста полигенетичны. В пределах одного месторождения обычно встречаются залежи разного происхождения. [2]

5.2 Рудные полезные ископаемые

1) Железные руды по способу накопления можно подразделить на осадочные, остаточные, остаточно-инфильтрационные и инфильтрационные, а по отношению к отложениям карста на прото-, син- и эпигенетические. В гидротермально-метасоматических месторождениях встречаются карстовые формы, заполненные гетит-гидрогетитовыми кусково-землистыми рудами. Они образованы при окислении и оползании магнетитовых руд трубок взрыва. Экономическое значение таких руд было весомым на заре индустриального века, а в настоящее время резко снизилось.

2) Марганцевые руды карстового морфотипа дают обособления, во многом аналогичные железнорудным. Сходство геологических обстановок локализации тех и других подчеркиваются существованием переходного оруденения

3) Бокситы карстового морфотипа широко распространены на континентах и океанических островах Северного полушария. Классификации месторождений бокситов многочисленны: морфологические, генетические, морфогенетические и комплексные.

4) Руды цветных и редких металлов (Ni, Sb, Pb, Zn, и Cu) в отложениях гипергенного карста формируются лишь в случаях наличия первичных концентраций одного или нескольких названных элементов в коренных породах. Они являются большей частью остаточно-инфильтрационными, реже осадочными образованиями. По отношению к вмещающим породам руды син- и эпигенетические.

5.3 Нерудные полезные ископаемые

1) Фосфориты карстового типа образуют месторождения на выходах фосфатоносных известняково-доломитовых формаций.Из- за разнообразия текстур фосфоритов, изменчивости физических свойств и условий размещения классификации месторождений принято считать генетическими либо полигенными.

2) Глинистые пигменты классифицируются по генезису. Среди них выделяются элювиальная и осадочная группы. Карстовые залежи относятся ко второй группе. Также как аллохтонные накопления рассматривают продукты переотложения каолинитовой и латеритной кор выветривания.

3) Углеводородные соединения, такие как нефть и газ также приурочены к карстовым месторождениям. Коллекторские свойства месторождений связаны с карстификацией.

Заключение

Из данной работы следует, что карст - это совокупность процессов и явлений, связанных с деятельностью воды и выражающихся в растворении горных пород и образовании в них пустот, а также своеобразных форм рельефа, возникающих на местностях, сложенных сравнительно легко растворимыми в воде горными породами. Здесь освещены геологические следствия развития карста, причины накопления и источники минеральных веществ во внешних и покрытых формах. Описаны механизмы и продукты преобразования карстующихся пород. Рассмотрены рудные и нерудные полезные ископаемые карста, их образование.

Карст является серьезной темой для изучения геологов, его изучение в значительной степени связано с практическими запросами страны, по мере изучения карста, выявляется огромная его польза и хозяйственная отдача. В карстовых районах залегают полезные ископаемые. С карстом связаны запасы нефти, газа, пресной воды, а также минеральных термальных вод.

Список литературы

1. Короновский Н.В. , Ясаманов Н.А. Геология. 3-е издание.2006.-448 стр.

2. Цыкин Р.А. Отложения и полезные ископаемые карста. Новосибирск: Наука, 1985.-166 стр.

3. Гвоздецкий Н.А. Карст. М.: Изд-во «Мысль», 1981.- 214 стр.

4. Максимович Г.А. Генетический ряд натечных отложений пещер (карбонатный спелеолитогенез). // Пещеры, вып. 5 (6). Пермь, 1965.

5. Васильев И.Н., Задорожная Л.П. Задачи и особенности исследования литологии и трещиноватости горных пород в карстовых районах. // Гидрология и карстоведение. Пермь, 1977, вып. 7.

6. Гвоздецкий Н.А. Карст. М.: Географгиз, 1954.

7. Максимович Г.А. Основы карстоведения. Пермь.1963.- 444стр.

8. Цыкин Р.А., Цыкина Ж.Л. Карст восточной части Алтае-Саянской карстовой области и связанные с ним полезные ископаемые. Новосибирск: Наука, 1978.-104стр.

9. Цыкин Р.А. об условиях формирования карста покрытого типа. Геол. и геофиз.,1980 №8, 58 стр.

10. Казакевич Ю.П. Условия образования и сохранения сложных погребенных россыпей золота. М.: Недра, 1972.-216 стр.

11. Линдгрен В. Минеральные месторождения. Вып. 2.1934- 231 стр.