Образование месторождений полезных ископаемых при выветривании

С корами выветривания связаны разнообразные месторождения полезных ископаемых. Так, известное железорудное месторождение Курской магнитной аномалии представляет собой в верхней, наиболее богатой части древнюю, палеозойскую кору выветривания магнетитсодержащих кварцитов. В результате гипергенных процессов кремнезём был выщелочен, магнетит окислен и в верхнем горизонте образовались богатые гематитовые руды.

В мезозойской коре выветривания Южного Урала имеются крупные залежи никелевых и железных легированных руд, а также каолинита. В США, Гвинее и других местах приэкваториальной зоны известны месторождения бокситов, образовавшихся при выветривании нефелиновых сиенитов. В Алтайском крае известны бокситовые месторождения, связанные с корами выветривания мел-палеогенового возраста: Бочкарёвское, Семёно-Красиловское (Салаир).

Зональность коры выветривания рудных месторождений. Для поверхностных частей рудных месторождений, проработанных процессами гипергенеза, типична так называемая вторичная зональность. Её сущность заключается в том, что от неизменённых руд по направлению к поверхности происходит закономерное изменение минерального состава.

Общая схема строения коры выветривания сульфидного месторождения имеет следующий вид.

В верхней части месторождения, где свободно циркулирует воздух и просачиваются фильтрующиеся воды, происходит окисление сульфидов с образованием легкорастворимых сульфатов металлов, а также серной кислоты.

Если гипергенное образование происходит в аридных ландшафтных условиях, то малые количества фильтрующихся вод быстро иссякают и из них кристаллизуется серия разнообразных сульфатов. Сверху располагаются сульфаты трёхвалентного железа (ярозит и др.), ниже, в условиях некоторого недостатка кислорода, - сульфаты двухвалентного железа, меди, цинка (мелантерит, халькантит, госларит и др.).

В гумидных ландшафтных условиях обильные кислые растворы фильтруются вниз, растворяя рудные минералы. Вверху в результате окисления и гидролиза выпадают гидрооксиды железа, которые образуют «железную шляпу», как бы прикрывающую месторождения. Под «железной шляпой» может образоваться горизонт, из которого полностью выщелочены руды и где сохранились лишь «сыпучка» из устойчивых минералов (кварца, барита).

Верхняя часть коры выветривания рудных месторождений, где доминируют процессы окисления, получила название зоны окисления.

Ниже уровня грунтовых вод находится область значительного дефицита кислорода. Поэтому те металлы, которые сюда поступают в составе водных растворов сверху, выпадают в виде плохо растворимых вторичных сульфидов (халькозина, ковеллина). Эта нижняя часть коры выветривания рудных месторождений называется зоной вторичного обогащения или цементации. Часто здесь образуются очень богатые руды, представляющие особую ценность.