ХИМИЗМ ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД

Yuklangan vaqt

2024-04-05

Yuklab olishlar soni

1

Sahifalar soni

5

Faytl hajmi

23,5 KB


ХИМИЗМ ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД Специфика поверхностных процессов на Земле определяется обилием воды, свободного кислорода атмосферы, наличием углекислоты и активно действующей биомассы. Поскольку весь О2 и часть СО2 атмосферы - продукты фотосинтеза, следует подчеркнуть, что именно наличие жизни уже в раннем протерозое кардинально изменило первичный азотно-углекислотный состав земной атмосферы и определило уникальный окислительный характер экзогенных процессов. Главные поверхностные процессы - механическое разрушение литосферы за счет воздействия воды, льда, ветра и органического вещества в сочетании с химическими изменениями - окислением, гидратизацией, карбонатизацией, сульфатизацией, галогенизацией и др. Химическое изменение магматических пород сопровождается глобальным разделением и вторичной концентрацией отдельных элементов в осадочном чехле Земли. При этом происходит отделение легкоподвижных катионов щелочных и щелочноземельных элементов (К+, Nа+, Са2+, Мg2+ и др.) от малоподвижных (Аl3+, Fе3+, Тi4+, Zr4+ и др.). В отдельных типах осадочных пород, по сравнению с магматическими, резко концентрируются Н2О (в глинах и гидроксидах), СО2 (в карбонатах), SiO2 (песчаники, кварциты, яшмы, трепел), К, Nа и Сl (галит, сильвин), Сa и Мg (известняк, доломит, гипс), Са и S (гипс, ангидрит), Fe2О3 и MnО2 (лимонит, пиролюзит), углеродистое органическое вещество, в том числе нефть, уголь, газ; Р (фосфориты), Аl (глины, бокситы), а также Cu, Тi, V, U и другие редкие элементы. Устойчивые минералы образуют зоны механической концентрации, т.е. россыпи Аu, Рt, ТR (монацит), Тi (ильменит и рутил), Zr (циркон), Sn (касситерит), а также алмазные, янтарные и др. Переработка магматогенной земной коры в течение 3,5 миллиардов лет привела к ее существенному изменению. Осадочные породы составляют 29% от объема земной коры, 27% по весу и содержат (вес.%): глины - 50; песчанистые породы - 30; карбонаты – 20, причем Fe2O3 резко преобладает над FeO. Экзогенные процессы переработали более четвертой части магматической земной коры и превратили ее в разнообразные осадочные толщи. В мировом океане терригенные осадки концентрируются в области шельфа, континентального склона и его подножия; ледниково-морские осадки сплошным поясом шириной до 1000 км окружают Антарктиду, а также Гренландию. Типы химических осадков в значительной степени зависят от соотношения в воде СО2/НСО3. Карбонатные осадки характерны для субтропической и экваториальной областей; критическая глубина карбонатонакопления, ниже которой растворяется весь карбонат кальция, колеблется от 4000 до 4700 м. Кремнистые диатомовые (водорослевые) осадки характерны для холодных ХИМИЗМ ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД Специфика поверхностных процессов на Земле определяется обилием воды, свободного кислорода атмосферы, наличием углекислоты и активно действующей биомассы. Поскольку весь О2 и часть СО2 атмосферы - продукты фотосинтеза, следует подчеркнуть, что именно наличие жизни уже в раннем протерозое кардинально изменило первичный азотно-углекислотный состав земной атмосферы и определило уникальный окислительный характер экзогенных процессов. Главные поверхностные процессы - механическое разрушение литосферы за счет воздействия воды, льда, ветра и органического вещества в сочетании с химическими изменениями - окислением, гидратизацией, карбонатизацией, сульфатизацией, галогенизацией и др. Химическое изменение магматических пород сопровождается глобальным разделением и вторичной концентрацией отдельных элементов в осадочном чехле Земли. При этом происходит отделение легкоподвижных катионов щелочных и щелочноземельных элементов (К+, Nа+, Са2+, Мg2+ и др.) от малоподвижных (Аl3+, Fе3+, Тi4+, Zr4+ и др.). В отдельных типах осадочных пород, по сравнению с магматическими, резко концентрируются Н2О (в глинах и гидроксидах), СО2 (в карбонатах), SiO2 (песчаники, кварциты, яшмы, трепел), К, Nа и Сl (галит, сильвин), Сa и Мg (известняк, доломит, гипс), Са и S (гипс, ангидрит), Fe2О3 и MnО2 (лимонит, пиролюзит), углеродистое органическое вещество, в том числе нефть, уголь, газ; Р (фосфориты), Аl (глины, бокситы), а также Cu, Тi, V, U и другие редкие элементы. Устойчивые минералы образуют зоны механической концентрации, т.е. россыпи Аu, Рt, ТR (монацит), Тi (ильменит и рутил), Zr (циркон), Sn (касситерит), а также алмазные, янтарные и др. Переработка магматогенной земной коры в течение 3,5 миллиардов лет привела к ее существенному изменению. Осадочные породы составляют 29% от объема земной коры, 27% по весу и содержат (вес.%): глины - 50; песчанистые породы - 30; карбонаты – 20, причем Fe2O3 резко преобладает над FeO. Экзогенные процессы переработали более четвертой части магматической земной коры и превратили ее в разнообразные осадочные толщи. В мировом океане терригенные осадки концентрируются в области шельфа, континентального склона и его подножия; ледниково-морские осадки сплошным поясом шириной до 1000 км окружают Антарктиду, а также Гренландию. Типы химических осадков в значительной степени зависят от соотношения в воде СО2/НСО3. Карбонатные осадки характерны для субтропической и экваториальной областей; критическая глубина карбонатонакопления, ниже которой растворяется весь карбонат кальция, колеблется от 4000 до 4700 м. Кремнистые диатомовые (водорослевые) осадки характерны для холодных приполярных областей; кремнистые радиоляриевые илы встречаются на дне океанов ниже критических глубин карбонатного осадкообразования, вместе с красными глубоководными глинами. Рыхлые или илистые осадки подвергаются литофикации, т.е. превращению в твердые породы. При этом происходит цементация песчанистых пород кабонатным, гидрослюдистым (за счет глинистых минералов) или кремнистым цементом. Обычна также перекристаллизация карбонатных пород с образованием мраморовидного известняка. Из глинистых илов образуются глинистые сланцы. Диагенетические процессы близки по времени к литофикации и сопровождаются возникновением конкреций кремня, сидерита, фосфоритов, марказита, целестина и других минералов. Возникновение конкреций объясняется тем, что в иловых водах концентрация рассеянных элементов резко превышает концентрацию этих элементов в морской воде. Высокие сорбционные свойства глинистых илов способствуют накоплению в них многих элементов. В глинистых илах за счет слабой диффузии из морской воды кислорода сохраняется и накапливается органическое вещество, которое поддерживает восстановительную среду, способствующую повышенной концентрации сероводорода и восстановлению углекислоты до метана. Поэтому в глинистых сланцах на сероводородном барьере концентрируются халькофильные элементы (железо, медь, свинец, цинк, никель, кобальт, ртуть и др.). На восстановительном барьере в глинистых сланцах часто накапливается уран, теряющий миграционные свойства при переходе U6+→U4+. Эпигенетические процессы изменяют твердые осадочные породы и обычно сопровождают процессы выветривания. К ним относятся некоторые типы окремнения, окварцевание, ожелезнение, аргиллизация, карбонатизация. ПРОЦЕССЫ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОГО ВЫВЕТРИВАНИЯ Химическое изменение горных пород на континентах ведет к возникновению за их счет площадных или линейных (по разломам) кор выветривания. Широко распространены древние коры выветривания и продукты их переотложения или метаморфизма - от кайнозоя до архея включительно. Главные типы кор выветривания - сиалитные (глинистые) и латеритные (красноцветные, гидроксидные); они развиты преимущественно по силикатным породам. Сиалитные коры выветривания характерны для районов с влажным умеренным климатом; латеритные коры возникают в условиях гумидного тропического и субтропического климата. Аргиллизация в сиалитных корах выветривания происходит за счет того, что из полевых шпатов, слюд и темноцветных минералов слабокислые дождевые воды с рН = 5,5-6,5 (за счет СО2 атмосферы и органических кислот) выносят К, Nа, Са, Мg. Менее подвижные Si и Аl остаются в составе приполярных областей; кремнистые радиоляриевые илы встречаются на дне океанов ниже критических глубин карбонатного осадкообразования, вместе с красными глубоководными глинами. Рыхлые или илистые осадки подвергаются литофикации, т.е. превращению в твердые породы. При этом происходит цементация песчанистых пород кабонатным, гидрослюдистым (за счет глинистых минералов) или кремнистым цементом. Обычна также перекристаллизация карбонатных пород с образованием мраморовидного известняка. Из глинистых илов образуются глинистые сланцы. Диагенетические процессы близки по времени к литофикации и сопровождаются возникновением конкреций кремня, сидерита, фосфоритов, марказита, целестина и других минералов. Возникновение конкреций объясняется тем, что в иловых водах концентрация рассеянных элементов резко превышает концентрацию этих элементов в морской воде. Высокие сорбционные свойства глинистых илов способствуют накоплению в них многих элементов. В глинистых илах за счет слабой диффузии из морской воды кислорода сохраняется и накапливается органическое вещество, которое поддерживает восстановительную среду, способствующую повышенной концентрации сероводорода и восстановлению углекислоты до метана. Поэтому в глинистых сланцах на сероводородном барьере концентрируются халькофильные элементы (железо, медь, свинец, цинк, никель, кобальт, ртуть и др.). На восстановительном барьере в глинистых сланцах часто накапливается уран, теряющий миграционные свойства при переходе U6+→U4+. Эпигенетические процессы изменяют твердые осадочные породы и обычно сопровождают процессы выветривания. К ним относятся некоторые типы окремнения, окварцевание, ожелезнение, аргиллизация, карбонатизация. ПРОЦЕССЫ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОГО ВЫВЕТРИВАНИЯ Химическое изменение горных пород на континентах ведет к возникновению за их счет площадных или линейных (по разломам) кор выветривания. Широко распространены древние коры выветривания и продукты их переотложения или метаморфизма - от кайнозоя до архея включительно. Главные типы кор выветривания - сиалитные (глинистые) и латеритные (красноцветные, гидроксидные); они развиты преимущественно по силикатным породам. Сиалитные коры выветривания характерны для районов с влажным умеренным климатом; латеритные коры возникают в условиях гумидного тропического и субтропического климата. Аргиллизация в сиалитных корах выветривания происходит за счет того, что из полевых шпатов, слюд и темноцветных минералов слабокислые дождевые воды с рН = 5,5-6,5 (за счет СО2 атмосферы и органических кислот) выносят К, Nа, Са, Мg. Менее подвижные Si и Аl остаются в составе каолинита - Аl4(Si4O10)(ОН)8, кварц сохраняется в виде песка. При выветривании основных пород преобладает монтмориллонит - Мg6(Si4O10)(ОН)8. По ультраосновным породам развиваются лимонит, нонтронит, серпентин, его Ni-содержащий аналог гарниерит (никелевая руда), магнезит, Со-содержащий вад (асболан) и др. Видимо, за счет метаморфизованных каолинитовых кор выветривания возникли глиноземистые сланцы архея- протерозоя, в том числе архейские дистеновые сланцы Кейвской серии на Кольском п-ве (2,9 млрд.лет). Латеритные (красноцветные) коры выветривания (латер - кирпич, санскрит) возникают в условиях гумидного тропического и субтропического климата, при воздействии теплых щелочных (за счет дефицита СО2) дождевых вод. В этих условиях помимо щелочей и щелочноземельных элементов из дунитов, базальтов, сиенитов и глин выносится SiО2 и поэтому возникают плащеобразные покровы с преобладанием оксидов и гидроксидов Fe3+, Al, Ti, TR и др. Так образуются месторождения бокситов, железных (лимонитовых) и никелевых (гарниеритовых, с примесью кобальта) руд. Только в условиях кислород-содержащей атмосферы могли отложиться из бассейнов позднего архея и протерозоя железистые кварциты, образующие грандиозные месторождения железных руд Курской магнитной аномалии (КМА), а также Украины и Канады. Карстовые воронки и пещеры с натеками сталактитов и сталагмитов возникают при выветривании карбонатных толщ. Для растворения известняков необходимо, чтобы грунтовые просачивающиеся воды обладали несколько повышенной кислотностью за счет концентрации СО2. Особое место занимают коры выветривания карбонатитовых массивов, когда рассеянная в карбонатных породах редкоземельно-ниобиевая (пирохлор-колумбитовая с апатитом и бадделеитом) минерализация резко концентрируется при растворении кальцита, доломита и анкерита. В коре выветривания карбонатитов возникают грандиозные концентрации редкоземельных элементов преимущественно цериевой группы, в сочетании с ниобием, иттрием, цирконием и скандием. Примером являются переотложенные коры выветривания Томторского карбонатитового массива на севере Сибирской платформы, к востоку от Анабарского поднятия. Здесь площадь рудных залежей превышает 50км2 при мощности в десятки метров и суммарном содержании рудных компонентов (TR, Nb, Sc, Та) более 5%. Зоны окисления и "железные шляпы" возникают при выветривании рудных месторождений (в условиях повышенной концентрации сульфидов). Обычно они имеют линейный характер, размещаются в рудоконтролирующих разломах и нередко проникают на глубину более километра. Главным элементом, определяющим геохимические процессы в зонах окисления, является сера сульфидов, меняющая валентность от -2 до +6. В присутствии воды окисляющиеся сульфиды создают кислую среду (за счет Н2SО4). каолинита - Аl4(Si4O10)(ОН)8, кварц сохраняется в виде песка. При выветривании основных пород преобладает монтмориллонит - Мg6(Si4O10)(ОН)8. По ультраосновным породам развиваются лимонит, нонтронит, серпентин, его Ni-содержащий аналог гарниерит (никелевая руда), магнезит, Со-содержащий вад (асболан) и др. Видимо, за счет метаморфизованных каолинитовых кор выветривания возникли глиноземистые сланцы архея- протерозоя, в том числе архейские дистеновые сланцы Кейвской серии на Кольском п-ве (2,9 млрд.лет). Латеритные (красноцветные) коры выветривания (латер - кирпич, санскрит) возникают в условиях гумидного тропического и субтропического климата, при воздействии теплых щелочных (за счет дефицита СО2) дождевых вод. В этих условиях помимо щелочей и щелочноземельных элементов из дунитов, базальтов, сиенитов и глин выносится SiО2 и поэтому возникают плащеобразные покровы с преобладанием оксидов и гидроксидов Fe3+, Al, Ti, TR и др. Так образуются месторождения бокситов, железных (лимонитовых) и никелевых (гарниеритовых, с примесью кобальта) руд. Только в условиях кислород-содержащей атмосферы могли отложиться из бассейнов позднего архея и протерозоя железистые кварциты, образующие грандиозные месторождения железных руд Курской магнитной аномалии (КМА), а также Украины и Канады. Карстовые воронки и пещеры с натеками сталактитов и сталагмитов возникают при выветривании карбонатных толщ. Для растворения известняков необходимо, чтобы грунтовые просачивающиеся воды обладали несколько повышенной кислотностью за счет концентрации СО2. Особое место занимают коры выветривания карбонатитовых массивов, когда рассеянная в карбонатных породах редкоземельно-ниобиевая (пирохлор-колумбитовая с апатитом и бадделеитом) минерализация резко концентрируется при растворении кальцита, доломита и анкерита. В коре выветривания карбонатитов возникают грандиозные концентрации редкоземельных элементов преимущественно цериевой группы, в сочетании с ниобием, иттрием, цирконием и скандием. Примером являются переотложенные коры выветривания Томторского карбонатитового массива на севере Сибирской платформы, к востоку от Анабарского поднятия. Здесь площадь рудных залежей превышает 50км2 при мощности в десятки метров и суммарном содержании рудных компонентов (TR, Nb, Sc, Та) более 5%. Зоны окисления и "железные шляпы" возникают при выветривании рудных месторождений (в условиях повышенной концентрации сульфидов). Обычно они имеют линейный характер, размещаются в рудоконтролирующих разломах и нередко проникают на глубину более километра. Главным элементом, определяющим геохимические процессы в зонах окисления, является сера сульфидов, меняющая валентность от -2 до +6. В присутствии воды окисляющиеся сульфиды создают кислую среду (за счет Н2SО4). При этом возникают разнообразные легкорастворимые сульфаты Fe2+, Cu2+, Zn2+, Ni2+, Co2+, U6+ и других металлов. Например, при окислении халькопирита возникают растворы медного и железного купоросов: CuFeS2+О2→СuSO4+FeSO4. Сульфат меди за счет углекислоты атмосферы или на контакте с известняками переходит в карбонаты меди – малахит и азурит. Из сульфата двухвалентного железа при его окислении возникает лимонит. Пирит также легко изменяется в окислительной среде, например, в Подмосковье - на контакте верхнеюрских пирит-содержащих черных глин с известняками среднего карбона. Возникает легкорастворимый сульфат Fe+2, а затем малоподвижный сульфат Fе3+, из которого образуется Fe(ОН)3, образующий конкреции лимонита в кровле ожелезненных известняков. Окисление сульфидов идет даже в условиях вечной мерзлоты (криогенез). Низкая температура замерзания концентрированных сульфатных растворов способствует их миграции, при этом образуются самородное серебро, минералы глин, сульфаты, гидроксиды железа и марганца. Лимонит и пиролюзит являются главными минералами "железных шляп", залегающих над неокисленными рудными телами. Сульфаты обычно представлены баритом, англезитом, гипсом. Активность СО2 так высока, что сульфаты вытесняются карбонатами (малахит CuCO3 Cu(OH)2; азурит 2CuCO3 Cu(OH)2; сидерит FeCO3; церуссит PbCO3; смитсонит ZnCO3), а также силикатами (хризоколла CuSiO3·Н2О; диоптаз Cu6(Si6O18)·6H2O; каламин Zn4(Si2O7)(OH)2); хлоридами (кераргирит AgCl), фторидами (геарксутит CaAlF4OH·H2O). За счет окислительных процессов иногда возникает бирюза (CuAl6(PO4)4(OH)8·4H2O). В зоне окисления концентрируются рассеянные в сульфидах самородные элементы - золото, серебро, ртуть. Зоны вторичного сульфидного обогащения возникают ниже уровня грунтовых вод, в условиях восстановительной среды на сероводородном барьере. Здесь сульфаты рудных металлов вновь переходят в сульфиды с образованием халькозина Cu2S, ковеллина CuS, борнита Cu5FeS4 и др. За счет окисления бедных первичных халькопиритовых руд нередко образуются богатые вторичные руды. «Гидрогенные» месторождения, связанные с инфильтрационными эпигенетическими процессами, возникают при просачивании грунтовых вод. Роль эпигенетических процессов при формировании рудных месторождений выявлена сравнительно недавно. Выяснилось, что таким путем возникают крупнейшие месторождения урана, меди, свинца, цинка. Пластовые залежи урана образуются в осадочных породах при переносе окислительными кислород-содержащими подземными водами легкорастворимого шестивалентного урана в форме уранильной группы (UO2)2+, чаще всего соединенной с карбонатным ионом. На восстановительном барьере шестивалентный уран превращается в устойчивые минералы четырехвалентного урана. Крупные месторождения урана этого типа характерны для Узбекистана, Казахстана, а также для Канады, США, Австралии. В качестве восстановительного барьера часто При этом возникают разнообразные легкорастворимые сульфаты Fe2+, Cu2+, Zn2+, Ni2+, Co2+, U6+ и других металлов. Например, при окислении халькопирита возникают растворы медного и железного купоросов: CuFeS2+О2→СuSO4+FeSO4. Сульфат меди за счет углекислоты атмосферы или на контакте с известняками переходит в карбонаты меди – малахит и азурит. Из сульфата двухвалентного железа при его окислении возникает лимонит. Пирит также легко изменяется в окислительной среде, например, в Подмосковье - на контакте верхнеюрских пирит-содержащих черных глин с известняками среднего карбона. Возникает легкорастворимый сульфат Fe+2, а затем малоподвижный сульфат Fе3+, из которого образуется Fe(ОН)3, образующий конкреции лимонита в кровле ожелезненных известняков. Окисление сульфидов идет даже в условиях вечной мерзлоты (криогенез). Низкая температура замерзания концентрированных сульфатных растворов способствует их миграции, при этом образуются самородное серебро, минералы глин, сульфаты, гидроксиды железа и марганца. Лимонит и пиролюзит являются главными минералами "железных шляп", залегающих над неокисленными рудными телами. Сульфаты обычно представлены баритом, англезитом, гипсом. Активность СО2 так высока, что сульфаты вытесняются карбонатами (малахит CuCO3 Cu(OH)2; азурит 2CuCO3 Cu(OH)2; сидерит FeCO3; церуссит PbCO3; смитсонит ZnCO3), а также силикатами (хризоколла CuSiO3·Н2О; диоптаз Cu6(Si6O18)·6H2O; каламин Zn4(Si2O7)(OH)2); хлоридами (кераргирит AgCl), фторидами (геарксутит CaAlF4OH·H2O). За счет окислительных процессов иногда возникает бирюза (CuAl6(PO4)4(OH)8·4H2O). В зоне окисления концентрируются рассеянные в сульфидах самородные элементы - золото, серебро, ртуть. Зоны вторичного сульфидного обогащения возникают ниже уровня грунтовых вод, в условиях восстановительной среды на сероводородном барьере. Здесь сульфаты рудных металлов вновь переходят в сульфиды с образованием халькозина Cu2S, ковеллина CuS, борнита Cu5FeS4 и др. За счет окисления бедных первичных халькопиритовых руд нередко образуются богатые вторичные руды. «Гидрогенные» месторождения, связанные с инфильтрационными эпигенетическими процессами, возникают при просачивании грунтовых вод. Роль эпигенетических процессов при формировании рудных месторождений выявлена сравнительно недавно. Выяснилось, что таким путем возникают крупнейшие месторождения урана, меди, свинца, цинка. Пластовые залежи урана образуются в осадочных породах при переносе окислительными кислород-содержащими подземными водами легкорастворимого шестивалентного урана в форме уранильной группы (UO2)2+, чаще всего соединенной с карбонатным ионом. На восстановительном барьере шестивалентный уран превращается в устойчивые минералы четырехвалентного урана. Крупные месторождения урана этого типа характерны для Узбекистана, Казахстана, а также для Канады, США, Австралии. В качестве восстановительного барьера часто выступает органическое вещество, рассеянное в углистых сланцах, а также древесина (США) и кости рыб (Мангышлак). Сходные эпигенетические процессы в осадочных толщах, связанные с переносом халькофильных элементов и их отложением на сероводородных восстановительных барьерах, формируют крупные пластовые залежи медных (медистые песчаники) и свинцово-цинковых руд. Галогенезом называется процесс гипергенной концентрации весьма подвижных элементов - К, Na, Li, Ca, Mg, Sr, В. Эти элементы концентрируются в эвапоритах - гипсовых и соляных пластах, остающихся после высыхания бессточных озер или при размывании дождями соляных куполов. В последнем случае возникают "гипсовые шляпы" или "кэпрок" с рудными концентрациями бора за счет рассеяных в соли боратов типа гидроборацита CaMg(B6O11)·H2O, улексита NaCa(B5O9)·8H2O и др. Биогенез сопровождается грандиозной концентрацией в осадочных толщах углерода, как в карбонатной форме, так и восстановленного в процессе фотосинтеза из СО2 атмосферы и входящего в состав органического вещества осадочных пород. Кларк углерода в земной коре оценивался раньше, как 0,023% (А.П.Виноградов, 1962) и 0,020% (С.Тейлор, 1964). По нашим данным, кларк углерода значительно выше и составляет 0,37% от массы земной коры, составляющей 28,46·1024 г. «Карбонатный углерод» составляет около 73% всего углерода земной коры. Остальные 27% углерода находятся в форме рассеянного углистого вещества в черных сланцах и других осадочных породах, а также образуют залежи угля, нефти, метана, торфа. На дне океанов установлены огромные залежи газогидратов (твердых соединений природных газов, преимущественно метана, этана, пропана). Ресурсы их оцениваются миллиардами кубических километров. Углистое вещество в осадочных толщах сорбирует U, V, Сu, Мо, S и др. Вес живой биомассы на континентах составляет 150 млрд.тонн (максимальная концентрация в лесах Амазонки); в океанах - 60 млрд.тонн (концентрация на шельфе). Имеет место и противоположный процесс - окисление органического вещества за счет дыхания животных, растений и действия микроорганизмов. Разложение микроорганизмами 1 тонны органического вещества дает СО2 в количестве, достаточном для растворения 2,5 тонн известняка. выступает органическое вещество, рассеянное в углистых сланцах, а также древесина (США) и кости рыб (Мангышлак). Сходные эпигенетические процессы в осадочных толщах, связанные с переносом халькофильных элементов и их отложением на сероводородных восстановительных барьерах, формируют крупные пластовые залежи медных (медистые песчаники) и свинцово-цинковых руд. Галогенезом называется процесс гипергенной концентрации весьма подвижных элементов - К, Na, Li, Ca, Mg, Sr, В. Эти элементы концентрируются в эвапоритах - гипсовых и соляных пластах, остающихся после высыхания бессточных озер или при размывании дождями соляных куполов. В последнем случае возникают "гипсовые шляпы" или "кэпрок" с рудными концентрациями бора за счет рассеяных в соли боратов типа гидроборацита CaMg(B6O11)·H2O, улексита NaCa(B5O9)·8H2O и др. Биогенез сопровождается грандиозной концентрацией в осадочных толщах углерода, как в карбонатной форме, так и восстановленного в процессе фотосинтеза из СО2 атмосферы и входящего в состав органического вещества осадочных пород. Кларк углерода в земной коре оценивался раньше, как 0,023% (А.П.Виноградов, 1962) и 0,020% (С.Тейлор, 1964). По нашим данным, кларк углерода значительно выше и составляет 0,37% от массы земной коры, составляющей 28,46·1024 г. «Карбонатный углерод» составляет около 73% всего углерода земной коры. Остальные 27% углерода находятся в форме рассеянного углистого вещества в черных сланцах и других осадочных породах, а также образуют залежи угля, нефти, метана, торфа. На дне океанов установлены огромные залежи газогидратов (твердых соединений природных газов, преимущественно метана, этана, пропана). Ресурсы их оцениваются миллиардами кубических километров. Углистое вещество в осадочных толщах сорбирует U, V, Сu, Мо, S и др. Вес живой биомассы на континентах составляет 150 млрд.тонн (максимальная концентрация в лесах Амазонки); в океанах - 60 млрд.тонн (концентрация на шельфе). Имеет место и противоположный процесс - окисление органического вещества за счет дыхания животных, растений и действия микроорганизмов. Разложение микроорганизмами 1 тонны органического вещества дает СО2 в количестве, достаточном для растворения 2,5 тонн известняка.