Сапролит — химически выветренная порода. Сапролиты образуются в нижних зонах почвенных профилей и представляют собой глубокое выветривание поверхности коренной породы . В большинстве обнажений его цвет обусловлен соединениями железа . Глубоко выветренные профили широко распространены на континентальных массивах суши между широтами 35° с. ш. и 35° ю. ш .
Условия для образования глубоко выветренного реголита включают топографически умеренный рельеф, достаточно плоский, чтобы предотвратить эрозию и обеспечить выщелачивание продуктов химического выветривания. Второе условие — длительные периоды тектонической стабильности; тектоническая активность и изменение климата могут вызывать эрозию. Третье условие — влажный тропический или умеренный климат .
Слабо выветренные сапролитовые песчаные водоносные горизонты способны производить грунтовые воды , часто пригодные для скота. Глубокое выветривание приводит к образованию многих вторичных и гипергенных руд : бокситов , железных руд , сапролитового золота , гипергенной меди , урана и тяжелых минералов в остаточных накоплениях. [1]
Сапролит (от греч. σαπρος = гнилой + λιθος = камень) — химически выветренная горная порода (дословно «гнилая порода»). Более интенсивное выветривание приводит к непрерывному переходу от сапролита к латериту .
Сапролиты образуются в нижних зонах почвенных горизонтов [1] и представляют собой глубокое выветривание поверхности коренных пород. [2] В латеритных реголитах (реголиты представляют собой рыхлый слой пород, которые покоятся на коренных породах) сапролит может быть перекрыт верхними горизонтами остаточного латерита; большая часть исходного профиля сохранена остаточными почвами или перемещенными вскрышными породами. [1] Выветривание образовало тонкие каолиновые [Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 ] сапролиты 1000–500 миллионов лет назад; толстые каолиновые сапролиты 200–66 миллионов лет назад; и среднетолстые незрелые сапролиты 5 миллионов лет назад в Швеции. [2] Общая структура каолинита имеет силикатные [Si 2 O 5 ] слои, связанные со слоями гидроксида алюминия [Al 2 (OH) 4 ].
Соединения железа являются основными красителями в сапролитах. [3] В большинстве обнажений цвет обусловлен соединениями железа; цвет зависит от минералогии и размера частиц. [3] Гетит субмикронного размера [FeO(OH)] имеет желтый цвет; крупный гетит имеет коричневый цвет. [3] Гематит субмикронного размера [Fe 2 O 3 ] имеет красный цвет; крупный гематит имеет цвет от серого до черного. [3]
Реголиты варьируются от нескольких метров до более 150 м (490 футов) в толщину, в зависимости от возраста поверхности земли, тектонической активности, климата , истории климата и состава коренной породы. [1] Хотя эти глубоко выветренные ландшафты сейчас встречаются в самых разных климатических зонах: от теплого влажного до засушливого, от тропического до умеренного, в прошлом они формировались в схожих условиях. [1] В некоторых частях Африки, Индии, Южной Америки, Австралии и Юго-Восточной Азии реголит непрерывно формировался на протяжении более 100 миллионов лет. [1] Глубоко выветренные реголиты широко распространены в межтропическом поясе, особенно на континентальных массивах суши между широтами 35° с. ш. и 35° ю. ш. [1] Похожие выветренные реголиты существуют на гораздо более высоких широтах – 35–42° ю.ш. на юго-востоке Австралии (Виктория и Тасмания), 40–45° с.ш. в Соединенных Штатах (Орегон и Висконсин) и 55° с.ш. в Европе (Северная Ирландия, Германия) – хотя они не являются регионально обширными. [1] В некоторых местах можно относительно датировать сапролит, учитывая, что сапролит должен быть моложе исходного материала и старше любой толстой покровной единицы, такой как лава или осадочная порода. Этот принцип полезен в некоторых контекстах, но в других, как, например, в некоторых частях Швеции, где грус образован из докембрийских пород и перекрыт четвертичными отложениями, он имеет мало ценности. [4]
Реголит региона является продуктом его длительной истории выветривания; выщелачивание и дисперсия доминируют на начальном этапе выветривания во влажных условиях. [1] Сапролиты образуются в регионах с высоким количеством осадков, что приводит к химическому выветриванию и характеризуется отчетливым разложением минералогии материнской породы. [5] Условия для образования глубоко выветренного реголита включают топографически умеренный рельеф, достаточно плоский, чтобы обеспечить выщелачивание продуктов химического выветривания. [1] Второе условие — длительные периоды тектонической стабильности; тектоническая активность и изменение климата частично разрушают реголит. [1] Скорость выветривания 20 м (66 футов) за миллион лет предполагает, что для развития глубоких реголитов требуется несколько миллионов лет. [1] Третье условие — влажный тропический или умеренный климат; более высокие температуры позволяют реакциям происходить быстрее. [1] Глубокое выветривание может происходить в более прохладном климате, но в течение более длительных периодов времени. [1]
Сульфиды являются одними из самых нестабильных минералов во влажных, окислительных средах; многие сульфиды кадмия , кобальта , меди , молибдена , никеля и цинка легко выщелачиваются на большую глубину профиля. [1] Карбонаты хорошо растворимы, особенно в кислых средах; содержащиеся в них элементы – кальций, магний, марганец и стронций – сильно выщелачиваются. [1] Серпентинит – окисленная и гидролизованная магматическая порода с низким содержанием кремния, богатая железом и магнием – постепенно выветривается в этой зоне. [1] Ферромагнезиальные минералы являются основными хозяевами никеля, кобальта, меди и цинка в бедных сульфидами основных и ультраосновных породах и сохраняются выше в профиле, чем металлы, содержащиеся в сульфидах. [1] Они выщелачиваются из верхних горизонтов и переосаждаясь с вторичными оксидами железа и марганца в среднем и нижнем сапролите. [1]
Водоносные горизонты в Западной Австралии состоят из сапролитового песка. [6] Слабо выветренные водоносные горизонты сапролитового песка способны производить грунтовые воды, часто пригодные для скота. [6] Урожайность зависит от текстуры материалов и глубины, из которой берется водоносный горизонт. [6]
Распределения золота и карбоната кальция или карбонатов кальция и магния тесно коррелируют и документируются в южном кратоне Йилгарн , Западная Австралия, в верхних 1-2 м (3,3-6,6 футов) почвенного профиля и локально на глубине до 5 м (16 футов). [1] Ассоциация золота и карбоната также очевидна в кратоне Гоулер , Южная Австралия . [1] Супергенное обогащение происходит вблизи поверхности и включает циркуляцию воды с ее последующим окислением и химическим выветриванием. [1] Глубокое выветривание приводит к образованию многих вторичных и супергенных руд - бокситов, железных руд, сапролитового золота, супергенной меди, урана и тяжелых минералов в остаточных накоплениях. [1]