Железо-марганцевая конкреция

Железомарганцевые конкреции — конкреции с преобладанием в химическом составе железа и марганца, формирующиеся на дне озёр, океанов, а также в почвах. В первых двух случаях представляют практический интерес, в последнем могут являться диагностическим признаком при изучении почвы.

Железомарганцевые конкреции на дне водоёмов

Большинство залежей в океане находятся в областях развития красных глин или кремнистых илов, но в той или иной степени конкреции присутствуют почти во всем мировом океане. Большинство конкреций находится на границе осадка с водой, но иногда конкреции погребены осадками. Образуются конкреции из общего фонда океанского марганца, особенно увеличивающегося в зонах выхода гидротерм («черных курильщиков»). Придонные воды и тонкий поверхностный слой осадка в зоне красных глин содержат кислород. В этом слое минералы железа и марганца начинают образовывать корки и конкреции.

Когда слой осадка погребается под следующим, то разложение органического вещества приводит к исчезновению кислорода и возникновению восстановительной среды. Железо и марганец переходят из 3+ в 2+ форму, растворяются в иловых водах и диффундируют в окислительную среду(в верхний слой), и там совершают обратный переход и выпадают в осадок. Процесс рециклинга продолжается, пока конкреции не достигнут такого размера, что уже не погружаются под слои осадка и продолжают расти за счет поступающего марганца и железа. Процесс образования конкреций не чисто химический, в формировании конкреций участвуют окисляющие железо и марганец бактерии и цианобактерии.

По разным оценкам, конкреций в океанах 10-15 тыс. до 1,5 млрд тонн.

Образование

Железо-марганцевые конкреции образуются и в озёрах и в морских заливах. Главным образом они возникают в озёрах таежно-лесной зоны, где много болот, в водах которых много органических кислот и органического вещества. Поэтому это восстановительные и кислые воды. В этих условиях железо и марганец находятся в двухвалентном состоянии. Они накапливаются в этих водах. Питаемые болотами ручьи приносят эти воды в озера, и мелководные заливы морей, где обстановка окислительная и нейтральная или щелочная. Железо и марганец переходят а трехвалентное состояние и их оксиды (и гидроксиды) слагают железо-марганцевые конкреции, которые растут с помощью аналогичного рециклинга.

Состав

В состав конкреций входят Mn(22,3-23,5%), Fe(4,5-5,6%), Co(0,19-0,22%), Ni(1,24-1,54%), Cu(1-1,17%), Zn(0,113-0,117%). Часто присутствуют и другие примеси. Такой состав делает выгодной их добычу.

Изучение

Железо-марганцевые конкреции в канадских озёрах были известны ещё с 1670 года, а океанические были открыты в 1868 году экспедицией Н. Норденшельда на шведском судне «София» на дне Карского моря. Общепризнанным же является открытие конкреций в 1873 году английским судном «Челленджер» в 160 милях к юго-западу от Канарских островов. Вскоре конкреции нашли и в других местах. После второй мировой войны образование конкреций всесторонне изучалось, и было получено много данных об этом.

Железомарганцевые конкреции в почвах