Избранное
ЭБ Нефть
и Газ
Главная
Оглавление
Поиск +
Еще книги ...
Энциклопедия
Помощь
Для просмотра
необходимо:


Книга: Главная » Введенский Б.А. Большая советская энциклопедия Том 10
 
djvu / html
 

590
ГЕОХИМИЯ
решётке (см. Изоморфизм). Вот почему мы встречаемся с очень характерным отношением в разных породах и минералах таких близких пар химич. элементов, как: Ce/Y, Sr/Ca, Zr/Hf, Ni/Go, K/Rb, СЛ/Вг, Zn/Cd, Nb/Ta и др. Численное значение этих отношений является важным геохимич. признаком породы.
2.2
2.f 2,0
1.8 '" f.7
° 15
о W = 1.3
V '.'
* '.о
в 0,8 °- 0.7 0,6 0,5 0,4 0.3 0.2 0,1
1
Те

Si Se Br
Cl
S
Cs

TlJ>t Ba
F 0 К Pb
Sr 1л
Af? f_Hg Ca Ce-Gd. Pr Th
Tljty Cd **№ U
Na Yb Mn Lu In Те 1
Fe.Co Sc Ptf Zr
Li M1)h 'Cb .Sn Г
Crr: iiSP
Al V Mn
Ge V
Be Si ps? «S
С
N

-4 -3 -1 -t 0 fl »2 +3 *4 +5 <-6 + 7 Валентность
Рис. 5. Эмпирические радиусы ионов и валентность.
Если ионы разновалентны, но имеют одинаковый размер радиуса — в решётку предпочтительно входит ион с бблыпим зарядом. Изучение в особенности гетеровалентного изоморфизма позволило объяснить многие до того загадочные ассоциации химич. элементов. Мы уже видели, что редкие, тяжёлые химич. элементы, напр. Mo, U, Th и др., накапливаются в остаточном расплаве, не найдя в процессе кристаллизации магмы места в кристаллич. решётках главных минералов из-за своих размеров, и оказались в застывшей эвтектич. смеси. Далее, столь разнородные по свойствам элементы, как Th, U и редкие земли, однако, встречаются вместе в ряде минералов (напр, торианит, иттриалит). Это объясняется близостью их радиусов ионов (табл. 6). Стало возможным объяснять накопление одних редких элементов в продуктах ранней кристаллизации, других — в поздней.
Возник вопрос о поисках более редких элементов по парагенезису тех минералов, в к-рых они заключены (см. Парагенезис элементов).
Распределение химич. элементов в минералах связано, следовательно, со способностью образовывать изоморфные смеси — твёрдые растворы, когда между соединениями имеется общий тип химич. строения, подобные ячейки кристаллич. решётки, одинаковые их размеры. Кристаллич. решётки минералов имеют твою классификацию от очень простых и симметричных построек из плотно упакованных шаров до весь-
-599/1°
Рис. 6. Кристаллическая структура оливина. Чёрные кружочки-ионы кремния; большие кружки — ионы кислорода; средние — магния.
ма сложных, низкой степени симметрии построек (рис. 6).
Наконец, с энергией кристаллич. решётки минералов связаны многие важные их свойства — твёрдость, устойчивость при выветривании и т. д. Энергия кристаллич. решётки минерала по представлениям, развитым академиком А. Е. Ферсманом, определяет последовательность образования данного вида минерала в процессе дифференциации расплава.
Исключительное значение приобретает ныне геохимическое изучение вопроса о т. н. рудообразующих растворах — пневматолитах (газах), гидротермальных растворах, с которыми связано, повидимому, всё разнообразие рудопрояв-ления, металлогении на Земле. Порядок выпадения металлов, окисей, сульфидов металлов из растворов и др., ассоциация химических элементов в рудах, жильных минералах — могут быть объяснены, лишь исходя из тех же кристаллохимических законов, явления изоморфизма и т. д. Можно напомнить постоянную и закономерную ассоциацию в сульфидах цинка — примесей Cd, In, T1 и т. п.
Другим примером миграции химических элементов является миграция в биосфере.
В биосфере происходит разрушение твёрдых горных пород, процессы выветривания под действием Н20, С02, Оа и живого вещества. Сортировка химич. элементов в биосфере идёт гл. обр. в водных растворах. Поэтому характерной особенностью процессов выветривания здесь является увеличение общего объёма образующихся минералов и пород по сравнению с исходным материалом — массивными породами литосферы, за счёт увеличения в осадках количества О2, С02, Н20 и т. п. (рисунок 7). Изучены многочисленные генетические ряды выветривания минералов, например полевой шпат —* серицит —> каолин —* боксит —- кварц и т. п. При выветривании с водными растворами выносятся в море в первую очередь легкорастворимые соединения — щёлочи Li, К, Rb, Na, щё-лочно-земельные элементы Са, Sr, Mg и др., анионы — С1, 804 и т. д. Гидраты тяжёлых металлов выпадают в известном порядке в осадок, в зависимости от рН растворов, образуя болотные железные руды и т. п. Большая подвижность наблюдается у катионов металлов низких валентностей, поэтому окислительный потенциал среды также регулирует миграцию этих металлов. Сорбция глинами многих ионов также является средством природной сорти-
э ооъема пород по налом — Ге,0, СаСоД CaMgC20<> ^ X. . - ^ - ^ - v - Остаточный материал вынесенные продукты {Увеличение объема на 51,1%)
\ RC1
\ NaCl
^ SiO,
X
Анортит \ 1 3 ^ flopbl 30'/,
Альбит \
\ % \ X, Альбит
Ортоклаз Лимонит
Ортоклаз \ Хлорит Глина Наолин
^, Биотит
Кварц \
Кварц
Не разложен- Продукты его ный гранит разложения
Рис. 7. Увеличение объёма
при образовании минералов
в зоне выветривания.

 

1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 591 592 593 594 595 596 597 598 599 600 610


Большая Советская Энциклопедия Второе издание