Процессы минералообразования Классификация процессов минералообразования основана, с одной стороны, на источнике вещества и энергии, а с другой - на характере среды, в которой протекает данный процесс и типе реакции. Различают процессы минералообразования: • эндогенные, связанные с привносом из глубоких частей земной коры вещества, в виде магмы или происходящих из нее растворов и газов, и энергии; • метаморфические, без существенного привноса вещества, идущие за счет энергии, связанной с глубокими частями земной коры, обычно с той же магмой; • экзогенные, порождаемые факторами, связанными с земной поверхностью - гидросферой, атмосферой и биосферой. Процессы минералообразования - физико-химические процессы, протекающие в земной коре, вызывающие образование, изменение и разрушение минералов. Минералообразование происходит в рамках любых геологических процессов. Различают: · кристаллизацию из расплавов (магмы), · из газов и газово-жидкой фазы, · из горячих и холодных водных растворов (как истинных, так и коллоидных). Эндогенные процессы всегда так или иначе связаны с деятельностью магмы. Среди них выделяют: 1. Магматические процессы. К собственно магматическим процессам минералообразования относятся те, при которых минералы образуются непосредственно при кристаллизации магмы. Именно так возникли все минералы, слагающие магматические горные породы. 2. Пегматитовый процесс. При кристаллизации гранитной магмы, образуется остаточный силикатный расплав, богатый соединениями редких и редкоземельных элементов и летучими веществами - минерализаторами. Этот силикатный расплав внедряется во вмещающие породы, заполняет в них трещины и полости и, кристаллизуясь, образует жильные крупнокристаллические тела пегматиты. 3. Пневматолитовый процесс. Пневматолиз - процесс образования минералов из газовой фазы. На некоторых этапах кристаллизации магмы возможно отделение газов. По мере движения вверх по трещинам эти газы охлаждаются, реагируют друг с другом и с вмещающими породами, в результате чего образуются минералы. Пневматолиты (продукты пневматолиза) делятся на вулканические и глубинные. Вулканические пневматолиты образуются в вулканических областях за счёт газов, отделяющихся от магмы вблизи или на поверхности земли. Вулканические газы в огромных количествах уходят в атмосферу через жерла вулканов, фумаролы и трещины. Глубинные пневматолиты образуются в том случае, когда газы отделяются от магматического очага в недрах земной коры. Они просачиваются сквозь горные породы, реагируют с ними, преобразуя их химический и минеральный состав. Степень химических преобразований пород под действием газов зависит от их химической активности, состава пород, тектонического строения и длительности процесса. Метаморфическими (от греч. слова, означающего преобразуясь, подвергаясь изменению) называются процессы твердофазного минерального и структурного изменения горных пород под действием температуры и давления в присутсвиии флюида. Флюидом называются летучие компоненты метаморфических систем. Это первую очередь вода и углекислый газ. Реже роль могут играть кислород, водород, углеводороды, соединения галогенов и некоторые другие. В присутствии флюида область устойчивости многих фаз (особенно содержащих эти летучие компоненты) изменяются. В их присутствии плавление горных пород начинается при значительно более низких температурах. С ростом температуры происходят метаморфические реакции с разложением водосодержащих фаз (хлориты, слюды, амфиболы). С ростом давления происходят реакции с уменьшением объема фаз. При температурах более 600 градусов начинается частичное плавление некоторых пород, образуются расплавы, которые уходят на верхние горизонты, оставляя тугоплавкий остаток – рестит. Пример при процессе метаморфизма глинистый минерал каолинит Al2[Si2O5](OH)4 переходит с потерей части групп (ОН) в мусковит KAl2[AlSi3O10](OH)2, затем образуется кианит Al2[SiO4]O – безводный минерал. По типу исходной породы метаморфические породы делятся на : Парапороды Ортопороды Протолит-осадочные породы Протолит-магматическая порода Название метаморфических пород иногда дается по названию протолита путем добавления к приставки мета Типы метаморфизма Неизохимическим метаморфизмом (МЕТАСОМАТОЗОМ) соответсвенно называется тот вид для которого характерно существенное изменение состава пород К экзогенным процессам минералообразования относятся: 1. Механическое или физическое выветривание. 2. Химическое выветривание. 3. Осадочные процессы. 4. Биохимические процессы. Механическое или физическое выветривание протекает в результате воздействия солнечной энергии, колебаний температуры, воздействия ветра, воды. Все выше перечисленные факторы при воздействии на горные породы образуют обломочный материал в виде щебня, дресвы, гравия, гальки, причем часть материала остается на месте и имеет остроугольную форму, часть транспортируется, приобретая окатанную форму. То есть при данном выветривании меняется лишь внешний облик, но химический и минеральный состав остается тот же самый (в пустынных и высокогорных областях). В процессе транспортировки данный материал может переотлагаться и образовывать своеобразные россыпные месторождения из устойчивых минералов. Например: платина, золото, серебро, магнетит. Химический процесс выветривания. Основными агентами химического выветривания являются вода, углекислый газ и кислород. Вода, проникая вглубь горных пород становится агрессивной, так как в ней увеличивается содержание углекислого газа и кислорода, вследствие чего увеличивается ее растворяющая способность и увеличивается также процесс окисления. В результате химического выветривания происходят следующие реакции: токисление, гидратация, карбонитизация, каолинитизация, лимонитизация. Например в процессе гидратации ангидрида (СаSО4) образуется гипс (СаSО4 •2Н2О). Вода является прекрасным растворителем калийной соли, гипса, ангидрида, известняка. Процесс гидролиза происходящий при воздействии Н2СО3, разрушающе воздействует на минералы и горные породы. Такой процесс называется карбонитизацией. В процессе гидролиза полевых шпатов образуется каолинит. Такой процесс называется каолинитизацией. Процессы окисления в основном протекают в пределах сульфидных месторождений. Вода, обогащаясь различными химическими элементами, растворяя рудные минералы, частично окисляет железосодержащие, в результате чего в верхней части таких месторождений образуется так называемая железная шляпа, насыщенная гидроокислами железа и имеющая своеобразный цветовой окрас. В зоне цементации или зоне вторичного обогащения могут образоваться руды меди, золота, цинка. Сульфаты металлов реагируют с первичными рудами, в результате чего образуются вторичные сульфиды. Осадочный процесс. Разрушенные в результате выветривания огромные массы горных пород и минералов перемещаются текучими водами. При этом происходит сортировка материала и его отложений, так образуются механические осадки, имеющие очень широкое распространение. К ним относится главная масса обломочных горных пород (гравий, пески, глины и т.д.) Химическое осаждение минералов может происходить как из глинистых, так и из коллоидных растворов. В озерах и морях возникали такие условия, растворенные вещества не могут больше находиться в растворе и выпадают в осадок. Такое происхождение различных солей, гипса, галита, карналлита и др. Это химические осадки. Накопление солей происходит в условиях сухого климата при испарении морских (реже континентальных) вод. Последовательность осаждения солей определяется их концентрированным составом и температурой морской воды. Большую роль в разрушении минералов и горных пород и в их образовании играют живые организмы, главным образом различные бактерии. Поэтому можно выделить также и биогенный или точнее биохимический процесс. Установлено участие организмов в образовании фосфоритов, самородной серы, руд железа и марганца. Минералы, образованные при участии организмов называют биолитами. К биолитам можно отнести и породы, например, карбонатные (известняки, мел), которые образуются в результате скопления организмов с известковым скелетом, а также каменный уголь, торф и горючие сланцы. Контрольные вопросы: 1) Что такое процессы минералообразования? 2) Как классифицируются процессы минералообразования? 3) Что такое пегматиты? 4) Какие наиболее распространенные флюиды вы можете назвать? 5) Как делят метаморфические породы по типу исходной породы? 6) Как называют минералы, сложенные под влиянием живых организмов? 7) Что относится к таким минералам? 8) Что является основными агентами химического выветривания? 9) Назовите сущность осадочного процесса? 10) Какие различают типы метаморфизма?
