Розділ 2 Генезис мінералів

У геології походження будь-яких геологічних утворень, наприклад мінералів, позначають поняттям "генезис". Умови, в яких утворюються мінерали в земній корі, відрізняються більшою розмаїтістю й складністю. Розрізняють три основних процеси мінераловиникнення, три основних типи типи генезису: ендогенний, екзогенний і метаморфічний.

Ендогенний процес пов'язаний з умовами існування глибинних шарів земної кори. Мінерали формуються з магми – силікатного вогненно–рідкого розплаву. У цілому ендогенний процес можна розділити на три види мінералоутворення:

1) магмагенний; 2) гідротермальний; 3) пневмато-літовий.

Магмагенне утворення мінералів пов'язане безпо-середньо з магмою.У міру зниження температури магми при підйомі її до поверхні Землі виникають:1) диферен-ціація розплаву; 2) кристалізація й затвердіння. Все це відбувається за наявності в розплаві й навколишніх породах високих температур і тиску. Таким чином утвориться близько 370 мінералів, це головним чином силікати типу польових шпатів, слюди, а також деякі рудні мінерали.

Гідротермальне утворення мінералів: при охолодженні магми утвориться ювенільна (магматична) вода, надзвичайно насичена різними компонентами. Ці водні розчини розтікаються по тріщинах порід, що оточують масив магми, при температурах і тиску, що поступово знижуються. Таким чином утворяться кальцит, барит, флюорит, самородні елементи (срібло, золото, ртуть), сульфіди (пірит) і ін.

Пневматолітичне утворення мінералів: при охолодженні магми відбувається бурхливе виділення газових компоненті, таких, як сірководень Н₂, фтористий водень НF, бор В, фосфор Р, сірка S та ін. Далі в умовах більш низьких температур смороду утворяться, минаючи рідкий стан, кристалічні мінерали: самородна сірка, бороутримуючі мінерали й деякі інші.

Ендогенні мінерали є породоутворюючими в магматичних гірських породах. Багато їх входить й до складу гірських осадових порід, куди смороди потрапляють після руйнування магматичних гірських порід у процесі вивітрювання.

Екзогенний процес утворення мінералів властивий поверхні й самій верхній частині земної кори. Мінерали тут утворюються як у континентальних, так і у морських умовах у тісному контакті і взаємодії між собою земної кори, атмосфери, гідросфери й біосфери. У складних процесах мінералоутворення беруть участь кисень, вуглекислота з повітря атмосфери, різного складу водяні розчини, живі рослинні й тварини організми, їхні залишки й продукти життєдіяльності, коливання температур, сонячна енергія.

Різноманіття умов в екзогенному процесі можна розділити на три основних види мінералоутворення:

1) руйнування одних і створення інших мінералів; 2) випадання з водних розчинів;

3) біогенне формування.

Перший вид - руйнування одних і створення інших мінералів. Відбувається на поверхні земної кори у результаті процесу вивітрювання. Магматичні мінерали, як і магматичні гірські породи, на поверхні Землі протягом мільйонів років, тобто в межах геологічного часу, розпадаються на складові частини, і з продуктів їхнього руйнування утворюються нові мінерали, стійкі в даних умовах. Характерними для таких розумів є глинисті мінерали, які значно поширені на земній поверхні, а також мінерали, що належать до оксидів, карбонатів і сульфатів. Як приклад можна назвати такі мінерали: із глинистих - каолініт А1₄[Sі₄О₁₀](ОН)₈; оксидів - кварц Sі₂О; карбонатів - кальцит СаСО₃; сульфатів - гіпс СаSO₄·2Н₂О.

Другий вид - випадання мінералів з водних розчинів (моря, океани, озера, ріки, підземні води й водоймища). В утворенні мінералів виняткова роль належить воді. Водний розчин служить мінералоутворюючим середовищем, тому воду іноді умовно називають універсальним каталізатором.

Діапазон мінералоутворення величезний - від гігантських покладів галіту, гіпсу, боратів, що виникли в неглибоких водоймах, до крихітних кристалів на поверхні руд, що окиснюються, і величезних підземних печер з гіпсовими й кальцитовими сталактитами й сталагмітами, масивними колонами.

Всі природні води містять у розчиненому вигляді солі, іноді в дуже великій кількості, аж до повного насичення. Так, у воді океанів наявні хлориди й сульфати натрію, калію, магнію, кальцію (до 3,5 М/л), у солоних озерах - хлориди й сульфати магнію й частково натрію й калію, у річковій, озерній воді й водоймищах - в основному вуглекислі солі.

Випадання солей із розчинів відбувається в періоди інтенсивного випаровування води, а також при температурних змінах у водному розчині. Таким чином формуються мінерали: гіпс СаSO₄·2Н₂O,галіт NаCl; мірабіліт Nа₂SО₄·10Н₂О й ін.

Мінерали, що утворюються у водному середовищі (або за рахунок водного середовища), мають різну тривалість існування. Це залежить від умов їхнього перебування. Утворюючись у водному середовищі й потрапивши в сухі умови, смороди можуть зберігатися багато років. Потрапивши знову у водне середовище, смороди розчиняються, але згодом можуть знову утворитися як мінерал, але при цьому втрачають первісні ознаки й набувають нові.

Мінерали, які швидко утворюються у водному середовищі і так само легко розчиняються в ньому, називають сезонними. Цим терміном підкреслюється їхня недовговічність.

Серед сезонних мінералів можна виділити такі мінеральні види: 1) пов'язані з осадженням речовини з холодних і термальних водних розчинів; 2) що є наслідком реакцій заміщення в сухому вигляді; 3) сублімовані (шляхом сублімації) речовини, що переходять при нагріванні безпосередньо з твердого в газоподібний стан. У природі переважають перші. Це переважно сульфати заліза й алюмінію. У їхній структурі вода наявна як у молекулярній формі, так і у вигляді гідроксильних груп. Статок молекулярної води визначає нестійкість цих мінералів унаслідок зневоднювання навіть при кімнатних температурах.

Третій вид мінералоутворення - біогенне формування. Мінерали формуються у процесі життєдіяльності тваринних і рослинних організмів, що особливо рясно населяють мілководні ділянки морів та інших водойм. Наприклад, морські водорості й найпростіші морські організми поглинають вуглекислий кальцій і при відмиранні залишають мінеральні накопичення у вигляді кальциту СаСО₃ й арагоніту СаСО₃. Діатомові водорості, морські губки використовують для своїх кістяків кремнезем. Так само шляхом виникає мінерал опал. Морські, а іноді річкові або озерні молюски у своїх раковинах створюють перли (мінерал кальцит з домішкою органічної речовини з напрочуд гарною грайливістю кольорів у райдужних тонах). Залізопоглинаючі бактерії створюють нагромадження гідроксиду заліза (мінерал - лімоніт - джерело формування бурих залізняків).

Метаморфічний процес: мінерали ендогенного й екзогенного генезису на деякій глибині в земній корі в якийсь період часу можуть потрапити під вплив підвищених тисків, температур (однак не вище температури їхнього плавлення), під впливом гарячих вод і газів. Виникають нові термодинамічні умови, не властиві умовам існування цих мінералів. Мінерали в нових умовах починають видозмінюватися: одні руйнуються, інші перекристалізовуються, треті дають нові мінеральні утворення. Так виникають метаморфічні мінерали у більшості силікатних структур. Прикладом можуть служити мінерали - кварц, польові шпати, тальк, хлорид.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: