Поиск в базе сайта:
Физико-химическая теория минералообразования 19 2* icon

Физико-химическая теория минералообразования 19 2*




Скачать 50.77 Kb.
НазваниеФизико-химическая теория минералообразования 19 2*
Дата конвертации11.05.2015
Вес50.77 Kb.
КатегорияТексты






ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЯ

19



2*

20

Д. С. КОРЖИНСКИЙ

где а означает степень диссоциации МеО. Чем сильнее основание или кислота, т. е. чем больше степень их диссоциации, тем больше их актив­ность (при данной валовой концентрации) зависит от кислотности рас­твора. Если многокомпонентный раствор насыщен в отношении минера­лов боковых горных пород, то повышение его кислотности приведет к серии реакций с замещением более сильных оснований более слабыми, а понижение кислотности — к обратному процессу. При втекании рас­твора в породы, богатые кальцием и магнием, в них в силу кислотно-ос­новного взаимодействия компонентов значительно повышается актив­ность щелочных металлов, причем иногда образуются минералы, типич­ные для «щелочных» пород (нефелин, щелочные амфиболы и пироксены и пр.). Эти явления, весьма характерные для природных процессов, рань­ше объяснялись действием особых щелочных магм.

Изменение кислотности гидротермальных послемагматических раство­ров,— несомненно, главная причина отложения руд. Иногда это измене­ние является следствием их нейтрализации при вступлении в среду ос­новных пород. Но в большинстве случаев изменение кислотности раство­ров, со сменой кислотного выщелачивания пород осаждением в них ос­новных компонентов, не связано с реакцией растворов и боковых пород. Для объяснения этой особенности нами была выдвинута гипотеза «опере­жающей волны кислотных компонентов». В основе ее лежит допущение «кислотно-фильтрационного эффекта». Дело в том, что при просачивании растворов через пористые среды разные компоненты раствора могут пере­мещаться с различной скоростью («фильтрационный эффект»), причем кислотные компоненты перемещаются быстрее оснований, как было под­тверждено экспериментальными исследованиями под руководством В. А. Жарикова. В ходе кристаллизации магмы водные остатки обогаща­ются кислотами, не входящими в состав минералов, и эти кислоты пере­мещаются в потоке растворов быстрее оснований, образуя волну кислот­ности. При ее прохождении происходит сначала повышение кислотности растворов, вызывающее кислотное выщелачивание пород. Затем волна кислотных компонентов удаляется, оставляя за собой в растворе избыток выщелоченных ею оснований. Поэтому кислотность раствора резко пони­жается, из него осаждаются основания, в частности рудные минералы. В то время как кислотное выщелачивание захватывает значительные мас­сы горных пород, осаждение оснований (в силу легкой закупорки ими пор пород) происходит преимущественно в трещинах, в том числе в виде рудных жил.

. Математическая интерпретация волны кислотности при наличии тем­пературного градиента объясняет также вертикальную зональность послемагматических гидротермальных проявлений. В нижних зонах, близ­ких к контактам активных гранитоидов, преобладает кислотное выщела­чивание с последующим отложением в жилах руд менее подвижных многовалентных металлов (руды алюминия, титана, вольфрама, олова, молибдена, редких земель), тогда как в удаленных («телетермальных») зонах осаждение оснований резко преобладает над первоначальным их выщелачиванием. Здесь отлагаются руды более подвижных двухвалент­ных и одновалентных металлов (серебро, ртуть, свинец, цинк и др.), вы­щелачивание которых могло происходить в нижних зонах. Таким обра­зом, гипотеза волны кислотности может объяснить концентрированное отложение в жилах металлов, выщелоченных из значительных объемов горных пород, что, конечно, не исключает возможности привноса части

металлов из магматического очага.

Весьма интересна проблема участия в процессах минералообразования ювенильных компонентов. Исследование явлений гранитизации толщ оса-

^ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЯ

21

дочных пород привело нас к представлению, что метаморфизм и грани­тизация вызываются потоками «трансмагматических растворов», имею­щих глубинное подкоровое происхождение. Анализ парагенезисов мине­ралов гранитоидов доказывает, что при кристаллизации магм вода и ще­лочные металлы были весьма подвижны, и уровень их активности за счет привноса или выноса оставался постоянным на протяжении тысяч кило­метров вдоль тектонических зон. В то же время вкрест тектонических зон активность щелочных металлов при гранитизации могла изменяться, возрастая по направлению к платформам. Такая связь активности ще­лочных металлов (калия и натрия) с тектоническими условиями, как и ряд других особенностей гранитизации, говорит о существовании восхо­дящих потоков легкоподвижных компонентов, возникающих, вероятно, в результате дегазации верхней мантии и поднимающихся по глубинным разломам. Восходящие потоки водных растворов вызывали метаморфизм толщ горных пород, а при более интенсивном воздействии — их расплав­ление с изменением химического состава («магматическое замещение» = гранитизация).

Характерно, что при гранитизации основных пород, особенно карбо­натных, возникают породы повышенной щелочности (например, нефели­новые сиениты), обогащенные натрием и калием. Повышение при этом активности щелочных металлов в трансмагматических растворах может быть объяснено кислотно-основным взаимодействием компонентов при вступлении растворов в породы с высокой активностью щелочных земель, т. е. говорит в пользу участия инфильтрационных восходящих потоков растворов в процессе гранитизации. При простом выплавлении гранитов (палингенез, анатексис), хотя бы и с участием диффузионных процессов, такое приконтактовое повышение щелочности было бы невозможным.

В этой связи представляют интерес недавно обобщенные Е. И. Донцо­вой данные по изотопному составу кислорода в различных горных поро­дах. Из этих данных вытекает, что при метаморфизме, а затем гранитиза­ции осадочных пород, содержание в них тяжелого изотопа кислорода О18 уменьшается. Это тоже говорит в пользу существования восходящих по­токов растворов, вступающих в изотопный обмен с породами, через ко­торые они просачиваются.

Таким образом, физико-химическая сторона природных петрологиче­ских процессов весьма своеобразна и в ней еще много неясных момен­тов. Для более глубокого понимания этих процессов особенно важно экспериментальное изучение их моделей (исследования фильтрационного эффекта, кислотно-основного взаимодействия в растворах и расплавах, метасоматической зональности, трансмагматических потоков и пр.). Тако­го рода работы пока почти отсутствуют. А между тем они не только необходимы для развития теории процессов минералообразования, слу­жащей основой прогнозов при поисках и разведке минеральных место­рождений, но могут также помочь в создании новых технологических процессов синтеза промышленно важных минералов, обогащения и пр.

УДК 553.211.24

Похожие:




©fs.nashaucheba.ru НашаУчеба.РУ
При копировании материала укажите ссылку.
свазаться с администрацией