Процессы образования минералов в природе
Минералы образуются из газообразных, жидких и твердых веществ. Кристаллизация — переход из жидкого состояния в кристаллическое — может происходить из расплава или из раствора. Кристаллизационная способность у различных веществ неодинакова. Она определяется числом центров кристаллизации, образующихся за единицу времени в единице объема, и скоростью роста кристалла. При большей скорости образования центров кристаллизации возникает много мелких кристаллов, при малом количестве центров возникают крупные кристаллы.
Иногда встречаются так называемые зональные кристаллы. Зональное строение их обусловлено перерывами в кристаллизации или какими-либо примесями, которые попали в раствор в момент кристаллизации.
Процессы минералообразования подразделяются на эндогенные и экзогенные.
Образование минералов эндогенного происхождения связано с разнообразными процессами магматической и постмагматической деятельности.
Магматический процесс — минералы возникают при кристаллизации магматического расплава на больших и средних глубинах. Так возникли все минералы, слагающие изверженные породы: оливин, пироксены, роговая обманка, полевые шпаты и т. д., а также некоторые соединения хрома, никеля, меди, железа и др. Кроме того, ряд минералов (сера, квасцы) образуется как продукт возгонки (сублимации) при вулканическом процессе.
Пегматитовый процесс — минералы образуются из остаточного магматического расплава, обогащенного газами.
Пегматиты — жильные тела с крупными кристаллами. Главными минералами являются полевые шпаты, кварц, слюды, турмалин, берилл, касситерит, минералы редких земель и др.
Пневматолитический процесс, или пневматолиз — образование минералов из газов, выделяющихся из магмы. Различают вулканический и глубинный пневматолиз. Среди минералов вулканического происхождения наиболее часто встречается самородная сера (Камчатка, Курильские острова). В условиях глубинного пневматолиза возникают слюды, топаз, турмалин, аквамарин, флюорит, рутил и другие минералы, а также формируются месторождения железа, вольфрама, меди, цинка.
Гидротермальный процесс. Горячие водные растворы, отделяющиеся от магмы, выносят из магматического очага, а также из боковых пород, по которым они движется, целый ряд соединений металлов. С этим процессом связано формирование жил с вольфрамитом, касситеритом, молибденитом, сульфидами меди, золота, свинца и цинка, серебра, сурьмы, ртути и др.
Минералы экзогенного происхождения образуются вблизи и на поверхности Земли при участии воды, кислорода воздуха, углекислоты и жизнедеятельности организмов. Под их влиянием первичные минералы, образовавшиеся из магмы и ее летучих продуктов, подвергаются механическим, химическим и физико-химическим преобразованиям и в результате образуются новые минералы, устойчивые для условий земной поверхности.
Выветривание. Продукты механического разрушения и химического разложения горных пород формируют коры выветривания, образованные многочисленными минералами вторичного происхождения. При выветривании образуются боксит, каолинит, месторождения которых нередко достигают крупных размеров.
В результате окисления гидротермальных рудных жил с большим содержанием сернистых минералов (пирит, халькопирит, галенит, сфалерит и др.) возникают новые минералы в виде окислов, гидратов окислов и солей — бурый железняк, малахит, куприт и др.
Осадочный процесс. В ходе этого процесса происходит переотложение продуктов физического и химического выветривания минералов и горных пород и образование новых минералов. Последние могут выпадать из пересыщенных растворов (галит, карналит, сильвинит, кальцит и др.), являться продуктами жизнедеятельности животных и растений (селитры, самородная сера, кальцит и др.) и формироваться при преобразовании осадка (пирит, глауконит и др.).
Метаморфогенные процессы связаны со сложными физико-химическими изменениями состава и структуры пород и минералов, попадающих в глубокие зоны земной коры. В условиях высоких температур и давлений в ходе общего медленного прогрева на больших площадях происходит перекристаллизация пород, возникают новые минералы. Метаморфогенные изменения происходят и в результате контактового воздействия магматических расплавов на вмещающие породы. Особенно разнообразный комплекс минералов возникает при воздействии магмы на известняки. В результате возникает порода — скарн, которая содержит кристаллы гранатов, пироксенов, флогопита и т. д.
Космогенные минералы являются составными частями каменных и железных метеоритов и пород Луны. Каменные метеориты по минеральному составу близки к земным изверженным основным и ультраосновным породам. Железные метеориты не похожи на горные породы и состоят из самородного никелистого железа, в котором содержится в среднем около 10% никеля.
По данным Е. К. Лазаренко, в составе метеоритов установлено 64 минерала, большинство из них встречается в земных горных породах. Минералы метеоритов и лунных пород имеют несколько иные химические и физические признаки и морфологию (внешний вид) кристаллов, чем минералы изверженных пород Земли.
Парагенетические ассоциации минералов. Это группы минералов, характеризующихся совместным нахождением в природе в результате единого процесса минералообразования. Знание парагенетических ассоциаций минералов помогает ориентироваться в их происхождении, позволяет обосновать вероятное наличие минералов, не обнаруженных на месторождении, но характерных для данного парагенезиса. Понятие о парагенезисах широко используется при поисках полезных ископаемых. Например, коренное золото обычно встречается в жилах, заполненных молочно-белым кварцем.
Особый случай представляет совместное нахождение первичных минералов с образовавшимися за их счет вторичными; например, халькопирита и других сульфидов меди с продуктами их выветривания в виде малахита, куприта и т. д.
Искусственные минералы. В настоящее время известно много способов получения искусственных минералов из растворов и расплавов. Важное значение имеет получение искусственных технических и драгоценных камней и твердых сплавов: пьезокварца, карборунда, рубина, алмаза, сапфира и др.
Формы выделения минералов. Формы выделения минералов зависят от их химического состава и условий образований. Свободно и медленно растущие -минералы приобретают форму правильных кристаллов и их можно узнавать по внешнему виду. Какие-либо помехи в кристаллизации приводят иногда к самой необычной для данного минерала форме кристаллов. Последние могут быть деформированы или образовывать закономерные срастания кристаллов. Например, минерал гипс образует двойники «ласточкин хвост» (рис. 21).
Минералы редко встречаются поодиночке, чаще они образуют скопления минеральных зерен, называемые минеральными агрегатами. К наиболее характерным агрегатам относятся друзы, секреции, конкреции, оолиты, дендриты, натечные, зернистые и землистые формы.
Друзы — незакономерные сростки кристаллов, нарастающие на общем основании в виде щетки (рис. 22).
Рис 21.
Секреции — отложения минерального вещества в полостях горных пород от периферии к центру. Обычно они имеют овальную форму. Среди секреций различают миндалины — секреции небольших размеров (до 10 мм в поперечнике) и жеоды — крупные, частично выполненные пустоты.
Оолиты — более или менее правильные
Шарообразные агрегаты размером от просяного
до бобового зерна. В разрезе они имеют
концентрически-скорлуповатое строение:
отдельные слои нарастают вокруг какого-либо
центра (песчинки, осколка, раковины и т. п.).
Чаще всего оолиты бывают сцементированы Рис 22.
друг с другом в горную породу.
Конкреции — имеют более или менее округлую форму и являются результатом отложения минерального вещества вокруг какого-либо центра кристаллизации. Строение конкреции часто бывает радиально-лучистым, концентрическим, скорлуповатым
Рис 23
Дендриты — имеют ветвящееся древовидное строение и похожи на отпечатки растений (папоротников). Образуются при быстром росте кристаллов в тонких волосяных трещинах.
Натечные — образуются в пустотах путем выпадения из медленно испаряющихся растворов. Они, имеют различную форму: почковидную, гроздевидную с гладкой блестящей поверхностью (характерны для малахита и халцедона), а также неправильно цилиндрическую форму — сталактиты и сталагмиты.
Зернистые агрегаты — скопления неправильно сросшихся зерен одного или нескольких минералов. Они образуются при одновременной кристаллизации большого количества минералов из расплава или перекристаллизации. Кристаллы, растущие каждый из своего центра кристаллизации, сталкиваются друг с другом, и контакты между растущими соседними кристаллами ограничивают их дальнейший рост. Так образуется зернистое строение большинства изверженных горных пород.
Землистые агрегаты — напоминают куски рыхлой почвы, составные части которой слабо связаны между собой. Они обычно пачкают руки, легко распадаются на мелкие комочки, состоящие из мельчайших зернышек. Землистые агрегаты характерны для порошковатых рыхлых минералов и для осадочных горных пород (бокситов, глин и др.).
Каждому минеральному веществу свойственна определенная форма кристалла. На этом в значительной степени основана диагностика минералов. Однако бывают случаи, когда один минерал химически замещает другой, сохраняя его внешнюю форму. Например, в процессе окисления лимонит замещает пирит, сохраняя свойственную пириту кубическую форму выделения. В таком случае говорят о псевдоморфозе лимонита по пириту. Таким образом, под псевдоморфозами понимают минеральные образования, форма которых не 'соответствует структуре данного минерала, т. е. является для него чужой.
Дата добавления: 2022-02-05; просмотров: 544;