title-icon
Яндекс.Метрика
» » Некоторые закономерности распространения минералов

Некоторые закономерности распространения минералов

Из ранее изложенного мы видели, что процессы минералообразования находятся в непосредственной зависимости от геологических явлений. Неодинаковое развитие геологических процессов в разных районах приводило к возникновению определенных комплексов минералов. На одних территориях, покрытых морем, преобладали процессы седиментации, на других, наоборот, происходило разрушение вследствие приподнятости этих территорий над общим уровнем земной поверхности. Единообразие геологической обстановки на значительных участках земной поверхности создавало условия для образования определенных минеральных комплексов. Территории с развитием определенного комплекса минералов принято называть минеральными провинциями. Они обычно связаны с петрографическими провинциями, т. е. территориями, которые сложены определенными комплексами горных пород (например, уральская габбро-перидотитовая провинция, мариупольская провинция щелочных пород и др.). Таким образом, под минеральными провинциями мы будем понимать определенные большие районы, характеризующиеся относительно крупной минерализацией с явным преобладанием того или иного типа.
В качестве примера минеральных провинций можно назвать щелочную провинцию Южного Урала с обильным развитием пегматитов; провинцию Южно-Африканского плоскогорья, знаменитую наличием месторождений хромита, платины и алмазов; провинцию Русской платформы, включающую многочисленные осадочные месторождения фосфоритов, глауконита, бурых железняков и др.
Промежутки времени, благоприятные для отложения того или иного комплекса минералов, называются минеральными эпохами. Часто одни и те же провинции содержат минеральные комплексы нескольких эпох, но для них всех характерен один и тот же тип минерализации. Так, например, отложение фосфоритов на Русской платформе происходило в нижневолжском и верхневолжском ярусах (самые верхние горизонты юрской системы).
Выяснение закономерностей образования минеральных провинций очень важно для поисков и разведки минеральных месторождений.
Анализ минеральных ассоциаций показывает, что при геологических процессах, приводящих к формированию этих ассоциаций, происходит закономерное пространственное распределение минералов, которое зависит от свойств, строения и размера ионов слагающих их химических элементов.
В различных участках земной коры в связи с особенностями геологического процесса отдельные химические элементы и их комплексы играют разную роль. Для каждого процесса минералообразования устанавливается определенная последовательность концентрации отдельных комплексов химических элементов. Так, при эндогенных процессах первыми концентрируются Na, К, Mg, Ca, Al и Si, т. е. главные элементы изверженных горных пород, за счет которых возникает основная масса породообразующих минералов. В природных условиях для них характерны ионы с 8-электронной внешней оболочкой. Элементы, содержащиеся в земной коре в незначительных количествах и имеющие размеры ионов и свойства, близкие к свойствам главных элементов, рассеиваются в минералах в виде разнообразных изоморфных и эндокриптных примесей. Так, редкие земли рассеиваются в апатите, гафний — в цирконе, никель — в оливине, марганец — в фаялите и геденбергите и т. д.
Малораспространенные элементы, имеющие по сравнению с главными элементами очень небольшие или очень крупные ионы, попадают в остаточные растворы (Be, В, С, Р, Rb, Cs, Nb, Ta, U и др.). В соответствующих условиях они концентрируются в постмагматическую стадию, образуя минералы с летучими компонентами или минералы, обогащенные редкими элементами. Так возникают, например, турмалин, берилл, литиевые слюды, монацит, апатит.
В остаточные растворы точно так же попадают ионы тех элементов, которые отличаются от главных своими химическими особенностями, хотя и имеют близкие размеры ионов. К ним принадлежат ионы с 18-электронной внешней оболочкой (Cu, Ag, Au, Pb, Bi, а также частично Fe, Ni, Co). Они выносятся далеко за пределы магматических массивов, создавая гидротермальные месторождения. Подобная дифференциация ионов с образованием различных ассоциаций минералов наблюдается также и при экзогенном минералообразовании.
Процессы минералообразования в земной коре происходят в сложной среде при сравнительно небольших колебаниях окислительно-восстановительных потенциалов, что ограничивает возможности возникновения ионов разных валентностей. Поэтому в природных условиях для многих элементов образуются не все ионы, которые можно получить в лабораторных условиях. Например, в лабораторных условиях получают соединения вольфрама, где он находится в двух-, трех-, четырех-, пяти- и шестивалентном состоянии, а в природе этот элемент известен в виде шестивалентного иона. Ярким примером этого является также марганец, для которого искусственно получают соединения с двух-, трех-, четырех-, шести- и семивалентными ионами, а также металлический марганец и различные интерметаллические соединения, тогда как в минералах марганец известен в двух-, трех- и четырехвалентном состоянии. Отсюда можно сделать вывод, что при процессах минералообразования количество возможных соединений ионов резко сокращается по сравнению с возможными теоретически и получаемыми в лабораторных условиях. Таким образом, в процессе минералообразования благодаря дифференциации ионов химических элементов возникают характерные их комплексы, которые обусловливают и определенные минеральные ассоциации. Так образуются массивы торных пород (изверженных, осадочных и метаморфических), которые характеризуются самым простым минеральным составом, и связанные с ними генетически минеральные месторождения, имеющие усложненный химический и минеральный состав.
Определенным генетическим типом природных образований свойственны различные количественные соотношения неодинаковых по составу минералов. В эндогенных образованиях количество минеральных видов наименьшее в изверженных горных породах (табл. 129) и значительно увеличивается в постмагматических, особенно гидротермальных месторождениях. Наиболее богаты минеральными видами продукты экзогенных процессов, происходящих в коре выветривания.

Соотношения между общим количеством минералов и их содержанием в земной коре (табл. 130) показывают, что классу силикатов, на долю которых приходится четвертая часть всех минералов, соответствует и наибольшее содержание в земной коре (75%); силикаты вместе с окислами (17%) составляют 92% всей массы земной коры.
Отдельные классы минералов неодинаково участвуют в формировании месторождений разных генетических типов (табл. 131). Так, сульфиды и подобные им минералы, а также фториды и самородные металлы связаны главным образом с постмагматическими месторождениями, бораты — с осадочными месторождениями, возникающими в условиях выветривания.

Приведенные соотношения дают основания сделать вывод, что количественный минеральный состав геологических образований различен и изменяется в зависимости от термодинамических условий. Наименьшее количество минеральных видов — в геологических телах, возникших в условиях высоких температур и высокого давления, наибольшее — в геологических телах, которые образовались в условиях низких температур и низкого давления.


title-icon Подобные новости