В. М. Крейтера рогова ольга юрьевна конспект

Вид материала

Конспект

Подобный материал:

• Перспективный план проведения мероприятий музыкального руководителя Рогова, 31.42kb.
• Казьмина Ольга Юрьевна 2009 г Содержание программа курса, 225.02kb.
• Черненко Ольга Юрьевна, архитектор-дизайнер, педагог дополнительного образования доклад, 39.73kb.
• Кондрашина Ольга Владимировна, Назаров Дмитрий Владимирович, Галкина Людмила Владимировна,, 287.36kb.
• Устюжанина Ольга Юрьевна учитель английского языка первой квалификационной категории,, 128.25kb.
• Конкурс творческих работ «Три поколения женщин: история моей семьи», 212.53kb.
• Лабунец Ольга Юрьевна мытищи 2009 г. Оглавление Введение 3 Использование видеофильмов, 263.17kb.
• Калимулина Ольга Юрьевна Председатель родительского комитета 309 11 72 заседание, 1214.06kb.
• Осипенкова Ольга Юрьевна литература, 796.82kb.
• Основной образовательной программы (уровень бакалавра) Елькина Ольга Юрьевна, доктор, 178.18kb.

Группа барита.

Барит. ВаSO₄.

Цвет белый или серый, иногда с цвет­ными оттенками. Встречаются бесцветные прозрачные кристаллы барита. Диагностическим признаком барита является его очень высокий удельный вес.

Барит кристаллизуется из низкотемпературных гидротерм на малой глубине совместно с кальцитом, кварцем, иногда с небольшим количеством сульфидов. Наиболее распространённое мнение о механизме образования барита (А.Г.Бетехтин, В.П.Казанцев) следующее: восходящие по разломам гидротермальные хлоридные воды, содержащие барий, на небольшой глубине смешиваются с нисходящими вадозными водами, содержащими сульфат-ион. В результате реакции образуется барит:

BaCl²+SO₄^2- → BaSO₄+2Cl^2-

В баритах часто присутствует стронций, благодаря его изоморфизму с барием. Изредка в баритовых жилах присутствует и целестин.

Целестин. SrSO₄. Условия образования целестина полностью не выяснены. Находки безусловно гидротермального целестина в жилах редки. Существуют исследования, показывающие, что целестин кристаллизуется при температурах 120-190⁰С, что позволяет рассматривать целестин как минерал преимущественно экзогенного происхождения.

Группа ангидрита-гипса

Ангидрит. Ca(SO₄). Гипс. Ca(SO₄)·2H₂O. Выделения гипса обычно ромбовидные кристаллы (в глинах), розовидные сростки пластинчатых кристаллов (гипсовые розы или розы пустыни), реже – столбчатые кристаллы. Часто встречаются характерные двойники типа "ласточкиного хвоста". Параллельно-шестоватые, волокнистые агрегаты называются селенитом.

Гипс и ангидрит - минералы преимущественно гидрохимического (морского) происхождения. Они встречается в осадочных породах, где образуются при диагенезе. Эти минералы не образуют значительных скоплений в гидротермальных условиях. До 60-х годов 20-го века был описан только один случай возникновения крупных масс гипогенного ангидрита на Кафанском медном месторождении. В данном случае, по всей видимости, анион SO₄^2- приносился гидротермами, а кальций заимствовался из ранних кальцитовых прожилков или из вадозных вод глубокой циркуляции (см. реакцию образования барита).

Группа сульфатов щелочных металлов

К данной группе относятся эвапориты, являющиеся простыми солями, имеющими в качестве катиона одновалентный щелочной металл либо двойные, имеющие в качестве катионов щелочной металл и щелочноземельный металл: тенардит - Na₂(SO₄), мирабилит - Na₂(SO₄) •10H₂O (глауберова соль), полигалит - K₂MgCa₂(SO₄)₄•2H₂O, каинит – KMg(SO₄)Cl• 3H₂O.

В значительных массах эти минералы образуются в насыщенных натрием и сульфат-анионами соляных озёрах при испарении воды. Многочисленные мелкие высохшие озёра северного Прикаспия, Северного Кавказа содержат большие массы мирабилита и тенардита. Полигалит и каинит встречаются в больших количествах в древних соляных залежах в Австрии, США.

Группа водных сульфатов двухвалентных металлов

К данной группе относятся растворимые сульфаты двухвалентных металлов. Происхождение их экзогенное. В одних случаях (эпсомит) минералы образуются в результате осадочного процесса. В других (мелантерит, халькантит) – в результате разрушения сульфидных руд в корах выветривания колчеданных месторождений.

Эпсомит Mg(SO₄)•7H₂O. Синоним – горькая соль. Эпсомит образуется при усыхании соляной рапы в богатых магнезией соляных озёрах. Встречается в виде выцветов на поверхности горных пород, корок, игольчатых кристаллов на стенах известковистых пещер как результат просачивания поверхностных магнезиально-сульфатных вод.

Мелантерит Fe(SO₄)• 7H₂O. Кристаллизуется из пересыщенных сульфатных вод в условиях недостатка кислорода. Обычно наблюдается ниже зоны окисления в корах выветривания сульфидных месторождений совместно с гипсом и другими сульфатами.

Халькантит Cu(SO₄)•5H₂O. Синоним – медный купорос. Образуется в зонах окисления медно-сульфидных месторождений в условиях жаркого сухого климата. В виде сталактитов наблюдается на стенках старых выработок, пройденных в зонах окисления медных месторождений. В больших массах крайне редок.

Группа ярозита-алунита. Включает в себя сульфаты сложного состава с широким изоморфизмом как в анионной так и в катионной частях.

Собственно ярозит KFе₃(SO₄)₂(OH)₆ и алунит KAl₃(SO₄)₂(OH)₆ образуют тонкокристаллические массы, очень редко встречаются в виде кристаллов небольшого размера. Цвет ярозита — желтый, алунита - белый, в массах - может быть розовым, голубоватым.

Условия образования алунита выяснены достаточно полно. Алуниты могут образовываться метасоматически за счёт алюмосиликатных пород, переработанных гидротермальными растворами или вадозными сульфатными водами. Известны также редкие случаи образования алунитов в пустотах в ассоциации с флюоритом, адуляром, гранатом и сульфидами при кристаллизации серно-кислых коллоидов. Во всех случаях алунит образуется в кислой среде на малых глубинах при низких температурах (50-200⁰С). Алунит - типичный минерал эпитермальных преобразований молодых вулканических пород и зон окисления сульфидных месторождений. Наиболее распространённый случай образования алунита – это разложение сульфатными водами калиевых полевых шпатов из эффузивных пород по реакции:

2 K[AlSi₃O₈] + 2H₂SО₄ + H₂O → KAl₃(SO₄)(OH)₆ + 9SiO₂ + K₂O

кпш алунит халцедон раствор

Ярозит встречается только как продукт окисления сульфидов. Образуется в «железных шляпах» колчеданных месторождений, если вмещающими породами являются калийсодержащие силикатные породы: эффузивы или сланцы. Сульфатные воды, возникшие за счёт окисления пирита и содержащие трёхвалентное железо, воздействуют на калийсодержащие вмещающие породы и образуют под собственно «железной шляпой» скопления ярозита:


4K[AlSi₃O₈] +3Fe₂(SО₄) +15 H₂O →

кпш


KFe₃(SO₄)₂(OH)₆ + K₂SO₄ + Al₄[Si₄O₁₀](OH)₈ + 8SiO₂

ярозит галлуазит кварц


Класс 4. Хроматы . Класс 5. Вольфраматы, молибдаты

Изучаемые минералы данных двух классов: группа вольфрамита, шеелит и ферритунгстит (вольфраматы), ферримолибдит (молибдаты) и крокоит (хромат) являются, с од­ной стороны, наиболее распространенными представителями указанных классов, а с другой - относительно редкими минералами. По происхождению они относятся к двум группам: эндогенной (группа вольфрамита и шеелит) и экзогенной (почти все остальные). Эндогенные вольфраматы образуют­ся в пневматолито-гидротермальном процессе. Экзогенные молибдаты, вольфраматы и хроматы образуются в зоне окисле­ния молибденовых, вольфрамовых и свинцовых месторожде­ний, хотя некоторые из них (повеллит и вульфенит) могут образовываться и при гидротермальном процессе.

Крокоит РbСгО₄ находят в зонах окисления поли­металлических месторождений, залегающих среди ультраос­новных пород. Это свидетельствует о том, что хром для обра­зования крокоита заимствуется из пород, вмещающих место­рождение.

Вольфрамит (Fе, Мп)WО₄ представляет собой средний, наиболее распространенный в природе, член изоморфного ряда ферберит FеWО₄ — гюбнерит МnWО₄.

Известно, что вольфрамит постоянно находится в кварце высокотемпера­турных, пневматолито-гидротермальных, так на­зываемых грейзеновых месторождений, генетиче­ски связанных с гранитами. Глубина, на которой образуются грейзеновые месторожде­ния вольфрамита достигает 4-5 км, что соответствует давлению в 1000—1300 атм.

В рудах таких месторождений вольфрамит сопровождается мусковитом, топазом или флю­оритом, турмалином и пиритом. В небольших количествах с ним ассоциируют также берилл, касситерит или молибденит, висмутин и др. Температура, при которой образовались вольфрамовые месторождения в России, Китае, Бирме, довольно высокая, судя по околорудной грейзенизации и устойчивой ассоциации вольфрамита с перечисленными высокотемпера­турными минералами.

Однако известны месторождения воль­фрамита, сопровождаемые березитизацией и содержащие большое количество сульфидов железа, меди, цинка, что ука­зывает на более низкие температуры образования вольфра­мита.

Гюбнерит - марганцевистый вольфрамит - яв­ляется менее распространенным членом изоморфного ряда вольфрамитов. Чаще всего он локализован в кварце среднетемпературных месторождений (Россия и Мек­сика) и сопровождается обильными сульфидами (пирит, пир­ротин, халькопирит, сфалерит, галенит, сульфосоли), марган­цевыми карбонатами, а иногда шеелитом. Относительно боль­шая концентрация ионов серы в среднетемпературных рас­творах, связывающая железо в сульфиды, возможно, является причиной образования гюбнерита, а не вольфрамита.

Ферберит - сильно железистый вольфрамит ха­рактерен для малосернистых руд близповерхностных и низ­котемпературных месторождений (Россия, США, Боливия). Ферберит встречается в халцедоновидном кварце и ассоциирует с антимонитом, киноварью и карбонатами.

Таким образом, вольфрам в форме одного из членов изоморф­ного ряда (гюбнерит-вольфрамит-ферберит) фиксируется в месторождениях высоких, средних и низких температур. Ка­ковы формы переноса вольфрама в растворах и условия его осаждения в виде железо-марганцевых вольфраматов? О формах переноса вольфрама в гидротермальных растворах у большинства исследователей вольфрамовых месторождений нет единого мнения. Предполагаются различные формы переноса вольфрама:

О. В. Брызгалин и В. Ф. Бараба­нов допускают возможность переноса вольфрама в форме простых вольфраматов щелочей Na₂WO₄ или K₂WO₄.

Г. Ф. Иванова считает основной формой переноса — недис­социированную вольфрамовую кислоту Н₂WO₄.

Большин­ством геологов признается также форма оксифтор-вольфрамата калия K₂[WO₄F₂]_, предложенная О. В. Брызгалиным для случаев, когда вольфрамит сопровождается обильным топазом и предполагается участие фтора в пере­носе вольфрама. Несколько измененную форму переноса вольфрама в виде оксифторгидросульфидного комплекса типа предполагает Д. О. Онтоев для вольфра­мита (гюбнерита), где он сопровождается обильными суль­фидами.

Несмотря на различные предположения о форме переноса вольфрама, все геологи сходятся в том, что осаждение воль­фрама в форме вольфрамитов происходит в восстановитель­ной обстановке из щелочных растворов, при достижении в растворе достаточной концентрации аниона WO₄^-2 (кислот­ного остатка) и наличии катионов осадителей (оснований же­леза и марганца).

Шеелит СаWО₄ образуется главным образом в контактово-метасоматических (скарновых) месторождениях, а также в собственно гидротермальных кварцево-шеелит-золоторудных, кварцево-вольфрамитовых жилах или кварцево-шеелитовых штокверках. Перенос вольфрама в пневматолито-гидротермальных растворах, образующих скарновые место­рождения и шеелитовые штокверки, происходит также в фор­ме Na₂WO₄. Учитывая обилие «извести» (СаО) в скарнах (известковые силикаты и избыточный кальцит), образование шеелита можно представить в виде простой реакции ионного обмена.

Поскольку шеелит тесно ассоциирует с породообразующи­ми минералами скарнов - геденбергитом и андрадитом, тем­пературу кристаллизации шеелита можно определить пример­но в 450 — 400°С. Шеелит в скарнах обычно сопровождается молибденитом, а иногда содержит изоморфную примесь мо­либдена (до 6 — 16%) и тогда называется молибдошеелитом Са(W, Мо)О₄. Молибдошеелит люминесцирует желтым цве­том, в отличие от «голубой» люминесценции шеелита.

В кварц-вольфрамитовых жилах шеелит более низкотем­пературный, чем в скарнах. Как правило, он образуется за счет железо-марганцевых вольфраматов (вольфрамита, гюбнерита или ферберита), которые под влиянием бикарбонатных растворов, содержащих серу, замещаются шеелитом и пиритом:

FeWO₄+Ca(HCO₃)₂+(HS)^-1 →CaWO₄+FeS₂+2CO₂+2H₂O

Нерастворимые продукты реакции хорошо наблюдаются в полированных шлифах или в образцах под люминесцент­ной лампой.

Ферритунгстит FeWO₄ (ОН)₄• 4Н₂О и ферримолибдит Fe(МоO₄)₃•7Н₂О образуются в кислой среде соответст­венно за счет вольфрамита и молибденита при выветри­вании кварцевых жил, содержащих эти минералы. Так как вольфрамит окисляется слабее, чем молибденит, то ферритунгстит количественно всегда уступает ферримолибдиту.


Класс 6. Фосфаты, арсенаты, ванадаты.

Производные ортофосфорной кислоты, в минералогии часто фосфаты, арсенаты и ванадаты объединяются в один класс из-за структурного подобия и возможности широкого изоморфизма. Из этого класса минералов будут рассмотрены безводные фосфаты - апатит и монацит, и водные фосфаты и арсенаты - вивианит, аннабергит, эритрин, скородит и бирюза.

Фосфаты.

Апатит. Са₅(РO₄)₃(ОН, F, Cl). В группе добавочных анионов широкий изоморфизм, Са может замещаться редкими землями. Встречается в виде отдельных кри­сталлов призматической огранки, друз, ксеноморфных выделений, образует зернистые мас­сы. Апатиты осадочного происхождения - фосфориты - образуют оолиты, натечные формы. Цвет - голубоватый, зеленоватый, бесцветный, фосфориты - охристо-бурые. Апатит - характерный акцессорный минерал многих изверженных пород. Фтор-апатит встречается в пегматитах кислого и среднего состава, гидроксил-апатит в основном имеет осадочное происхождение.

Апатит является примером так называемых «сквозных» минералов, образующихся почти во всех известных геологических процессах: от магматического до осадочного. Вероятно, это является следствием высокого кларка кальция и относительно высоких кларков фтора и фосфора в земной коре. Крупнейшие скопления апатита образуются в магматическом и осадочном процессах.

В магматическом процессе уникальные концентрации апатита связаны с щелочной магмой среднего состава. На поздней стадии дифференциации такой магмы происходит её ликвация на силикатную и силикатно-фосфатную части. Из последней при температуре в 800-900⁰С кристаллизуется нефелин, фтор-апатит, эгирин, сфен, титано-магнетит и эвдиалит. В остальных типах магматических пород апатит является акцессорным минералом.

В пегматитовом процессе апатит накапливается в продуктах остаточных расплавов, как в кислых, так и в щелочных.

В продуктах пневматолитово-гидротермального процесса заметные скопления апатита известны только в высокотемпературных образованиях, богатых кальцием (известковых и магнезиальных скарнах), формирующихся в щелочной среде.

В карбонатитовых массивах, генетически связанных с ультраосновной щелочной магмой, апатит образует крупные концентрации вместе с пирохлором, магнетитом и флогопитом.

Главная масса апатита в земной коре образуется в ходе осадочного процесса. Фосфориты образуются за счёт фосфора, содержащегося в живых организмах. Благодаря разложению организмов на глубине 400-1000 м образуется раствор, содержащий, с одной стороны, высокие концентрации углекислого газа, а, с другой стороны, растворённые фосфаты и гидрофосфаты кальция. В условиях восходящих конвекционных течений, когда холодные глубинные воды поднимаются к поверхности. В этих условиях происходит осаждение апатита из коллоидных растворов. Так образуются пласты мелкозернистого апатита.

Фосфоритовые конкреции возникают вследствие стяжения коллоидного фосфорсодержащего вещества вокруг разлагающихся органических остатков.

Апатит также образуется в результате процессов выветривания. При этом разрушаются известняки, содержащие акцессорный апатит, который также разлагается и впоследствии может быть переотложен в карстовых пустотах.

Монацит Ce(PO₄). Часто с изоморфными примесями Th, U, Са, S. Об­разует уплощенные, таблитчатые кристаллы, иногда бывает довольно крупным. Месторождения - сиенитовые и миаскитовые пегматиты. Как акцессорный минерал встречается в гранитоидах. Устой­чив к выветриванию и накапливается в россыпях.

Вивианит Fe₃(PO₄)₂• 8H₂O стоит особняком от остальных экзогенных фосфатов, так как содержит двухвалентное железо и, следовательно, требует для своего образования восстановительных условий. Вивианит – акцессорный минерал осадочных железных руд, богатых фосфором, Помимо вивианита в состав этих руд входит сидерит. Вивианит образуется в болотах в восстановительной обстановке. Воды торфяных болот выщелачивают из окружающих пород фосфор, железо и кальций, которые впоследствии осаждаются на дно в виде кальцита, вивианита и сидерита.

Аннабергит Ni[AsO₄]₂ •8H₂O. Аннабергит встречается исключительно в зонах окисления рудных месторождений, содержащих в первичных рудах арсениды никеля. В значительных скоплениях был известен на месторождении Аннаберг (Германия).

Эритрин Co[AsO₄]₂• 8H₂O. Синоним – кобальтовые цветы. Также как и аннабергит встречается в зонах окисления месторождений, руды которых содержат арсениды кобальта. Эритрин и аннабергит встречаются, как правило совместно.

Скородит Fe[AsO₄]•2H₂O. Назван по характерному запаху чеснока, который можно ощутить при резком ударе по минералу или его нагревании. Образуется в значительных массах в зонах окисления богатых арсенопиритом месторождений.

Бирюза. CuAl₆(PO₄)₄(OH)₈ • 5H₂O. Образуется в условиях выветривания при воздействии медного сульфата на алюмосиликатные породы, содержащие фосфор в виде апатита.

Класс 7. Бораты.

К этому классу принадлежат нормальные, кислые и основные соли борных кислот с разнообразными катионами, преимущественно натрия, кальция, магния и железа, реже – алюминия. Бор – относительно редкий элемент земной коры, поэтому бораты являются редкими минералами.

К числу борных кислот, анионы которых образуют бораты, относится ортоборная кислота. H₃BO₃ и метаборная кислота HBO₂. Однако, благодаря способности ортоборных и метаборных радикалов образовывать конечные и бесконечные группы, видообразующие радикалы минералов класса боратов выглядят весьма разнообразно. В зависимости от особенностей построения «боратного скелета», минералы этого класса делятся на:

1. Островные бораты (котоит, людвигит, ссабеллиит)

2. Кольцевые бораты (иньоит, бура, улексит)

3. Ленточные бораты (гидроборацит, колеманит)

4. Слоистые бораты (йохадчетолит)

5. Каркасные бораты (борацит)

В генетическом отношении бораты подразделяются на безводные и водные. Водные бораты – только экзогенного происхождения, а безводные – только эндогенного. Однако самый распространённый из минералов этого класса – ссайбелиит (безводный борат) образуется как в экзогенных, так и в эндогенных условиях.

Водные бораты. По источнику бора и минеральному составу делятся на две группы: натрово-кальциевые и магнезиальные. Натрово-кальциевые бораты заимствуют бор из эффузивных пород, а кальциево-магнезиальные – преимущественно из морской воды.

Натрово-кальциевые бораты.

Бура Na₂B₄O₇•10H₂O, улексит NaCaB₅O₉•8H₂О генетически связаны с молодым вулканизмом. Минералы, хорошо растворимые в горячей воде, такие как бура и улексит, кристаллизуются непосредственно из охлаждающихся бороносных источников (фумарол), образуя небольшие скопления. Крупные месторождения натриево-кальциевых боратов образовались иначе. Вероятно, источником бора для них служили вулканические породы. Бор, рассеянный в них, выщелачивался поверхностными водами и сносился в пресные и солёные бессточные озёра. Осаждению боратов из воды способствовало интенсивное испарение воды, так как подобные озёра, как правило, расположены в высокогорных областях или в областях с жарким сухим климатом.

Кальциево-магнезиальные бораты.

Колеманит Ca₂B₆O₁₁•5H₂O, гидроборацит CaMg[B₃O₄(OH)₃]₂•3H₂O, иньоит Ca₂B₆O₁₁ •13H₂O и пандермит Ca₄B₁₀O₁₉•7H₂O в экзогенных условиях образуются:

1. в процессе галогенеза.
   
2. в процессе химического выветривания соляных пластов, в так называемых «гипсовых шляпах».
   

Согласно классической теории Я.Х.Вант-Гоффа, в конечную стадию галогенеза из морской или озёрной рапы вместе с сульфатами магния, карналлитом и бишофитом кристаллизуются редкие бораты – калиборит и борацит. На начальной стадии галогенеза, когда кристаллизуются гипс, ангидрит и доломит, бор рассеивается в этих минералах, изоморфно замещая сульфат-анионы и карбонат-анионы. Другие исследователи (Я.Я.Ястржембский) считают, что бораты могут возникать на любой стадии галогенеза при условии поступления бора в солеродный бассейн из дополнительных внешних источников, например, из вулканических вод.

В «гипсовой шляпе», которая образуется в процессе химического выветривания галоидного пласта при выходе его на поверхность, главным минералом является