Home
Карта сайта.
 
  

Процессы образования минералов.

Образование минералов.

  Минерал - это результат природных физико-химических процессов в земной коре (литосфере). Все виды процессов образования минералов, можно разделить на три основные группы.

1. Эндогенные процессы (гипогенные, глубинные), связанны с внутренними источниками энергии литосферы. Связаны с магматической деятельностью, и поэтому протекают в недрах Земли. Внедрившаяся в земную кору магма застывает, образуя горные породы, а выделяемые ей водные и газовые растворы переносят химические вещества, которые откладываются в трещинах, пустотах породы и образуют минералы.

2. Экзогенные процессы образования (гипергенные, т.е. поверхностные), связанны с внешними источниками энергии. Эти процессы протекают на поверхности литосферы, в гидросфере, иногда в атмосфере. Они связаны с выветриванием (разрушением) горных пород и минералов, вследствие которых, образуются другие породы и минералы, более устойчивые к этой среде. К экзогенному типу, следует отнести и процессы образования минералов, в результате жизнедеятельности биосферы Земли. Такие процессы, называются - биогенными.

3. Метаморфические процессы образования минералов, при течении которых ранее образованные эндогенным или экзогенным способом минералы, изменяют свои физико-химические свойства, образуя совершенно новые минеральные виды.

Теперь, остановимся на каждой группе подробнее.

Эндогенные процессы.

Все эндогенные процессы, делятся на собственно магматические, пегматитовые, гидротермальные, пневматолитовые процессы.

  Магматические процессы, к ним относят процессы, при которых минералы образуются во время застывания, кристаллизации магмы, поднявшейся из мантии в Земную кору. Вследствие этих процессов образовались и образуются минералы, составляющие изверженные горные породы. Например, такая порода как гранит, состоящая из минералов магматического происхождения, кварца, слюды, полевого шпата, и поэтому, соответственно и называется магматической.

Магматические, изверженные горные породы, по глубине залегания (образования) в Земной коре, разделяются на две группы:

1.      Интрузивные горные породы, образовались при застывании магмы в глубине коры.

2.      Эффузивные горные породы, образовались при застывании (кристаллизации магмы) на поверхности (излившиеся породы) или в непосредственной близости от нее.

Помимо этого, в зависимости от химического состава (содержание кремнекислоты и щелочей), изверженные породы разделяют на три ряда: нормальный, промежуточный, щелочной.

  Пегматитовый процесс. Пегматиты родственны интрузивным породам, отличаются от них только тем, что образуются, в основном, в форме жил и имеют крупнозернистое и гигантозернистое строение. Более того, они, как правило, пространственно связаны с интрузиями и могут залегать, как непосредственно в самих интрузиях, в форме жил, линз, так и поблизости (1-2 км.) от них. В основном, пегматиты связаны с гранитами (гранитные пегматиты), иногда со щелочными (щелочные пегматиты) и нормальными породами (габбро-пегматиты). Минеральный состав пегматитов сходен с составом родственных интрузий, но как правило, обогащен присутствием редкометальных и редкоземельных минералов.

  Существует несколько версий образования пегматитов:

  Версия 1. По теории академика А.Е. Ферсмана образование пегматитов происходит следующим образом. При кристаллизации гранитной магмы образуется остаточный силикатный расплав, обогащенный присутствием редкометальных и редкоземельных элементов, и летучими веществами (соединениями фтора, хлора, бора). В силу разности давления, этот состав вытесняется из основных масс породы и заполняет собой трещины, полости. Во время вытеснения пегматитовых масс, может происходить реакция расплава с вмещающими породами, при этом одни вещества могут выноситься из расплава, другие наоборот проникать в него. Происходит процесс ассимиляции.

Версия 2. По мнению акад. А. Н. Заварицкого, пегматиты образуются не путем кристаллизации остаточного расплава, а являются результатом перекристаллизации пород под влиянием газовых растворов. Т.е. являются постмагматическими образованиями.

  Гидротермальный процесс.  Гидротермы – горячие водные растворы, отделяющиеся от магмы или образующиеся в результате сжижения газов. Подобные растворы переносят из магмы и могут ассимилировать вещества из боковых пород. Движение гидротерм происходит за счет разницы давлений по трещинам и зонам контактов пород. По мере удаления от очага температура гидротерм уменьшается, движение замедляется, и из растворов начинают отлагаться минералы. Для минералов образуемых гидротермальным способом, характерны жильные формы выделений (щетки, искаженные сростки кристаллов, уплотненные кристаллические массы). В пустотах, при просачивании растворов минералы образуются в форме жеод, друз. Именно гидротермальный процесс позволяет образовываться кристаллам минералов, высокого коллекционного качества. Гидротермальные процессы разделяются:

·        высокотемпературные (300-450 оС), располагаются ближе всех к материнской интрузии;

·        среднетемпературные (200-300 оС)

·        низкотемпературные (ниже 200), наиболее удалены от интрузии.

Для гидротермальных процессов, свойственно образование метасоматических тел, особенно в карбонатных вмещающих породах. Образование происходит следующим образом: гидротермы просачиваются сквозь боковые породы, реагируют с ними, растворяют их минералы и отлагают новые. Т.е. происходит химическое замещение минералов во вмещающей гидротермы породе, происходит изменение породы, иногда весьма существенное. Этот процесс, называется – метасоматоз.  Таким образом, например, образуются тальковые сланцы.

  Некоторые типы гидротерм, в основном низкотемпературные, могут быть и не магматического происхождения. В глубину литосферы могут попадать большие массы воды, в виде подземных или коллоидных вод. Во время просачивания в глубину, вода минерализуется до 300г\л. При достижении глубины в 4-5 км. Вода нагревается до 150 оС, возникает разница в давлении и раствор начинает своё движение по трещинам, пустотам, отлагая минералы и вызывая метасоматические процессы.

  Пневматолитовый процесс (пневматолиз) – процесс образования минералов из газовой фазы. На некоторых этапах застывания магмы, выделяются газы, которые по мере движения вверх по трещинам, охлаждаются, реагируют с вмещающими породами, в результате чего образуются минералы. Минералы образованные в результате пневматолиза, называются – пневматолиты и разделяются на две группы.

1.      Вулканическая группа.  Минералы этой группы образуются  в областях вулканической деятельности из газов, отделяющихся от магмы на поверхности, или в близи. Основными газами, выделяемыми во время вулканической деятельности, являются пары воды, хлористые и сернокислые соединения натрия, калия, кальция, H2C, SO2, NH4Cl, присутствуют соединения железа, меди, бора, фтора и др.  В основном образуются хлориды и сульфиды, в трещинах лавовых покровов, в виде налетов, корочек, землистых агрегатов. Такие образования легко растворимы, поэтому не остаются в больших количествах.

2.      Глубинные пневматолиты. Образуются, когда газы отделяются в глубине земной коры. Примером действия глубинного пневматолиза, является образование таких группы таких пород, как грейзены. Помимо этого, в результате глубинного пневматолиза образуются такие породы, как осадочно-метаморфические. Последние, образуются вследствие метасоматоза осадочных пород. Главным минералом в грейзенах, является кварц.

  Пневматолитово-гидротермальные процессы происходят под воздействием на вмещающие горные породы высокотемпературных газово-водных растворов и носят, как правило, метасоматический характер.

Экзогенные процессы.

В результате экзогенных процессов образуются осадочные горные породы и соответствующие минеральные месторождения. Экзогенные процессы имеют формы проявления, такие как: процессы химического и физического разрушения минералов (выветривания), перенос продуктов выветривания и осадкообразование, диагенетические процессы (литификация), инфильтрация.

  Физическое выветривание. В результате физического выветривания происходит механическое разрушение пород и минералов. Это происходит под влиянием колебаний температуры воздуха, замерзания и оттаивания воды в трещинах, вымывания частичек водой и т.п.

  Химическое выветривание. Заключается в частичном или полном разложении минералов под влиянием кислорода, углекислоты, атмосферных и грунтовых вод, которые содержат в растворенном состоянии  угольную, иногда серную и органические кислоты, выделяемую в процессе жизнедеятельности бактерий и при разложении растительных остатков. Труднорастворимые соединения кремния,  алюминия накапливаются и формируют коры выветривания, представленные обычно глинистыми породами остаточного происхождения. Остаточные продукты могут подвергаться последующему размыву, переносу и переотложению в других местах, входя в состав осадочных пород. Особый характер имеет химическое выветривание сульфидных руд. При окислении сульфидов образуется серная кислота и легкорастворимые сульфиды.

  Перенос продуктов выветривания – осуществляется посредством водных потоков, рек, морских волн, движения ледников, ветров, селей и других природных явлений. Во время переноса происходит постоянное дополнительное физическое и химическое разрушение. Особо интересным фактором в процессе переноса является сортировка массы по весу и объёму содержащихся в ней пород и минералов. Наиболее стойкие частицы, отлагаются в различных россыпях, например, в дельтах рек,  морских, озерных и других скоплениях.

  Осадкообразование. Проявляется в отложении материала разрушенных пород и минералов в озерах, морях. В зависимости от типа отложения осадки разделяют: механические, химические, биохимические, коллоидные. Механические – осаждение взвешенных частиц, химические – выпадение веществ из вторичных растворов, биохимические – при участии живых организмов.

  Диагенетические процессы. Проявляются сразу после отложения и уплотнения осадков и выражаются в обезвоживании гидроокислов, замещении органических остатков карбонатами, кремнеземом, сульфидами железа. В результате происходит окаменение осадков (литификация) и образование осадочных пород.

  Инфильтрационные процессы возникают при выветривании горных пород, когда большая часть химических элементов выщелачивается грунтовыми водами, которые, просачиваясь сквозь толщу осадочных пород, взаимодействуют с ними и образуют специфические низкотемпературные минеральные ассоциации.

Метаморфические процессы, метаморфизм.

 Благодаря движению земной коры осадочные породы могут попасть в более глубокие зоны литосферы, где совершенно иные давления и температуры, в результате которых подвергаются изменениям  - метаморфизму. Или наоборот магма, вследствие вулканических процессов внедряется в вышележащие осадочные покровы.  Пример: известняк, попадая в нижние слои  литосферы, подвергаясь метаморфизму, переходит в кристаллическую зернистую породу – мрамор, или мраморизованный известняк,  а глинистые породы – в филлиты, затем в кристаллические сланцы и гнейсы.

  Гидротермальный метаморфизм (околожильный). Проявляются в виде воздействия на вмещающие породы, вдоль трещин газовыми и водными растворами.

  Контактовый метаморфизм. Проявляется на контакте двух пород, как правило, изверженной и осадочной. Высокотемпературные магматические расплавы, обогащенные газами, под большим давлением внедряясь в вышележащие слои, воздействуют на вмещающие породы. Контактовый метаморфизм может происходить, как с приносом новых веществ, так и без такового. При воздействии без приноса новых веществ, происходит только температурное воздействие, что проявляется в виде перекристаллизации вмещающих пород в зоне контакта. Так образуется мрамор.

  Региональный метаморфизм. Процессы протекают на больших глубинах и распространяются на большие площади. Породообразующие процессы, формируют кристаллические сланцы и гнейсы. С региональным метаморфизмом связывают происхождение «сухих трещин», жильных тел образованных под воздействием тектонических напряжений в местах разрывов. Такие жилы являются кладовой великолепно образованных друз, кристаллов, свободному росту которых в открытых трещинах не было помех. Это так называемые «Альпийские жилы», названные по месту первого обнаружения.

 

 
 
Каталог-определитель.
Фотографии.
Минералогия, справочник.
Общая геология.
Палеонтология.
Месторождения, карты.
Интересное о камнях.
Ювелирная мастерская.
Магазин минералов.
Новое на сайте.

 


 
 
© 2009 - 2016 Мир минералов.
Копирование материалов сайта, возможно только с письменного разрешения.
 
Для связи: russisland@mail.ru