Лекция №2 Тема: Внутренние строение, плотности, температуры и радиоактивности земли. Химический и минеральный состав земли. Общие сведения о минералах. Физические и механические свойства минералов

Продукты пневматолиза - пневматолиты - разделяются на вулканические и глубинные.
Вулканические пневматолиты образуются в вулканических областях за счёт газов, отделяющихся от магмы вблизи поверхности или на поверхности Земли. Вулканические газы в огромных количествах уходят в атмосферу через жерла вулканов и трещин вокруг кратеров. Главными газами при извержениях являются пары воды, HCl, H₂S, SO₂, CO₂, CO, H₂, O₂ и NH₄,Cl, хлористые и сернистые соеденения Na, K, Ca, В газах также обнаруживаются хлористые соединения железа, меди, марганца, свинца, соединения бора, фтора, брома, фосфора, мышьяка, сурьмы и др.
В процессе возгона газов трещинах лавовых покровов и кратерах вулканов происходит образование минералов. Преимущественно это хлориды, сульфаты - минералы, легко растворимые и поэтому не наблюдаемые в большом количестве. Обычно все минералы, образующиеся при вулканической деятельности, имеют вид налётов, мелкокристаллических корочек или землистых агрегатов. Примерами образования минералов могут служить следующие реакции:


2FeCl₃+2H₂OFe₂O₃+6HCl; 2H₂S+O₂=2H₂+2S

сера

Образуются минералы (сульфидов) - пирит, марказит, пирротин, халькопирит, сфалерит и др.
2. Глубинные пневматолиты образуются в том случае, когда газы отделяются от магматического очага в недрах земной коры. Они просачиваются сквозь породы и влияют на их химический и минеральный состав. Степень химических преобразований пород под действием газов зависит от их химической активности, состава пород, тектонического строения и длительности процесса. К глубинным пневматолитам относят некоторые жильные тела (тела выполнения трещин) и грейзены. Грейзены - породы, образовавшиеся благодаря переработке магматическими эманациями (газами и водными растворами) гранитов и жильных магматических пород, а также эффузивов и некоторых осадочно - метаморфических пород, богатых кремнезёмом и глинозёмом.
В минералогическом отношении в грейзенах резко преобладает кварц. Кроме того, они почти всегда содержат мусковит, часто литиевые слюды, топаз, турмалин, рутил. Из рудных минералов касситерит вольфрамит, в меньшей степени молибденит и арсенопирит. Нередко в грейзенах можно встретить берилл, особенно характерна его прозрачная разновидность цвета морской воды - аквамарин, являющаяся драгоценным камнем.
4. Гидротермальный процесс. Гидротермы - горючие водные растворы, отделяющиеся от магмы или образующиеся в результате ожижения газов. Гидротермальные растворы выносят из магматического очага целый ряд соединений металлов. Обычно гидротермы (растворы) под давлением двигаются вверх, к поверхности земли. При своём движении они используют различные тектонические нарушения, трещины, зоны контактов. По мере удаления растворов от магматического очага температура их падает. В результате падения температуры и реакций с вмещающими породами гидротермы свой груз отлагают в виде минералов.
Гидротермы обычно движутся по трещинам, форма большинства гидротермальных минеральных тел - жильная.
Главнейшим жильным минералом является кварц. Гидротермы могут быть высоко (450-300 ^о), средне (300-200 ^о), низкотемпературные (ниже 200 ^о).
Как правило, высокотемпературные гидротермальные минеральные тела располагаются ближе к интрузии, в то время как низкотемпературные являются наиболее удалёнными. Это ведёт в известной степени к зональному расположению продуктов гидротермального процесса по отношению к той интрузии, которой они обязаны своим происхождением.
Так, ближе к гранитной интрузии и в самом интрузиве располагаются гидротермальные жилы с вольфрамитом, касситеритом, молибденитом, далее - жилы с сульфидами меди, свинца и цинка, серебра, затем сурьмы и ртути. Однако подобная зональность не является строго концентрической, проявляется не всегда и характерна лишь для сравнительно небольших (до 10 мм в поперечнике) гранитных штоков. Гидротермы так же, как и газы, просачиваются сквозь боковые породы, химически реагируют с ними, замещают их, привнося новые соединения.
Так возникают контактно - метасоматические тела, имеющие часто трубчатую или неправильную форму и залегающие большей частью среди карбонатных пород.
При гидротермальной переработке вмещающих пород эти горные породы могут быть сильно изменены. Так, при действии гидротермальных растворов на богатые магнием ультраосновные породы и доломиты образуются асбест, тальк, магнезит, а действие низкотемпературных сернокислых гидротерм, не богатых щелочами пород, ведёт к образованию алунита.
Гидротермальное происхождение имеют большинство руд цветных, редких и радиоактивных металлов, золото, а также различные неметаллические полезные ископаемые.
Следует отметить, что гидротермальные растворы, несущие оруднение, не обязательно должны быть магматическими. Это основывается на следующем, вместе с осадочными породами в глубокие горизонты литосферы попадают огромные количества воды и газов как в свободном виде (подземные, пленочные и др.), так и в связанном (кристаллизационная, коллоидная вода). Вся литосфера как бы пропитывается водой и газами. При этом хорошо известно, что слабоминерализованные близ поверхности подземные воды на глубине превращаются в рассолы с минерализацией до 300 г/л и более.
Температура этих вод на глубине 4-5 км возрастает до 150⁰С. Многие воды обогащены (за счёт выщелачивания из вмещающих пород) типичными элементами рудных месторождений - медь, свинец, цинк, «летучими» соединениями - сера, фтор, бор, литий и др. Эти высококоцентрированные термальные водные растворы по существу и могут быть растворами, которые мы называем гидротермальными. Они могут переносить элементы в ионной и калоидной формах, в форме сложных различных комплексов, а при изменении условий, отлагать их в виде труднорастворимых соединений минеральных тел. Эти же растворы могут вызывать и метасоматические изменения горных пород и руд.