Вопрос 26. Охарактеризуйте особенности элементного состава магм.

В магме содержатся практически все химиче­ские элементы таблицы Менделеева, среди которых: Si, Al, Fe, Са, Mg, К, Ti, Na, а также различные летучие компоненты (оксиды углерода, сероводород, водород, фтор, хлор и др.) и парообразная вода. Летучие компоненты при кристаллизации магмы на глубине частично входят в состав различных минералов (амфиболов, слюд и прочих). В редких случаях отмечаются магматические расплавы несиликатного состава, например щёлочно-карбонатного (вулканы Восточной Африки) или сульфидного. По мере продвижения магмы вверх, количество летучих компонентов сокращается. Дегазированная магма, из­лившаяся на поверхность, называется лавой.

Химический состав магм отличается большим разнообразием. Однако, по преобладанию или недостатку кремнезёма и основных элементов в магме их принято условно делить на гранитные и базальтовые. Подавляющая масса магматических пород земного шара относится к базальтовому типу. Образование магм различного состава может быть объяснено процессами дифференциации магм на пути продвижения ее на поверхность литосферы.

Вопрос 27. Объясните природу процессов дифференциации химических элементов в изверженных магмах.

ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ МАГМЫ — процессы разделения и сегрегации жидких и кристаллизующихся магматических расплавов, приводящие к образованию разных по минеральному и химическому составу горных пород или пород с различными количественными соотношениями одних и тех же минералов.

Основной механизм разделения магмы — кристаллизационная дифференциация магмы, т.е. разделение твёрдых кристаллических фаз магмы в процессе её кристаллизации, обусловленное перемещением и пространственным обособлением возникающих минеральных фаз под влиянием различных факторов (например, гравитационное осаждение выделившихся из расплава кристаллов или перемещение их конвекционными токами).

Кристаллизационная дифференциация магмы равновесна, когда между кристаллами и расплавами сохраняется химическое равновесие и происходит механическое отделение кристаллов от равновесной с ними магмы. Дифференциация магмы обусловливает не только широкое разнообразие магматических горных пород, но и образование магматических рудных месторождений.

При охлаждении основной и ультраосновной магм из расплава в твёрдые фазы в первую очередь переходят преимущественно соединения железа, магния, кальция, хрома, титана, а также платина и элементы её группы.

В результате выделения из магмы указанных элементов она становится более кислой и по своему составу приближается к диоритовой магме. В ходе дальнейшей кристаллизации магма обогащается кремнием, алюминием, щелочными металлами, летучими элементами и по своему составу приближается к гранитной магме. Кристаллизация последней даёт граниты и остаточный пегматитовый расплав, при застывании которого образуются пегматитовые жилы, часто обогащенные минералами редких элементов.

Вопрос 28. Формы миграции химических элементов в земной коре. Внутренние и внешние факторы миграции.

Миграция – перемещение молекул и атомов в земной коре, движимое

посредством целого ряда факторов различного происхождения и протекающее

несколькими способами.

Виды миграции (или формы движения материи) – выделяются в соответствии с различными уровнями организации вещества. Выделяются механическая, физико-химическая, биогенная и техногенная миграция.

Механическая: перенос без преобразования вещественного состава. Определяется размерами минеральных частиц, их плотностью, скоростью движения среды, являющейся агентом переноса (водного потока, ветра и т.д.).

Физико-химическая: подчиняется физическим и химическим законам. Процессы диффузии, растворения, осаждения, плавления, кристаллизации, сорбции, десорбции и т.д. Подвиды – ионная миграция (в растворах), коллоидная, газовая и др.

Биогенная: определяется деятельностью организмов. Взаимодействие между живым веществом и инертной материей Земли происходит в форме массообмена химических элементов между живыми организмами и окружающей средой. Именно процессы массобмена элементов объективно характеризуют геохимическую деятельность организмов. Подобные закономерные процессы миграции химических элементов, осуществляемые не под воздействием геологических факторов, а в результате жизнедеятельности организмов были названы В.И. Вернадским биогеохимическими. Здесь учёт лишь химических свойств элементов (валентности, ионных радиусов и др.) недостаточен. Здесь значительно большую роль приобретают информационные процессы

Техногенная: связана с деятельностью человека. Освоение сырьевых ресурсов, хозяйственное использование сырья, значительные по масштабам перемещения вещества, создание веществ, не существующих в природе.

По предложению А.Е. Ферсмана факторы миграции принято условно делить на внешние и внутренние. Под внешними факторами понимаются параметры внешней обстановки миграции: температура, давление, pH водных сред, окислительно-восстановительная обстановка, тип ведущего элемента и т.д. К внутренним факторам относят физико-химические и биологические свойства элементов, рассматриваемых как объект миграции: химические свойства элемента, его способность образовывать в данной обстановке растворимые и летучие соединения, способность окисляться или восстанавливаться и т.д. Важно понимать, что внешние факторы миграции одного элемента могут, в то же время, рассматриваться как внутренние факторы миграции другого элемента.

К важным факторам миграции элементов относятся их кларки. Элемент, способный в данных условиях образовывать химические соединения со многими сопутствующими элементами, если его кларк преобладает над кларками этих элементов, в основном формирует условия миграции элементов с малыми кларками и называется ведущим элементом.