Геохимические процессы в системе природная

вода – горная порода

(2)

Продолжение

Гидратация-

дегидратация

•Процесс гидратации заключается во вхождении молекул воды в структуру минералов в виде координационно связанных молекул (минералы типа гипса) или не связанных с решеткой молекул (цеолиты).

•На долю воды приходится значительная часть объема минерала. При гидратации происходит перестройка кристаллической структуры минерала (уплотнение) и возрастание объема минералов, обусловленное связыванием в минералах воды.

•Объемный эффект гидратации поэтому может быть отрицательным, близким к нулю и положительным. Наибольшим объемным эффектом (до 20—30 см3 на моль Н2О) обладают реакции цеолитизации.

Одной из наиболее простых

гидратирующих систем

является пара гипс—ангидрит.

• CaSO4 + H2O <===> CaSO4. 2H2O;

•гипсы и ангидриты в природных условиях четко гипсометрически локализованы: основные массы ангидрита приурочены к участкам, находящимся на глубине более 460 м от дневной поверхности, а гипсы - к верхним частям разреза.

•Аналогичные равновесия – мирабилит-тенардит,

содовые минералы

•Гидрогели:

•SiO2 + nH2O <===>

SiO2.nH2O (опал)

•Агаты. Интересные

свойства кремней (бактериофаг).

Вхождение воды в состав цеолитных минералов в первую очередь связано с

увеличением гидростатического давления, вывод ее обусловливается

увеличением температуры до 400оС

•Использование цеолитов для очистки питьевых и сточных вод, сушки. Отдают и принимают воду без разрушения крист. решетки; ионообменники; сорбенты. Использование в корме скота, рыб (до 6%) – свх. Тихоокеанский; свиноматки увеличили вес на 30%.

•Особо следует остановиться на глинистых минералах, ряд которых содержит межслоевую воду (смектиты, вермикулиты, галлуазиты). Ее удаление, так же как и для других минералов, связано с повышением температуры. Наиболее важна

дегидратация монтмориллонита, приводящая к образованию гидрослюд на глубинах более 2000—3000 м.

•Таким образом, процессы, возникающие на границе раздела горных пород и подземных вод, приводят во многих случаях к проникновению молекул воды в кристаллическую решетку минералов. В результате при определенных термодинамических параметрах образуются новые минералы и может произойти полное замещение прежних горных пород новыми.

Сорбция, ионный обмен

•Сорбция – избирательное поглощение твердых веществ и газов. Мера: удельная поверхность – м2/г.

•На раздробление вещества и образование коллоидов затрачивается энергия, которая частично превращается в геохимическую энергию сорбции. Суммарная поверхность 1 г коллоидной фракции в сотни тысяч и миллионы раз больше поверхности 1 г частиц, видимых простым глазом (поверхность 1 г бентонитовых глин колеблется от 40 до 96 м2, каолиновых - от 17 до 65 м2).

поверхностная энергия

природных коллоидов

•Неполярная сорбция состоит в поглощении из раствора целых молекул, например газов и паров, молекул органических веществ. В зоне гипергенеза многие глинистые минералы сорбируют из вод органические молекулы.