36. Общая характеристика силикатов и их роль в породообразовании.

1098минеральных индивидов (3966минералов). Вернадский говорил, что Земная кора на 85% и на глубину 15км состоит из силикатов. 64%-ПШ, 9%- пироксены+амфиболы, 4%-слюды, 5%-оливин, 18%-кварц.

Выделяется несколько исторических этапов:

1.Эмпирический этап( начало ХХв.). Силикаты были выделены как класс.

2.1925-1935 П.Гротт. Силикаты- производные поликремнистых кислот. Н2SiO3-метакремнистая кислота, H6Si12O7-диметакремнистая кислота. Силикаты были выделены как производные кислот. Недостатком служило то,что отрицались алюмосиликаты.

3.Алюмосиликатный этап. Выделялось [Al2Si2O7] каолиновое ядро. Al в силикатах может входить с координационным анионным числом 4, тогда он как катион 6.

4.Рентгено-Структурный( современный) этап. После открытия рентген.метода были расшифрованы структуры силикатов, было обнаружено, что основание силикатов является кремне-кислородный тетраэдр. Тетраэдры в силикатах могут существовать как одиночные анионы,также могут соединяться через 1 общую вершину(О) и давать различные структуры.

1)Цепочечные – ККТ соединяется между собой, образуя бесконечную цепочку;

2)Островные – ККТ соединяются через общую вершину и образованны 3-4 и 6 членами;

3)Ленточные – ККТ отр. Друг от друга, образуя широкие ленты;

4)ККТ соединяясь образуют гексагональные сетки, которые собираются в пакеты или слои;

5)Каркасные – ККТ образуют трехмерный объемный карскас, в который включен и Алюминий.

Практическое значение:

1.Силикаты как полезные ископаемые:

а)источники Al, Be, Sc, Rb, Cs, Li, U, Zr, To, Fe, Ni;

б)как техническое сырье: берилл (пьезокварц), абразивный материал, часовая промышленность, наполнители, жаростойкие (асбест), звукоизоляционный материал, кислотоупорные;

в)как сырье для керамики (ПШ и каолин);

г)как строительный материал (Лабрадор, гранит, родонит);

д)как драгоценные камни (аквамарин, изумруд, топаз, хризолит, турмалин, берилл, гранаты).

2. Как индикаторы полезных ископаемых.

3. Как индикаторы процессов минералообразования. Происхождение силикатов:

1.1) Эндогенные процессы (62 %):

• собственно магматические 21 %;

• пегматитовые 16 %;

• постпегматитовые 25 %.

-Метаморфические (27 %).

-Экзогенные процессы (10-11 %) - силикаты 6-7 мотивов. II. Поведение силикатов в магматических процессах:

1)Реакционный ряд Боуэна. При кристаллизации магматического расплава силикатные минералы выделяются в строго определенной последовательности: вначале выпадают минералы с одиночными ККТ, а в конце каркасные. Каждый последующий минерал может замещаться следующим (вокруг них образуются каемки). Направление горизонтальных рядов указывает на возможные ассоциации в породах. В направлении диагональных линий показаны невозможные ассоциации пород.

Из расплава выделяются сначала наиболее высокотемпературные вещества (если много оливина, то первыми выделятся нефелин или ПШ), а заканчивается кристаллизация при низкой температуре.

2)Поведение силикатов в метаморфических процессах: При прогрессивном метаморфизме по мере перехода от зеленосланцевой фации к амфиболитовой и гранулит- эклогитовой происходит образование силикатов с упрощением структуры (от 4 и 5 мотива к 1мотиву).

Химический состав силикатов.

Это главные элементы земной коры (до 90 % веса земной коры). В силикатах нет элементов платиновой группы, Аи, Ag, Hg, Mo, W, Sn.

Сложность химического состава определяется:

1.Наличием добавочных анионов. Простые добавочные анионы: О2, Cl, F, ОН. Сложные добавочные анионы: SO4, СОЗ, РО4, ВОЗ. Ог, ОН - в силикатах Mg, Ti, Fe, AI, Mn.

F, Cl - в силикатах Na, К + Ca и REE.

SO4, PO4, СОз - в силикатах Na + Ca + REE; Na + Mg + REE.

Mg3(OH)2[Si4Om] тальк, KAl2(OH,F)2[AISi30io] мусковит.

2.Широко проявившимся изоморфизмом:

а)изовалентный (замещается Na, К; Mg, Fe (Ni); Fe"¹, AI"¹; Zr, Hf);

б)Гетеровалентный (3Mg -> 2AI; (Mg.Fe)Si -> AlfAISi]; Na.Si ->• Ca.AI). Окраска силикатов. З типа окраски:

1) идиохроматическая (обусловлена главными катионами или элементами примеси):Fe" - зеленый, Fe"¹ - бурый, Мп - розовый, Си-(ОН) - синий, Си-(НгО) – зеленый и др.

2)аллохроматическая (зависит от посторонних механических примесей): полевошпатовый авантюрин (разность кварца) - один минерал распылен в другом.

3)псевдохроматическая (при нарушении структуры минерала, переливание цветов) борнит Cu5FeS2, халькопирит CuFeS2, бронзит (Mg,Fe)2[Si2Oe].

75. Россыпные месторождения.

Экзогенные месторождения (поверхностные, гипергенные, седиментогенные) связаны с геохимическими процессами, протекавшими в прошлом и развивающимися в настоящее время на поверхности и в приповерхностном слое Земли.

Месторождения россыпей формируются вследствие концентрации ценных минералов среди обломочных отложений, возникающих в процессе разрушения и переотложения вещества горных пород и коренных месторождений полезных ископаемых. Их образование связано с физическим и химическим выветриванием.

В группе россыпных месторождений выделяются следующие классы: 1) элювиальный; 2) делювиальный; 3) пролювиальный; 4) аллювиальный, разделяющийся на подклассы - косовый, русловой, долинный, дельтовый и террасовый; 5) литоральный; 6) гляциальный; 7) эоловый.

По времени образования россыпи могут быть как юночетвертичными, или современными, так и древними, или ископаемыми. По условиям залегания они могут быть открытыми или погребенными под толщей пород.

Источниками россыпей могут быть магматические породы, обогащенные акцессорными минералами (например, редкометальные граниты); эндогенные рудопроявления и месторождения; древние осадочные породы, обогащенные полезными компонентами, древние россыпи. Первые два источника называются коренными, последние -промежуточными коллекторами. По отношению к коренным источникам выделяют россыпи ближнего и дальнего сноса. Первые обычно располагаются не далее 15 км от источников питания. Интенсивное разрушение коренных источников россыпей, как правило, связано с предыдущими эпохами интенсивного выветривания и перерыва в осадконакоплении. Россыпные районы располагаются в областях блоковой тектоники. Блоковые движения определяют положение базисов эрозии, интенсивность выветривания, рас членен пост ь рельефа, динамику водных потоков.

По форме залежей среди россыпных месторождений выделяются плащевые, пластовые, линзовидные, ленточные. Известны небольшие косовые россыпи длиной в десятки метров; вместе с тем встречаются протяженные аллювиальные россыпи золота, прослеживаемые на 3 -5 и даже 15 км. Большую протяженность имеют прибрежные россыпи (протяженность россыпей Бразилии 200 -300 км).

В россыпях концентрируются минералы, для которых характерны высокая плотность, химическая устойчивость, физическая прочность. Среди ценных минералов россыпей находятся золото, платина, киноварь, колумбит, танталит, вольфрамит, касситерит, шеелит, монацит, магнетит, ильменит, циркон, корунд, рутил, гранат, топаз, алмаз. По составу ценных минералов россыпи бывают однообразные (с одним ценным минералом) и комплексные.

Важное экономическое значение россыпных месторождений определяется: малыми затратами при их отработке, присутствием цепных полезных компонентов, часто комплексностью, наличием месторождений с возобновляемыми запасами сырья. Из россыпей получают половину мировой добычи алмазов, титана, вольфрама и олова, в прошлом извлекали существенное количество золота и платины, добыча которых из россыпей в настоящее время снизилась. Кроме того из россыпей добывают танталит, колумбит, монацит, магнетит, горный хрусталь, гранат, корунд, киноварь, янтарь.

Элювиальные россыпи - это продукт разрушения коренных источников, непосредственно перекрывающих их выходы на земную поверхность. Практическое значение элювиальных россыпей невелико.

Делювиальные россыпи формируются при сортировке обломочного материала в процессе оползания его по склону под влиянием силы тяжести и зависят от угла склона, мощности осыпи, размеров обломков и других факторов: колебания температуры, явление солифлюкции. Среди делювиальных россыпей известны существенные месторождения золота и алмазов, касситерита и вольфрамита, корунда.

Пролювиальные россыпи находятся среди рыхлых отложений, накапливающихся у подножья гор. Для них характерны конусы выноса, которые, сливаясь, образуют непрерывную полосу - пролювиальный шлейф. Материал этих россыпей слабо окатан и плохо сортирован. Они встречаются редко.

Па аллювиальные россыпи приходятся значительные объемы добычи золота, платины, олова, вольфрама, алмазов и камнесамоцветного сырья. Аллювиальные россыпи связаны с реками, дренирующими средне- и низкогорный рельеф. В разрезе аллювиальных россыпей выделяют снизу вверх: а) плотик, представляющий собой коренные породы, подстилающие промышленные пески; б) пласт или пески, являющиеся собственно металлоносными; в) торфа, представленные пустыми песчаными отложениями; г) почвенный слой.

Плотик бывает коренной и ложный. Коренной плотик сложен коренными породами. Ложный плотик подстилает верхние залежи сложных россыпей. Обычно он представлен пластом плотной глины.

Пески состоят из валунно-галечных отложений, содержащих примесь песчаного и глинистого материала, в них концентрируется основная масса тяжелых частиц. Распределение полезного компонента внутри россыпи, как правило, неравномерное и струйчатое.

Торфа представляют собой песчано-глинистые осадки, обедненные тяжелыми минералами.

Литоральные россыпи, или прибрежно-морские и океанические, отличаются следующими особенностями:

1. они располагаются узкой полосой в зоне прибоя;

2. наиболее типичны россыпи рутила, ильменита, циркона, реже встречаются касситерит и алмазы, совсем редко - золото и платина; содержание минералов в этих россыпях значительно выше, чем в аллювиальных;

3. им свойственны хорошо отсортированные, обычно тонкозернистые, хорошо окатанные минералы;

4. протяженность россыпей обычно большая: десятки и сотни километров, но мощность редко превышает 1м;

5. россыпи редко бывают перекрыты маломощным слоем песка. Наиболее благоприятные условия для образования литоральных россыпей возникают, когда берега сложены древними гранитогнейсами с развитой корой выветривания. Среди литоральных россыпей различают современные и древние, или ископаемые. Современные россыпи расположены вдоль берегов Австралии, Индонезии, Индии, Шри-Ланка, Африки, Южной и Северной Америки. Среди ископаемых известны третичные, мезозойские и палеозойские россыпные месторождения ильменита, рутила, циркона на Украине, Урале, в Сибири, на Тимане.

Выделяются девять типов рудных формаций россыпных месторождений.

1. Золота, представленные современными аллювиальными россыпями бассейнов рек Лена, Колыма, Амур, Амазонка, Конго и др.; древними аллювиальными и карстовыми россыпями, прибрежно-морскими.

2. Платины, включающие современные аллювиальные россыпи Сибири, долинные и террасовые россыпи Урала, прибрежно-морские на Аляске.

3. Алмазов, которые представлены современными аллювиальными россыпями Бразилии, Якутии, Урала, прибрежно-морскими россыпями Юго-Западной Африки, древними аллювиальными и карстовыми россыпями Якутии.

4. Илименит-рутил-циркон-монацитовая, включающая современные прибрежно-морские россыпи Индии, Восточной Австралии, Бразилии и др.

5. Олова современных аллювиальных и прибрежно-морских россыпей стран Юго-Восточной Азии, Северо-востока России и Китая.

6. Магнетита и титаномагнетита прибрежно-морских россыпей Новой Зеландии, Японских островов, Сахалина и Курил.

7. Янтаря прибрежно-морских россыпей побережья Балтийского моря России, Германии, Польши, Литвы и Латвии.

8. Камнецветная, представленная аллювиальными россыпями агатов, сердолика, горного хрусталя, изумрудов и других драгоценных и поделочных камней.

9. Техногенные россыпи золота и минералов платиновой группы в шламах и хвостохранилищах обогащения медно-никелевых сульфидных руд и в центральных отстойниках обогащения строительных песков и гравия.

БИЛЕТ № 28