6.Общая характеристика процессов и зон минералообразования.

Минералы — продукты природных физико-химических процессов, и условия, при которых они возникают, разнообразны. Эти условия определяются концентрацией компонентов, температурой, давлением, взаимодействием с вмещающими породами. Поскольку минералы — твердые кристаллические тела, способы их образования сводятся к фазовым переходам вещества из жидкого в твердое или из газообразного в твердое, или из твердого в твердое. Особенно широко распространено образование минералов при фазовом переходе вещества из жидкого в твердое. Примером может служить кристаллизация магмы и формирование изверженных горных пород. При остывании магмы возникает множество центров кристаллизации, в результате чего образуется кристаллически-зернистая горная порода. Другой пример кристаллизации из жидкости — формирование минеральных ассоциаций, возникших при отложении минералов из гидротермальных растворов. Кристаллизация различных солей при испарении воды также может служить хорошим примером образования минералов из растворов. Минералы могут возникать и из коллоидных растворов, при этом появляются характерные колломорфные структуры.

Возникновение минералов из газовой фазы наглядно видно на примерах образования серы в вулканических аппаратах (вулканы Камчатки, Курильских островов), а также нашатыря (NH4CI), сассолина Нз[В03], киновари HgS и т. д. Но самым лучшим примером является образование снега: снежинки представляют собой скелетные кристаллики льда.

Образование минералов при переходе из твердого состояния в твердое происходит в процессах перекристаллизации, метаморфизма и метасоматоза, когда одни минералы разрушаются и образуются новые. Эти процессы происходят при участии водных растворов. При метаморфизме под влиянием давления и температуры без изменения химического состава известняк переходит в мрамор, кварцевый песок — в кварцит, глинистые сланцы — в филлиты и слюдяные сланцы. Раскристаллизация стекол эффузивных пород и гелей в условиях их старения также является примером образования минералов из твердой фазы.

При метасоматических процессах замещение ранее образованных минералов новыми под влиянием газовых и водных растворов происходит с изменением их химического состава. Метасоматические процессы характерны как для глубинных, так и для поверхностных условий. И, наконец, образование минералов может происходить при полиморфных превращениях и распаде твердых растворов.

7. Эндогенные процессы минералообразования, общая характеристика. Факторы минералообразования.

Наши знания об эндогенных процессах минералообразования основываются на представлениях о деятельности магматических очагов, располагающихся в нижних частях земной коры. Сами процессы, совершающиеся на значительных глубинах, недоступны нашему наблюдению. Лишь в районах действующих на земной поверхности вулканов мы можем получить некоторые данные, позволяющие иметь суждения о глубинных процессах. С другой стороны, данные изучения состава, структурных особенностей, условий залегания и взаимоотношений различных изверженных пород и пространственно связанных с ними месторождений полезных ископаемых также дают возможность получить некоторые представления (в соответствии с физико-химическими законами) о закономерностях, свойственных эндогенным процессам минералообразования. Согласно этим представлениям, магмы являются сложными по составу силикатными огненно-жидкими расплавами, в которых принимают участие и летучие составные части. В тех случаях, когда значительные массы магмы в силу тех или иных причин, не достигая самой поверхности, проникают в верхние части земной коры, они под большим внешним давлением подвергаются медленному остыванию и дифференциации, продукты которой в результате кристаллизации дают начало различным изверженным силикатным породам. При этом тяжелые металлы (такие, как Sn, W, Mo, Ag, Pb, Zn, и др.)> присутствующие в магмах в ничтожных количествах, с летучими компонентами (Н2О, S, F, C1, В и др.) образуют летучие соединения и по мере кристаллизации магмы концентрируются в верхних частях магматических очагов. В тех случаях, когда магма достигает земной поверхности и изливается в виде лав, летучие компоненты, освобождающиеся при этом, уходят в атмосферу. В соответствии с указанной последовательностью развития магматического цикла явлений различают следующие этапы эндогенных процессов минералообразования: 1) магматический (в собственном смысле слова), 2) пегматитовый и 3) пневматолито-гидротермальный. 1. Магматические процессы совершались во все геологические эпохи и приводили к образованию огромных масс изверженных горных пород. Эффузивные породы при быстром остывании не успевают полностью раскристаллизоваться и потому в своем составе содержат в том или ином количестве вулканическое стекло и часто обильные округлые пустоты (в пузыристых лавах), свидетельствующие о выделении газообразных продуктов вследствие резкого уменьшения внешнего давления. Интрузивные породы, наоборот, представляют собой полнокристаллические породы.

2. Процессы образования пегматитов протекают в верхних краевых частях магматических массивов и притом в тех случаях, когда эти массивы формируются на больших глубинах (несколько километров от поверхности Земли) > в условиях высокого внешнего давления, способствующего удержанию летучих компонентов в магме в растворенном состоянии. Пегматиты как геологические тела наблюдаются в виде жил или неправильной формы залежей, иногда штоков, характеризующихся необычайной крупнозернистостью минеральных агрегатов. Мощность жилообразных тел достигает нередко нескольких метров, а по простиранию они обычно прослеживаются на десятки, реже сотни метров. 3. Пневматолите -гидротермальные процессы по существу являются уже явно постмагматическими, т. е. протекают после того, как главный процесс кристаллизации магмы в глубинном массиве в основном закончился. Явления пневматолиза («пневма» по-гречески — газ) могут иметь место в тех случаях, когда расплавы, насыщенные летучими компонентами, кристаллизуются в условиях сильно пониженного внешнего давления. Вследствие этого в известный момент возникает парообразование и происходит дистилляция (перегонка) вещества. Процессы этого рода должны совершаться в тех случаях, когда магмы застывают на средних или небольших глубинах, либо при извержениях у земной поверхности.

8. Собственно магматические процессы минералообразования. Главные породообразующие и рудные минералы магматических пород.1. Магматические процессы совершались во все геологические эпохи и приводили к образованию огромных масс изверженных горных пород. По условиям образования различают, прежде всего, две главные группы этих пород: а) эффузивные (экструзивные), т. е. излившиеся на земную поверхность в виде лав или застывшие в непосредственной близости ее в условиях низкого внешнего давления, и б) интрузивные, застывшие на глубине под высоким давлением в виде больших грибообразных, пластообразных и неправильной формы массивов. Эффузивные породы при быстром остывании не успевают полностью раскристаллизоваться и потому в своем составе содержат в том или ином количестве вулканическое стекло и часто обильные округлые пустоты (в пузыристых лавах), свидетельствующие о выделении газообразных продуктов вследствие резкого уменьшения внешнего давления. Интрузивные породы, наоборот, представляют собой полнокристаллические породы. Явления дифференциации в магмах, как было указано, приводят к образованию различных по химическому и минеральному составу и удельному весу горных пород. В зависимости от содержания кремнезема и других компонентов среди изверженных пород различают: а) ультраосновные, богатые MgO и FeO, но наиболее бедные SiO2 (дуниты, пироксениты—в интрузивных и пикриты—в эффузивных комплексах); б) основные, более богатые SiO2 и богатые А12О3 и СаО, но более бедные MgO, FeO (габбро, нориты—в интрузивных и базальты, диабазы, порфириты—в эффузивных комплексах), и в) кислые, богатые SiO2 и обогащенные щелочами, но более бедные по сравнению с предыдущими СаО, FeO, MgO (граниты, гранодиориты и другие породы—в интрузивных, липариты, кварцевые порфиры и прочие породы—в эффузивных комплексах). В ряде интрузивных массивов, где дифференциация магмы проявилась более совершенно, кислые разности пород располагаются в верхних частях, а более тяжелые по удельному весу основные и ультраосновные породы—в более глубоких частях, у постели массивов. Рудные месторождения магматического происхождения встречаются лишь в ультраосновных и основных изверженных породах. К ним принадлежат месторождения Cr, Pt и других металлов платиновой группы, Gu,Ni,Go, Fe, Ti и др. а из неметаллических полезных ископаемых—месторождения алмаза, фосфора в щелочных породах и др.