2. Глинистые минералы группы смектита.

Диоктаэдрические минералы монтмориллонит, (Si Al) бейделит, (Si Fe)нонтронит, (Al Cr)волконскоит, (Ak Mg)сапонит,.

Г р у п п а с м е к т и т о в .В структурном отношении алюмосиликатный пакет смектита почти полностью идентичен иллитовому. Здесь также октаэдрический слой заключен между двумя кремнекислородными тетраэдрическими, а избыточный отрицательный заряд пакета сбалансирован межслоевыми катионами. При этом, однако, он обладает

важным свойством: способностью к расширению в направлении оси с при насыщении полярными органическими жидкостями. Высота единичного смектитового пакета равна 0,96 нм. Межплоскостные расстояния в природных смектитах колеблются от 1,25 до 1,55 нм. После насыщения этиленгликолем и глицерином межплоскостные

расстояния увеличиваются до 1,69 и 1,78 нм. При прокаливании до 490°С они сужаются до присущих иллиту 1,0 нм. Межплоскостные расстояния, равные 1,25 нм, отвечают Na-разновидности смектита, имеющего в качестве обменного катиона в межпакетных промежутках Na+ и содержащего в этих промежутках один слой молекул воды.

Са-смектит содержит в качестве обменных катионов Ca2 + и способен удерживать два молекулярных слоя воды в межпакетных пространствах. В этом случае межплоскостные расстояния в монтмориллоните

равны 1,55 нм. Природный смекгит может представлять правильное чередование пакетов и водных слоев одной толщины или являться беспорядочной смесью пакетов, в различной степени гидратированных. Катионные замещения внутри октаэдрической и тетраэдрической решеток приводят к появлению широкой гаммы минералов диоктаэд-

рического и триоктаэдрического типов. Выделяются три серии минералов смектитовой группы.

Билет 9

1. Эвапориты (соли): минеральный состав и условия образования.

Соляные породы являются чисто хемогенными образованиями,выпадающими в осадок лишь в результате выпаривания и высокой концентрации солей в природных водах и их нередко называют эвапоритами. Они являются типичными представителями аридных зон и возникают в морских и континентальных условиях. Главными минералами этих пород являются гипс, ангидрит, мирабилит и т. д. из группы сульфатов; хлориды представлены сильвином, галитом, карналлитом. Нитраты, бораты и сода встречаются гораздо реже. Номенклатура соляных пород окончательно не разработана. Есть предложение именовать породы по названию преобладающего минерала, прибавляя окончание "ит". Например, породу называют гипсит, но вряд ли это удачно. Лучше говорить о гипсе, ангидрите и т. д., указывая о чем идет речь (о минерале или породе). Отдельные кристаллы и агрегаты выделяют как минералы, а значительные скопления – пласты и линзы - как породы. Наиболее широко распространены в природе сульфатные образования- гипсы и ангидриты. Цвет этих пород белый, розовый, голубоватый, красный, желтоватый до темных. Сульфаты обычно залегают в

виде мощных линз, переслаивающихся со слоями галита, доломитов, реже с известняками, глинами и песками. Гипс и ангидрит в большинстве случаев образуются химическим осаждением из природных концентрированных растворов в условиях аридных зон. Установлено, что осаждение гипса начинается, когда концентрация солей в морской воде превысит нормальную в 5 раз, а плотность раствора составит около 1,2 г/см3. При отложении гипса и ангидрита весьма важным моментом являются температура и состав раствора. Экспериментально установлено (Вант-Гофф), что при выпаривании водного раствора сернокислого кальция при температуре до 63°С отлагается гипс и лишь выше этой температуры выпадает ангидрит. Если же в растворе, помимо сульфата кальция, есть хлориды Na и Mg, осаждение ангидрита начинается при более низких температурах. При одновременном присутствии в растворе NaCl и MgCl2 (что наблюдается в морской воде) выпадение ангидрита происходит в диапазоне температур 2 5 - 30°С, а гипс кристаллизуется при более низком содержании хлоридов и более низких температурах. Отложение сульфатов кальция практически не зависит от рН и Eh растворов. В природе сульфатообразование идет и в континентальных и в морских условиях, предшествуя накоплению каменной соли, калийных и минеральных солей. Обычно гипс и ангидрит образуются в щелочной окислительной среде (усыхающие бассейны, почвы сухих степей и пустынь).

Каменная соль сложена галитом (NaCl) и может содержать примеси других хлористых и сернокислых солей, ангидрита, оксидов железа и терригенных частиц. Каменная соль образует линзы, пласты и соляные купола. Текстура ее обычно тонкослойчатая, обусловленная сезонными колебаниями в осадконакоплении, структура крупно- и грубозернистая. Карналлитовая порода сложена в основном карналлитом (KCl MgCl2·6H2O), из примесей содержит преимущественно галит, иногда сильвин. Отличается ярко-красной или оранжево-желтой окраской, обусловленной присутствием тончайших иголочек гематита. Сильвиновая порода характеризуется тонкой слойчатостью, благодаря чередованию через 3-4 мм слоев сильвина (KCl), галита и глинистого ангидрита. Окрашены породы обычно в красные и пестрые тона за счет разной окраски слагающих их компонентов. Образование солей в настоящее время и в прошлые геологические эпохи шло в континентальных и в морских условиях. При этом соленакопление регулировалось и регулируется рядом геологических и риродных факторов, из которых следует отметить геоструктурную позицию солеродного водоема, характер его связи с питавшим морским бассейном, условия питания морской водой и континентальными водами, глубину солеродного водоема, химические особенности воды. Среди водоемов с повышенной соленостью выделяются озерные, континентальные и морские. Гидрологический режим этих водоемов может быть однородным в латеральном и вертикальном направлениях, либо неоднородным. По гидрохимическому составу рассматриваются бассейны содовые, сульфатные и хлоридные. Все три типа встречаются на континентах. Морские бассейны относятся к сульфатным, изредка они переходят в хлоридные. Озерный галогенез является в геологической истории редкостью. Осаждение солей в озерах происходит из рапы (рассола), образующейся в засушливое время года. Иногда соли загрязнены глинистым материалом, чешуйками глины и органическими остатками. В этих галогенных (или терригенно-галогенных) отложениях, обычно отсутствуют калий-магниевые соли, так как галогенез не успевает завершиться.

Морской галогенез обладает своеобразными чертами по сравнению с озерным, так как морская вода обогащена калием, магнием и рядом макроэлементов. При минерализации воды 14-26% образуются сульфаты, при 26-32% идет садка NaCl, более высокая минерализация приводит к образованию калий-магниевых накоплений. Вверх по разрезу происходит переход от известняков через доломиты к сульфатам, а затем к солям. При концентрации раствора вершина этой пирамиды сложена наиболее ценными калийными солями. Иногда несколько подобных карбонатно-соленосных циклов наложены друг на друга. В настоящее время калийные соли не образуются. В значительной мере загадкой является образование солей в глубоководных условиях. Некоторые авторы рассматривают это как следствие вертикальной дифференциации вод по солености и полуизолированных глубоководных впадинах, при которой соленость у дна увеличивается. Другие связывают поступление рассолов (около 300 г/л) с зонами разломов, трещин на морском дне. Такие случаи известны в Средиземном, Красном морях и имеют отношение к процессам растяжения в рифтогенезе и подъему глубинного вещества. Галогенные породы - индикаторы быстрых темпов погружения. Установлено, что солевые горизонты накапливались в 10-14 раз скорее, чем подстилающие глинисто-карбонатно-ангидритовые отложения. Галогенез вообще развивался лишь в тех депрессиях, которые отличались быстрым прогибанием дна.

2. Классификации обломочных пород по минеральному составу породообразующих компонентов.

Собственно аркозы, %:полевые шпаты — 75—25, кварц - 75-25, обломки пород <10

Граувакковые аркозы, %: полевые шпаты — 65—25, кварц — 65—25, обломки пород — 25—10

Кварцевые граувакки, %: обломки пород - 75—25, кварц — 75—15, полевые шпаты <10

Полевошпат-кварцевые граувакки, %: обломки пород - 75—25, кварц >10, полевых шпатов < кварца

Собственно граувакки, %: обломки пород - 100-75, полевые шпаты — 25—0, кварц - 20-0

Кварц-полевошпатовые граувакки, %: обломки пород — 75—25, полевые шпаты > 10, кварца < полевых шпатов

Полевошпатовые граувакки, %: обломки пород — 75—25, полевые шпаты — 75—15, кварц < 10

Билет 10