Лекция 11 Месторождения выветривания
Экзогенные месторождения, разделяющиеся на месторождения выветривания и осадочные, образуются на поверхности земли или вблизи нее за счет внешней энергии. Источником энергии для их образования служит Солнце, под действием которого на Земле происходят изменение минеральных масс, круговорот воды, движение атмосферы и различные биохимические процессы. Важную роль в формировании экзогенных месторождений играют коллоидные растворы.
Коллоиды и их роль в образовании экзогенных месторождений
Коллоиды представляют собой растворы с относительно крупными частицами размером от 1 до 100 М(а, (10-6—10-4 мм), тогда как размеры частиц истинных, или молекулярно-ионных, растворов менее 1 мл. В коллоидах различают дисперсионную среду (растворитель) и дисперсную фазу (растворенное вещество). Агрегатное состояние дисперсионной среды и дисперсной фазы может быть различным: твердым, жидким и газообразным. Среди коллоидных образований различают золи и гели.
Золи (иначе называемые коллоидные растворы) характеризуются резким преобладанием дисперсионной среды над дисперсной фазой (например, желто-бурые железистые воды). Гели имеют вид студнеобразных и клееподобных масс; дисперсионная среда в них содержится в незначительном количестве, дисперсная же фаза резко преобладает.
В зависимости от природы дисперсионной среды различают гидрозоли и гидрогели (дисперсионная среда — вода), аэрозоли и аэрогели (дисперсионная среда — воздух), пирозоли и кристал-логели (дисперсионная среда — кристаллическое вещество).
|
|
|
Коллоидные частицы имеют определенный электрический заряд. Все частицы одного коллоида имеют одинаковый заряд, вследствие чего они отталкиваются друг от друга и находятся поэтому во взвешенном состоянии в дисперсионной среде.
Если к коллоиду, имеющему положительный заряд, прилить коллоид с отрицательным зарядом, или наоборот, то произойдет осаждение, или коагуляция, коллоида. Коагуляция наиболее полно происходит лишь в том случае, когда суммы положительных и отрицательных зарядов частичек равны.
Осаждение коллоидов из растворов может происходить не только от смешения коллоидов различных зарядов, но и от других причин, например от добавления к коллоидному раствору электролита или молекулярного раствора, повышения температуры вследствие повышения концентрации раствора при испарении растворителя и в результате действия радиоактивных веществ.
В коллоидах проявляются процессы, связанные с поверхностным состоянием вещества. Действию поверхностных сил следует приписать прежде всего явление адсорбции, т. е. поглощение коллоидным веществом из раствора тех веществ, которые уменьшают поверхностную энергию данного коллоида. Кроме того, различают абсорбцию — поглощение вещества всей массой коллоида. Часто оба эти явления обозначают одним объединенным термином — сорбция. Сорбируются ионы противоположного электрического знака. Очень сильно сорбционные явления выражены в марганцевых рудах и глинах.
|
|
|
Гели, выпадающие из коллоидных растворов, с течением времени подвергаются старению, изменяются их состав и строение. Прежде всего они теряют воду (дегидратация). Так, например, из студенистых масс кремнезема возникают стекловатые и микропористые опалы. Последние в результате перекристаллизации переходят в скрытокристаллические агрегаты халцедона или кварца.
Гели, перешедшие в кристаллически-зернистые агрегаты, называются метаколлоидами. Факторы, способствующие перекристаллизации гелей, различны: повышение температуры и давления, сухость климата, время. В виде метаколлоидов наблюдаются многочисленные рудные минералы: гидроокислы и окислы железа, марганца, алюминия; сульфиды — пирит, марказит, сфалерит, халькопирит и др.
Разложение полевошпатовых пород при выветривании
|
|
|
В месторождениях выветривания при разложении полевошпатовых пород коллоиды играют существенную роль.
Важнейшими окислами полевошпатовых пород являются: щелочи Na20 и К2О; щелочные земли СаО, Мо;0; полуторные окислы А1203, Fе203, Мn203; кремнезем SiO2. К наиболее легкорастворимым составным частям породы относятся щелочи (Мg20, К20) и щелочные земли. Они реагируют с анионом ОН (гидроксил),
получающимся при диссоциации воды, и образуют так называемые свободные основания. Последние представляют собой сильно диссоциированные соединения, которые содержатся в истинных растворах и могут перемещаться на значительные расстояния от места первоначального изменения породы. Реагируя с углекислотой, почти всегда находящейся в поверхностных водах, они образуют карбонаты.
Кремнезем, хотя и относится к труднорастворимым соединениям, однако обладает способностью переходить в коллоидный раствор. При процессах выветривания, происходящих в условиях умеренного климата в средних широтах, кремнезем отлагается на месте разложения породы. При процессах латеритного выветривания, наблюдающихся в условиях жаркого и влажного климата, кремнезем частично выносится, чему способствует щелочной характер растворов (за счет Nа20, К2О, СаО и Мg0).
|
|
|
Наименее подвижны и трудно разлагаются полуторные окислы А1203, Fе203 и Мп203. Они трудно растворимы в воде и почти всегда дают коллоидные растворы. Эти окислы могут оставаться на месте изменяющейся породы и образовывать так называемые остаточные месторождения, которые подразделяются на месторождения коры выветривания и элювиально-делювиальные.
Окислы тяжелых металлов в благоприятных условиях могут уноситься поверхностными водами в подземную циркуляцию; при отложении этих окислов возникают инфильтрацион-ные месторождения.
Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 451; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!