» » Окислы

Окислы

02.08.2016

Наиболее широко распространены в метаморфитах окислы железа и марганца. Вюстит образован двухвалентным железом и возникает при высокой температуре (выше 600° С). Понижение температуры вызывает распад вюстита на магнетит и феррит 4FeO = Fe3O4 + Fe.
Mагнетит в метаморфитах содержит мало магния. Образование твердого раствора FeFe3O4 (магнетит) MgFe2O4 (магнезиоферрит) осуществляется в высокотемпературных и сильноокислительных условиях. Слабое химическое сродство ферритов к магнию возрастает при замещении трех валентного железа алюминием, хромом и титаном.
В связи с тем что железо и марганец имеют различное химическое сродство с кислородом, они образуют различные парагенезисы. Двухвалентный марганец в горных породах в металлическом состоянии не встречается, так как обнаруживает высокое сродство с кислородом. Низший окисел Mn — манганозит — индифферентен к кислороду и стабилен в широких пределах окислительно-восстановительных условий.
Парагенезис магнетит—гематит практически совмещен с верхней границей устойчивости. Устойчивы также парагенезисы: манганезит—феррит, вюстит—магнетит, а в сильноокислительных условиях гематит—гаусманит (Mn3O4), гематит—биксбуит (Mn2O3), гематит—пиролюзит (MnO2).
Рутил — широко распространенный минерал во многих метаморфитах — в эклогитах, амфиболитах, гранулитах, мраморах и др. При понижении температуры рутил вытесняется анатазом. В аналогичных условиях образуется третья полиморфная модификация TiO2 (брукит).
Ильменит по распространению в метаморфитах среди окислов титана является вторым после рутила. Он входит в состав высокотемпературных гнейсов в ассоциации с магнетитом, гематитом или рутилом. В условиях высокой температуры образуются следующие твердые растворы: ильменит—магнетит и ильменит—гематит. Понижение температуры вызывает понижение смесимости минералов и в кристаллах ильменита обособляются пластинки магнетита, либо гематита.
Кварц (см. раздел «Бесцветные минералы») в низкотемпературной модификации (α-кварц) устойчив ниже 573 С, а высокотемпературной (β-кварц) — в интервале 573—870 С. В соответствующих температурных условиях при стандартном давлении Па (1 атм) эти модификации легко переходят друг в друга. При еще более высокой температуре стабильны тридимит (ниже 1470° С) и кристобалит (до точки плавления 1713° С). Последние две модификации кварца в метаморфитах практически не встречаются. Они отмечены лишь в контактолитах, возникших под воздействием крайне высокотемпературной базальтовой магмы. При повышении давления образуются устойчивые ассоциации кварца с магнезиальными минералами все более бедные кремнеземом: кварц + кордиерит → кварц + энстатит + силлиманит (кианит) → кварц 4 пироп. Если одновременно с давлением в системе происходит крайнее возрастание железистости, осуществляется реакция кварца с фаялитом и образуется ферросиликат. В условиях очень высокого давления кварц переходит в коэсит и стишовит — плотную его модификацию. Названные минералы в метаморфических породах не обнаружены, а установлены в метеоритных кратерах.
А.А. Маракушев условно относит к простым окислам более сложные породообразующие силикаты, в первом приближении подразделяя их на две группы. Первая группа представлена кордиеритом, нефелином, полевыми шпатами и другими, молярный (грамм-формульный) объем которых больше, чем объем составляющих их окислов (абиссофобные минералы); вторая группа — жадеитом, гранатами и другими, молярный объем которых меньше (они более плотные) объема входящих в них окислов (абиссофильные минералы). Реакции рассчитаны на 1 моль SiO2. По величине свободной энергии можно судить о химическом сродстве с SiO2 других более основных окислов (минералов). Оно понижается (нарастает их кремнекислотность) в следующей последовательности: галенит → нефелин → ларнит → мервинит → сфен → акерманит → гроссуляр → волластонит ортоклаз → диопсид → жадеит → форстерит → пироп → анортит → альбит → тефронт → энстатит → родонит → фаялит → андалузит.
При нарастании степени метаморфизма химическое сродство с H2O различных окислов понижается (сокращается процесс гидратации) в следующем порядке: CaO → MgO → Al2O3 → FeO → Fe2O3 → MnO → MnO2 → TiO2 → SiO2. В случае двух последних окислов гидратация при метаморфизме вообще не происходит. Она может иметь место только в экзогенных процессах.