» » Устойчивость минералов к процессам выщелачивания

Устойчивость минералов к процессам выщелачивания

11.08.2016

Существуют три способа оценки устойчивости минералов к процессам химического разложения: путем расчетов кристаллохимических констант минералов и величин энергии связи ионов решетки; экспериментальный — в основе его лежит определение устойчивости минералов в лабораторных условиях и практический посредством наблюдений на природных объектах.
Ясно, что устойчивость минералов находится в обратной зависимости от подвижности образующих их элементов. Наименее устойчивы минералы, в основной состав которых входят такие анионы, как Cl, S, J, F и наиболее подвижные катионы — Na, Mg, Ca (см. табл. 23). В частности, растворимость (т. е. константа, обратная устойчивости) хлоридов, например, значительно выше, чем сульфатов и карбонатов, и тем более — силикатов и окислов (табл. 26). Очень неустойчивы в поверхностных условиях сульфиды. Устойчивость кристаллической решетки минералов определяется величиной электростатического взаимодействия между слагающими ее катионами и анионами. Сильными анионами являются F и О. Под действием кислорода, постоянно присутствующего в зоне гипергенеза, вытесняются все прочие анионы. Поэтому более устойчивы в поверхностных условиях кислородные соединения. Устойчивость их зависит от величины электростатического взаимодействия катионов с кислородом, которая прямо пропорциональна заряду катиона (w) и обратно пропорциональна его радиусу (r). Эта величина представляет собой ионный потенциал Картледжа i=w/r. К неустойчивым минералам, по наблюдениям Г.С. Момджи, относятся такие кислородные соединения, в решетке которых имеются катионы с картлджем ниже трех. Поскольку устойчивость соединения зависит от целого ряда условий, наиболее достоверен способ, основанный на результатах непосредственных полевых наблюдений.
Устойчивость минералов к процессам выщелачивания
Устойчивость минералов к процессам выщелачивания

Ряд устойчивости основных породообразующих минералов изверженных и метаморфических пород, составленный С.С. Голдичем, приводится на рис. 17. Обращает внимание подобие данного ряда устойчивости реакционному ряду последовательности кристаллизации Боуна. По данным А.А. Кухаренко, устойчивость к выветриванию фельдцлпатоидов — нефелина, содалита, нозеана и гаюина — ниже таковой у приведенных на рис. 17 минералов, включая наименее устойчивый из -них оливин. По мнению Н.А. Лисицыной, разница в интенсивности разложения породообразующих минералов проявляется на ранних стадиях выветривания. В период же массового разложения минералов и образования глинистого элюзия разница практически не ощущается. Здесь сохраняются лишь наиболее устойчивые минералы (кварц, мусковит, микроклин).
Ряд устойчивости к химическому выветриванию тяжелых минералов (т. е. с удельным весом более 2,9, характерного для бромоформа) приведен в табл. 27. Сходная схема устойчивости минералов— в профиле гидрослюдисто каолинитового выветривания (табл. 28). Подчеркнем, что все россыпеобразующие минералы относятся к числу устойчивых и весьма устойчивых в процессах химического выветривания.
Значительно слабее изучена устойчивость минералов в процессах физического выветривания, что, естественно, объясняется меньшим их значением. Несравненно важнее иметь представление о сопротивляемости минералов, и в первую очередь россыпеобразующих, процессам механического воздействия при их сносе и транспортировке. Тем не менее можно предположить, что ряд минералов растрескивается и распадается на обломки под воздействием температурного выветривания. Это воздействие, по-видимому, с большей силой сказывается на относительно крупных выделениях минералов, обладающих повышенной крупностью, большой анизотропией и спайностью. Вольфрамит, касситерит и горный хрусталь должны обладать меньшей устойчивостью к процессам физического выветривания, чем ковкое золото, изотропный алмаз и мелкий акцессорный циркон.
Устойчивость минералов к процессам выщелачивания
Устойчивость минералов к процессам выщелачивания