2 Минеральный состав земной коры

Современное определение минерала таково: минералами (от лат. «минера» — руда) называются природные химиче­ские соединения или отдельные элементы, однородные по химическому составу и внутреннему строению, являющиеся продуктами различных геологических процессов.

Таким образом, подразумевается сочетание трех «коорди­нат»: 1) образованные в природных условиях; 2) наличие опре­деленного химического состава; 3) кристаллическое строение.

В земной коре в настоящее время установлено около 2500 минеральных видов, что значительно уступает числу неорганических соединений, получаемых лабораторным путем, количе­ство которых исчисляется десятками тысяч. Главные причины ограниченности видов минерального мира земной коры сле­дующие: неустойчивость многих химических соединений в ус­ловиях земной коры и переход их в более стабильное состояние; ограниченные возможности термодинамических условий в зем­ной коре, строго определенные границей температуры и давле­ния; относительная распространенность химических элементов и их свойства.

Возникновение минералов обусловлено действием физиче­ских и химических законов, т.е. основных законов природы. Со­единения же, которые рождаются в лабораторных и заводских установках и имеют состав, аналогичный природным, называют обычно искусственными камнями.

3Условия образования минералов. «Князь ботаников» Карл Линней писал: «Минералы растут, растения растут и живут, жи­вотные растут, живут и чувствуют». Да, это так, Строга научная классификация. Но трудно согласиться называть минералы не живыми. Они зарождаются, формируются, изменяются и исче­зают. У каждого минерала своя биография. Что же создает био­графию минералов? Чтобы ответить на этот вопрос, надо знать процессы образования минералов.

Минералы возникают при геохимических реакциях, сопро­вождающих геологические процессы. Процессы и условия образования минералов чрезвычайно раз­нообразны, но их можно объединить в две большие группы: эн­догенные процессы минералообразования и экзогенные процес­сы минералообразования.

35. Диагенез Переход осадков в горные породы — длительный и сложный процесс, носящий название диагенеза. Различ­ные осадки по-разному преобразуются в процессе диагенеза. Тем не менее, все они, в конечном итоге, превращаются в оса­дочные горные породы. Процесс диагенеза не является одноактным, он представляет собой поли­стадийный процесс. В нем принято выделять химическое преоб­разование, перекристаллизацию, обезвоживание и цементацию. Именно вследствие перечисленных процессов происходят уп­лотнение, окаменение осадка и превращение его в осадочную горную породу — новообразование, относи­тельно устойчивое к изменениям физико-химических и термо­динамических условий:

1)В процессе диагенеза первоначальный осадок подвергается различным химическим преобразованиям, выражающимся в изменении его химического и минерального состава. Принимая во внимание тот факт, что большинство осадков аккумулируется в водной среде, следует представлять, что именно физико-химические условия среды осадконакопления играют одну из главенствующих ролей на начальной стадии диагенеза. Значительную роль в процессах химического преобразования играют микроорганиз­мы, в том числе бактерии. Некоторые из них разлагают органи­ческое вещество, вызывая появление сероводорода, углекисло­ты и органических кислот, что способствует изменению физико-химических условий среды осадконакопления. Другие могут не­посредственно участвовать в окислительных или восстанови­тельных процессах. Большую роль в процессах химического преобразования осадков играет растворение малоустойчивых минералов, таких как карбонаты и галоиды.

2)Процессам перекристаллизации подвергаются, главным образом, однородные мелкозернистые осадки, состоящие из легкорастворимых минералов. Классическим примером перекристаллизации может служить диагенез рифовых остатков ко­раллов, мшанок, водорослей и других морских организмов.

3)Процессы обезвоживания представляют собой выжимание воды из порового пространства низких слоев осадков в резуль­тате гравитационного воздействий вышележащих осадочных толщ. Однако, этот процесс сопровождается не только удалени­ем свободной воды из осадочных пород, но и дегидратацией минералов, содержащих кристаллогидратную воду. Кроме того, процессы обезвоживания в определенной мере могут сопровож­даться выносом из осадка легкорастворимых соединений, а так­же перекристаллизации.

4)Процесс цементации обусловлен появлением в поровом пространстве осадка разного рода минеральных новообразова­ний, связывающих (цементирующих) между собой отдельные зерна осадка. Цементирующее вещество заполняет поры, пусто­ты, каверны и трещины в осадке, скрепляя его частицы и лишая его рыхлости. Наиболее распространенными цементирующими веществами являются карбонаты, кремнезем в различных моди­фикациях (опал, халцедон, кремень и т.п.), фосфаты, гидрокси-ды железа и т.п.

5)Иногда, вследствие крайней неравномерности выпадения цементирующего вещества, в осадке появляются минеральные новообразования типа стяженей, отличные по своему составу от самого осадка. Подобного рода образования принято именовать конкрециями, причем их форма и размеры весьма разнообраз­ны и зависят от типа осадка и физико-химических условий сре­ды осадконакопления. Сингенетические конкреции образуются одновременно с осадком, в одинаковых физико-химических ус­ловиях и имеют состав, аналогичный составу цемента. Они яв­ляются как бы концентратом этого цемента.

Эпигенетические конкреции возникают в результате по­вторного выпадения цементирующего вещества вокруг каких-то центров кристаллизации или в крупных незаполненных про­странствах (кавернах, пустотах, трещинах). Наиболее часто встречаются кремневые, железистые, сульфатные и фосфатные конкреции.

В заключение следует подчеркнуть, что все процессы, про­исходящие во время диагенеза, приводят к потере осадками рыхлости, влажности и пластичности и к превращению большинства из них в твердую, окаменев­шую осадочную горную породу. Ско­рость процесса диагенеза варьирует в широких пределах и зави­сит как от типа осадков, интенсивности процессов аккумуляции, изменения физико-химических, термодинамических и условий среды, так и тектонического режима региона осадконакопления.