Динамическая геоморфология - Ананьев Г.С.
ISBN 5-211-01618-1
Скачать (прямая ссылка):
Авгит Ca(Mg, Fe, Al)[(Si, А1)оОб] - алюмосиликат. Алюминий присутствует как в катионной, так и в анионной группе. В последней он частично замещает кремнезем в тетраэдрах. Структурную основу, так же как и у диопсида, составляет цепочка кремнекислородных тетраэдров [SiO3]00. Замещение кремния на алюминий в тетраэдрах делает структуру последних менее прочной. В силу этого авгит легче выветривается. Этому же способствует и сложный состав катионной группы, в которой химически малая стойкость связана с Fe2+. Авгит обычно встречается в эффузи-вах основного (реже среднего) состава - в андезитах, фонолитах, базальтах, их туфах и вулканических жилах. В постмагматическую фазу легко замещается минералами группы амфиболов. При гидротермальном изменении замещается эпидотом, хлоритом, кальцитом. При выветривании переходит в гидрослюды и нонтронит, а у поверхности - в галлуазит.
Гиперстен (Mg5Fe)O[SIoOe] - ромбический пироксен (силикат). Структура та же, что и у других пироксенов, - цепочка кремнекислородных тетраэдров. Типичный минерал богатых железом магматических пород (габбро-норитов, трахитов и андезитов), найден в метеоритах. При выветривании образуются бикарбонат магния, лимонит и растворимый кремнезем.
Амфиболы - минералы очень сложного химического состава. В их основе лежит соединение вида (Ca, Mg)7[Si4On]2[OH]o. В изоморфных смесях кальций и магний заменяют друг друга от (Mg5Fe)7[Si4On]O[OH]O - антофиллит до CaOMg5[Si4On]2[OH]O -тремолит. Кроме того, в кремнекислородных тетраэдрах часть Si4+ заменена на Al3+ с включением Na+ и K+. А иногда AI3+ заменен на Fe3+. К тому же в анионной группе часть [ОН] может быть заменена на. F и Cl. Так, химическая формула роговой обманки имеет вид (Ca, Na)o_3(Mg, Fe, Al)5[(Si, Al)Si3On]o[OH]o. Для амфиболов в ее структуре типична лента кремнекислородных тетраэдров с мотивом [Si4On]00. Различают моноклинные (роговая обманка) и ромбические (антофиллит) амфиболы. Роговая об-
96
манка встречается в сиенитах, диоритах, гранодиоритах; реже -в габбровых пегматитах; встречается она и в метаморфических породах (при метаморфизме габбро). При воздействии гидротерм она превращается в хлорит, эпидот, кальцит и кварц, а при выветривании образует нонтронит и карбонаты, у поверхности возникают также лимонит с опалом и галлуазит.
Слюды. Слюды относятся к группе алюмосиликатов, имеющих сложное строение. Как и у амфиболов, в анионной группе присутствует гидроксильный ион [ОН]"". Структурную основу составляет слой кремнекислородных тетраэдров. Каждый слой состоит из группы пакетов с основным мотивом [Si2Os]^". В слое обычно две группы пакетов, состоящих из тетраэдров, обращенных друг к другу своими вершинами, которые соединены через Mg2+ или Mg(OH)2- Такой слой получил название бруситово-го слоя. Бруситовый слой имеет положительный заряд. Если Mg(OH)2 заменяется А1(0Н)з - слой называют гидраргиллитовым. Увеличение прочности между пакетами обычно происходит при замене одного Si4+ на Al3+ 4- K+ (или Li+, или Na+). При замене двух ионов кремния алюминием связь обеспечивается одним из двухвалентных катионов, например Ca+. Так как ионный радиус Ca2+ меньше, чем у K+, то и упаковка ионов более плотная, что и обеспечивает прочность. Обычно в группе слюд рассматривают биотит и мусковит.
Биотит K(Mg, Fe)3[Si3A10io][OH, F]o. Из формулы видно, что в основе лежит " бруситовый слой", в котором Mg[0H]2 частично заменен Fe[OH]2, а в кремнекислородных тетраэдрах один ион Si4+ заменен на Al3+ с валентной компенсацией K+. Калий-ион располагается между пакетами, вызывая повышение прочности. Биотит обычен для гранитов, встречается в пегматитах нередко в ассоциации с мусковитом, в метаморфических породах, кристаллических сланцах, гнейсах. При выветривании Fe2+ переходит в Fe3+, поэтому биотит химически нестоек. Щелочи выносятся и образуются глинистые минералы - гидрослюды (гидробиотит) и гидроокислы железа.
Мусковит KAl2[AlSi30io][OH2]. В структуре имеется пиро-филлитовый пакет, где 3(Mg, Fe)2+ заменен на 2Al3+ с компенсацией валентности K+. По сравнению с биотитом химически более стоек. Обычен в гранитах, грейзенах и пегматитах. При геотермальном воздействии переходит в серицит - его скрытокрис-таллическую разность, обогащенную водой. При выветривании переходит в глинистый минерал (гидромусковит), а при выносе щелочей - в каолинит.
По своей структуре к слюдам близок хлорит, который представляет как бы слоистый минерал, в котором в разрезе чередуются три слоя: б ру сит-с лю да-б р у сит.
1097-7
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ РЕАКЦИЙ, ПРОТЕКАЮЩИХ В ХОДЕ ХИМИЧЕСКОГО ВЫВЕТРИВАНИЯ
В химическом выветривании одновременно или последовательно участвуют несколько процессов. Наиболее типичными являются процессы окисления-восстановления, гидратации, растворения, гидролиза и некоторые другие. Тип процесса зависит от макро- и микросреды. Макросреда определяется ландшафтно-климатическими условиями на поверхности рельефа, с тем или иным сочетанием тепла и влаги, наличием кислорода, углекислого газа и органики, а также действием микроорганизмов. Микросреда формируется в порах, микротрещинах и пустотах горных пород. Поэтому она в значительной мере определяется химическим составом пород, который оказывает большое влияние на состав мигрирующих по этим порам природных растворов. Здесь также функционируют микроорганизмы, иногда есть свободный кислород, а когда его нет, то и в этом случае активно идут процессы восстановления. В химических реакциях в условиях микросреды большое значение имеет парциальное давление газов.
