Минералогия - Бетехтин А.Г.
Скачать (прямая ссылка):
YL.
Фиг. 219. Катионы, склонные к образованию гидроокислов (ограничены жирными линиями)
эти элементы, окисляясь до разных высших степеней валентности, образуют не только самостоятельные минералы, но нередко также пространственно разделенные самостоятельные месторождения.
Что касается ионов Cr3+ и V3+, образующих при эндогенных процессах труднорастворимые, инертные окислы в изоморфной смеси с Fe3+ и Ti3+, то в процессе окисления они переходят в ионы высших валентностей: Cr6+ и V5+, которые, в про тивоположность Fe, Mn и Ti, дают растворимые в воде, способные к перемещению комплексные анионы [CrO4]2- и [VO4]3-. На диаграмме (фиг. 219) эти катионы располагаются уже за пределами области катионов, склонных к образованию гидроокислов.
Таковы главнейшие химические особенности гидроокислов элементов, образующихся путем гидролиза солей в зонах окисления рудных месторождений и вообще в коре выветривания гор-
ных пород. Так как большинство из них обладает очень низкой растворимостью в воде, то при интенсивно проявляющихся процессах окисления они очень легко способны давать сильно пересыщенные растворы. Вследствие этого они обычно наблюдаются в виде скрытокристаллических и коллоидных масс.
Другой областью распространения гидроокислов металлов (главным образом железа и марганца) являются некоторые водные бассейны: болотные, озерные и морские. В целом ряде современных пресноводных озер северных областей (Карелия, Финляндия, Швеция, Канада) в прибрежных мелководных участках наблюдаются скопления железо-марганцевых и марганцевых гидроокислов в виде рассеянных конкреций различных размеров и форм: шаровидных, эллипсоидальных, лепешковидных, дископодобных или неправильной формы масс. Они состоят из богатых водой гидроокислов Fe и Mn и почти всегда содержат гумусовые вещества. Рассеянные железо-марганцевые конкреции встречаются и на дне некоторых морей. Однако в современных морях мы нигде не знаем столь мощных месторождений железа и марганца, какие известны в ископаемых прибрежных морских осадках древних геологических периодов. По геологическим данным, источником этих химических осадков должны были служить приносившиеся с суши растворы. Вопрос о том, в каком виде и как переносились растворенные в водах вещества, не ясен.
Если учесть, что сульфаты и бикарбонаты Fe2+ и Mn2+ в поверхностных водах при доступе кислорода воздуха легко переходят в соли катионов высших степеней валентности и затем, гидролизируясь, образуют труднорастворимые в водах гидроокислы, то трудно было бы представить, чтобы до морских бассейнов могли достигать сколько-нибудь значительные количества этих металлов. Однако установлено, что эти, как и некоторые другие, гидроокислы могут не сразу выпадать в виде осадков (гелей), а под защитным действием органических или других коллоидальных веществ могут сохраниться в виде стабилизированных, т. е. устойчивых коллоидных растворов (золей). В виде таких растворов многие нерастворимые вещества способны переноситься поверхностными и грунтовыми водами на значительные расстояния, пока на пути движения ими не будут встречены условия, •благоприятствующие коагуляции, т. е. образованию осаждающихся из раствора гелей. Как известно, коагуляция коллоидных растворов может происходить при встрече с водами, содержащими в определенных количествах те или иные электролиты (легко диссоциирующие на ионы соли), которые нейтрализуют заряды дисперсных фаз.
Концентрация электролитов чаще наблюдается в застойных водах, у поверхности растворяющихся пород (например под наносами в непосредственной близости известняков), в озерных и морских бассейнах, содержащих в значительных количествах растворенные хлориды, сульфаты и другие соли. При длительном процессе выпадения гелей из растворов могут образоваться значительные накопления коагулятов, главным образом в прибрежных участках бассейнов.
Каким бы путем ни образовались гидроокислы, с течением времени, особенно в воздушно-сухой обстановке, они теряют капиллярную и адсорбированную воду с образованием соединений химически связанных гидроксильных групп и даже безводных окислов (Fe2Oa, MnO2 и др.), особенно в областях с резко континентальным климатом. При процессах регионального метаморфизма, протекающих на умеренных глубинах, за счет гидроокислов происходит образование кристаллически-зернистых масс безводных окислов.
Если мы обратимся к вопросу о том, какие вообще элементы в виде беззодных простых окислов образуются при эндогенных процессах минералообразования (магматических, пневматолитовых и гидротермальных), то увидим, что список их в точности отвечает списку тех же катионов, которые склонны при процессах гидролиза солей образовывать нерастворимые в водах гидроокислы (см. фиг. 219). Таковы, например, кварц, рутил (TiO2), касситерит (SnO2), корунд (Al2O3), гематит (Fe2O3), браунит '(Mn2O3) и многие другие. Двухвалентные катионы, примыкающие к этой главной группе катионов (фиг. 219), гораздо реже встречаются в виде простых безводных окислов, но характерно, что они довольно часто наблюдаются в виде двойных окислов (минералы группы шпинели, так называемые тита-наты, близкие к ним тантало-ниобаты и др.). Если мы упомянем также о газообразных окислах углерода и серы (CO2 и SO2), а также о воде (H2O), то этим полностью исчерпаем весь список элементов, относящихся к рассматриваемому нами классу минералов.
