Что такое морские минералы

Глава 3. Минералы из морской воды

Если бы нашу планету называли в зависимости от истинной природы ее поверхности, то ее следовало бы именовать Вода, а не Земля. Вода покрывает примерно 71% земной поверхности, занимая площадь около 139 млн. кв. миль при средней глубине 2,46 мили. Иными словами, объем всех океанов и морей равен 330 млн. куб. миль воды (Sverdrup et al., 1942). Среднее содержание различных элементов, растворенных в морской воде, составляет 3,5%, то есть каждая кубическая миля морской воды, весящая примерно 4,7 млрд. т, содержит около 166 млн. т сухого остатка. Если извлечь все соли, находящиеся в океанах, и равномерно распределить их на континентах, то толщина такого слоя составит примерно 500 футов. Океаны, таким образом, являются грандиозными вместилищами, в которых сосредоточено около 5*10 16 т минеральных веществ.

В морской воде заключены, по существу, почти все известные из встречающихся в природе элементов, причем определение многих из них связано со значительными аналитическими трудностями. В табл. 2 приведены некоторые данные относительно содержания в морской воде 60 элементов. Ряд других элементов, например иттербий, бериллий, цирконий, платина и т. п., можно считать составной частью морской воды, так как они либо встречаются в аутогенных минералах морского дна, либо входят в состав морских организмов.

Величины концентраций элементов, сведенные в табл. 2, не свободны от многих недостатков. Некоторые из этих величин были заимствованы из единой серии анализов проб поверхностных вод. Известно в то же время, что для гидросферы поверхностные воды менее характерны, нежели воды, взятые с глубины, допустим, 5000 футов. В результате биологически активных процессов, протекающих на поверхности различных участков океана, время от времени происходят существенные изменения концентрации различных элементов. Поэтому утверждение, что морская вода является абсолютно гомогенной средой, в которой равномерно распределены сравнительно редко встречающиеся элементы, было бы по меньшей мере очень рискованным.

Источник

Полезные ископаемые морей и океанов

Помимо поверхности континентов, человек в течение всей своей истории использует полезные ископаемые океана и моря.

До недавних времен главной областью эксплуатации было рыболовство, но в последние десятилетия важную роль в экономике некоторых приморских государств играет добыча нефти с морского дна в районе материковых окраин.

Человек использует соли, растворенные в морской воде. В настоящее время о запасах моря часто говорят, как о надежде человечества. Моря и океаны, покрывающие более двух третей поверхности земного шара, призваны поддержать энергетический, сырьевой и пищевой баланс увеличивающегося населения Земли.

Естественно, встает вопрос, реально ли это?

Что можно добыть с Мирового океана

Казалось бы само собой разумеющимся, что соль, которую употребляет человек, происходит из моря, но это не так.

Лишь третья часть поваренной соли получается путем испарения морской воды, остальная добывается на континентах или путем испарения соляного раствора — минерализованных вод, сопровождающих месторождения соли.

Добыча брома в океане

Морская вода содержит и ряд других соединений, находящихся в растворенном состоянии. Время от времени в СМИ можно прочесть, сколько в ней находится урана или золота. Эти цифры действительно поражают.

Однако нас ограничивает в действиях тот факт, что мы пока не располагаем достаточным количеством энергии, чтобы наладить процесс их извлечения. Но ряд процессов проводит за человека сама природа.

Добыча тяжелых металлов с морского дна

Так, например, медь, марганец, кобальт, никель нет необходимости добывать из морской воды, поскольку эти металлы выпадают и кристаллизуются на дне океанских впадин в виде марганцовых конкреций. Это — образования величиной с орех, кулак или футбольный мяч, во множестве рассыпанные по дну Тихого и Атлантического океанов и состоящие из слоев окислов железа и марганца, кристаллическая структура которых легко связывает более тяжелые металлы, как никель, кобальт и медь.

Общее содержание полезных ископаемых океана в виде металлов в марганцовых конкрециях достигает 2,5%. Поэтому исследовательские корабли составляют карты морского дна, фотографируют его с помощью подводных камер, а ученые анализируют содержание металла в этих шаровидных образованиях.

Выявленное содержание металлов пока невелико, а расходы по добыче сырья со дна велики. Но надежды на источники сырья имеются, хотя о юридической стороне вопроса добычи со дна моря люди договариваются с трудом.

С большим успехом проводится добыча так называемых тяжелых минералов в прибрежных областях.

Стоимость этого металла составляет порядка 300 долларов за кг, что будет достаточно прибыльно начать добычу с морского дна.

Вода сортирует минералы

Средневековые горняки, да и позже золотоискатели получали золото путем промывки речных наносов. Вода уносила из старательских сит более легкие силикатные минералы, а на дне оставались более тяжелые минералы. Когда посчастливилось, то и кусочки золота.

Морской прибой и сильные морские течения в ряде мест делали эту работу за человека.

Более тяжелые минералы, например, касситерит (оловянная руда), циркон (циркониевая руда), рутил (окисел титана), моназит (сложный фосфат с содержанием редкоземельных элементов) и даже алмаз высвобождаются из горных пород в процессе выветривания, а поскольку они более стойки, чем многие другие минералы (например, полевой шпат), вода уносит их в море. Там они сортируются как в старательском сите: более легкие, обычно силикатные и кварцевые материалы уносятся, а на пляже или на мелком морском дне остаются тяжелые, полезные фракции. Во многих местах в мире добываются минералы в переходных зонах от океана к материкам.

Однако полезные ископаемые океана и моря пока сложно извлечь или достать с морского дна с учетом получения прибыли. Но технологии улучшаются и, возможно, основные источники сырья будут находиться в море.

Источник

§ 20-2. ГЕОГРАФИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ МИРОВОГО ОКЕАНА

Оглавление

Значение минеральных ресурсов Мирового океана для развития мирового хозяйства. Значение Мирового океана для всего мира неуклонно растёт. Современный этап развития человечества характеризуется расширением экономической и научной деятельности на континентальном шельфе и дне Мирового океана, вовлечением их ресурсного потенциала в промышленное производство.

Уже сейчас ВВП условного государства «Мировой океан» приближается к 3 трлн долл. В перспективе — к 2050 г. — данная оценка может увеличиться в 2–2,5 раза. Поэтому освоение минеральных ресурсов Мирового океана становится важнейшим направлением мировой экономики.

Мировой океан представляет собой огромную кладовую минеральных богатств. Полезные ископаемые в его пределах заключены в двух различных средах — собственно в океанической водной массе как основной части гидросферы и в подстилающей её земной коре как части литосферы.

Структура минеральных ресурсов Мирового океана. Минеральные ресурсы Мирового океана включают пять категорий: 1) углеводороды (нефть и газ); 2) газовые гидраты (соединения газа с водой, являющиеся альтернативными источниками природного газа); 3) традиционные твёрдые полезные ископаемые, встречающиеся на суше, — коренные залежи и россыпи; 4) специфические глубоководные твёрдые полезные ископаемые; 5) морская вода, содержащая более 70 химических элементов.

По агрегатному состоянию и условиям эксплуатации их подразделяют на следующие: 1) жидкие, газообразные и растворённые, разведка и добыча которых возможны при помощи буровых скважин (нефть, природный газ, соль, сера и др.); 2) твёрдые поверхностные, эксплуатация которых возможна при помощи драг, гидравлических и иных подобных способов (металлоносные россыпи и илы, конкреции и др.); 3) твёрдые погребённые, эксплуатация которых возможна шахтно-рудничными способами (уголь, железная и некоторые другие руды) (рис. 150-1).

География запасов минеральных ресурсов Мирового океана.

Углеводороды. Активное освоение, вносящее ощутимый вклад в мировой баланс добычи углеводородов, началось со второй половины XX в. К концу XX в. в Мировом океане было разведано 330 осадочных бассейнов, перспективных в плане добычи нефти и газа. По некоторым оценкам, общая площадь таких бассейнов в пределах Мирового океана достигает 60–80 млн км 2 (табл. 14*, рис. 150-2).

Таблица 14*. Основные нефтегазоносные районы Мирового океана

Сегодня доля углеводородов шельфовых и глубоководных месторождений в мировом объёме добычи составляет по различным оценкам 30–35 % (рис. 150-3).

Развитие технологий позволяет осваивать новые глубины. Действующий мировой рекорд по глубине воды принадлежит ТНК Total и составляет 3400 м.

К традиционным относят следующие твёрдые полезные ископаемые, содержащиеся в Мировом океане: 1) рудные: коренные (медь, никель, ртуть и др.); россыпные (олово, титан, цирконий, хром, торий, золото, алмазы и др.); 2) нерудные (пески и гравий, фосфориты); 3) коренные залежи, расположенные на шельфе, которые могут продолжаться на расстояния до 10 км от берега; 4 россыпные месторождения, сформированные волнами, ветром и течениями из металлических минералов и камней (рис. 150-4).

Фосфориты содержатся на внешних окраинах шельфа, в тех местах континентальных склонов, где на поверхность океана выходят глубинные воды, богатые кислородом. В центральной части океана фосфориты можно обнаружить на подводных горах, потухших вулканах, в районах островов и атоллов (коралловых островов).

Промышленная разработка морских месторождений традиционных твёрдых полезных ископаемых началась в середине ХХ в. Большой опыт накоплен у таких стран, как Великобритания, Япония, Канада, Австралия, Новая Зеландия, Турция.

На текущий момент среди всего разнообразия полезных ископаемых Мирового океана коммерческий интерес представляют пески и гравий, фосфориты, а также прибрежные россыпные месторождения алмазов, касситерита — олова, ильменита и рутила — титана, золота, других металлов.

В настоящее время в наибольших объёмах из морской среды добываются песок и гравий. Из-за низкой стоимости данных видов товаров большинство проектов их добычи осуществляется на глубине менее 50 м, недалеко от портов, расположенных вблизи баз компаний-потребителей.

Морская добыча песка и гравия является установившейся отраслью хозяйства в европейских странах: Дании, Франции, Германии, Нидерландах, Великобритании. Также морские пески и гравий добываются в приливно-отливных каналах китайской реки Хуанхэ, на западном побережье Южной Кореи и приливно-отливных каналах между островами юга Сингапура и водах вокруг Гонконга.

Среди россыпных минералов наибольшим интересом пользуются алмазы. По некоторым оценкам, из россыпей добывается около 75 % олова, 11 % золота и 13 % платины (табл. 15*).

Таблица 15*. Регионы добычи россыпных месторождений Мирового океана

Глубоководные твёрдые полезные ископаемые.

На дне глубоководных районов Мирового океана также сосредоточены огромные минеральные ресурсы. Помимо этого, в глубоководных районах обнаружены минеральные образования, которые встречаются только в Мировом океане: железомарганцевые конкреции, глубоководные полиметаллические сульфиды, кобальто-марганцевые корки.

Железомарганцевые конкреции (ЖМК) встречаются по всему океану — они залегают на поверхности морского дна. Наиболее изученной областью, представляющей коммерческий интерес, является зона между разломами Кларион и Клиппертон, находящаяся в восточной части Тихого океана. В международных водах между Гавайскими островами и побережьем Мексики на глубине около 5000 метров обнаружены богатейшие залежи ЖМК (рис. 150-5).

Глубоководные полиметаллические сульфиды (ГПС) богаты медью, железом, цинком, серебром и золотом. Их отложения встречаются на границах тектонических пластин вдоль срединно-океанических хребтов и вулканических дуг. Из-за чёрного цвета воды их часто называют «чёрными курильщиками».

Кобальто-марганцевые корки (КМК) залегают на склонах и вершинах подводных гор. Они содержат железо, марганец, никель, кобальт, медь, различные редкие металлы, в том числе редкоземельные элементы. Наиболее перспективный в этом отношении район расположен в подводных горах Магеллана в Тихом океане, к востоку от Японии и Марианских островов.

Морская вода. Важной составляющей ресурсов Мирового океана является морская вода, содержащая элементы солевого состава, которые можно использовать для хозяйственных нужд.

Поваренную соль из морской воды добывают, применяя несложные технологии выпаривания в естественных условиях бассейновым способом (рис. 150-6). Годовой объём добычи поваренной соли из морской воды достигает 1/3 её мирового производства ( 6–7 млн т из 22 млн т в год). Основными производителями выступают Китай, Индия, Япония, Филиппины, Турция, Болгария, Австралия, страны Северной Африки.

Магний в водах Мирового океана встречается преимущественно в виде хлористых и в меньшей степени сернокислых соединений. Масштабную добычу магния из морской воды ведут Великобритания, Франция, США, Италия, Тунис, Израиль, Канада, ФРГ, Мексика. Морская добыча обеспечивает около 60 % мировой продукции магния. Он широко применяется в авиастроении, подводном судостроении, производстве огнеупорных материалов, цемента и других областях производства.

Калий из морских вод стали добывать в годы Первой мировой войны в районе Эльзаса (97 % мирового производства в начале ХХ в.). Крупнейшим производителем калийных солей является Япония (более 10 тыс. т калия в год).

Изучение и промышленное освоение потенциала морской воды регулируются Конвенцией ООН по морскому праву, принятой в 1982 г.

Web-ресурсы.
Сайт Всемирного фонда природы. Океаны.

Источник

Морская галька и другие красивые камни моря: названия с фото, места добычи распространенных минералов и их применение

Морские пляжи бывают песчаными или галечными. Галечные побережья усыпаны разноцветными округлыми, приятными на ощупь камешками, которые отполированы до гладкости тысячелетним воздействием волн. Галька, в изобилии встречающаяся на берегу Черного, Азовского, Балтийского, Каспийского и других морей, является осколками древних горных пород. Она используется как строительный и облицовочный материал, а также применяется в качестве декоративных элементов в дизайне интерьера и ландшафтном дизайне.

Разновидности морских камней и их особенности

Морская и речная галька — это обломки горной породы и минералов, которые были обтесаны воздействием воды. Размеры камешков колеблются в пределах 1-15 см, обломки большего размера называют булыжниками или валунами.

Почему галька имеет закругленную форму? Некогда остроугольные обломки породы обкатываются под воздействием волн, течения воды, перекатывания по дну или при соприкосновении друг с другом. Как выглядит галька, можно увидеть на фото.

Галька может быть образована различными горными породами и минералами:

Горная порода, образованная галькой, получила название «галечник».

Галечник

По происхождению выделяют несколько типов галечника:

Какие камни находят на берегу морей и озер? Еще одна разновидность морских камней — это пемза, которая представляет собой пористое вулканическое стекло. Она образовалась в результате быстрого застывания лавы с выделением газов. Туф — известковая или вулканическая горная порода, образованная на местах выхода на земную поверхность минеральных источников. Также на берегу встречаются полудрагоценные камни: агат, халцедон, яшма, хризолит.

Туф

Физико-химический состав и цвет

Галька — это порода преимущественно осадочного или магматического происхождения. Бывает разной расцветки, наиболее распространенные цвета — серый, серо-голубой, свинцовый, синий, белый, красный. Встречаются пестрые камешки, которые образованы несколькими породами. Форма чаще всего эллипсовидная, овальная, яйцевидная.

Физико-химические свойства гальки:

Пемза бывает желтого, белого, голубого, бурого, коричневого цвета. Свойства пемзы:

Названия самых красивых и ценных морских пород

Существует несколько разновидностей гальки, которые отличаются красивым внешним видом, что делает их ценным материалом для декоративно-поделочных работ.

Каспийская галька

Описание видов гальки с фотографиями:

Где добывают морскую гальку и другие камни?

Гальку добывают на морских и океанических пляжах. Часто она собирается вручную. Местности в России и на территории СНГ, где добывают морские камни и гальку:

Образование гальки естественным путем — это длительный процесс, на который может уйти несколько сотен или даже тысяч лет. Необходимость получения этой породы привела к тому, что гальку научились создавать искусственным путем.

Обломки горной породы и минералов (мрамора, гранита, известняка, кварца, доломита, агата) помещают в специальные барабаны, заполненные абразивным материалом. В барабанах камни полируются и обкатываются, приобретая округлую форму без острых углов. После полировки их покрывают специальным составом, который придает глянцевый блеск и защищает от повреждения поверхность камешка.

Области применения

Где используют гальку? Основная сфера применения — это строительные и отделочные работы. В строительстве ее используют в качестве сырья для заполнения бетона.

Галечник — это прекрасный материал для отделки экстерьера и интерьера дома. Им можно облицовывать фасады зданий и внутренние стены помещений. Благодаря своим характеристикам галька сохраняет тепло внутри дома и устраняет излишнюю влажность.

Облицовка галькой

Вымощенные галечными камешками стены, плинтусы и полы хорошо подходят для домов в средиземноморском стиле. Такой декор идеален для оформления ванных комнат и санузлов.

Галька хорошо совместима с водой. Ею можно облицовывать внутренние поверхности бассейна, помещение бани или сауны, пол душевой кабины.

Морской камень используют в качестве элементов декора и в ландшафтном дизайне. Разноцветными камешками выстилают дорожки в саду. Крупные булыжники и валуны служат декоративными элементами ландшафта. Они хорошо смотрятся в садиках в восточном или средиземноморском стиле.

Рисунки на камнях — один из видов декоративного искусства. Гальку можно разукрашивать акриловыми красками или гуашью, рисовать на ней определенные изображения или красить в разные цвета. После нанесения красок изделие обязательно покрывают лаком. Такие предметы декора можно расставить на полках в гостиной, спальне, на кухне. Крупными камнями украшают внутренний двор.

Плюсы и минусы морских камней

В чем заключается преимущество галечника как строительно-облицовочного материала? Плюсы гальки:

Есть ли минусы у морских камней? Единственный недостаток заключается в сложности укладки. Круглая или овальная форма не позволяет уложить камни вплотную друг к другу, поэтому приходится использовать прочный скрепляющий состав. Заранее следует продумать композицию, иногда даже прорисовать узор и лишь потом выкладывать камни. Работа с галькой требует определенной сноровки, однако всегда можно пригласить бригаду профессионалов, которые справятся с отделочными работами любой сложности.

Источник

Минералообразование в морях

При химическом выветривании горных пород соли Na, К, Сu, Mg и Fe переходят в раствор и уносятся природными водами. При этом соли калия в довольно значительном количестве поглощают ся растениями, извлекающими их из почвы, а другие соли и часть соединений калия попадают в реки и далее в моря и озера.

В мелководных морских заливах и лагунах, отделенных от моря, и в лишенных стока соляных озерах, где происходит усиленное испарение воды, концентрация солей непрерывно повышается, и, наконец, наступает такой момент, когда одна из растворенных солей выпадает в виде осадка. Первым обычно выделяется наименее растворимый гипс CaSO₄ · 2Н2О, затем каменная соль, далее калийные и калийно-магнезиальные соли — сильвин КСl, карналлит КCl · MgCl₂ · 6Н₂О и другие минералы.

В некоторых случаях, как, например, в мелководном заливе — озере Каспийского моря — Кара-Богаз-Гол, наблюдаются любопытные процессы минералообразования , стоящие в тесной зависимости от температуры. Кара-Богаз-Гол еще недавно был соединен с морем узким мелким проливом; сухой, резко континентальный климат создает весьма благоприятные условия для испарения. Благодаря этому содержание солей в Кара-Богаз-Голе в 15—20 раз выше, чем в Каспийском море.

Зимой, как только температура воды упадет до 5—6°, из насыщенной солями воды залива начинает выпадать глауберова соль (мирабилит) Na₂SО₄ · 10H₂O в результате реакции:

Волнами прибоя часть кристаллов мирабилита выносится на берег, а остальная часть садится на дно.

Летом, при повышении температуры, реакция идет в обратном направлении, и весь выпавший зимой мирабилит растворяется без остатка. Таким образом, мирабилит является периодическим, сезонным минералом, и задачей промыслов, расположенных по берегам Кара-Богаз-Гола, является перемещение зимой выбросов мирабилита на более высокий уровень, где их не могло бы размыть прибоем в летнее время.

Выпадение солей из раствора наблюдается также в лишенных стока озерах; нередко концентрация солей в них, обычно NaCl, повышается настолько, что вода представляет насыщенный раствор, и толстый слой соли покрывает дно озера, как, например, в бессточных озерах Эльтон, Баскунчак и др., являющихся неисчерпаемыми источниками добычи соли. Кроме наиболее распространенных озер с преобладанием хлористого натрия, встречаются озера, где на дне отлагается мирабилит, — сульфатные озера. В западной Сибири советскими геологами было открыто несколько озер, на дне которых выделяется природная сода Na₂CO₃ · 10Н₂О.

Отложившиеся на дне морского залива или соляного озера пласты солей могут быть занесены в дальнейшем илом или гли-ной, предохраняющими их от размывания. Подобные явления не раз происходили в прежние геологические эпохи, в особенности в пермском периоде, и дали месторождения каменной соли, пере кристаллизовавшейся под давлением вышележащих пород; таким же путем образовались месторождения калийных солей: сильвина, карналлита и др.

Крупнейшие месторождения каменной соли в СССР находятся в Донбассе близ Артемовска и в Илецкой защите близ Чкалова, а крупное месторождение калийных солей, имеющее мировое значение, разрабатывается на Урале близ Соликамска.

МИНЕРАЛЫ ОРГАНОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ (БИОЛИТЫ)

В речной воде, кроме солей Na, К, Са и Mg, имеются изменчивые количества солей двухвалентного железа и отчасти солей Мn. Попадая в болота и озера, соли двухвалентного железа при содействии кислорода воздуха переходят в соли трехвалентного, и железо осаждается на дне болота или озера в виде бурого железняка (лимонита). Процесс этот очень часто идет при содействии особых бактерий поглощающих железо из раствора и концентрирующих его в своем теле.

Так, на дне озер и болот образуются залежи лимонита в виде озерных и болотных руд, нередко имеющих практическое значение.

Гораздо более крупное экономическое значение имеют бурые железняки морского происхождения. Соединения железа во взвешенном состоянии выносятся в море реками, в особенности текущими из болот или из тропических и подтропических областей с пышной растительностью. При встрече с соленой морской водой железистые взвеси образуют осадок на дне реки у ее устья.

Подобные отложения окислов железа в устьях рек и в морских заливах происходили и в прежние геологические периоды и дали начало многим крупным месторождениям бурых железняков, на пример, Керченскому месторождению в Крыму.

В бурых железняках осадочного происхождения всегда содержится некоторое количество соединений марганца, в исключительных случаях доходящее до 30%. Вода морей также содер жит марганец, но обычно в очень небольшом количестве. Тем не менее на дне моря встречаются марганцово-железистые конкреции, достигающие 16 см толщины и 10 кг весом. Образование их объясняют деятельностью водорослей и микроорганизмов (мар-ганцовой бактерии), сосредоточивающих в своем теле соединении Мn из морской воды.

В прежние геологические периоды, в особенности в третич-ный, на дне морей временами также происходило отложение мар-ганца преимущественно в виде пиролюзита МnO₂, реже псиломе-лана и других водных окислов марганца, в виде то скорлуповато-ячеистых конкреций, то шариков и орешков неправильной формы

Образование этих скоплений регулируется кислородным режимом воды.

Такие месторождения марганцовых руд среди осадочных пород имеют крупное промышленное значение; они разрабатываются в Никополе на Украине и в Чиатури в Закавказье. Оба месторождения имеют мировое значение, как источники лучшей в мире марганцовой руды.

Большая часть солей кальция, образующихся при химическом выветривании горных пород и сносимых водами в морские бассейны, захватывается из морской воды организмами и входит в состав их оболочек, раковин, скелетов в виде карбоната кальция. Бесчисленное множество морских животных и растений — корненожки, коралловые полипы, моллюски, ракообразные, иглокожие; мельчайшие одноклеточные водоросли извлекают из морской воды соли кальция и, отмирая, оставляют на дне неисчислимое множество своих покровных и скелетных частей, из которых и состоят столь распространенные породы — известняки.

Образовавшиеся в морях прошлых геологических периодов и мощными пластами залегающие в различных частях земного шара известняки играют важную роль в составе верхних слоев земной коры, слагая целые горы и горные хребты.

Природные воды, содержащие углекислый газ, циркулируя по трещинам в известняках растворяют их, образуя многочисленные так называемые «карстовые» пустоты. Поднимаясь кверху, растворы эти переходят в область меньшего давления, теряют часть углекислого газа и выделяют СаСO₃ из раствора то в виде кристаллического кальцита в трещинах горных пород, то в форме известковых натеков — сталактитов и сталагмитов (рис. 33, 34) в пещерах и полостях в толще известняков.

Ряд других веществ, сносимых в море в виде растворов или взвесей, используется различными организмами и концентрируется в их телах или как твердые скелетные части (раковины) или как важные составные части мягких частей их тел. Так многие организмы, свободно плавающие в воде (планктон), а также и прикрепленные ко дну (бентос), используют кремнезем в качестве строительного материала своих скелетов. К числу таких организмов относятся водоросли—диатомеи, одноклеточные животные организмы — радиолярии и многие губки. После отмирания этих организмов их скелетные части накапливаются на дне водоемов (морей и озер) и дают иногда весьма мощные скопления опала (SiO₂ • nН₂O). Образованные им горные породы носят название диатомитов, трепелов и опок.

Кроме рассмотренных в этой главе минералов, к биолитам относятся фосфориты, образующиеся в виде конкреций среди осадочных пород из соединений фосфора, также входивших в состав тела отмиравших животных, и сера, образующаяся за счет восстановления сульфатов (гипса) до элементарной серы или окисления сероводорода, одного из продуктов разложения органиче ских веществ. Процесс часто идет при участии особых бактерий. В их телах сера отлагается в виде мельчайших капелек. Особую важность представляют собой мощные накопления углерода и органических веществ, образующихся в результате жизнедеятельности различных, преимущественно, растительных организмов. Если учесть, что кислород воздуха также может считаться минералом, то роль организмов в процессах минералообразования значительно повышается. Согласно данным В. И. Вернадского, весь кислород нашей атмосферы имеет биогенное происхождение, так как несомненно прошел через растительные организмы. Исходя из его данных, земная атмосфера содержала значительно меньше кислорода и больше углекислого газа в те периоды, когда на земле еще не было зеленых растений, превращающих углекислоту в кислород и использующих углерод для построения своих организмов. Такой состав атмосферы должен был иметь значительное влияние на ход химического выветривания и образование карбонатов.

МЕТАСОМАТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЯ

Растворы минеральных солей, возгоны и газы, действуя в течение продолжительного времени на химически неустойчивые породы и минералы, изменяют их состав, растворяя одни вещества, замещая их и откладывая на их место другие.

Такие процессы замещения одного вещества другим называются метасоматозом (или метасоматизмом) и протекают, обычно, без изменения объема. Медленно совершающиеся процессы метасоматоза могут глубоко изменить состав крупных масс породы.

Примером метасоматоза может служить процесс доломитизации известняков при действии на них растворов солей магния, проникающих с поверхности, а иногда поднимающихся и из глубин в виде горячих растворов. При этом часть Са замещается Mg и получается доломит CaMg(CO₃ )₂.

Реакция протекает по такой схеме:

Метасоматическое изменение кальцита в сидерит было ужо указано выше. Типично также замещение кальцита цинковым шпатом (смитсонитом) по следующему уравнению:

МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЕ В ЗОНАХ МЕТАМОРФИЗМА

В метаморфических областях идет интенсивное минералообра-зование за счет того вещества, из которого сложены горные по роды, оказавшиеся вследствие геологических процессов в области повышенных температур и подчас очень высоких давлений

Здесь обычны процессы обезвоживания (HFeО₂·nH₂О → Fe₂О₃)

образование силикатов за счет карбонатов (CaMg(СО₃)₂ + 2 SiО₂ = CaMgSi₂O₆ + 2СО₂)

Нередко протекают также процессы собирательной кристаллизации, причем из мелких зерен образуются крупные, хорошо образованные кристаллы — п о р ф и р о б л а сты. Они вырастают в твердой среде и лишь благодаря огромной силе кристаллизации принимают свойственную им форму. В областях высоких давлений процесс минералообразования идет в сторону более сжатых, компактно построенных соединении, занимающих возможно меньший объем, а следовательно, имеющих наибольший возможный удельный вес. Так, например, горная порода, состоящая из нефелина (Na[AlSiО₄]) и альбита (Na[AlSi₃O₈]) переходит в жа-деитит, состоящую из минерала жадеита (NaAl [Si₂O₆]).

Реакция идет по такой схеме:

Вообще можно указать, что при процессах метаморфизма происходят реакции между метаморфизующимися массами, приводящие к наиболее устойчивым (равновесным) соотношениям, свойственным новым, измененным условиям. Длительность метаморфических процессов обычно приводит к минералообразованию, весьма близкому к равновесному.

Статья на тему Минералообразование в морях

Похожие страницы:

Понравилась статья поделись ей

Источник