Страницы Список страниц 17 18 19 20 21

ПОНЯТИЕ О ПАРАГЕНЕЗИСЕ МИНЕРАЛОВ

Парагенезисом (греч. «пара» — возле, подле; «генезис» — происхождение) называется совместное нахождение в природе минералов, возникших в результате проявления единого генетического процесса.
Этот термин впервые ввел в геологическую практику в 1849 г. А. Брейтгаупт, однако еще в 1798 г. русским ученым В. М. Севергиным это понятие употреблялось под названием смежность минералов. Позднее Вернадский и Ферсман понимали парагенезис как закономерное совместное нахождение минералов, выделяющихся в виде групп (генераций) в определенной последовательности в ходе какого-либо процесса.
Примерами парагенезисов минералов могут служить такие сочетания минералов, как киноварь и антимонит, золото и кварц, алмаз и гранат, галенит, сфалерит и халькопирит (часто и пирит), пирротин и пентландит, касситерит и вольфрамит, азурит и малахит и др.

Изучение парагенетических минеральных ассоциаций имеет огромное значение. Оно позволяет разобраться в сложном процессе формирования месторождений полезных ископаемых и способствует организации целенаправленных поисков ряда месторождений. Так, знаменитые якутские коренные месторождения алмазов были обнаружены при шлиховой съемке. Геологи сначала обнаружили спутник алмаза гранат (пироп), встречающийся в едином парагенезисе с алмазом. Пироп — ярко-красный минерал, легко обнаруживается в шлихах, а алмаз — бесцветный, как правило, его обнаружить было труднее. Знание парагенезиса уверенно привело к открытию коренных месторождений алмаза.

Обсуждению проблемы парагенезиса минералов был посвящен специальный международный симпозиум, состоявшийся в 1966 г. Рекомендовано следующее определение парагенезиса: парагенезис минералов — это минеральная ассоциация, возникшая закономерно в ходе одного процесса, ограниченного в пространстве и времени и протекавшего в определенных физико-химических условиях.
При изучении последовательности образования минеральных ассоциаций удобно составлять парагенетические таблицы, на которых четко выделяются определенные парагенезисы минералов, их последовательная смена и весь ход процесса минералообразования. Изучение парагенезисов минералов позволило советскому ученому Д. С. Коржинскому разработать специальный парагенетический метод, с помощью которого удалось предвидеть ряд еще не найденных минералов в определенных минеральных ассоциациях. Другой советский ученый А. Г. Бетехтин успешно применил парагенетический анализ для установления истории и последовательности формирования ряда рудных месторождений. Парагенетический метод позволил также установить так называемые запрещенные парагенезисы минералов, т. е. ассоциации минералов либо совершенно невозможные в природе, либо неустойчивые в данных условиях. Таковыми являются парагенезисы: оливинкварц, нефелинкварц, ковеллинпирротин и т. д.

Полезные ископаемые

Полезное ископаемое — это природное минеральное скопление в земной коре, которое можно использовать в народном хозяйстве. Месторождение полезных ископаемых представляет скопление минеральных веществ в земной коре, пригодное для промышленного использования.
Полезные ископаемые подразделяются на три группы: металлические, неметаллические и горючие. К группе металлических полезных ископаемых, как показывает само название, относятся полезные ископаемые, содержащие различные металлы. Это самородные металлы, руды черных, цветных, редких, радиоактивных металлов и редкоземельных элементов. Неметаллические полезные ископаемые включают в себя горно-химическое сырье (апатит, фосфориты, каменную и калийные соли, серу, гипс, ангидрит, барит и др.), огнеупорное пьезооптическое, электротехническое, тепло- и звукоизоляционное, кислото- и щелочноупорное сырье, различные строительные материалы, поделочные, технические и драгоценные камни. Горючие полезные ископаемые, или каустобиолиты, представлены каменным и бурым углем, нефтью и газом, горючими сланцами и торфом.

Полезные ископаемые можно также подразделить по агрегатному состоянию на твердые, жидкие и газообразные.
Понятия, вкладываемые в термины «полезное ископаемое», «месторождение полезного ископаемого», «руда», изменчивы в связи с достижениями науки и техники. Например, то, что сейчас не может использоваться в качестве руды, через некоторое время в определенных условиях становится богатой рудой. Кстати, в понятие «руда» до недавнего времени вкладывалось представление только о металлических полезных ископаемых. Сейчас рудой называют не только железо-, медь- и никель-содержащие минеральные агрегаты, но говорят и о рудах апатита, серы, бора и т. д.

Большой интерес представляет комплексное извлечение металлов и химических элементов при переработке ряда руд, в связи с чем ценность таких полезных ископаемых значительно возрастает.
Полезные ископаемые принято также подразделять по генезису на магматические, осадочные и метаморфические.
Магматические месторождения полезных ископаемых возникают при раскристаллизации магмы при высоких температурах (1000—1500° С). Таким путем образуются месторождения хромита (Урал), платины (Урал), медно-никелевые руды (Норильск, Кольский полуостров), титано-магнетиты (Урал), алмазы (Якутия), графит (Карелия Сибирь), апатит (Кольский п-ов) и др. Магматические месторождения обосабливаются в виде крупных
залежей, линз, скоплений. Причем определенные металлы и минералы тяготеют к различным типам изверженных горных пород. Так, к ультраосновным и основным породам приурочены месторождения платины, хромита, меди, никеля и кобальта, титаномагнетита.

Для кимберлитов— своеобразных ультраосновных пород, заполняющих «трубки взрыва» древних вулканов, характерными минералами, называемыми также типоморфнымщ являются оливин, гранат (пироп) и алмаз. Со щелочными породами связано уникальное Хибинское месторождение апатито-нефелиновых руд и ряд редкоземельных ценных минералов — лопарит, монацит, циркон и др. Для средних пород (группа сиенита-трахита) характерны месторождения железа и меди контактово-метасоматического типа, скарновые месторождения шеелита. С кислыми породами связывают пегматитовые и гидротермальные месторождения редких, рассеянных и цветных металлов. Здесь возникают берилл, сподумен, колумбит, танталит, циркон, касситерит, золото, вольфрамит, молибденит, минералы урана, тория, висумута и др. В пегматитах, как уже отмечалось, помимо минералов с редкими, рассеянными и радиоактивными элементами, образуются различные драгоценные камни, изумруд, аквамарин, аметист, сапфир, топаз и ряд других.

Послемагматические минеральные образования, генетически связанные с магматическим этапом, характеризуются большим разнообразием месторождений полезных ископаемых. Они формируются при температуре ниже 500° С и могут быть условно подразделены на высокотемпературные (500—300°С), среднетемпературные (300—200° С) и низкотемпературные (200—50° С) образования.
В настоящее время известны парагенетические ряды минералов для определения температур минералообра-зования. Ниже приводятся такие парагенезисы в сокращенном виде.

Высокотемпературный парагенезис: магнетит, гематит, касситерит, пирротин, вольфрамит, шеелит, молибденит, висмутин, арсенопирит, пирит, халькопирит, кварц, турмалин, берилл, топаз, мусковит и др.
Средне температурный парагенезис: халькопирит, галенит, сфалерит, блеклая руда, золото, пирротин, борнит, кварц, кальцит, доломит, барит, флюорит, сидерит, серицит.
Низкотемпературный парагенезис: антимонит, киноварь, аурипигмент, реальгар, аргентит, самородное серебро, марказит, сложные сульфосоли серебра, теллуриды и селениды золота и серебра, халцедон, опал, кварц,
флюорит, барит и др.

Характерными формами залегания постмагматических минеральных образований являются различной формы жилы, линзы, штокверки (густая сеть прожилков, а также вкрапленность рудных минералов в горных породах), реже — залежи.
Осадочные месторождения полезных ископаемых подразделяют на три группы: механические осадочные месторождения, химические осадочные месторождения и биохимические осадочные месторождения.
Механические осадочные месторождения характерны для алмазов, золота, платины, циркона, рутила, колумбита и танталита, ильменита и рутила, касситерита и вольфрамита и др. Перечисленные минералы образуют так называемые россыпные месторождения или россыпи в долинах рек, в озерах, в морях и океанах. К механическим осадочным месторождениям относятся также залежи кварцевых песков, различных глин.

Химические осадочные месторождения возникают из истинных растворов и представлены различными солями — каменной, калийной, магнезиальной и др., боратами, гипсами и ангидритами, известняками, мергелями и доломитами. Они образуются в усыхающих морских заливах и лагунах в условиях аридного климата. Выпадение солей происходит в определенной последовательности, о чем сообщалось ранее. Часть месторождений этой группы возникает из коллоидных растворов и представлена железными, марганцевыми и алюминиевыми рудами, а также рудами меди. Железные руды обычно состоят из гидрогетита, шамозита, тюрингита, гётита и сидерита. Марганцевые руды слагаются псиломеланом, пиролюзитом, манганитом, родохрозитом и некоторыми другими минералами. Алюминиевые руды (бокситы) состоят из диаспора, бёмита, гиббсита. Среди месторождений химического осадочного происхождения выделяются медные месторождения (так называемые «медистые песчаники») и месторождения некоторых цветных, редких и pадиоактивиых элементов — свинца, цинка, ванадия, урана, радия и др.

Осадочные биохимические месторождения

Образуются при жизнедеятельности организмов и при участии химических процессов осаждения. К этой группе относятся многие месторождения известняков, фосфоритов, самородной серы, ванадатов, диатомитов, часть месторождений железных и марганцовых руд. Особое место занимают месторождения каустобио литое, горючих пород — каменные угли, бурые угли, горючие сланцы, нефть, битумы (озокерит, асфальт), горючие газы.
Метаморфические месторождения полезных ископаемых возникают за счет преобразования, метаморфизма, минеральных масс, возникших при различных эндогенных или экзогенных процессах. Как отмечалось ранее, метаморфизм — это эндогенный процесс, под воздействием которого происходят интенсивные преобразования минерального и химического состава горных пород и руд. Минеральные компоненты стремятся перейти в более устойчивые минералы, отмечается тенденция к уменьшению их объемов и плотности, меняется форма минеральных .залежей. Минералы, обогащенные водой, при метаморфизме ее теряют. Например, бурые железняки преобразуются в гематит и магнетит, каменный уголь — в графит. При метаморфизме в преобразовании минеральных масс принимают участие не только большие давления и высокие температуры, но и химически активные растворы и газы, в том числе вода, двуокись углерода и другие компоненты.

Среди месторождений, возникших при метаморфических процессах, принято выделять две группы: матамор-физованных и метаморфогенных. К первой группе относят месторождения полезных ископаемых, измененных под действием метаморфизма, но сохраняющих основные физико-химические свойства минеральных агрегатов. К ним относят метаморфизованные месторождения железных руд, слагаемых гематитом, магнетитом, мартитом, мушкетовитом, гётитом с примесью нерудных минералов— кварца, хлорита, карбонатов (доломита, сидерита, анкерита), биотита, амфиболов. К этой же группе принадлежат метаморфизованные золотоносные конгломераты, где золото ассоциирует с кварцем, пиритом с примесью хромита, алмазов, корунда, циркона, ильмени-та и др. К группе метаморфогенных месторождений полезных ископаемых, возникших заново в результате процесса метаморфизма, относятся месторождения мрамора, графита, наждака (разновидность корунда), дистена, кварцитов и т. п.

Особым видом полезных ископаемых являются минеральные удобрения, используемые в сельском хозяйстве. Такие полезные ископаемые принято называть агрономическими рудами или сокращенно агрорудами.
Термин «агроруды» был впервые предложен в 1914 г. русским геологом Я. В. Самойловым. С тех пор это понятие стало общепринятым. Согласно определению Я- В. Самойлова, «агрономическими мы назвали такие руды, которые служат для приготовления удобрений… Агрономические руды или доставляют вещества, необходимые для произрастания растения (непосредственные удобрения), или же, благоприятно изменяя свойства почвы, ее структуру, воздушный и водный режим, может быть, ее биологию, улучшают общие условия питания растений (косвенные удобрения)».

Важнейшими химическими элементами, необходимыми для питания растений, являются: фосфор, азот, калий, магний, сера, железо, кальций, натрий, кремний, хлор и некоторые так называемые микроэлементы. К их числу относятся: медь, бор, цинк, молибден, ванадий, кобальт и др. Большое значение для поднятия урожайности сельскохозяйственных культур имеет ряд мероприятий по внесению определенных удобрений, как, например, известкование кислых почв при помощи известковой и доломитовой муки, известкового туфа и мела, а также гипсование солонцовых почв с применением гипса и ангидрита. В качестве гуминовых удобрений, улучшающих структуру почв и стимулирующих физиологические процессы развития растений, применяют торф, иногда бурый уголь и некоторые виды окисленных каменных углей. Очень хорошим азотным естественным удобрением является сапропель, гниющий ил, образующийся в заболоченных местах. К числу главнейших агрономических руд относятся: апатит, фосфориты, калийные соли, гипс, ангидрит, глауконит, нефелин, ряд карбонатных горных пород.

ЛИТЕРАТУРА

Основная
Бондареве П. Минералогия с начальными сведениями по кристаллографии. М., изд. МГПИ им. В. И. Ленина, 1970. Р Добровольский В. В. Минералогия с элементами петрографии. М., Просвещение, 1971.
Дополнительная
Бокий Г. Б. Кристаллохимия. 3-е изд. М., Наука, 1971.
Гумилевский С. А., Кирш он В. М., Л у г о в с к о и г. п. Кристаллография и минералогия. М., Высшая школа, 1972.
Лазаренко Е. К. Курс минералогии. 2-е изд. М., Высшая школа, 1971.
Нардов В. В. Практическое руководство по геометрической кристаллографии. Изд-во ЛГУ, 1974.
Попов Г. М., Шафрановскии И. И. Кристаллография. 5-е изд. М., Высшая школа, 1972.

21

20