Псевдоморфози та параморфози мінералів. Їх особливості та характеристики.

Псевдоморфоза (від грец. «псевдо» омана, несправжній)— мінеральне утворення (індивід або агрегат), зовнішня форма якого не відповідає його фазовому складу, будучи успадкованою від первинного мінералу (протомінералу). До П. відносять не тільки мінеральні тіла, що мають правильну кристалографічну форму, але і будь-які зерна гірських порід, заміщені новоутвореними мінералами, а також фосилізовані органічні рештки — скам'янілості (біоморфози). Іншими словами псевдоморфоза – це мінерал, заміщений без зміни його форми ін..мінералом. таек заміщення відбувається внаслідок зміни первинних термодинамічних умов, прия ких утворилися первинні мінерали, тобто, при ивітрюванні або метаморфізмі. За механізмом утворення розрізнюють три гол. типи П.: наповнення («зліпки» або «асинхронні» П.), заміщення («синхронні») і зміни. Різновид останніх — параморфози (або П. перетворення) утворюються при поліморфних переходах (в тому числі внаслідок упорядкування) або як вияв політипії. Отож, параморфоза – один із видів псевдоморфоз, який утворюється при поліморфних переходах: зберігається зовнішня форма і хімічний склад кристалів мінералу, а змінюється лише його внутрішня структура (напр., параморфоза кальциту по арагоніту, кварцу по тридиміту). Параморфоза – це поліморфні перетворення речовини одного і того ж хім..складу в іншу модифікацію (ін.. мін вид). це відбувається при зміні умов існування зі збереженням зовнішньої початкової форми кристалу. Параморфози кальцит-арагоніт, пірит-марказит.

За фазовим складом будь-які П. можуть бути моно- або полімінеральними, виникають як при ендогенних, так і при екзо-генних процесах, у тому числі в зоні окиснення рудних родов. (малахіт по халькопіриту або куприту, стибіконіт по антимоніту тощо).

П. використовуються при пошукових роботах як прямі індикатори зруденіння, напр., циматоліт по сподумену, характерні повторні мінерали нікелю, кобальту, міді, свинцю, а також лімонітові П. по сульфідах і інших Fe-вмісних мінералах.

21. Мінерали утворюються на земній поверхні, у воді, в повітрі, в надрах та у космічному просторі. Вони виникають при пере­ході речовини з будь-якого агрегатного стану у твердий. Наприк­лад, сірка може виникати із газу при вулканічних виверженнях, кристали льоду, галіту, мірабіліту та інших - із води, з розплаву утворюються олівін, алмаз, кварц тощо. Мінерали також можуть формуватися при перекристалізації речовини у твердому стані - тобто при метаморфізмі. Так виникають кордієрит, ставроліт, піроп та інші мінерали.

В природних умовах мінерали можуть утворюватись одночас­но або в певній послідовності один за одним, формувати окремі кристали або їх скупчення.

Для розуміння процесів, що відбуваються у земній корі, і для вирішення практичних завдань, що стосуються розміщення ко­рисних копалин, при вивченні мінералів важливо з'ясувати умо­ви їх утворення і сумісного знаходження в природі. З цією ме­тою встановлюються парагенетичні асоціації мінералів (парагенезиси), тобто спільне розташування мінералів, які утворю­ються в певних умовах на тій чи іншій стадії процесу, що відбу­вається в земній корі або на її поверхні.

Природні процеси мінералоутворення поділяються на ендо­генні, екзогенні та матаморфогенні. Окрім них виділяють природно-техногенні процеси мінералоутворення, що обумовлені діяльністю людини.

22. Ендогенними називаються геологічні процеси, що відбуваються у над­рах за рахунок внутрішньої енергії Землі. Мінералоутворення відбувається на різних глибинах за умов високої температури та тиску. Основним джерелом температури є радіоактивний розпад хімічних елементів, а тиск виникає за рахунок великої потужності вищезалягаючих порід.

В ендогенних процесах виділяють власне магматичну, пегма­титову і постмагматичну стадії.

Власне магматична стадія. Мінералоутворення на цій ста­дії відбувається безпосередньо з магми. Магма - це багатокомпонентний при­родний розплав, що складається з рідкої, твердої та газової фаз. Температура магми змінюється від 600 до 1400°С.

Рідку фазу становить полікомпонентний розплав, головною складовою у якому є силікатна частина. Газова фаза складається, переважно, з Н₂0, С0₂, НF, S0₂ тощо. Тверда фаза складається з кристалів олівіну, основних плагіоклазів та піроксенів, які знаходяться в рівновазі з рідкою фазою. Послідовність кристалізації магми визначається правилом Розенбуиіа-Боуена, згідно якого, першими виділяються рудні і темноколірні мінерали, а потім - світлоколірні. Весь процес мінералоутворення закінчується кристалізацією кварцу.

Пегматитова стадія мінералоутворення починається після кристалізації основної частини магми. Пегматитовим називають процес кристалізації залишкового розплаву, збагаченого летки­ми компонентами при температурах від 700 до 350°С.Для пегматитів характерні такі мінерали, як кварц, берил, то­паз, турмалін, біотит, ортоклаз, мікроклін, мусковіт та інші. Як правило, пегматити розташовуються у верхніх частинах магма тичних масивів і мають зональну будову, виражену закономір­ним розподілом мінералів.

Постмагматична стадія мінерало­утворення починається після кристалізації магми. На цій стадії процеси мінералоутворення відбуваються при температурах від 500 до 50°С. По мірі зниження температур, серед них розрізня­ють пневматолітовий, пневматолітово-гідротермальний та гід­ротермальний процеси.

Чисто пневматолітові процеси тобто кристалізація мінералів з газів, мають міс­це в умовах зниження тиску, коли залишковий розплав "заки­пає" і уся рідина переходить у газову фазу, вступаючи в реакцію з раніше утвореними мінералами. З них кристалізуються такі мінерали, як само­родна сірка, реальгар, аурипігмент тощо.

При високому тиску і температурах в залишкових розчинах можливе одночасне існування газу і рідини, тому такі розчини називаються пневматоліто- гідротермальними. Типовими мінералами є берил, аурипігмент, ковелін, кальцит, пірит, флюорит, сірка тощо.

Гідротермальний процес охоплює усі явища кристалізації міне­ралів з нагрітих водних розчинів. Він відбувається в інтервалі тем­ператур від 500-450°С до температур, близьких до поверхневих. Гідротермальна стадія мінералоутворення за температурою поділяється на три підстадії:

> високотемпературну, для якої характерні температури 500-350°С. Такі процеси відбуваються на значних глибинах (3-4 км) під дією високого тиску;

> середньотемпературну, з температурами близько 350-200°С;

> низькотемпературну, для якої характерні температури 200-50°С. Такі процеси відбуваються в умовах незначного тиску на невеликих глибинах.

Типовими мінералами гідротермального походження є кіно­вар, галеніт, халькопірит, антимоніт, сфалерит, барит тощо.

23.Екзогенні процеси мінералоутворення відбуваються на поверхні Землі та в її приповерхневій частині до глибини проникнення ґрунтових вод. Основними чи

нниками екзогенного мінералоутворення є сонячна енергія, вільний кисень, вода та органічні кислоти. Се­ред екзогенних виділяють гіпергенні та осадові процеси.

Гіпергенне мінералоутворення відбувається в результаті хімічного вивіт­рювання на поверхні Землі внаслідок процесів розчинення, окис­лення, гідратації, гідролізу, карбонатизації. Типовими мінерала­ми гіпергенного походження є каолініт, монтморилоніт, гідроґьотит, малахіт, опал. Осадове мінералоутворення відбувається у водному середо­вищі (річках, озерах та морях). За походженням серед осадових мінералів виділяють хемогенні та біохемогенні.

Хемогенні мінерали утворюються за рахунок кристалізації речовини з перенасичених водних розчинів. Таке походження мають ангідрит, гіпс, галіт, сильвін та інші мінерали.

Біохемогенні - утворюються за рахунок життєдіяльності ор­ганізмів, накопичення їх решток після відмирання та наступного хімічного перетворення. Так можуть утворюватися кальцит, арагоніт, халцедон, опал, деякі фосфати тощо.

24.Метаморфогенне мінера­лоутворення пов'язане із глибоким перетворенням раніше сформо­ваних мінералів та гірських порід, внаслідок зміни фізико-хімічних умов (температури, тиску, концентрації хімічно-активних речо­вин). В результаті, суттєво змінюються мінеральний та хімічний склад порід, їх властивості та зовнішній вигляд, а також виникають мінерали, які є стійкими у нових умовах. Хімічні реакції, в умовах високих температур і тиску, спрямовані на утворення мінералів зі зменшеним об'ємом та підвищеною питомою вагою.

Залежно від геологічних умов та домінуючого чинника, виді­ляють різні типи метаморфізму, при яких утворюються різнома­нітні мінеральні асоціації.

Матаморфогенне походження мають такі мінерали, як графіт, кордієрит, серпентин, тальк, хлорит, рогова обманка тощо.

 

25. Генерації мінералів. Генераціями мінералу називають його різновікові виділення в даній мінеральної асоціації, що відрізняються за відносними розмірами, зовнішнім виглядом або особливостям хімічного складу. Спостереження над умовами перебування мінералів, особливо в рудних родовищах, дуже часто показують, що існує кілька поколінь одного і того ж мінералу, що виникли протягом однієї стадії процесу мінералоутворення.

Парагенезис – сумісне знаходження мінералів у природі, яке пов’язане з подібними умовами їх утворення. Мінерали, які приймають участь у парагенезисі називаються парагенетичними асоціаціями. Наприклад, лімоніт (гідроксиди заліза) и малахіт (карбонат міді) часто спостерігаються сумісно з сульфідами міді и заліза (наприклад, піритом(FeS2) и халькопіритом (CuFeS2)). Хоча вони утворилися в різних умовах.

Формування будь-якого мінерального родовища є тривалим багатостадійним процесом. Мінерали утворюються в ньому в певній послідовності, що відбиває характер змін хімічного складу середовища, тиску і температури. Ці зміни можуть відбуватися плавно, пульсаційної, ритмічно все залежить від геологічної обстановки формування мінерального родовища та джерел речовини. При цьому один і той же мінерал може кристалізуватися протягом якогось одного проміжку часу, або в його освіті можуть бути перерви, розділені, наприклад, тектонічними переміщеннями або відкладенням інших мінералів. Різночасові (розірвані в часі) порції речовини (сукупності кристалів і зерен) одного і того ж мінералу називаються генераціями (поколіннями) мінералу.
В одному і тому ж родовищі буває по кілька генерацій (поколінь) кварцу, кальциту, піриту, слюд і т.д. Зерна і кристали різних генерацій одного і того ж мінералу можуть відрізнятися по морфології, розміру, складу, властивостям. Як наслідок таких відмінностей, вони можуть мати і різну промислову цінність, так як нерідко вони ведуть себе по-різному в процесах рудопідготовки і збагачення руд. Типовою є також нерівномірність розподілу в об'ємі родовища різних генерацій мінералів.
Сукупність мінералів, що утворилися при схожих фізико-хімічних умовах в одну і ту ж стадію процесу, назвемо парагенезісов, а вся безліч мінералів, що утворилися в родовищі, - його мінеральною асоціацією. Спостереження показують, що родовища кожного з описаних вище типів характеризуються своїми специфічними мінеральними асоціаціями. Це має велике значення при пошуках і геологічної розвідки родовищ корисних копалин. Точно так же багато парагенезисів є типовими, повторюваними в природі сполученнями мінералів.