Все о геологии :: на главную страницу! Геовикипедия 
wiki.web.ru 
Поиск  
  Rambler's Top100 Service
 Главная страница  Конференции: Календарь / Материалы  Каталог ссылок    Словарь       Форумы        В помощь студенту     Последние поступления
   Геология >> Геохимические науки >> Минералогия | Курсы лекций
 Обсудить в форуме  Добавить новое сообщение

Основы минералогии гипергенеза

Авторы: Яхонтова Л. К., Зверева В. П.

Содержание

ПРЕДИСЛОВИЕ

В связи с общемировой тенденцией сохранения среды жизнеобитания - биосферы - значительное внимание начало уделяться экологическим проблемам минералогии и в первую очередь ее гипергенной ветви, наиболее тесно связанной с экзогенными и техногенными преобразованиями земной поверхности, протекающими в биосфере.

Подъем интереса к экологии выражается прежде всего в появлении и разработке специальных программ, финансируемых не только на федеральном, но и региональном уровнях. К тому же в стране ощущается большой дефицит соответствующих специалистов - экологов и недостаток необходимых для их подготовки учебных пособий. В связи с этим представляется, что предложенная работа может в определенной мере восполнить пробел в наших знаниях о гипергенном, в том числе и техногенном, минералообразовании, которое, постоянно сопровождая разработку месторождений полезных ископаемых, служит негативным фактором загрязнения территорий, окружающих рудные месторождения.

Основой предлагаемой работы являются спецкурсы лекций, читавшихся много лет на геологическом факультете Московского Государственного Университета им. М. Ломоносова, а также специальные научные разработки по обсуждаемой проблеме. Учебное пособие олубликовано при поддержке Федеральной целевой программы "Государственная поддержка интеграция высшего образования и академической науки" (проект А0024 направление 2.1/2000).

В 20-годы ХХ в. А. Е. Ферсман предложил термин "гипергенный" для экзогенных, "лежащих выше, чем гипергенные", образований, генетически связанных с процессами выветривания, т.е. сформировавшихся в обстановке низких температур (+25о С) и давлений (1 атм) при активном участии воды, насыщенной атмосферными газами, прежде всего кислородом. К гипергенным, естественно, были отнесены продукты корообразования и окисления месторождений полезных ископаемых, а также почвенные комплексы. Литогенные (осадочные) образования, характеризующиеся большой спецификой осаждения и диагенеза осадков, остались представителями "негипергенного" экзогенеза.

Трудности начались с того, что в англоязычной литературе термин "гипергенный" был переведен как "supergene", который весьма поспешно начали использовать как "супергенный", к сожалению, не только в научной, например в широко известной монографии С. С. Смирнова, но и учебной отечественной литературе.

За последние полвека накопился огромный материал по геолого-минералогическому исследованию гипергенеза не только по традиционным подразделениям, находящимся в рамках "ферсмановских параметров" (окисленные руды, коры выветривания, почвы), но и по ранее не рассматривавшимся объектам, таким как "техногенез", "криогенез", "пластовое окисление" и некоторым другим. В то же время развитие современной концепции гипергенеза, опирающейся на достижения науки, тормозится отсутствием единых теоретических разработок, необходимой согласованности понятий и терминов, а также методологических определений.

Ниже представлена табл. 1, в которой обобщены характеристики отдельных типов гипергенного минералообразования со стороны их общей специфики, особенностей массо- и энергообмена и биокосных (биоминеральных) взаимодействий.

Для всех видов гипергенеза характерны окислительно-восстановительные (коррозионные) и коррозионно-гидролизные механизмы деструкции минералов, осуществляющиеся в "ферсмановских" Р-Т-параметрах среды. Границы между ними приходятся на сравнительно незначительные изменения этих параметров, в основном связанных с типами исходной минерализации (полупроводники и диэлектрики), фазовыми превращениями воды (жидкость-лед), более заметной ролью климатической сезонности протекания процессов, а также с вмешательством в среду техники.

Во всех случаях массообмен ассоциируется с гидролизом, окислительными и восстановительными реакциями, экстракцией и сорбцией вещества, растворением, обменом и высаждением минеральных новообразований. Энергообмен отвечает высокой роли солнечной радиации, эффективным экзотермическим реакциям деструкции вещества и интенсивной энергетике технологического воздействия на среду со стороны общества.

Наконец, все гипергенные комплексы протекают в биосфере и, благодаря постоянному участию в их развитии "живого вещества" В. И. Вернадского - макро- и микроорганизмов, - являются ее отдельными подразделениями: биокосными (биоминеральными) системами, в каждой из которых осуществляется единство организмов и их жизнеобеспечивающего минерального субстрата.

К сожалению, многие проблемы, связанные с гипергенезом, прежде всего с генетическими вопросами, энергетикой и ролью "живого вещества", пока остаются недостаточно исследованными. Пожалуй, в меньшей мере это относится к корам выветривания и к окисленным рудам, изучение которых постоянно стимулирует их прямая связь с минеральным сырьем.

В известной монографии С. С. Смирнова "Зона окисления сульфидных месторождений" (1951), подводя итоги в основном зарубежного опыта изучения окисленных руд к середине ушедшего века, формирует и развивает наиболее раннюю генетическую концепцию гипергенеза - гидрохимическую модель его развития.

Во 2-ой пол. ХХ в. на основе огромного отечественного материала, характеризующего окисленные руды различных типов месторождений, и на основе общих естественно-научных достижений в эти годы гидрохимическая модель гипергенного минералообразования существенно пополнилась новыми методическими разработками и исследованиями, результаты которых частично были рассмотрены в двух известных работах Л. К. Яхонтовой и А. П. Грудева (1978а, 1987) и многочисленных публикациях этих авторов.

В результате первую новую оценку получили такие вопросы минералогии окисленных руд, как:

  • растворы и гипергенное минералообразование;
  • электродные и коррозионные процессы;
  • механизмы деструкции и образования минералов;
  • стадийность и типоморфизм минералов;
  • первые обобщения по техногенезу и криогенезу;
  • о роли микроорганизмов в гипергенезе.
  • В обеих книгах приведены систематизированные описи минералов окисленных руд по их состоянию соответственно на 1976 и 1986 г. с краткой характеристикой каждого минерального класса.

    В настоящей работе включены данные по минералогии гипергенеза последних двух десятилетий ушедшего века. Традиционно расширен раздел "Минералы окисленных руд" (справочное руководство) за счет почти ста новых находок гипергенных минералов. Большое место уделено рассмотрению роли бактериального фактора при формировании зоны гипергенеза, энергетике процессов, типам взаимодействий, в том числе и биокосных, и проблеме стабильности минералов.

    Также обсуждены некоторые весьма важные в методологическом отношении вопросы, в частности минералогические аспекты возникновения и эволюции биосферы, понятия биоминерала и биоминералогии, энергетические границы биокосных систем, методы вывода уравнений реакций окисления минералов и расчетов эффективных зарядов атомов в их структурах.

    Таблица 1

    Специфические черты гипергенных процессов*

    Гипергенные процессы

    Специфические черты процесса

    Главные механизмы массообмена

    Особенности энергообмена

    Характер биокосных взаимодействий

    Зона окисления месторождений полезных иско-паемых

    Высокая роль полупровод-никовых минералов, окис-лительно-восстановительных реакций, электродных и гальванических процессов

    Процессы экстракции, окисления, растворения и высаждения новообразований при высокой активности компонентов

    Высокоэнергетические экзотермические реакции деструкции минералов

     

     

    Активное участие хемоавтотрофных и суль-форедуцирующих бактерий, использующих энергию окисления сульфидов

    "Пластовое окисление"

    Высокая роль рассеянных в осадочной породе полупро-водниковых минералов, окис-лительно-восстановительных реакций и электродных про-цессов

    Процессы экстракции, окисления, растворения и высаждения новообразований

    Экстенсивные, относительно низкоэнер-гетические экзотермические процессы

    Активное участие хемоавтотрофных микро-организмов, использующих энергию окисления сульфидов

    Коры выветривания горных пород

    Окислительно-гидролизная деструкция минералов-диэлектриков

    Гидролизные и обменные реакции и процессы высаждения новообразований

    Низкоэнергетические процессы деструк-ции минералов при активном участии солнечной радиации

    Высокая роль фотосинтезирующих, гетерот-рофных и нитрофицирующих микроорганиз-мов, использующих энергию деструкции ми-нералов и окисления СО2

    Почвообразование (педогенез)

    Окислительно-гидролизная дест-рукция минералов-диэлектриков с повышенным эффектом сезон-ности процессов

    Гидролизные процессы и комп-лексообразование с участием органических лигандов

    Интенсивные биоэнергетические процес-сы с активным участием соединений уг-лерода в условиях солнечной радиации

    Специфические биоценозы и трофические взаимодействия макро- и микроорганизмов с активным участием высших организмов

    Техногенез

    Активизация процессов гиперге-неза при освоении недр и ланд-шафтов. Коррозия реликтовой минерализации и техники. Резкое увеличение активности раство-ров

    Процессы окисления, растворе-ния и высаждения новообразо-ваний

    Высокоэнергетические процессы техно-логического воздействия на среду

     

     

     

    Активное участие хемоавтотрофных, нитро-фицирующих, фотосинтезирующих, гетерот-рофных и других микроогранизмов


    *Разработка Л. К. Яхонтовой и А. П. Грудева (1992).

    Как и в прошлых двух книгах, в настоящей работе специальное место отведено результатам детального минералогического исследования окисленных руд - в данном случае сульфидно-касситеритовых месторождений Дальнего Востока и экологическим последствиям их освоения.

    Авторы выражают благодарность руководству ДВГИ ДВО РАН - директору института чл.-корр. А. И. Ханчуку за предоставление возможности издать эту книгу, а также сотрудникам кафедры минералогии МГУ, прежде всего В. С. Суханцевой и сотруднице Геологического института Н. П. Гулай за техническую помощь в подготовке этой работы. Мы надеемся на отклик читателей: все замечания и предложения будут приняты с большой благодарностью.

    содержание | далее >>

     См. также
    Биографии ученыхЯхонтова Лия Константиновна
    Биографии ученыхПлюснина Инга Ивановна
    Анонсы конференцийVIII Студенческая школа "Металлогения древних и современных океанов - 2002"
    КнигиМесторождение медистого золота Золотая Гора (О "золото - родингитовой" формации): ЛИТЕРАТУРА
    Популярные статьиКОСМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЕ. А.Г.Жабин.

    Проект осуществляется при поддержке:
    Геологического факультета МГУ,
    РФФИ
       

    TopList Rambler's Top100