Типоморфные элементы это

3Типоморфные (ведущие) элементы, принцип подвижных компонентов

Типоморфные элементы это

Химические элементы,ионы и соединения, определяющие условиямиграции в ландшафте, именуютсятипоморфными (ведущими). Число ихневелико: Ca, H (вернее, водородный ион),Fe, S, Cl и другие. Это позволяет говоритьо кальциевых, кислых и прочих ландшафтах(например, кальциевая и кислая тайга).

Различия в кларках приводят к тому, чтохимическое сходство элементов отнюдьне означает их “геохимическое сходство”.Так, например, у Na кларк высокий (2,50),поэтому его много в ландшафтах. Солончаки,соляные озера – это “натриевыеландшафты”, т.к. Nа определяет геохимическоесвоеобразие ландшафта, физико-химическиеусловия среды, т.е. является типоморфным.

Cs в химическом отношении похож на Na, ноего кларк мал (3,7.10-4) и влияние нагеохимические особенности ландшафтаневелико. Он не определяет физико-химическихусловий среды и мигрирует в той обстановке,которая создана типоморфными элементами.Если бы у Cs кларк был, как у Na, то его рольв ландшафте была бы так же велика, онбыл бы типоморфным.

Следовательно,химические элементы с низкими кларкамине могут быть типоморфными из-за малыхконцентраций в системах – они вынужденымигрировать в той обстановке, которуюсоздают типоморфные элементы. Именноразличия в кларках определяют ведущуюроль S и второстепенную Te, ведущеезначение Na и подчиненное Rb, Li, Cs.

Редкиеэлементы в местах их концентрациистановятся ведущими, например, вместорождениях U, Mo и т.д. Но ведущеезначение элемента зависит не только отего кларка и концентрации в даннойсистеме. Важно, чтобы элемент мигрировали накапливался. Распространенные, нослабо мигрирующие элементы не являютсяведущими. Один и тот же элемент в разныхсистемах может быть и ведущим, ивторостепенным.

Например, Fe имеет ведущеезначение в таежных болотах, но его рольневелика в пустынях. Наконец, еслиэлемент энергично мигрирует, но ненакапливается, он также не являетсяведущим. Так, Na и Cl энергично выщелачиваютсяво влажных тропиках из кислой корывыветривания и не являются там ведущими.

[attention type=yellow]

Только в соляных озерах и солончаках,где Na и Cl мигрируют и накапливаются, онистановятся ведущими. Из сказанногоследуетпринцип подвижных компонентов:геохимическая особенность ландшафтаопределяется элементами с высокимикларками, наиболее активно мигрирующимии накапливающимися в данном ландшафте(А.И. Перельман).

[/attention]

Одна из главныхзадач геохимии и состоит в изучениипарагенных ассоциаций элементов. Понятиео парагенезисе элементов ввел в 1909 г.В.И. Вернадский, имея в виду их совместнуюконцентрацию, обусловленную единымпроцессом. Кроме парагенных различаютзапрещенные ассоциации элементов(отрицательный парагенезис), т.е.ассоциации, невозможные в данной системе.

Лекция № 5 Тема: миграция вещества

1.Параметрымиграции.

2.Геохимическиебарьеры.

3. Ореолы рассеяния.

1 Параметры миграции

Миграцию химическихэлементов, как и всякую работу, можновыражать через произведение экстенсивныхи интенсивных параметров. Экстенсивныепараметры миграции – это количествомигрирующих веществ, расстояние миграциии т.д.

Об интенсивности миграциихимического элемента можно судить потому его количеству, которое в единицувремени переходит в подвижное состояние(например, в природные воды). Однако приэтом надо учитывать и величину кларка,особенно общее число атомов данногоэлемента, содержащихся в ландшафте.

Например, если предположить, чтоинтенсивность миграции Na и Li одинакова,то в подвижное состояние из горных породв природные воды Na перейдет значительнобольше, чем Li, так как у Na кларк высокий(2,50), а у Li низкий (3,2∙10-3).

Следовательно,чтобы охарактеризовать интенсивностьмиграции элемента, необходимо учитыватьне только количество его атомов вландшафте, перешедшее в подвижноесостояние, но и общее количество атомов.Иначе говоря, интенсивность миграциивыражается скоростью перехода в подвижноесостояние одного грамма вещества данногоэлемента.

Если общее количество атомовэлементаxв ландшафте или какой-либоего части (почве, горной породе, организмах)обозначить b, то количество атомов,перешедшее в подвижное состояние запромежуток времени dt, составит db. Тогдаотносительная часть атомов, перешедшихв подвижное состояние, равна db/b, а вединицу времени –db∙ 1. Этавеличина и представляет собой

b dt

интенсивностьмиграции – Р или в дифференциальнойформе для бесконечно малого промежуткавремени:

Рх=1 .db

­ bdt

Данное уравнениеинтенсивности миграцииприменительнок выветриванию было выведено А.И.Перельманом в 1940 г. и более подробноохарактеризовано в 1956 г. Член уравненияdb / b играет важную роль в геохимииландшафта при характеристике миграции.

Из уравнения следует, что чем большевеличина b, тем (при неизменности db)меньше интенсивность миграции.

Так каквеличина b в общем зависит от кларкаэлемента, то можно сказать, что присходных химических свойствах элементс меньшим кларком мигрирует энергичнее(Se энергичнее S, Sr энергичнее Са и т.д.).

Источник: https://studfile.net/preview/1730942/page:9/

Типоморфные структуры

Типоморфные элементы это

Возрастные соотношения также во многих случаях типоморфны.

Из петрографии известно, например, что в гранитах магнетит и ильменит часто идиоморфны, в то время как в габбро они всегда ксеноморфны, а в породах, отвечающих излившимся разностям, — вновь идиоморфны. Конечно, существенным является относительное количество компонентов, как и для всех выводов, основанных на возрастных отношениях.

Типоморфные структуры должны приниматься во внимание с критической осторожностью, хотя некоторые из них и однозначны. Так, например, сильно зональный магнетит (а также гранаты и некоторые другие силикаты) очень характерен для контактово-метасоматических месторождений.

Однако встречается совершенно не зональный магнетит в бесспорно контактово-метасоматических образованиях (может быть, гомогенизированный при медленном охлаждении), в то время как наблюдаются отчетливо зональные магнетиты магматического или гидротермального происхождения.

На более высоких ступенях метаморфизма, которые для рудных минералов достигаются гораздо быстрее, чем для силикатов, рудные минералы обладают более крупнозернистой структурой, сходной с таковой высокотемпературных магматических образований (например, у чистых магнетитовых руд); различать их помогает наличие определенных реликтов или отсутствие структур распада твердых растворов. Такие реликты могут быть обнаружены часто лишь путем очень тщательного изучения многих шлифов, требующего большого времени. Наряду со структурами, установленными и оцененными лишь недавно под микроскопом, полностью сохраняют свое значение давно известные признаки, иногда очень грубые, распознаваемые простым глазом, например крустификация, брекчирование, образование псевдоморфоз и многие другие.

Рудные минералы и парагенезисы как «геологические термометры»

Для научного объяснения любого минерального парагенезиса, а в особенности горной породы и рудного месторождения, важнейшее значение имеет знание температуры образования и давления, по возможности в надежном числовом выражении.

Литература последних 60 лет содержит бесчисленное множество данных о «геологических термометрах», имеющих весьма различную ценность. Они относятся преимущественно к магматическим породам и особым условиям океанических месторождений соли, но в последние 30 лет — все чаще также и к рудам.

Метод непосредственного измерения в самих природных проявлениях, к сожалению, имеет место лишь в исключительно редких случаях.

[attention type=red]

Для таких исследований очень подходят силикаты магматических пород, поскольку условия их образования почти не нарушаются появлением газовой фазы, реакции идут весьма вяло и воздействие воды, особенно водных растворов, еще весьма ограниченно.

[/attention]

Однако методически они менее удобны, поскольку установить и определить самые тонкие структуры распада и разложения в проходящем свете гораздо труднее, чем в отраженном.

Введение полированных шлифов и использование при этом очень больших увеличений сделало возможным распознавание тонких включений продуктов распада в бронзите, гиперстене, диаллаге, некоторых оливинах, авантюрине и др., что оказало значительную помощь петрографии.

Если методически исследование рудных минералов для указанной цели значительно проще, то имеется и ряд значительных трудностей.

Образование большинства рудных минералов, особенно сульфидов, происходит при более низкой температуре и весьма значительном воздействии воды; с этим связан умеренный перепад температур, таким образом, меньшая возможность переохлаждения и, несмотря на низкую температуру, интенсивная перекристаллизация.

Скорость реакций в твердом состоянии часто так велика, что трудно ожидать нахождения «первичных структур». Швартц, например, показал, что при 60-часовой длительности охлаждения тонкопластинчатые срастания халькопирита и борнита, так хорошо сохраняющиеся при закалке, исчезают бесследно и остается зернистая структура.

Воздействие воды и пока малоизвестные pH рудообразующих растворов затрудняют экспериментальные исследования рудообразования в лаборатории, которые должны быть основой всех работ по «геологическим термометрам». Некоторые пути, возможные для силикатов, поэтому здесь неприемлемы, однако некоторые из них вполне пригодны.

Особенно мешает то, что в противоположность силикатам, для которых едва ли должны приниматься во внимание различия степени окисления, среди рудных минералов имеется много родственных минералов, различающихся только по степени сернистости.

Соединения с различными степенями окисления серы

Достигнута ли та или иная степень, зависит, естественно, от давления и температуры, но также и от наличия в избытке серы, от присутствия отдающих или связывающих серу спутников и от того, обусловливает ли отдачу серы химизм вмещающих пород.

Даже кажущиеся очень простыми взаимоотношения могут представлять большие трудности; так, например, реакция FeS2FeS+ -j-S при известном давлении и совместном нахождении пирита и марказита могла бы расцениваться как геологический термометр.

Но, поскольку почти все эти месторождения содержат еще и сфалерит, а он может растворять весьма высокие содержания FeS (сильно меняющиеся в зависимости от температуры), реакция подвергается влиянию, которое трудно учесть.

[attention type=green]

Появление соединений с различными степенями окисления серы и селена, а в железных рудах различной степенью окисления железа могут только в виде исключения и с большой осторожностью расцениваться как геологический термометр.

[/attention]

Следовательно, необходимо ограничиться реакциями, которые не зависят ни от сопровождающих минералов, ни от парциального давления серы и кислорода.

Это точки плавления, аллотропные превращения, распады и совместное появление фаз, которые смешиваются или соединяются при высоких температурах и которые по своему нахождению не могли возникнуть из смесей или соединений. Самые простые соотношения дают здесь наиболее четкие результаты.

1. Точки плавления, собственно говоря, могут быть использованы очень редко, так как в большинстве случаев речь идет о многофазных системах с легколетучими компонентами, в которых начало затвердевания или кристаллизации отдельных компонентов не имеет ничего общего с экспериментально устанавливаемой точкой плавления компонентов в однофазной системе.

Следовательно, о точках плавления речь может идти только в тех случаях, когда имеется однокомпонентная система, что практически едва ли будет иметь место в природе или там, где встречаются несмешивающиеся расплавы, из которых тот или другой может рассматриваться как однофазная система.

Дальнейшее ограничение применения этого критерия связано с тем, что очень немногие минералы находятся в расплавленном состоянии при температурах обычных рудообразующих процессов. Иначе обстоит дело в собственно магматических образованиях. Так, в некоторых базальтах встречаются явно образовавшиеся из расплава капли самородного железа.

Железо (например, из Овифака или Бюля в Касселе) содержит лишь немного никеля и кобальта, но большое количество углерода. Следовательно, базальтовый расплав должен был иметь температуру более 1145° (температура эвтектики в системе Fe—С). Однако те же проявления обнаруживают губчатые массы железа, не слившиеся в капли.

Если бы эти куски имели одинаковое содержание углерода, что нелегко установить, температура могла бы быть значительно уточнена. Почти к такой же температуре (1112°) приводит наличие признаков расплавления галенита, содержащегося в виде редких включений в базальте.

Точки превращения

Высокотемпературный твердый раствор CuFeS2 (или CuAFeJ( Sx+J) j FeS («халькопирротин») выделяется во многих силикатах магматических пород в виде капель и тем самым показывает, что температура его выделения, согласно диаграмме Мервина и Ломбарда, должна примерно соответствовать 950° (при этом имеется сложная трехфазная система и неопределенное давление паров серы). Висмут плавится при более низких температурах; известно, что при атмосферном давлении его температура плавления 280°, а при повышенных давлениях она несколько ниже. Известно, что во многих проявлениях висмут выделился в жидких каплях, например в полевом шпате некоторых пегматитов, в некоторых галенитах; в шеелите наличие таких застывших капель висмута позволило установить трещины, подобные разрывам от мороза. В других парагенезисах он становился, несомненно, сразу кристаллическим, выпадая, таким образом, из раствора, температура которого была ниже 280°. Там, где висмут встречен вместе с серебром и не образует твердых растворов с ним, он должен был образоваться ниже эвтектической точки в системе Bi—Ag, т. е.  2500.  Должны, естественно, учитываться изменения точек плавления от давления, но при малом изменении состава расплава они невелики.

2. Точки превращения.

Для наших целей они могут быть разделены, следуя предложению Зейферта, на монотропные и энантиотропные, или реверсивные; среди последних можно различать такие, в которых происходит полная перестройка кристаллической структуры, и такие, где имеет место лишь небольшая перестройка ее; точки превращения с небольшой перестройкой кристаллической структуры мы называем «а—превращениями».

а) Монотропные превращения по своей природе таковы, что дают одну остановку, поскольку при лабораторных опытах температура «превращения» сама указывает, где наступает переход с измеримой скоростью. Во всяком случае, отсутствие превращения однозначно указывает на то, что эта температура не была достигнута.

Если в месторождении Раммельсберг, например, марказит сохранился с девона до настоящего времени и претерпел динамические воздействия, то можно принять с большой долей вероятности, что даже приближенно температура образования месторождения не достигала 400°. К этой группе принадлежит также маггемит, который при температуре

Источник: https://www.polnaja-jenciklopedija.ru/nauka-i-tehnika/tipomorfnye-struktury.html

Сам себе врач
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: