Поведение различных горных пород при выветривании неодинаково. Так, например, изверженные породы ультраосновного состава в зоне гипергенеза менее стойки, чем изверженные породы кислого состава. Устойчивость горных пород к выветриванию (при прочих равных условиях) определяется минеральным составом пород, точнее, устойчивостью слагающих их минералов.[ ...]
Различная устойчивость минералов горных пород в значительной мере зависит от их кристаллохимического строения. Ионы, входящие в состав минерала, в процессе образования кристаллического вещества располагаются на определенных расстояниях в зависимости от своих энергетических показателей. Вокруг каждого иона как бы образуется сфера действия сил этого иона, куда не могут проникнуть другие ионы. Эта сфера имеет ничтожные размеры: ее радиус, получивший название ионного радиуса, обычно менее одного нанометра (нм)2.[ ...]
В соответствии с валентностью, ионным радиусом и некоторыми другими свойствами комбинирующихся ионов возникают различные кристаллохимические структуры, которые сказываются на устойчивости минералов при выветривании.[ ...]
Рассмотрим кристаллохимическую структуру и устойчивость при выветривании основных породообразующих минералов.[ ...]
Кварц — наиболее распространенный минерал земной коры; он содержится в изверженных, метаморфических и осадочных породах. Кристаллохимическая структура кварца состоит из сочетания четырех ионов кислорода, между которыми расположен ион кремния, обладающий небольшим ионным радиусом (рис. 2, а, б). Если соединить центры ионов кислорода, можно получить форму тетраэдра. Поэтому подобная группировка ионов получила наименование кремнекислородного тетраэдра. Кремнекислородные тетраэдры соединяются в сплошной каркас (рис. 2, в).[ ...]
Подобная кристаллохимическая структура кварца обусловливает его высокую устойчивость к процессам выветривания. Как правило, в коре выветривания зерна кварца остаются целыми или только корродированными по периферии.[ ...]
Полевые шпаты образуют группу весьма распространенных породообразующих минералов (около 50% от массы всей земной коры). Их кристаллохимическая структура представляет собой сложный каркас, образованный кислородными тетраэдрами с ионами кремния и алюминия, расположенными внутри. Эти тетраэдры соединяются катионами щелочей (К+, №+) и щелоч-но-земельных элементов — главным образом ионами кальция, имеющими относительно большие ионные радиусы. Образуется структура, подобная той, которая изображена на рис. 3, а.[ ...]
Слюды составляют около 4% литосферы и содержатся во многих изверженных и метаморфических горных породах. Они обладают слоистой кристаллохимической структурой (рис. 3,6). Плоские слои кремнекислородных тетраэдров, обращенные вершинами друг к другу, связаны с ионами алюминия; с ионами алюминия также соединены гидроксильные группы. Так образуются трехслойные пакеты, соединенные между собой ионами калия. Представителем светлых слюд является мусковит КА12(ОН)2[А1813О10]. В большом количестве в горных породах также встречаются темные железомагнезиальные слюды типа биотита К(М£, Ре)3(ОН)2[А18ЦО10]. Слюды в процессе выветривания легко теряют ионы щелочей, которые соединяют трехслойные листы. Железо магнезиальные слюды менее устойчивы, чем светлые.[ ...]
Пироксены и амфиболы весьма распространены в изверженных и метаморфических породах и составляют около 16% литосферы. Широко известным представителем пироксенов являются авгит и диопсид, амфиболов — роговая обманка. Кристаллохимическая структура этих минералов обусловлена наличием цепочек кремнекислородных тетраэдров (рис. 3, в, г). Цепочки соединяются различными катионами (железа, алюминия, магния, кальция, натрия и калия). В целом пироксены менее устойчивы, чем амфиболы. Схематическая формула амфиболов К7[814011]2 • (ОН)2, а пироксенов 112[812Об], где Я — катионы одно-, двух- и трехвалентных металлов.[ ...]
Минералы группы оливина в значительном количестве содержатся в ультраосновных и частично основных изверженных породах. Кристаллохимическая структура минералов этой группы характеризуется изолированными кремнекислородными тетраэдрами, которые соединяются ионами двухвалентного железа и магния. Формула оливина (М§, Ре)2 [8Ю4]. Минералы группы оливина в зоне гипергенеза чрезвычайно неустойчивы и быстро разрушаются.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Типы кристаллохимических структур породообразующих минералов |
 |