минералогия (1006435), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Большое значение имеют также размеры зерен минералов, слагающих руды, и характер срастания их между собой. В решениивсех этих вопросов большую роль играют специальные минералогическиеисследования, производимые обычно в минераграфических лабораторияхнаучноисследовательских институтов по обогащению руд. Однако любойгеолог, владеющий методикой минералогических исследований, при целеустремленном изучении минерального состава и строения руд может прийти к правильным выводам о том, как те или иные руды будут вести себяпри обогащении, предсказать, какие потери компонентов могут иметь место при том или ином способе обогащения и чем они вызываются.
Эти вопросы являются предметом технологической минералогии — одного из важнейших прикладных разделов науки о минералах.Таким образом, минералогическое изучение месторождений полезныхископаемых имеет весьма важное значение не только для поисков и разведки их, но и для горнодобывающей и горнообрабатывающей отраслейпромышленности.Глава 1ЗЕМНАЯ КОРА И ОСОБЕННОСТИ ЕЕ СОСТАВАСтроение земного шара. Главным объектом геологических, в том числе и минералогических исследований является земная кора, под которойподразумевается самая верхняя оболочка земного шара, доступная непосредственному наблюдению.Наши фактические знания о строении и химическом составе земнойкоры основываются почти исключительно на наблюдениях над самымиповерхностными частями нашей планеты.Горообразующие процессы, совершавшиеся в различные геологические эпохи и приводившие к образованию высоких горных хребтов, подняли из глубины самые различные породы, не образующиеся вблизи поверхности Земли.
Наиболее глубинные по происхождению горныепороды из доступных прямому изучению — мантийные ксенолиты, обнаруживаемые в трубках взрыва, — являются объектом пристальноговнимания исследователей. Их изучение дает возможность, как показывают геологические наблюдения и подсчеты, получить более или менеереальное представление о составе и строении земного шара только доглубины 100–150 км (радиус же его превышает 6300 км).О строении и составе глубоких недр земного шара можно судить лишьна основании косвенных данных.
Как показывает сопоставление плотностей всего земного шара (5,527) и земной коры (2,7–2,8), внутренние части нашей планеты должны обладать значительно большей плотностью,чем поверхностные. Различные данные (геофизические наблюдения, данные сравнения Земли с другими космическими телами, состав метеоритов и пр.) дают основания предполагать, что это обстоятельство обусловлено не только увеличением с глубиной давления, но и изменениемсостава внутренних частей нашей планеты.Согласно современным моделям, построенным на основании геофизических данных, в строении Земли выделяется несколько концентрических оболочек (геосфер, рис.
3), различающихся по физическим свойствам и составу (табл. 1).Состав земной коры. Впервые состав твердой части земной корыв весовых процентах подсчитал американский исследователь Ф. Кларкв 1889 г. Большая работа по уточнению полученных цифр была проделанаВ. И. Вернадским, А. Е. Ферсманом, И. и В. Ноддаками, Г.
Гевеши,В. М. Гольдшмидтом и А. П. Виноградовым. Последний подсчитал средний32Общая частьТаблица 1Характеристики геосфер ЗемлиИндексНижняяграница, кмПлотностьКораA10–302,80–2,85SiO2, Al2O3,FeO, CaO,MgO, Na2O, K2ОВерхняя мантияB350–4002,9–3,5SiO2, MgO, FeO, CaO,Al2O3ПереходнаязонаC7703,8–4,2SiO2, MgO, FeO, CaO,Al2O3Нижняя мантияD28754,5–5,6SiO2, MgO, FeO, Fe, MgS,FeSВнешнее ядроE47119,8–12,2FeO, Fe, FeS, Si, Ni, H, CПереходнаязонаF516012,2–12,5Fe, FeS, Ni, H, CВнутреннееядроG637112,7–14,0Fe, Ni, H, CОболочкаКомпонентный составхимический состав лишь литосферы (без учета гидросферы и атмосферы).По предложению акад.
Ферсмана средние цифры содержанийотдельных элементов земной корыстали называть «числами Кларка»,или просто кларками. Он же предложил выражать эти величины нетолько в весовых процентах, но ив атомных.Из более чем ста химическихэлементов, приведенных в периодической таблице элементов Мен Рис. 3. Схема внутреннего строения Землиделеева (табл. 2), лишь немногие(мощность земной коры отраженавне масштаба)пользуются широким распространением в земной коре.
Такие элементы в таблице располагаются преимущественно в верхней ее части, т. е.относятся к числу элементов с малыми порядковыми номерами.Наиболее распространенными элементами являются: О, Si, Al, Fe, Ca,Na, К, Mg, Ti, H и С. На долю всех остальных элементов, встречающихсяГлава 1. Земная кора и особенности ее состава33в земной коре, приходится всего лишь несколько десятых процента (повесу). Подавляющее большинство этих элементов в земной коре присутствует почти исключительно в виде химических соединений.
К числуэлементов, встречающихся в самородном виде, относятся очень немногие. Те и другие возникают в результате химических реакций, которыепротекают в земной коре при различных геологических процессах, приводящих к образованию самых разнообразных па составу массивов горных пород и месторождений полезных ископаемых.Если главнейшие элементы расположить в порядке их процентного(весового) содержания в земной коре на группы по декадам1, то получится такая картина (табл.
3).Из таблицы 3 видно, что подавляющая масса минералов земной корыдолжна представлять соединения элементов первых двух декад, на долюкоторых в весовом выражении приходится основная масса. В самом деле,в земной коре чрезвычайно широко распространены кислородные соединения кремния, алюминия, железа, а также щелочноземельных и щелочных металлов — кальция, магния, натрия и калия. К их числу относятсяглавным образом окислы и кислородные соли (преимущественно силикаты, алюмосиликаты, карбонаты, сульфаты и др.), входящие в составразличных горных пород, слагающих земную кору.Кларки тяжелых металлов, играющих большую роль в промышленности, в подавляющем большинстве выражаются ничтожными величинами и попадают в последние столбцы элементов, разбитых на декады постепени распространения (табл.
4).Некоторые особенности распределения тяжелых металлов в земнойкоре. Многие из указанных редких в земной коре элементов под влияниемсовершающихся в природе геохимических процессов нередко образуютисключительно богатые скопления минерального вещества, носящие название рудных месторождений. Если бы не существовало процессов, приводящих к образованию таких месторождений, которые имело бы смыслразрабатывать с целью извлечения ценных для промышленности металлов, то можно с уверенностью сказать, что не было бы и столь мощногоразвития техники и культуры, какое наблюдается в настоящее время.Тогда многие металлы, извлеченные из пород в лабораторных условиях, являлись бы исключительно дорогими.
Весьма характерно, что кларкитаких металлов, как ванадий, цезий, галлий и др., во много раз выше кларков ртути, висмута, серебра, золота и др. Но, несмотря на их весьма ценныесвойства, они не распространены в человеческом быту, так как их месторождения с промышленными концентрациями в природе крайне редки.Природные соединения тяжелых металлов представляют собой в основном сравнительно простые соединения. Часть этих элементов (Fe, Mn,1От греческого слова дека — десять.234234511765рядыПериодыS-элементы47СереброAg107,86837РубидийRb85,467829МедьCu63,54648КадмийCd112,4138СтронцийSr87,6230ЦинкZn65,3849ИндийIn114,8239ИттрийY88,905931ГаллийGa69,7221СкандийSc44,955950ОловоSn118,6940ЦирконийZr91,2232ГерманийGe72,5922ТитанTi47,8851СурьмаSb121,7541НиобийNb92,906433МышьякAs74,921623ВанадийV50,941552ТеллурTe127,6042МолибденMo95,9434СеленSe78,9624ХромCr51,99616СераS32,0615ФосфорP30,9737653ИодI126,904543ТехнецийTc[98]35БромBr79,90425МарганецMn54,938017ХлорCl35,45326ЖелезоFe55,84744РутенийRu101,0745РодийRh102,905527КобальтCo58,933254КсенонXe131,295446ПалладийPd106,4236КриптонKr83,8028НикельNi58,6918АргонAr39,94820КальцийCa40,0814КремнийSi28,085513АлюминийAl26,981548КислородO15,99947АзотN14,006719КалийК39,0983VIII12МагнийMg24,3056УглеродC12,0115БорB10,819ФторF18,9984VII11НатрийNa22,98977VI10НеонNe20,179V4БериллийBe9,01218IV3ЛитийLi6,941IIIf-элементы2ГелийHe4,0026IIГруппы элементовd-элементы1ВодородН1,0079Iр-элементыПериодическая система элементов Д.
И. МенделееваТаблица 290ТорийTh232,038158ЦерийCe140,127688РадийRa226,025493 НептунийNp237,048294 ПлутонийPu[244]95 АмерицийAm[243]105ДубнийDb[262]83ВисмутBi208,980473ТанталTa180,947965ТербийTb158,925496КюрийCm[247]97БерклийBk[247]**Актиноиды64 ГадолинийGd157,25* Лантаноиды104РезерфордийRf[261]82СвинецPb207,272ГафнийHf178,4963ЕвропийEu151,9689**АктинийAc227,027881ТаллийTl204,38357*ЛантанLa138,905562СамарийSm150,3680РтутьHg200,5956БарийBa137,3361 ПрометийPm[145]92УранU238,038960НеодимNd144,2487ФранцийFr[223]79ЗолотоAu196,966555ЦезийCs132,905491 ПротактинийPa231,035959 ПразеодимPr140,9077109898 КалифорнийCf[251]66 ДиспрозийDy162,50106СиборгийSg[263]84ПолонийPo[209]74ВольфрамW183,8599 ЭйнштейнийEs[252]67ГольмийHo164,9304107БорийBh[262]100ФермийFm[257]101 МенделевийMd[258]102 НобелийNo[255]70 ИттербийYb173,04109МайтнерийMt[266]77ИридийIr192,2269ТулийTm168,9342108ХассийHs[265]76ОсмийOs190,268ЭрбийEr167,2685АстатAt[210]75РенийRe186,207103 ЛоуренсийLr[260]71 ЛютецийLu174.967Uun[?]11086РадонRn[222]78ПлатинаPt195,0836Общая частьТаблица 3Средний химический состав литосферы в вес.
%(по А. П. Виноградову, 1949, с уточнениями)*IО — 47,0Si — 27,5IIAl — 8,6Fe — 5,0Ca — 3,5Mg — 2,26Na — 2,5K — 2,13IIITi — 0,60H — (0,15)IVMn — 0,09S — 0,09P — 0,08F — 0,06Cu — 0,05Ba — 0,05C — (0,02)Cl — 0,018Sr — 0,04Cr — 0,02Zr — 0,016V — 0,015Rb — 0,011N —(0,01)VVINi — 0,008Zn — 0,0068Li — 0,0065Ce — 0,0045Sn — 0,004Co — 0,003Y — 0,0028La — 0,0018As — 0,0018Ga — 0,0015Pb — 0,0013Nb— 0,001Th — 8 × 10–4Ge — 7 × 10–4Bе — 7 × 10–4Sc — 6 × 10–4Mo— 3 × 10–4B — 3 × 10–4U — 3 × 10–4Tl — 3 × 10–4Hf —2,4 × 10–4Та — 2 × 10–4Br — 1,6 × 10–4W — 1 × 10–4VIICd — (5 × 10–5)Sb — (4 × 10–5)Cs — (4 × 10–5)I — 3 × 10–5Bi — (2 × 10–5)In — (2 × 10–5)Ag — (1 × 10–5)VIII Se — 7 × 10–6Hg — 7 × 10–6Os — 5 × 10–6Pd — 1 × 10–6IXAu — 5 × 10–7Pt — 5 × 10–7Ru — (5 × 10–7)Те — (3 × 10–7)Ir — 1 × 10–7Rh — 1 × 10–7Re — 1 × 10–7XIRa — l × 10–10Pa — (1 × 10–10)* В таблице приведены не все элементы из группы редких земель, а также благородные газы, количественные определения которых ненадежны.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
