 |
|
|
Полынов. КОРА ВЫВЕТРИВАНИЯ |
Алюмосиликаты
|
Смотрите также:
Элювиальные коры выветривания...
Борис Борисович Полынов. Геохимия ...
Ряды миграции академика Б. Б. Полынова ...
Мейен - Из истории растительных династий
Биографии биологов, почвоведов
|
§ 26. Возвратимся теперь к тем ювенильным минералам, которые попадают в первую из выделенных четырех групп алюмосиликатов, а именно к алюмосиликатам, имеющим в основе своего химического строения каолиновое ядро
Напомним, что она охватывает подавляющее большинство ювенильных силикатов, масса которых является главнейшим поставщиком кремнеглиноземных соединений в зону выветривания.
Постепенное раздробление этих минералов, увеличивая их поверхность и увеличивая также активность этой поверхности, в конце концов приводит к тому, что поглощенная поверхностью сначала гигроскопическая вода приходит все в более и более тесную связь с поверхностными молекулами, и таким путем происходит своеобразная гидратация минералов—явление, экспериментально установленное для представителей целого ряда алюмосиликатов (полевых шпатов, слюд, авгитов и пр.).
Поглощаемая таким путем вода не может находиться в определенных и постоянных молекулярных отношениях с соединением первичного минерала, ибо в ее поглощении не участвуют все его молекулы одновременно и она носит характер абсорбированной воды гелей. Этот процесс является первым шагом, ведущим к дальнейшему разрушению минерала, и при помощи этого процесса он уже начинает приобретать некоторые коллоидальные свойства, хотя долго еще может сохрапять свое кристаллическое строение
Мы можем допустить, что в поверхностном гидратированном слое минерала происходит процесс, свойственный поверхностным молекулам- коллоидальных мицелл, т. е. диссоциация молекул и известное распределение диссоциированных ионов. В том случае, если наш минерал представляет собой среднюю соль, например R2AI2Si20s, то процесс, протекающий в абсорбировавшем воду слое, можно представить следующим урав~ нением: R2A!2Si208 + Н20 2R- + 20Н' + KoI.AIaSiaO„ а строение молекул этой поверхностной части согласно уже принятому нами ранее приему: [AIjRiA-п OH'jnR-
Таким образом, металлический катион — бывшее основание соли—переходит в состояние поглощенного катиона, способного к вытеснению и замещению другим катионом. Отсюда очевидно, что если мы будем действовать на эту оболочку минерала водой с углекислотой, как это имеет место в природе, мы получим систему: [A12Si20T... пОН'] пН\ Так как внутренняя часть минерала остается неизмененной, то состав всей массы минерала в той или иной фазе его превращения приближается к составу возможной кислой соли: KHAl2Si208.
На этом основании и возникло представление о кислых кремнеглиноземных солях, как о первой стадии превращения минералов указанной группы в процессе выветривания их. В действительности, однако, и лабораторные эксперименты над действием воды и воды с углекислотой на минералы, и наблюдения в природе в гораздо большей степени подтверждают, что в этом случае мы имеем не обычное взаимодействие соли с кислотой, при допущении которого много явлений не получают удовлетворительного объяснения, а типично-поверхностные процессы, возникающие на границе раздела твердой и жидкой фазы и в наибольшей степени характерные для коллоидального состояния.
Этот процесс с внешней стороны обозначается помутнением поверхности минерала, каковое явление для полевых шпатов получило название п е л и т и з а ци и (Левинсон-Лессинг). Эффект помутнения вызывается, главным образом, тем, что многие продукты реакции между освобожденными вытесненными катионами и, например, углекислотой (RaC03), точно так же, как и другие вещества, абсорбированные физически вместе с водой, осаждаются на поверхности минерала. 2 Но при известных условиях описанные нами изменения могут не нарушать кристаллического строения минерала. В этом, если мы вспомним, что во многих высокодисперсных коллоидных системах дисперсная фаза обнаруживает кристаллическую структуру, нет ничего неожиданного.
Изотропность коллоидных систем и в особенности гелей объясняется, повидимому, „беспорядочным", если можно так выразиться, распределением мицелл, но размещение молекул внутри мицелл может сохранять кристаллическое строение. Поэтому в случаях, когда отдельный кристаллический минеральный индивидуум не разрушается механически, когда действующий на него раствор облекает его пленкой и медленно, по мере изменения поверхностных молекул, проникает глубже, не - нарушая взаимного распределения молекул (интрамолекулярное проникновение), он изменяет состав без нарушения кристаллического строения минерала, хотя его отдельные кристаллические свойства (например» светопреломление, двойное лучепреломление и пр.), понятно, должны измениться.
Такие именно продукты выветривания ллюмосиликатов (полевых шпатов, слюд и авгитов) наблюдал К. Д. Глинка, причем в некоторых случаях изменение обнаруживалось вплоть до превращения всего минерала в систему, почти лишенную основания, т. е. в кремнеглиноземную кислоту. 1 Однако, такие случаи сравнительно редки. Обычные продукты выветривания подвергаются дроблению, тесно перемешиваются одни с другими, имеют аморфный облик и представляют непреодолимые трудности для выделения.
Только что описанный процесс выветривания (хотя и в несколько ином его понимании) нередко называют каолинизацией. Против такого отождествления выветривания с каолинизированием возражали некоторые ученые (Рбсслер, Вейи- шенк, Гинзбург), указывая на целый ряд таких свойств многих известных каолиновых месторождений, которые исключают, возможность его происхождения путем выветривания. Не вдаваясь в подробный обзор этого „каолинового" спора, который когда-то представлял несомненный интерес, теперь же в значительной степени стал бесполезным, — мы ограничимся лишь необходимым разъяснением.
Подобно тому как и многие другие соединения, каолинит может образоваться различными путями. Выделение вулканами обильных иногда эманаций хлористого натра не исключает широко распространенного процеса отложения каменной соли в озерах. Точно так же и в этом случае, сильное энергичное действие вулканических эманаций углекислоты, горячих источников, паров других кислот также при известных условиях может вызвать (и много скорее) процесс каолинизации, как вызывают его деятели выветривания. Поэтому в противоположении каолинизации выветриванию нет никакого смысла, и правильнее противополагать каолинизацию гидро-тер- мальным или иным путем каолинизации, путем выветривания. Весьма ценные данные, собранные Росслером о многих месторождениях каолина, и их толкование остаются, понятно, в силе, ибо путем выветривания трудно ожидать образования обособленных месторождений каолина.
Выветривание — это процесс широкого регионального распространения, в котором каолинообразование является лишь отдельным слагаемым и продукты которого всегда сложны и трудно разделимы (см. V главу). Указание, что продукты выветривания коллоидальны, а продукты пневматолиза или гидротермальных процессов могут быть кристаллическими также, понятно, в значительной степени справедливо. Но не следует забывать, что и это различие может сглаживаться, ибо коллоиды могут кристаллизоваться, а кристаллические каолины могут выветриваться и переходить в коллоидальное состояние тем легче, что многие коллоидальные свойства они обнаруживают уже в кристаллическом состоянии (например, явления абсорбции у карлсбадских каолинов).
|
|
|
|
К содержанию книги: Б.Б.Полынов - Кора выветривания
|
Последние добавления:
Тюрюканов. Биогеоценология. Биосфера. Почвы
Происхождение и эволюция растений
Биографии ботаников, биологов, медиков