Основные черты геохимии ультраосновных и основных пород

На первой стадии эволюции единой базальтовой магмы образуются основные и ультраосновные породы. По Ферсману все элементы протокристаллизации можно разделить на 4 группы:

1. ведущие – Mg, Si, O, Ti, Fe, Ni, Cr

2. главные - C, Na, Al, P, S, (Cl), Ca, V, Mn, Co, Pt, Ru, Os, Ir и другие

3. второстепенные - (H), Sc, Cu, Zn, Ge, As, Pb, (Sb), (Hg), Te, Ag, Au

4. акцессорные - K, Sr, Zr, Nb, Ta, W, Re, (Sn), Mo

__- элементы с четными номерами

( ) – элементы, которые участвуют в процессе, но не находятся в минералах.

Т.о., в продуктах протокристаллизации накапливаются, в основном: 1.элементы с четными номерами (более 97%), имеющие устойчивые ядра и большие кларки; 2. в основном, литофилы и сидерофилы и элементы семейства железа, реже – группы платины; 3. преобладают 2 и 4-х валентные элементы с малыми ионными радиусами; 4. накапливаются ионы с высокими значениями ЭК и, соответственно, с высокими значениями энергии кристаллической решетки. С этим связана техническая ценность этих минералов:

- Высокая твердость – алмаз, хромит;

- Химическая стойкость – алмаз, асбест, корунд, платиноиды;

- Огнеупорность – корунд, хромит, графит.

При протокристаллизации широко развиты явления изоморфизма:

Изовалентный изоморфизм – магний замещается железом в оливине; железо марганцем – в авгитах; железо и магний замещается никелем и кобальтом в оливине. Характерны взаимные замещения элементов-платиноидов.

Гетеровалентный изоморфизм – скандий замещает магний в решетках силикатов; установлено присутствие тантала и ниобия в минералах титана; железа, меди, никеля – в самородной платине и т.д..

Образующиеся при высоких температурах твердые растворы в зонах гипергенеза неустойчивы и распадаются, происходит разделение изоморфных примесей. При выветривании магний-железистых ультраосновных пород происходит обособление железа в виде гидроксидов, магния - в виде карбонатов, никеля – в виде силикатов. В зоне гипергенеза происходит разделение никеля и кобальта, которые в условиях магматических процессов были тесно связаны

Для важнейших минералов протокристаллизации установлен следующий ряд по времени их образования:

оксиды титана и железа – оливин – пироксен – амфибол – слюды – полевые шпаты – группа хлоритов - тальк.

Образование минералов протокристаллизации в общих чертах идет в порядке постепенного уменьшения твердости (от 7-9 до 1), уменьшения плотности, выпадения катионов из расплава идет в сторону понижения ЭК, т.е. в направлении уменьшения валентностей и увеличения радиусов ионов.