ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные факторы распределения редких элементов при кристаллизации гранитных пород из "Геохимия редких элементов в гранитоидах" Анализ распределения редких элементов по минералам гранитоидов, особенности строения силикатных расплавов и кристаллохимии силикатов, а также порядок их кристаллизации позволяют наметить основные факторы распределения элементов при кристаллизации гранитной магмы. [c.200] В соответствии с терминологией В. М. Гольдшмидта, редкий элемент, имеющий близкий с главным элементов электростатический заряд и ионный радиус маскируется в кристаллической решетке, содержащей этот главный элемент. Если редкий элемент имеет сходный ионный радиус с данным главным элe eнтoм, но более высокий электростатический заряд, то он захватывается кристаллической решеткой. [c.200] Наконец, когда редкий элемент имеет сходный ионный радиус с главным элементом, но более низкий электростатический заряд, то он допускается в кристаллическую решетку. [c.200] Вслед за В. М. Гольдшмидтом этих правил придерживалось большинство исследователей. Однако, по мере внедрения количественных методов изучения распределения редких элементов в породах и углубления знаний в этой области стало быстро увеличиваться число примеров, противоречащих правилам Гольдшмидта. [c.200] В соответствии с этим, в группу элементов, взаимозамещаемость которых контролируется правилом электроотрицательности попали такие пары, как g +—Zn2-f К+—РЬ 1 Са +—и т. д. [c.201] Вместе с тем в группу элементов, взаимозамещаемость которых контролируется правилами Гольдшмидта, попали такие пары как К ь—РЫ- М 2+ — + Ва2+ К+ и др. [c.201] Из приведенного выше фактического материала известно, что при процессах кристаллизации магм гранитоидного состава цинк и свинец в основном ведут себя, как катионы, изоморфно замещая соответственно магний (и железо) в биотитах и роговых обманках и калий в калиевых минералах. Ограничивающего влияния различий в характере связи М — О и 2п — О или К — О и РЬ — О здесь не проявляется. Вместе с тем несмотря на близость электроогрицательностей рубидий в относительно большей степени накапливается в биотитах нежели в калиевых шпатах, а в отношении лития уже было показано, что практически он вообще может изоморфно замещать только магний биотита. Магний других железо-магниевых силикатов оп почти не замещает. [c.201] Таким образом, факты показывают, что правило взаимозамещае-мости по электроотрицательности далеко пе всегда соответствует действительности. [c.201] Кроме того, интересна и другая сторона этого вопроса. Как было указано выше, в силикатных расплавах доминирует ионный характер связей. Роль всех других форм нахождения элементов в расплавах (атомарно растворенные металлы и молекулярные группировки сульфидов), по-видимому, весьма невелика. Поэтому, признавая роль ковалентной связи в образовании кремнекислородных тетраэдров и небольшого числа сульфидных группировок, нужно считать, что остальная масса атомов петрогенных и большинства редких элементов находится в расплаве в ионной форме. Поэтому распределение редких элементов по минералам пород нужно рассматривать в основном с позиции ионного характера связей с кислородом. [c.201] Исследователи, рассматривавшие вопрос о влиянии типа связи на распределение редких элементов в породах чаще всего брали в качестве типичного примера цинк. Еще Г. Нейман [238] отмечал его стремление к четверной координации, указывая, что этот элемент должен находиться в породах в виде сфалерита. Одпако изучение характера распределения этого рудного элемента ио минералам пород показало, что при кристаллизации расплава он ведет себя, как типичный катион, строго следующий за магнием (и железом) в темноцветные минералы гранитоидов. [c.201] Следует заметить, что цинк ведет себя, как катион, несмотря на то, что, судя по элекгроотрицателыюсти (1,7), его связь с кислородом должна быть ионной только на 55%. Влияние характера связей в случае цинка, по-видимому, сказывается в устойчивости его изоморфных смесей. Устойчивые при температурах кристаллизации расплавов они, видимо, оказываются неустойчивыми при низких температурах земной поверхности, что ведет к их распаду и высвобождению цинка из решеток минералов. [c.201] При таком подходе к влиянию на распределение редких элементов характера их связи с кислородом концепция о доминировании ионного характера этих сязей при кристаллизации пород практически сохраняется. [c.202] Следовательно, правила В. М. Гольдшмидта, приведенные выше, с формальной точки зрения, безусловно, правильны, но при этом нет основания говорить об исключительном значении ионного радиуса и заряда для распределения элементов. [c.202] Говоря о значении ионного радиуса и заряда для распределения элементов правильнее сказать, что они являются весьма важными, но не единственными факторами распределения. [c.202] При рассмотрении значения индивидуальных кристаллохимических свойств элементов необходимо указать, что при доминирующей роли ионного радиуса и заряда некоторое значение может иметь еще ряд свойств. В первую очередь к таковым относятся термохимические свойства элементов и в меньшей степени — энергетическая характеристика ионов. [c.202] В частности, можно констатировать, что в тех случаях, когда наблюдаются значительные различия в температурах плавления окислов, в первовыделениях преобладает элемент, температура плавления окисла которого выше. Впервые это было отмечено Д. М. Шоу [270] и в дальнейшем не раз использовалось при геохимических исследованиях. С этой точки зрения наиболее показательными являются ряды форстерит — фаялит и анортит — альбит. [c.202] Таким образом, обоган1,ение поздних оливинов железом и преобладание в конце кристаллизации кислых плагиоклазов в значительной степени определяется тем, что железо и натрий могут дольше удерживаться в расплаве благодаря более низким температурам плавления своих окислов. [c.202] Рассмотрение значения индивидуальных свойств элементов как факторов распределения редких элементов показывает, что наибольшую ответственность за распределение несут размер и разряд взаимозамеща-ющих ионов. Тип связи и термохимические свойства элементов, по-видимому, имеют меньшее значение. [c.203] Приведенный в предыдущих разделах настоящего исследования фактический материал показывает, что существует всего несколько пар элементов, отличающихся весьма близким сходством по кристаллохимическим свойствам. Для большинства же элементов характерно большее или меньшее различие этих свойств. [c.203] Вернуться к основной статье