Ювенильный кремнезем, окислы щелочных и щелочно-земельных металлов

Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Полынов. КОРА ВЫВЕТРИВАНИЯ

Вода как косвенный фактор процессов самого окисления

 

геолог Борис Полынов

 

Смотрите также:

 

КОРА ВЫВЕТРИВАНИЯ. Элювий...

 

Элювиальные коры выветривания...

 

Древняя кора выветривания ...

 

Борис Борисович Полынов. Геохимия ...

 

Полынов о Докучаеве

 

Ряды миграции академика Б. Б. Полынова ...

 

Почва и почвообразование

 

Почвоведение. Типы почв

почвы

 

Химия почвы

 

Биология почвы

 

Круговорот атомов в природе

 

Книги Докучаева

докучаев

 

Криогенез почв  

 

Биогеоценология

 

Геология

геология

Основы геологии

 

Геолог Ферсман

 

Черви и почвообразование

дождевые черви

 Дождевые черви

 

Вернадский. Биосфера

биосфера

 

Геохимия - химия земли

 

Гидрогеохимия. Химия воды

 

Минералогия

минералы

 

Происхождение растений

растения

 

Биология

 

Эволюция биосферы

 

растения

 

Геоботаника

  

Общая биология

общая биология

 

Мейен - Из истории растительных династий

Мейен из истории растительных династий

 

Биографии биологов, почвоведов

 

Эволюция

 

Микробиология

микробиология

 

Пособие по биологии

 

§ 16. Но не меньшую роль играет вода, как косвенный фактор процессов самого окисления. Не говоря о ее каталитическом действии в реакциях окисления, она способствует этим реакциям путем распространения в зоне выветривания растворенного в ней кислорода.

 

Хорошо известно, что воздух, растворенный, например, в морской воде, имеет несколько отличный от атмосферного воздуха состав, а именно он содержит от 65 до 67%, азота и от 33 до 35°/о кислорода. Это отклонение объясняется более высокой по сравнению с азотом растворимостью кислорода.

 

Известно также, что чем ниже температура воды, тем больше в ней растворяется газов, а следовательно и кислорода. Это обстоятельство разъясняет целый ряд явлений, ярко подчеркивающих роль воды, как распределителя в зоне и коре выветривания кислорода и вместе с ним процессов окисления. В то время как в одной категории случаев водоемы—как, например, болота, озера, лагуны, лиманы, заливы, отдельные участки морского дна, — являются резко выраженными очагами восстановительных процессов, т. е. процессов разложений органических остатков при слабом доступе кислорода, в результате которых образуются прямые и косвенные продукты неполного сгорания, в других весьма многочисленных случаях мы обнаруживаем на дне водоемов яркое проявление окислительных процессов. Эти последние протекают очевидно за счет растворенного в воде кислородя. Богатство гидратами окиси железа донных отложений наших северных озер Олонецкого края имеет одной из причин сравнительно низкую температуру воды этих озер и соответственно этому повышенную растворимость кислорода.

 

Этим же отчасти объясняется богатство жизни и связанных с ней биологических форм окисления субполярных морей. Но особенно ярким примером служат окисные соединения донных отложений глубочайших частей океана—так называемого красного морского ила. Существенными элементами этого ила являются окисные соединения железа л марганца, содержащиеся как в самой массе его, так и в отдельных конкрециях. Особенно интересно в этом отношении образование так называемого палагонита — продукта гидрати- зации и окисления обломков основных вулканических стекол, заключающихся в состаре красного ила.

 

Казалось бы на первый взгляд эти области глубочайшего дна океанов, отделенного от атмосферы толщей воды, измеряемой десятками тысяч футов, должны быть почти лишены свободного кислорода.

 

В действительности же более тяжелая, холодная, насыщенная растворенным кислородом вода относительно мелких субполярных частей океанов неизменно скатывается именно в эти наиболее глубокие части дна и приносит с собой окислительные процессы и обусловливает органическую жизнь этих глубин. Так как вода переносит в растворенном состоянии не только кислород, но и углекислоту, то, очевидно, что она в значительной степени обусловливает и распределение карбонатных соединений, как это можно было заключить и раньше при рассмотрении процессов образования карбонатов.1

 

Итак, поступая в настоящую геологическую стадию,, в зону выветривания из более глубоких оболочек литосферы в форме ювенильных источников и парообразных эманаци/v а из внешних оболочек в форме вадозных растворов и атмосферных осадков, вода разнообразными путями перемещается и распределяется в этой зоне. Сюда относится и движение твердых масс глетчеров и жидких поверхностных и подземных (грунтовых) потоков и капиллярное движение пленок и струек, протягиваемых менисками, и перемещение в среде почвенного воздуха паров воды, под влиянием изменения температуры и изменений парциального давления.

 

Создавая на путях своего передвижения особую специфическую категорию кислородных систем в форме гидратных соединений, абсорбционных смесей и растворов, она в то же время переносит в растворенном состоянии кислород и углекислоту, обусловливает соответствующие реакции и размещает таким образом и другие формы кислородных соединений, а именно продукты прямого окисления и карбонаты.

 

Из зоны выветривания вода уходит в форме своих вадозных соединений вместе с осадочными породами в более глубокие оболочки, а путем прямого испарения и через посредство питаемых ею организмов она попадает в атмосферу и гидросферу, и ее оборот в пределах зоны выветривания является лишь частью более крупного оборота и оборота несомненно не замкнутого, но составляющего звено поступательного процесса. И кроме предвзятой тенденции нелепой веры в равновесие и гармонию нет никаких оснований и никаких данных утверждать, что количество воды в земной коре постоянно и в течение времени неизменно.

 

§ 17. Кроме углекислоты и воды в зону выветривания внедряется целый ряд других ювенильных свободных окислов, являющихся в форме твердых минералов, участвующих в составе изверженных и метаморфических пород, а именно: Si02(KBapn), ТЮ2 (рутил, анатаз и брукит), SnOa (касситерит), А12Оэ (корунд, рубин, сапфир), FeOa (гематит) и др.

 

Эти же окислы, или во всяком случае окислы тех же и аналогичных элементов, образуют между собою достаточно разнообразные солеобразные ювенильные соединения типа силикатов, хроматов, титанатов, алюминатов и ферратов, также представляющие породообразующие минералы изверженных и матаморфических пород. Сюда относятся Zr02Si0a (циркон), Fe0Cra03 (хромит), FeOTiOa (ильменит), РеОАОзгерценит),. Fe0-Fea03 (магнетит) и др. Наконец, хорошо известно, что основная масса как первичных (изверженных), так и метаморфических пород слагается из алюмосиликатов и силикатов, т. е. солеобразных соединений кремнезема, глинозема и окислов щелочных и щелочно-земельных металлов, железа, марганца и др. оснований. К этим наиболее распространенным, породообразующим минералам прибавляются также ювенильные фосфаты, арсенаты, ванадинаты, ниобаты, танта- латы, молибдаты, вольфраматы, карбонаты и др. Вся эта громадная масса свободных окислов и сложных соединений между ними внедряется в зону выветривания и испытывает те или иные превращения.

 

Кремнезем (Si02) получает среди них, как по своему преобладанию, так и по свойствам, особенное место.

 

В то время как свободный ювенильный кремнезем, являющийся в форме кристаллического кварца, обнаруживает исключительную стойкость и почти не подвергается изменениям, если не считать механической обработки, то кремнезем сложных соединений — силикатов и алюмосиликатов, наоборот, освобождаясь при выветривании этих соединений, абсорбируя воду, изменяя свое аггрегатное состояние и степень дисперсности, вступает в сложные системы вплоть до органических соединений, и принимает самое активное участие в трансформации энергии и превращениях, свойственных коре выветривания. Однако, какие бы превращения ъ зоне и в коре выветривания ни испытывал кремнезем, он не подвергается разложению, и связь кремния с кислородом сохраняется неизменно при всех взаимодействиях их. Мы, таким образом, можем утверждать, что весь кислород, который приходит в зону выветривания связанным с кремнием, сохраняет эту связь за все время своего существования в этой зоне и никакого участия в окислении других элементов не принимает. Кремнезем является ярким примером необратимых в зоне выветривания окислов.

 

К этой же группе необратимых зоне выветривания окислов, не делая крупной ошибки, можно отнести ТЮ2 и ZrO1

 

К этой же группе в значительной степени примыкает А1203. ВО всяком случае свободный ювенильный глинозем в форме корунда и его цветных разностей можно считать достаточно устойчивым в зоне выветривания, но глинозем сложных соединений, подвергаясь так же, как и Si02 многообразным превращениям в процессе их разрушения и выветривания, все же в некоторых случаях, повидимому, может распадаться, и для алюминия в коре выветривания нам известны вадозные соли — электролиты (например, сульфаты), способные в кислых растворах давать ион А1", откуда вытекает возможность и других, хотя бы абсорбционных систем, в которых связь алюминия с кислородом нарушается.

 

  Подробнее об этих окислах см. § 24, сомненно, однако, что такие системы не могут быть устойчивыми, и поэтому мы все же можем полагать, что подавляющее количество кислорода, приходящее з зону выветривания в форме свободного и связанного глинозема, сохраняет свою связь с алюминием во время всего прерывания в этой зоне. Иначе, как мы уже отметили выше, ведут себя члены группы окислов, представляемой Ре03 и МпОа. В этом отношении ювенальные их соединения не отличаются, понятно, от вадозных и являются типичными обратимы м и окислами, легко меняющими степень своего окисления. Нам известны случаи даже полного восстановления окискых соединений железа и образования самородного вадозного железа. Но, давая различной степени окислы, способные то переходить в высшую степень окисления, то восстанавливаться до низшей, эти окислы соответственно являются то окислителями других элементов, то поглотителями свободного кислорода.

 

Наконец, особую группу составляют окислы щелочных и щелочно-земельных металлов. В зоне выветривания мы не встречаем их в свободной форме и они являются сюда в BviAe более сложных соединений, преимущественно силикатов и алюмосиликатов (полевые шпаты, слюды, авгиты, роговые обманки, оливины, хлориты и пр.). Несмотря на резко выраженную способность к окислению соответствующих металлов, все же в результате многочисленных превращений и взаимодействий, которые испытывают эти соединения в коре и зоне выветривания, есть моменты нарушения их связи с кислородом. Сюда относится восстановление некоторых вадозных солей—продуктов выветривания, как, например, уже известные нам процессы денитрификации и де- сульфуризации, в результате которых мы имеем не только нитриты и сульфиты щелочей и щелочных земель, но и бескислородные их соединения (сернистые), а также и процессы образования вадозных галлоидных солей.

 

 

 

К содержанию книги: Б.Б.Полынов - Кора выветривания

 

 

Последние добавления:

 

Тюрюканов. Биогеоценология. Биосфера. Почвы

 

Значение воды

 

Онежское озеро   Криогенез почв  

 

 Почвоведение - биология почвы

 

Происхождение и эволюция растений 

 

Биографии ботаников, биологов, медиков