ГлавнаяВсе минеральные образования глубинного происхождения, попадая в зону гипергенеза, подвергаются в большей или меньшей мере растворению и изменению в химическом составе.
Наибольшей растворимостью (в условиях земной поверхности) характеризуются магниевые и натриевые хлоридные соли, сульфаты и карбонаты кальция, сульфаты различных металлов. К труднорастворимым относятся гидроокислы и сульфиды. Практически отсутствуют данные о растворимости силикатов, весьма скудные имеются о растворимости фосфатов. Сведения о порядке растворимости в холодной воде наиболее часто встречающихся в природе сульфидов (по Вейгелю), сульфатов и карбонатов (по Кальраушу) приведены в табл. 2. Слабой растворимостью обладают гидратные соединения алюминия, железа, марганца и совсем незначительной многообразные устойчивые минералы, такие, как корунд, алмаз, рутил, турмалин, циркон, ильменит, магнетит, монацит и др.
Однако следует учитывать, что в условиях зоны гипергенеза процессы растворения минералов и пород протекают при участии различных неорганических и органических кислот, которые значительно усиливают эти процессы. Растворы, содержащие кислоты, часто проникают на большие глубины, вызывая растворение и выщелачивание горных пород.
Установлено, что большинство минералов изменяется под действием углекислых растворов. Когда составные части минералов соединяются с составными частями растворов H2O, CO2, SO4, происходит образование окисей, гидратов окисей, безводных и водных карбонатов, щелочей и щелочных земель, сульфатов и т. д. Могут также образовываться серная, мышьяковая и другие кислоты, кремневая кислота освобождается и выделяется в виде кварца, халцедона или опала или поступает в раствор. Почти во всех случаях выветривания некоторые части минералов переходят в раствор. Особенно легко отдают воду, кремнекислоту и щелочь распространенные повсюду щелочные силикаты, так что вода содержит затем в растворе деятельные щелочные карбонаты и силикаты. Эти новые растворы тотчас же могут направить свое действие на соседние минералы. Таким образом, деятельность атмосферных влияний подкрепляется или сменяется деятельностью химических растворов.
Смешанные растворы углекислых и кремнекислых щелочей могут одновременно растворять и осаждать.
Растворы хлористого натрия, кальция и магния растворяют сульфаты стронция; вообще соли легче растворяются в таких растворах, с солью которых они не имеют общего иона.
Результатом взаимодействия растворов между собой, с твердыми и газообразными телами является концентрация элементов и выпадение металлов и других соединений в осадок. Степень способности осаждения металлов в природе зависит главным образом от геохимической природы растворов и геотермических условий. При встрече сульфатных растворов с растворами, обогащенными в той или иной мере бикарбонатами, фосфорнокислыми и другими соединениями, могут выпадать карбонаты, фосфаты и другие редко распространенные соединения тяжелых металлов. Взаимодействие сульфатных или хлоридных растворов с сероводородным, метановым и другими газами, также может вызвать осаждение тяжелых металлов.
Растворимость отдельных элементов (ионов и минеральных компонентов) в настоящее время рассчитывается на основании произведений растворимости и активности металлов в растворе (в зависимости от температуры и давления, концентрации ионов металлов и других факторов).
Литературные данные позволяют сформулировать следующие основные положения, характеризующие растворимость элементов и их ионов. Растворимость металлов и их ионов увеличивается при уменьшении pH растворов, т. е. при увеличении кислотности. Растворимость некоторых элементов (ртути, серебра) значительно увеличивается под влиянием процесса образования комплексных сульфидных и гидросульфидных ионов.
Соли в растворе сначала увеличивают растворимость соединений, не содержащих одноименного иона (солевой эффект), а затем при высоких концентрациях солей растворимость уменьшается.
Сложные комплексные соединения значительно увеличивают растворимость тяжелых металлов (на несколько порядков даже без значительного изменения в составе растворов). Ho произведениям растворимости и константам активности можно судить о подвижности отдельных металлов и их химических соединений в определенных геохимических рядах,
В заключение необходимо отметить, что растворение и выщелачивание горных пород вызывает грандиозную миграцию элементов и соединений в земной коре, вымывание их из одних толщ отложений и накопление в других.
Геохимическое значение процессов растворения и выщелачивания может быть определено следующими положениями: а) они способствуют гидролизу и его интенсивности вследствие удаления растворенных продуктов; б) они создают и поддерживают в системе выветривания специфические геохимические условия, определяемые pH и Eh параметрами; в) с ними связано образование химического и минерального составов подвижных продуктов как результата взаимодействия горных пород и растворов; г) ими определяется геохимическая дифференциация остаточных и подвижных продуктов выветривания в зоне гипергенеза.