Реакции гидролиза минералов гидротермально измененных пород




Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Реакции гидролиза минералов гидротермально измененных пород

Реакции гидролиза минералов гидротермально измененных пород

07.09.2017


Устойчивость полевых шпатов, слюд и глинистых минералов обычно определяется реакциями гидролиза, в которых K+, Na+, Ca2+, Mg2+ и другие катионы переходят из минерала в раствор, a H+ входит в твердые фазы. Например, устойчивость калиевого полевого шпата и мусковита при температурах ниже приблизительно 300° С ограничена следующими реакциями:

При более высокой температуре стабильными продуктами являются пирофиллит и андалузит вместо каолинита и кварца, что иллюстрируется рис. 5.7.
Расчеты и графическое представление устойчивости ассоциаций при реакциях гидролиза удобно производить, используя константу равновесия, которая для реакции (5.13) выражается равенством
Реакции гидролиза минералов гидротермально измененных пород

Для случая чистой воды и твердых фаз, не содержащих примесей, выражение для константы равновесия может быть представлено в сокращенной форме: К = аK+/aH+. Константа равновесия зависит только от температуры. Используя упрощенное выражение константы равновесия построили серию диаграмм, на которых устойчивость полевых шпатов, слюд и силикатов алюминия рассматривается в зависимости от отношений К/Н, Na/H и Са/Н2 (рис.5.8).

Величины, отвечающие калию и водороду, использованные при построении отношений К/Н на этих диаграммах, не представляют активностей соответствующих ионов при высокой температуре эксперимента, а получены по данным измерений pH и суммарной концентрации калия в хлоридных растворах при комнатной температуре. В высокотемпературных растворах KCl и HCl присутствуют преимущественно в виде неионизированных частиц, поэтому в действительности на диаграмме представлены отношения (K+ + КСl)/(Н+ HCl). Однако в простых хлоридных системах отношения суммарного содержания калия к суммарному водороду близки к отношениям активностей ионов при высокой температуре. В природе растворы содержат значительные количества других анионов, поэтому соотношения для них будут более сложными вследствие образования дополнительных комплексных ионов и отсутствия ионизации растворенных веществ.

Соотношения минералов и растворов как при гидролизе, так и при гидратации схематически представлены на диаграмме uHK-1 (рис. 5.9). Реакции, связанные с повышением температуры, аналогичны реакциям, вызванным снижением величины uH2O, так как повышение температуры приводит к дегидратации. Ранее уже отмечалось, что величина uHK-1 аналогична величине Ig аH+/aK+. Поэтому кривые, отвечающие реакциям с участием кварца (жирные линии), топологически близки кривым на диаграмме, представляющей зависимость Ig К/Н от температуры (рис. 5.8, а). Согласно диаграмме на рис. 5.9, мусковит при низкой температуре (130 ± 50° С), вероятно, становится нестабильной фазой относительно калиевого полевого шпата и каолинита. На этой диаграмме представлены также взаимоотношения минералов при условии отсутствия кварца.
На рис. 5.10 и 5.11 показаны области устойчивости флогопита, хлорита, кальцита, кальциевых силикатов и алунита в зависимости от соответствующих равновесий гидролиза на основе экспериментальных данных и термодинамических расчетов. Обращает на себя внимание тот факт, что область устойчивости алунита зависит как от aSO4в2-, так и от отношений катионов.