Файл: Макаров Е.С. Изоморфизм атомов в кристаллах.pdf

минералах. Поэтому приводимые ниже ряды изоморфных эле­ ментов носят лишь общий принципиальный характер н тре­ буют детализации в каждом отдельном случае.

Изоморфные ряды Вернадского в современном освещении

По общему мнению современных геохимиков, минералогиче­

свете современных данных по изоморфизму. Мы даем их безот­ носительно к термодинамическим зонам I , I I , I I I , и по Вернад­ скому, и с учетом гетеровалентного изоморфизма.

Ряд 1: Al, Fe, Сг, Мп, Ті, В, Y, Се, V. Во главе этого ряда стоит алюминий, и, следовательно, сюда должны быть добав­ лены несомненно изоморфные с ним изовалентный микроэле­ мент галлий и гетеровалентный петрогенный элемент кремний.

ческое значение фтор-гидроксильного изоморфизма, этот ряд, с добавлением кислорода, следует записать так: F, ОН - , CI, Вг,

го ряда петрогенный элемент натрий, исключив атомарный во­

с другом, а также с рением наблюдается в молибдато-вольфра- матных минералах. Со временем этот ряд будет значительно расширен за счет других возможных изоморфных элементов, а

пока добавим в него лишь пять элементов и получим следую­ щий ряд: W, Mo, Re, Nb, Та, Sc, In.

Ряд 8: Ge, Sn. В природных минералах изоморфизм этих элементов играет весьма ограниченную роль. В ряде искусствен­ ных соединений установлен совершенный изоморфизм этих эле­ ментов (см. соответствующие таблицы в гл. I I I ) .

Ряд 9: Mg, Мп, Fe, Zn, Ве(?), Cd, Си, Ni, Со. Этот изо­ морфный ряд двухвалентных элементов несомненно правильнее начать с петрогенных элементов железа и магния, поставив их рядом и дополнив некоторыми гетеровалентными элементами, включая трехвалентное железо. Тогда имеем: Fe(II), Mg, Мп,

Zn, Ве(?), Cd, Си, Ni, Со, Са, Li, Al, Fe(III), U(IV)(?) .

Ряд 10: Au, Ag, Hg, Си, Pb, Tl. Изоморфизм металлических Au, Ag, Си с металлическими же ТІ и Pb не подтвержден. По­ этому этот ряд, относящийся к самородным металлам, следует разбить на две части, добавив, в соответствии с современными данными, несколько новых членов:

Юа : Au, Ag, Си, Pd, Rh, Pt, Ir, Fe, Bi(?), Hg(?)

106:Pb, Tl, Hg, Bi, In, Ba, Cd, Ag, Th, U, Ca, Sr, Zn(?)

Ряд 11: Pt, Fe, Pd, Ir, Rh, Си. Этот ряд относится к изо­ морфным примесям в самородной платине (поликсен). Сюда должен быть добавлен никель и, по-видимому, ряд других эле­ ментов: Pt, Fe, Pd, Ir, Rh, Cu, Ni.

Ряд 12: Os, Ru, Rh, Ir. Самородные изоморфные осмиевоиридиевые (осмириды) металлы кроме указанных могут вклю­ чать также и другие родственные элементы: Os, Ir, Rh, Ru, Ptt

Au, Cu, Fe.

Ряд 13: Ca, Mg, Мп. Этот ряд, в сущности, идентичен рас­ смотренному выше ряду 2 со сделанными там дополнениями.

Ряд 14: О, F, ОН. Этот ряд идентичен рассмотренному выше ряду 3.

Ряд 15: Со, Fe, Ni. Изоморфизм этой триады элементов имеет особое значение в сульфидах, но в принципе их следует объединить с рядом 9 для двухвалентных металлов железомагниевой группы катионов.

Ряд 16: Si, Ті, Zr, Sn, Mn, Th(?) Представления об изомор­ физме в этом ряду четырехвалентных элементов, относящихся к главному петрогенному элементу кремнию, требуют сущест­

с кремнием стоящих от него справа в этом ряду элементов и будет иметь какое-то место — этот вопрос не изучен. Однако в условиях коры выветривания (I) изоморфизм кремния с ука­ занными элементами не наблюдался и невероятен с точки зре­

временными данными, отраженными в таблице для Si в гл. III, минералогический ряд изоморфных с кремнием элементов сле­ дует записать так: Si, Ge, AI, Р, Be, В(?), Fe(III) (?), S(?).

Ряд 17: 1Mb, Та. Эту неразлучную в природе пару элементов следует, по современным данным, дополнить многочисленными изоморфными партнерами и ряд записать так: Nb, Та, Ті, Zr,

Hf, U, Th, Мо, V, W, Sn, Fe, Y(?), TR(?), Sc(?).

В. В. Щербина, Л. Арене, Н. В. Белов, В. С. Соболев, В. И. Ле­ бедев, А. С. Поваренных, А. А. Кухаренко, В. А. Франк-Каме- нецкий, И. Д. Борнеман-Старынкевич, Д. П. Григорьев, Г. Б. Бокий, В. С. Урусов, А. А. Ярошевский, В. А. Киркинский. В большинстве случаев предложенные указанными авторами изоморфные пары или ряды элементов находят свое обоснова­ ние и подтверждение в этой книге. Хронологически последние хорошо обоснованные изоморфные ряды элементов и схемы изоморфных замещений в минералах даны в работе А. А. Куха­ ренко [207] и в таблице плеяд изоморфных элементов В. И. Ле­ бедева, приведенной в гл. 1.

Изоморфизм главных петрогенных элементов

Рассмотрим в свете изложенных в предыдущих главах представлений об изоморфизме вопрос о возможных изоморф­

является железо: около 30 других элементов могут изоморфно взаимозамещаться с ним в самородных металлах, сульфидных, окисных, силикатных и др. минералах. Весьма емким изомор­ физмом обладают кальций, магний и натрий.

Из анализа табл. 9 следует интересный вывод: из 105 из­ вестных к настоящему времени химических элементов за выче­ том 24 элементов (включая благородные газы Не, Ne, Ar, Кг,

ственно минералогии и геохимии, так и для технологии добы­

главными. Перечень важнейших минералообразующих элемен­

При анализе данных табл. 10 и выборе возможных изоморф­ ных примесей следует иметь в виду необходимость учета хи­ мической природы каждого конкретного минерала. Изомор­ физм тех или иных элементов в металлах, сульфидах, окислах, силикатах и других классах минералов различен как в качест­ венном, так и в количественном отношении: от макродо мик­ ропримесей рассеянных элементов. Должен также учитываться