Геохимия бериллия

3. Геохимия бериллия

В геохимических процессах бериллий ведет себя как типич-

но литофильный элемент. По классификации Перельмана бериллий

относится к слабо мигрирующим элементам.

Содержание бериллия в горных породах Таблица 2

┌──────────────────────────────────────────┬───────────────┐

│ Наименование породы │ Содержание Ве │

│ │ 10 ^-4 │

├──────────────────────────────────────────┼───────────────┤

│ Ультраосновные породы │ Менее 0,2 │

│ Габбро-нориты │ Менее 0,2 │

│ Габбро │ 0,3 │

│ Средние породы │ 0,8 - 0,9 │

│ Кислые породы │ 1 - 32 (ср 5) │

│ Щелочные породы │ 5 - 20 (ср 7) │

└──────────────────────────────────────────┴───────────────┘

При рассмотрение распространения бериллия в магматичес-

ких горных породах, следует отметить, что бериллий не накап-

ливается не в ультроосновных, не в основных магмах, присутс-

твую в них во много раз меньших количествах, чем его среднее

кларк в земной коре.

Таким образом геохимическая история бериллия в земной

коре всецело связана с историей образования кислых и щелоч-

ных магм, заключающих в себе более 95% атомов бериллия. При

этом особенности поведениЯ бериллия в процессах кристаллиза-

ции кислых и щелочных магм определяются в первую очередь ге-

охимической спецификой этих существенно отличных друг от

друга процессов.

Ничтожное содержание бериллия в гранитном расплаве иск-

лючает возможность образование индивидуализированных берил-

лиевых минералов. В то же время отсутсвие в расплаве высоко-

 валентных катионов, которые могли бы компенсировать вхожде-

ние бериллия в кристалическую решетку силикатов, затрудняет

и ограничивает захват бериллия породообразующими минералами

гранитов. Таким образом, ограниченное рассеяние бериллия в

продуктах главной фазы кристаллизации гранитной магмы приво-

- 6 -

дит к его накоплению в продуктах конечной стадии кристалли-

зации. Особенно резкое, скачкообразное обогащение поздних

магматических продуктов бериллием, по-видимому, происходит в

процессе кристализации кварца гранитов, практически не при-

нимающего бериллия в свою решетку. С этим процессом связано

появление на поздних стадиях формирования гранитнов распла-

вов, эманации и растворов, в различной стадии обогащенной

бериллием. Дальнейшая их судьба этих образований, определяю-

щаяся общими закономерностями становления конкретного магма-

тического очага и геохимической спецификацией, крайне разно-

образна.

Следы их деятельности мы видим в широко распространне-

ных процессах мусковитизации и грейзенизации гранитов, когда

в процессе изменения гранитов концентрации бериллия возрас-

тает в два раза по сравнению с количеством в биотитовых и

прочих гарнитов, не затронутых процессом мусковитизации.

Наиболее ярко эти процессы протекают в процессе образова-

ния постматических месторождений бериллия, приводящих к об-

разованию месторождений содержащих многие тысячи тонн этого

элемента. Наивысшее возможное содержаниме бериллия, присутс-

вующего в качестве изоморфной примеси в минералах гранитов

может достигать 15-20 *10^-4%.

Несколько повышенное рассеяние бериллия наблюдается в

гранитах с повышенным содержание редких земель.

Останавливаясь на особенностях поведения бериллия в ще-

лочгых магмах необходимо подчеркнуть следующие факторы, вли-

яющие на судьбу бериллия в этих процессах:

1) высокий кларк редких земель

2) длительное участие высоковалентных катионов в процес-

сах минералообразования

3) повышенная щелочность среды

Указанные факторы облегчают изоморфный захват бериллия в

процессе кристализации породообразующих элементов, препятс-

вуя концентрации бериллия. Несмотря, на значительно более

высокое содержание бериллия по сравнению со средним кларком

литосферы, наиболее типичной особенностью его поведения в

щелочных породах является рассеяние.

Появление концентрации бериллия в щелочных породах можно

ожидать в процессе перераспределения бериллия в процессе ши-

рокомасштабной альбитизации пород, содержащих повышенное ко-

личество бериллия.

Геохимическая история бериллия в пегматитовом процессе

может служить ярким примером послемагматической концентраци-

ей рассеяного элемента.

Накапливась по мере развития пегматитового процесса после

формирования зон графического и среднезернистого пегматита,

и выделения крупных мономинеральных блоков микроклин-перти-

тов, бериллий концентрируется в остаточных обогащенных лету-

чими порциях пегматитового расплава-раствора. Наконец в оп-

ределенный момент, обычно отвечающий окончанию формирования

крупных мономинеральных блоков, в условиях сильного пересы-

щения кремнием, накопления натрия и летучих компонентов нач-

инается формирование главного бериллиевого минерала гранит-

ных пегматитов - берилла, продолжающегося в стадии пневмато-

- 7 -

лито-гидротермальных замещений.

В период формирования пегматитов особенности концентра-

ции и миграции бериллия тесно связаны с поведением летучих

составных частей пегматитового расплава-раствора. Подобная

связь четко проявляется в образование наиболее высоких кон-

центраций бериллиевых минералов в апикальных участках пегма-

титовых тел.

В обстановке относительно высокой концентрации щелочей,

характерной для рассматриваемого периода формирования пегма-

титов, а также в присутствии галоидов и углекислоты, играю-

щих роль активных экстракторов-минерализаторов, перенос бе-

риллия осуществляется в форме подвижных комплексных соедине-

ний типа хлорбериллатов, фторбериллатов и карбонат берилла-

тов целочных металлов мигрирующих в процессе формирование

пегматита в надкритических, а позднее в водных растворах в

центральные части пегматитовых тел и в верхнии горизонты

пегматитовой инъекции.

Таким образом, при переносе бериллия в форме мобильных

комплексных галоидных или карбонатных соединений с щелочными

металлами выпадения бериллия в твердую фазу в виде бериллие-

вых минералов можно представить как сложный процесс распада

подвижных соединений бериллия и связывание его в форме труд-

но растворимых силикатах бериллия и алюминия. Решающее зна-

чение, по-видимому, имеет изменение режима кислотно-щелоч-

ности растворов в сторону увеличения рН, а также появления

жидкой фазы Н О, легко вызывающую гидролиз таких непрочных

соединений, как хлорбериллаты и др. Роль осадителя бериллия

также играет фосфор, образующий с бериллием ряд устойчивых в

обычных гидротермальных условиях минералов.

В скарнах высокая концентрация фтора, при сравнительно

низкой концентрации щелочей приводит к переносу бериллия в

виде фторидов и фторбериллатов. При этом важное значение в

уменьшение миграционной способности бериллия имеет увеличе-

ние значения pH минералообразующего раствора, происходящее

под влиянием связывания атомов фтора кальцием вмещающих по-

род.

Геохимическая история бериллия в мезо- и эпитермальном

процессе изучена слабо, однако наличие концентрации берил-

лия, связанных со сравнительно низкотемпературными карбонат-

ными жилами, а также присутствие бериллиеввых минералов в

жилах альпийского типа говорит о достаточно широком диапазо-

не его миграции в гидротермальных условиях.

В жильных образованиях, формирование которых происходило

в обстновке высокой концентрации карбонат иона, перенос бе-

риллия осуществлялся в карбонатной форме.

Особенности миграции бериллия в области гипергенеза изу-

чены еще не достаточно. При этом следует отметить тот факт,

что большинство бериллиевых минералов, имеющих значительное

распространение, весьма устойчиво по отношению к агентам хи-

мического выветривания. Все эти минералы в процессе выветри-

вания содержщих их пород подвергаются в основном механичес-

кому разрушению, рассеяваясь в процессе эрозии с обломочным

материалом. Незначительный удельный вес минералов бериллия

препятствует образованию россыпных месторождений бериллия.

В бокситах отмечается незначительное увеличение концент-

рации бериллия, как этого можно было бы ожидать, учитывая

сходство бериллия и алюминия.

В глинах в связи с высоким ионным потенциалом бериллия