|
Химия и геология
После дождей и таяния снега часть воды по трещинам в горных породах проникает в глубь Земли. Даже в крепких горных породах под почвой всегда очень много мелких трещин, которые вытянуты в различных направлениях и соединяются между собой. По ним воды просачиваются и медленно движутся под землей в пониженные места, где часто выходят в виде источников — ключей. Эта вода не всегда так чиста, как кажется на вид. Когда вода проходит по трещинам в рудных телах, она частично растворяет химические соединения меди, цинка никеля, молибдена и других металлов и выносит их на поверхность. Если набрать из источника воды и сделать химический анализ растворенных в ней веществ, то можно определить присутствие металлов и их концентрацию. Исследуя воду из разных источников, можно выяснить, в каком из них больше металлов. Значит, последний источник находится ближе других от месторождения полезного ископаемого. Химия нужна геологу для точного определения минералов. Например, он нашел кусок рыхлой породы, в которой виден какой-то красный порошок. Что это такое? Минерал ртути — киноварь или окисленное железо? Они могут быть похожи по цвету. Определяя на глаз, можно ошибиться, а вот химический анализ поможет получить правильный ответ. Например, в Америке разрабатывали одно из месторождений слюды и при этом породу, похожую на белый кварц, в течение длительного времени выбрасывали. Когда сделали химический анализ «отходов», то оказалось, что выбрасывали ценный минерал берилл. Зная объем рудной залежи и содержание в ней металла, выявленного путем химических анализов, определяют запасы месторождения. Химия помогает и в тех случаях, когда кажется, что искать месторождение совсем невозможно. Представьте себе равнины Казахстана, где воды почти нет, руды на поверхности нигде не заметно, а всюду видны только раскаленные солнцем граниты и другие горные породы. Здесь геологи проходят параллельными маршрутами и берут через 50, 100 или 200 м куски пород. Набирают образцов очень много и затем делают химический анализ, а чаще — более быстрый, но менее точный —спектральный анализ. При спектральном анализе исследуемый минерал растирают в порошок и сжигают в пламени вольтовой дуги особого прибора — спектрографа. Свет от пламени вольтовой дуги проходит через стеклянную призму и разлагается, образуя спектр. Далее световые лучи попадают на стеклянную пластинку и фотографируются на ней. В зависимости от того, в каком месте на пластинке получаются линии спектра и какую ширину они имеют, определяют, какие химические элементы и сколько их находится в исследуемой пробе. Так узнают, в каком месте в породах содержится больше всего металлов. На глаз и даже в микроскоп, который увеличивает в десятки раз, рудные частицы иногда не видны; содержатся они в очень и очень малых количествах — обычно тысячных долях процента. Такие количества можно определить только с помощью точного анализа. Ученые установили, что вокруг рудных месторождений в горных породах рассеяно рудное вещество, количество которого уменьшается по мере удаления от месторождений. Распределение рассеянного рудного вещества вокруг месторождения показано на рисунке . Рудные частицы (они изображены точками) собираются возле залежи, как пчелы около своего улья: чем ближе к улью, тем их больше. Допустим, что с помощью анализов удалось установить, что в породах всюду содержится 0,001% металла, а на одном каком-то участке его 0,002%. Следовательно, руду нужно искать там, где замечена повышенная «зараженность» участка металлом.
|
|