Породы кальция

Генеральные средние содержания Ca в породах подсчитаны А.А. Беусом в результате статистической обработки аналитического материала по всем изученным регионам земного шара (%): ультрабазиты 3,4, базиты 7,3, средние породы 4,6, гранодиориты 2,4, граниты 1,12.
Ультрабазиты (кларк 0,57% или 2,28%) обеднены Ca по сравнению с основными и средними породами; кларк для дунитов 0,6±0,16% (v=0,7); больше его в перидотитах (кларк 2,85±0,12%, v=0,6), особенно в платформенных (ферсм для Европы 4,67±0,21%, v=0,4), но в океанических содержание низкое (Срединный океанический хребет Атлантики 0,78 + 0,15%), то же в лерцолитах (1,85±0,49%); самое высокое содержание для ультрабазитов в пироксенитах (кларк 9,70±0,99%), кимберлитах (7,10+1,0%) и пикритах (5,22±1,0%).
Базиты наиболее обогащены кальцием (кларки, %): габбро 7,60±0,27, базальты 7,1±0,04. Габбро особенно обогащены в зонах глубинных разломов (Урал — 9,30±0,39%) и океанических островов (9,80±0,89% — Тихий, Индийский, Атлантический океаны).
Базальты различаются в отношении Ca как по геологическим (кларки—океанические 8,44%, континентальные 7,10%), так и по тектоническим петрографическим типам (кларки, %): платформенные 7,10±0,33, геосинклинальные 7,00±0,24, океанические 7,60 + 0,03; океанические толеитовые 7,56±0,09, щелочные 7,14±1,9. По другим данным, кларки таковы (%): толеитовые 7,3±0,5, известковощелочные 5,37±0,35, K-Na субщелочные 5,25±0,3, щелочные 4,15±0,2.
Глобальное распределение Ca в базальтах (I) в историческом плане противоположно коматиитам (ГГ), что не характерно ни для одного металла (СаО, %): AR1 10,7 (I) и 5,71 (II), AR2-3 9,86 и 7,74, PR1 9,15 и 9,18, PR2-3 8,76 (I), Ph 8,92 и 10,11.
Диориты имеют кларк Ca 5,0±0,15%, близкий к базальтам повышенной щелочности; то же можно сказать про андезиты, кларк которых 4,35±0,19%, а ферсмы следующие (%): Европа 4,3±0,7, Африка 5,5±0,3, Северная Америка 3,9±0,2, Центральная 4,3±0,3, Новая Зеландия 5,0±0,4.
Гранодиориты (2,40±0,15% Ca) и кварцевые диориты (3,90±0,23%) близки по содержанию Ca к средним породам, тогда как граниты относительно обеднены им (1,12±0,06%) и еще более низкие содержания фиксируются в их эффузивных аналогах (0,70±0,1%); относительно повышенные содержания в дацитах (2,56±0,19%) при незначительных колебаниях для разных регионов (v<l). Для гранитов отмечается снижение содержания Ca по мере повышения кислотности пород; особенно это характерно для лейкократовых гранитов с широким развитием послемагматического метасоматоза. Л.С. Бородин (1992 г.) по величинам отношения (Na+K)/Ca подразделяет «нормальные» граниты на субизвестковые (3,5—9), известково-щелочные (7—20) и субизвестково-щелочные (10—25).
Более высокое содержание Ca характерно для древних платформенных гранитоидов; статистически оно различается с более низким для молодых геосинклинальных для уровня значимости 10%. По А.Б. Ронову, оценки для различных возрастов следующие (СаО, %): AR1 3,51, AR2-3 2,36, PR, 1,93, PR2-3 1,68, Ph 1,50.
Щелочные породы имеют другой тренд CarSi по сравнению с обычными дифференциатами и обеднены Ca для пород большинства типов кислотности — как континентальных, так и океанических. Особенно низки содержания в среднем (СаО, %), для эгирин-арфведсонитовых редкометальных гранитов (0,57), миаскитовых нефелиновых сиенитов и сиенитов (0,70), гораздо выше они для щелочных ультраосновных пород с карбонатитами (12,39), миаскитовых нефелиновых сиенитов и габбро (10,0), псевдолейцитовых сиенитов — шонкинитов (10,20) и промежуточные для остальных щелочных формаций — нефелиновых сиенитов миаскитовых (2,56), агпаитовых (1,62) и т. д. В эффузивных щелочных породах средние содержания Ca следующие (%): трахиты 1,70±0,3, фонолиты 1,30.
Поведение Ca в процессах магматизма имеет отчетливые закономерности. Содержание его в эволюционирующих расплавах мафит-ультрамафитовых интрузий последовательно возрастает, достигая максимума в мафических выплавках, и убывает в мафическо-салических и салических. В первых он ведет себя как легкоплавкий элемент, во вторых как тугоплавкий, входя в ранние минеральные фазы. Максимальная концентрация Ca свойственна щелочным ультраосновным расплавам и их производным по сравнению с разностями нормальной щелочности.
В осадочных породах распределение Ca специфично (Ca, %): самые богатые им породы — известняки (кларк 32,5±1,66) и доломиты (Польша, Кадада — 21,1), известковые глубоководные осадки (25,5; среднее для пелагических глин 0,93, карбонатов 40%); в мергелях содержится 30—90% кальцита, реже доломита. По Ф. Петтиджон, среднее содержание CaO (%) в известняках зарубежных стран колеблется от 42,6 до 53,8, в писчем меле (Канзас, США) 52,5, травертине (Вайоминг) 55,37, доломитовом известняке 46,65, глинистом известняке (мергель — натуральный цемент, Огайо) 38,35. Между известняками и доломитами имеются промежуточные разности пород, которые, по С.Г. Вишнякову, делятся следующим образом:

Низкие количества Ca характерны для терригенных пород, причем его содержание зависит от величины примеси карбонатной составляющей. В глубоководных глинистых океанических осадках содержание CaCO3 достигает 10%; а концентрация Ca (х, %) составляет; в океанических глинах 1,88, (пелагические глины Тихого океана среднее 2,40), глинах континентов 2,20, Русской платформы 3,60, Канады 1,73. в глинистых сланцах в целом 2,00, США 2,39. Пески и песчаники содержат Ca (%): в среднем 2,68, Русской платформы 2,2, современные пески залива Пария 1,75 (глины 1,1).
Во времени содержание Ca в карбонатных породах значительно увеличивается (PR ~20% Ca, PZ и MZ—KZ-30%) при значительном снижении отношения Ca/Mg. Tb же самое, но циклично происходит в сланцах (СаО, %): AR1 1,89, AR2-3 2,78, PR1 2.16, PR2-3 1,54, Ph 2,90. Среди карбонатных пород AR мало известняков, а в отложениях с возрастом ≥3 млн лет они вообще не встречены, в Ph процессы карбонатообразования имели широкое распространение при увеличении во времени биогенной составляющей по отношению к хемогенной. По А.П. Виноградову, на русской платформе максимум карбонатообразования пришелся на T и первую половину I, что совпало с максимальным развитием гигантских рептилий с кальциевыми скелетами.
Изучение химического состава фракций различной размерности не дало четких различий в содержаниях CaO (%): Баренцево море — песок 0,84, ил 1,88, глина 1,02; залив Пария — песок 4,06, глина 3,17; группа Грикленд — граувакка 0,90, аргиллит 0,56.
Для MZ песчаников Таджикской депрессии установлено, что самые низкие содержания Ca характерны для аллювиальных отложений, более высоки они в прибрежно-морских фациях, причем в породах гумидной зоны (1% Ca) значительно ниже, чем аридной (2,87%), но самые высокие концентрации обнаружены в опресненных заливнолагунных фациях (3,5—8,8%). Еще более контрастна разница в содержании Ca в глинистых отложениях этого региона (%): континентальные 0,17—0,19, прибрежно-морские 0,7—0,8, морские 2,5—3,4; в этом же ряду увеличивается содержание Ca в пелитовой фракции (0,09, 0,36 и 0,62% соответственно), а также количество Ca, переходящего в 5%-ную HCl вытяжку (62, 89 и 100%). Для известняков данного региона выявлено, что в гумидных зонах среднее содержание Ca выше, чем в аридных (%): прибрежно-морские 32,6 и 29,6, заливно-лагунные 34,8 и 31,6.
В большинстве экзогенных ландшафтов идет процесс образования CaCO3 (кальцит, арагонит), который формируется за счет Ca(HCO3)2 и другими путями в коре выветривания, наносах, почвах, донных отложениях водоемов, живых организмах и в растительных остатках. Этот процесс по аналогии с галогенезом назван кальцитогенезом и охватывает многие территории страны. Формы проявления кальцитогенеза в различных ландшафтах показаны, по данным М.А. Глазовской, на рис. 11.

Метаморфические породы разных типов имеют различные оценки средних содержаний (%): эклогиты 7,80±0,66, амфиболиты 7,10±0,63, гнейсы 2,45±0,33, кристаллические сланцы 1,72±0,5 при более высоких коэффициентах вариации, чем в первичных породах. В докембрийских парагнейсах древних платформ содержание Ca 2,98%, в парагнейсах геосинклинальных регионов — 1,64%.
Содержание Ca, по В.А. Буряку, в известняках различной степени метаморфизма (Восточная Сибирь) почти не меняется или снижается (СаО, %): зеленосланцевая фация (I) — 45,9, альмандин-ставролитовая (II) — 48,1, дистеновая (III) — 46,4, силлиманитовая (IV) — 46,4; в мергелях оно снижается I—15,3, II—12,3, III—9,3, IV—9,6.
По А.А. Предовскому, содержание CaO в мраморах Кольского п-ова 36±5%, кальцифирах 38,5±0,4%.
При спилитизации базальтов, по А.А. Маракушеву, содержание его значительно снижается — 10,8 и 5,5% CaO соответственно.