Геохимия природных вод - Перельман А.И.
Скачать (прямая ссылка):
- новительной и не содержала свободного кислорода. В то “ время в атмосфере господствовал углекислый газ, возмож-
- но в ней были метан и аммиак. Подобная атмосфера вли-
40 Сауков А. А. Важнейшие задачи геохимии в связи с проблемой полезных ископаемых.— В кн.: Сборник в честь академика Иовчо Смиловича Йовчева. София, 1964, с. 33.
яла и на состав гидросферы: поверхностные и подземные воды характеризовались восстановительными условиями, относились к глеевому типу. Энергичный. вулканизм докембрия обогащал атмосферу углекислым газом, который, растворяясь в водах, определял многие их геохимические особенности.
Развитие фотосинтеза знаменовало кбренное изменение в геохимии гидросферы. О времени этого события ведутся дискуссии, однако твердо установлено, что примерно 1,5 млрд. лет назад зеленые растения накопили уже значительное количество кислорода в атмосфере, так как в это время сформировались осадочные красноцветные формации, что возможно только в бассейнах с 1?иСлород-ными водами.
Свободный кислород в атмосфере произвел революцию и в гидросфере:' кислородными стали воды океана, рек, озер, верхней части литосферы (грунтовые, трещинногрунтовые, частично артезианские). Распространенность глеевых вод сократилась. На земной поверхности развились реакции окисления, в частности пирита и других сульфидов, возникли сульфатные воды. Появились и сульфатные отложения — гипсы, ангидриты и др. Локально, в местах окисления пирита, формировались сернокислые воды. Двухвалентное железо частично перешло в трехвалентное, образовались столь хорошо нам знакомые красные почвы и породы, окраска которых обязана различным окислам и гидроокислам Fe3+. Начали окисляться соединения двухвалентного марганца, трехвалентного ванадия, четырехвалентного урана.
Жизнь в докембрии в основном была сосредоточена в море, поверхность суши была пустынной (даже в районах влажного климата). Поэтому с развитием кислородной атмосферы глеевые поверхностные и грунтовые воды сменились на кислородные.
Почти на протяжении всего докембрия атмосфера была еще очень богата углекислым газом (влияние вулканизма), в связи с чем его роль в поверхностных и грунтовых водах была большей, чем в современную эпоху.
Важные изменения в биосфере произошли в начале палеозоя (около 0,5 млрд. лет назад), когда организмы стали осваивать материки. В конце девопа, около 400 млн. лет назад, возникли лесные ландшафты, большее распространение получившие в следующий, каменноугольный период, а также в юре, мелу и палеогене.
Напомшш, что фотосиптсз привел не только к появлению сильного окислителя — свободного кислорода, но также и к образованию органических веществ, которые, за-хороняясь в депрессиях рельефа, обусловливают развитие в лапдшафте и морских илах восстановительной среды.
Еще более восстановительная среда распространилась в глубоких водоносных горизонтах. Органические остатки, захороняясь в горных породах, проникали на большие глубины, на участки прогибания земной коры, где они постепенпо трансформировались в уголь и нефть. Но и уголь, и нефть, и другие органические вещества — не инертная масса, это пища для микроорганизмов. Поэтому там, где в земных глубинах органические соединения соприкасаются с водой,-развивается микробная жизнь, создающая, как и в илах, восстановительную среду.
Растворение гипсоносных пород, окисление сульфидов привели к формированию сульфатных вод, взаимодействие ^которых с органическим веществом горных пород обусловило восстановление SO4 н образование H2S. Так возникли сероводородные воды, сероводородный барьер и сульфидине эпигенетические руды типа медистых песчаников.
Следовательно, появление в подземных водах сероводорода, осаждение сульфидов металлов — следствие раз-f вития резкоокислительных условий на земпой поверхности. Сероводородные геохимические барьеры, сульфидные эпигенетические руды зоны гииергенеза сформировались на определенной стадии эволюции земной'коры, в связи с развитием биосферы. Возможно, что и верхняя часть •пояса гидротермальных сульфидных месторождений также возникла на определенном этапе эволюции биосферы. Не этим ли объясняется незначительность гидротермального сульфидного рудообразовапия в докембрип, особенно в архее? Как это нп парадоксально, но мы вправе предположить, что низкотемпературное (эпитермальпое, телетермальпое) гидротермальное сульфидное рудообра-зование является обратной стороной фотосинтеза, результатом развития резкоокислительных условий на земной поверхности.
Накопление органических веществ в ходе геологической истории имело монотонный характер: в горпых породах захоропялись все новые массы торфа, углей, битумов, нефти, рассеяпного органического вещества. Все опи служили источником энергии для микроорганизмов, которые извлекали кислород из подземных вод и опреде-
ляли развитие сероводородпой плп глеевой восстановительной среды в водах.
Так, по мере развития фотосиптеза происходило захоронение в земной коре органических веществ — концентратов солнечной энергии, что приводило к микробиологическому разложению этих веществ, обогащению вод углекислым газом, сероводородом, метаном и другими соединениями. В результате усиливалась геохимическая деятельность подземных вод.
