Геохимия природных вод - Перельман А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Следовательно, повторепие в истории Земли складчатости, горообразования, влажного и сухого климатов придавало водам разных геологических эпох некоторые общие геохимические черты. Однако все эти явления развивались на фоне необратимого прогрессивного развития гидросферы. Поэтому нет и полной повторяемости геохимических процессов в ходе геологической истории. Символом их разлития служит не круг, а спираль, или ппклопда (линия, описываемая точкой, находящейся на ободе движущегося колеса). Такое развитие обычно.называют циклическим, хотя вернее его именовать циклоидальным.
Длительность циклов в ходе геологической истории уменьшалась, т. е. развитие земной коры ускорялось. С палеозоя по кайнозой длительность циклов уменьшилась с 240 до 150 млн. лет, подчеркивает геолог Н. Ф. Балу-ховский.
Продолжительность крупных тектоно-магматических циклов в фанерозое в общем отвечает галактическому го-
|ду — времени обращения Солнца вокруг центра Галактики, равному примерно 180—220 млн. лет. Выделяют тектонические циклы продолжительностью (в млн. лет): 88 ±22, 44 ±11, 22 ±5, 5,5 ±2 и т. д. Для биосферы установлены периодические изменения климата (в тыс. лет): 400 ± 50, 200 ± 50, 45 ± 25, И ± 8.
Историческая геохимия Мирового океана. Проблема происхождения океана, эволюции его солевого состава чрезвычайно сложна и дискуссионна. Разные подходы и методы нередко приводят к противоположным выводам,
[взгляды одних и тех же ученых со временем изменяются коренным образом. Современный океан хотя и динамическая, но все же очень устойчивая, хорошо отрегулированная инертная система. Несмотря на различия климатических и геологических условий в разных частях океана, соленость и ионный состав воды в нем одинаковы. Это объясняется перемешиванием водных масс в результате горизонтальных течений, вертикальной циркуляции.
Масштабы ежегодпого речного стока по сравнению с общей массой воды в океане малы, однако расчеты показывают, что количество натрия, растворенное в океане,
* могло иакопиться за 84 млн. лет, хлора — за 136 млн. лет, и т. д. Геологические же данные свидетельствуют, что океан значительно старше — он непрерывно существовал в течение всей геологической истории, т, е. около 4 млрд. лет. Такое несоответствие выводов объясняется тем, что наряду с поступлением химических элементов в океан с речным стоком в нем протекают и прямо противополож-
¦ ные процессы удаления элементов в осадки дна, в атмосферу (испарение, вынос солей ветрами и др.).
В результате поглощения организмами, сорбции, выпадения солей и других процессов химические элементы ; нереходят из океанической воды в илы. В дальнейшем элементы входят 'в состав осадочных пород, которые, по-1 падая при горообразовании^на материки, подвергаются эрозии. Так составляющие их элементы с речным стоком снова поступают в океан. Часть осадков в геосинклипаль-ных зонах поступает на значительные глубины, метамор-физуется, а затем переплавляется (анатексис). При застывании образующейся магмы возникают граниты и другие изверженные породы. В ходе горообразования они также ! оказываются на поверхности материков и, выветриваясь, поставляют со стоком свои элементы в океап. Доставляет
Э океан элементы и вулканизм — либо непосредственно
(подводный вулканизм), либо через речной сток (наземный вулканизм). Все эти явления круговорота веществ приводят к тому, что один и тот же атом химического элемента многократно поступает в океан, в осадочные породы, в магму, в изверженные породы и т. д. Именно поэтому возраст океана, определенный по речному стоку, сильно занижен.
В современном океапе поступление веществ с речным и подземным стоком, с подводным вулканизмом, из атмосферы в общем уравновешено противоположными процессами удаления веществ в осадки дна и в атмосферу. Мощным механизмом регулирования состава океана является биологический круговорот атомов.
Иная картина представляется при рассмотрении эволюции состава океанических вод за время геологической истории, особенно при анализе событий докембрия. При таком подходе устанавливается неизбежность эволюции океана, коренного изменения его геохимии. Одной из причин следует считать смену в докембрии восстановительной атмосферы на окислительную кислородную. Океан тесно связан с атмосферой, и это событие неизбежно привело к смене окислительно-восстановительных условий в океане: восстановительная глеевая обстановка в водах сменилась на окислительную. На эволюцию состава океана указывает и эволюция океанических осадков. Только в докембрии в океане осаждались железные руды типа джеспелитов (Кривой Рог, Курская магнитная аномалия), доломиты. В рифее и начале палеозоя широкое распространение получили черные металлоносные илы, давшие начало углеродистым сланцам.
Уменьшение содержания углекислого газа в атмосфере влияло и на карбонатное равновесие в океане. А. Б. Ро-нов и другие геохимики доказали увеличение в ходе геологической истории содержания в осадочных породах органического вещества, отношения кальция к магнию, трехвалентного железа к двухвалентному, сульфатной серы к ппритной. От архея до протерозоя в глинах росли концентрации железа, от архея до нижнего палеозоя — калия. В более позднее время и вплоть до современной эпохи содержание калия и железа уменьшалось. Содержание натрия в глинах от архея до нижпего палеозоя уменьшалось, а с нижнего палеозоя увеличивалось. В карбонатных породах уменьшалась роль доломитов (за счет кальцита).
