Неорганическая геохимия - Хендерсон П.
Скачать (прямая ссылка):
1п натуральный логарифм
М молекулярная масса
шв молялыюсть раствора вещества В (т. е. концентрация, выражаемая количеством вещества В в 1000 г растворителя)
N число нейтронов
Ыл число Авогадро
п нейтрон
Пс число электронов
ОБРЕ энергия предпочтения октаэдрической позиции
Р давление
р протон
Рв парциальное давление вещества В в газовой смеси
млн-1 часть на миллион
(2 энергия активации диффузии
газовая постоянная
р. з. э, редкоземельные элементы
г радиус атома, иона или зародыша кристалла
5 энтропия
э твердая фаза
с секунда
Т температура
tl/2 период полураспада
Т тонна
I время или возраст минерала или породы
V объем
Х[ ионная доля 1-го иона в структурной позиции
хв мольная доля вещества В
I атомный помер (число протонов в ядре элемента)
а альфа-частица
V гамма-квант
У1 коэффициент активности компонента
II вязкость
% константа распада радиоактивного нуклида
}Хв химический потенциал вещества В
\/ нейтрино
р плотность
[В] концентрация вещества В
Часть I
ОСНОВЫ ХИМИЗМА
I. Метеориты
1.1. Введение. Метеоритное вещество имеет важное значение для изучения Солнечной системы (табл. 1.1) и для развития наших знаний о геохимическом поведении элементов. Источником метеоритов могли быть кометы или, что более вероятно, пояс астероидов, находящийся между Марсом и Юпитером. Поскольку считается, что астероиды — это сохранившиеся фрагменты распавшихся планетезималей, метеориты дают исследователям потенциальное средство для установления природы глубинных зон ряда планет, в том числе и Земли. Считается несомненным, что метеориты представляют собой наиболее примитивное вещество Солнечной системы, так как с момента образования они не испытали или почти не испытали химического фракционирования или изменения. Таким образом, они дают ключ к познанию состава Солнечной системы и несут сведения относительно нуклеосинтеза. На их примере можно проверить обоснованность расчетов последовательности конденсации минералов в примитивной солнечной небуле.
Химические анализы свободной металлической, силикатной и сульфидной фаз, присутствующих во многих метеоритах, имеют непосредственное отношение к количественной оценке распределения элементов между этими фазами в недрах Земли. В то же время изотопное изучение метеоритов приводит к определению возраста Земли. Следовательно, метеориты играют важную роль при определении тех параметров химического состава, которые имеют отношение к геохимии.
Эта глава начинается с определения и классификации метеоритов. Далее обсуждаются минералогия и состав каждой из основных групп метеоритов; заключительные разделы касаются скоростей остывания, изотопных исследований и происхождения метеоритов.
1.2. Определение и классификация. Метеорит можно просто определить как твердое внеземное вещество, которое сохранилось при прохождении через земную атмосферу и достигло поверхности Земли в виде поддающегося извлечению объекта (или
Таблица 1.1. Солнечная система
Меркурий Венера Земля Марс Юпитер Сатурн Уран Нептун Плутон**
Среднее расстояние от Солнца, ХЮ6 км 57,9 108,2 149.6 227,9 778,3 1427 2869,6 4496,6 5900
Период обращения вокруг Солнца 88 сут 224,7 сут 365,26 сут 687 сут 11,86 лет 29,46 лет 84,01 лет 164,8 лет 247,7 ли
Период вращения вокруг собственной оси 58,65 сут —243 сут* 23 ч 56 мин 4 с 24 ч 37 мин 23 с 9 ч
50 мнн 30 с 10 ч 14 мин —11 ч 16 ч 6 сут 9 ч
Диаметр по экватору, км 4883 12104 12 756 6787 142 800 120 000 51 800 49 ?00 2890
Масса (относительно Земли) 0,055 0,815 1(5.98-1027 г) 0,108 317,9 95,2 14,6 17,2 0,0024
Объем (относительно Земли) 0,06 0,88 1(1,08-1012 км3) 0,15 1316 755 67 57 0,012
Плотность, г/см3 5,4 5,2 5,5 3,9 1,3 0,7 1,2 1,7 1,14
Атмосфера (главные компоненты) Нет С02, Ar, N2 N.. 02 С02, N2, Ar Н, Не Н, Не Н, Не, СН4 Н, Не,
сн4 Нет (?)
Ускорение силы тяжести на поверхности (относительно Земли) 0,37 0,88 1(982 см/с) 0,38 2,64 1,15
і 1,17 1,18
Известные спутники 0 0 1 2 16 21 5 3 1
* Знак минус означает вращение в обратную сторону по сравнению с Землей.
** Некоторые данные для Плутона взяты из ряда статен в сборнике Icarus, т. 44, 1980. В таблице с некоторыми изменениями и дополнениями ведены данные из книги The Solar System. A Scientific American Book. Freeman, 1975.
14 Часть 1
объектов) [417]. Размер метеоритов меняется от микроскопических частиц до крупных объектов массой во много тысяч килограммов. Форма их также очень разнообразна [250, 417]. По имеющимся оценкам, каждый год поверхности Земли достигают около 500 метеоритов с общей массой от 3• 106 до 3-107 т. Однако после наблюдаемых падений находят ежегодно только 5— 6 метеоритов.
Существует большое разнообразие типов метеоритов: от почти целиком металлических до состоящих почти полностью из силикатов. Их классификация — сложная проблема, и поэтому любая схема в том или ином отношении уязвима для критики. Для удобства метеориты можно разделить на четыре главные категории по содержанию в них металла:
Такое грубое подразделение метеоритов полезно и часто используется при описании этих объектов, однако существует тенденция подразделять метеориты,-для которых имеются надежные признаки генетических соотношений или наоборот [417, 418]. Классификация Мейсона [250], основанная на этих четырех категориях, но с принятыми в настоящее время большинством исследователей изменениями в названиях хоидритов и железных метеоритов, приведена в табл. 1.2. Дальнейшее обсуждение классификации хондритов дано ниже (разд. 1.3.1).
