Формирование пород-оксидатов и карбонатов.

Состав осадочных пород (по химическим свойствам): 3 – ОКСИДАТЫ. Оксидаты – осадочные породы, образующиеся в результате окисления (Fe-содержащие формации –джеспилиты, гематитовые сланцы..BIF). 1)FeMn переходят в высшую степень окисления , образуют легко гидролизуемые соединения и выпадают в осадок (минералогически - это широкий класс соединений Fe и Mn). 2) Cдругой стороны, есть элементы (U, Mo, V) которые при окислении переходят, наоборот, в легкорастворимые соединения, поэтому эти элементы не входят в группу оксидатов. Спутники оксидатов: Fe осаждается в виде положительного коллойда Mn осаждается в виде отрицательного коллойда, следовательно будет много примесей – Ni, Co, Ba, Li, Pb… Fe: устойчивая ассоциация с P, As, V, может быть сорбция здесь не главное, т.к. образуются труднорастворимые соединения – арсенаты и фосфаты FeFe-Mn конкреции Fe-Mn конкреции - широко распространены в океане, в области развития красных пелагических глин и развития черных курильщиков (но образуются также и в озерах – везде где есть миграция элементов-оксидатов и граница раздела сред диагенеза) Fe и Mn при низких содержаниях 1) соосаждаются на илах, затем при диагенезе (восстановительная обстановка) – 2)переход в форму F2+ Mn2+, которые растворимы и подвижны (стадия концентрирования) – 3)диффундируют к поверхности раздела вода-осадок и выпадают в окислы на кислородном барьере. Процесс повторяется рециклически. Состав осадочных пород: 4 – КАРБОНАТЫ. В бассейнах седиментации составляют около 20% осадочных толщ; Главные химические элементы - Ca и Mg. Карбонаты (в целом)– продукты химического осаждения, но есть детали: Проблема 1: условия равновесия на поверхности Земли показывают глубокую устойчивость СаСО3. Но - основная масса карбонатов фанерозоя – биогенная. Морская вода насыщена СаСО3, поэтому организмы строят скелеты и раковины из этих распространенных компонентов. Даже вмешательство живого вещества не повлияло на геохимическую судьбу Са в осадочном цикле. Проблема 2. в древних протерозойских толщах карбонатов очень мало, поэтому неясно, является ли 1)это первичной особенностью (из-за недостатка Са), или 2)древние осадки потеряли Са при метаморфизме? Растворимость карбонатов от Р и Т - 2 аспекта: морская вода в фанерозое была насыщена CaCO3. -Растворимость CaCO3 – f(T) – f(климатической зональности) (из-за растворимости СО2 – в полярных водах растворимость СО2 повышается, следовательно они будут менее растворимы). -Р в бассейне седиментации возрастает с глубиной, на 3.5-4 км морская вода становится недосыщена СаСО3, следовательно карбонаты растворяются («глубина компенсации карбонатов»). -Mg как регулятор (буфер) содержания СО2 в атмосфере. -(доломит – минерал №2 карбонатных пород). -Mg присутствует как в глинах, так и в карбонатах, это приводит к тому, что большое значения для содержания СО2 имеет реакция. -Mg(силиката)+ CO2 - MgCO3 + SiO2. -Действует как мощный буфер в атмосфере Земли: -1. СО2 поступает в атмосферу неравномерно (вулканические пароксизмы). -2. Расцвет жизни поглощает СО2, следовательно будет растворение MgCO3. -Скорости этих реакций очень малы, они обозначают не закономерность, а лишь тенденцию

Образование эвапоритов.

Соли» составляют около 1,5% массы осадков. Толщи солей должны быть сложены элементами, которые не могут быть захваченными в 1– 4 группах, это легкорастворимые соединения и они могут выпадать в осадок лишь при локальном концентрировании. Т.е. как и карбонаты, эвапориты – продукты химического осаждения. Главную массу солей составляют Са,Na, K,Mg (гипс, ангидрит + галит). Анионы: SO4, Cl, Br. Галогенез хорошо изучен: диаграмма испарения соляных рассолов Вант-Гоффа (лабораторно, в изотермических условиях). Исходя из среднего солевого состава современной морской воды намечена последовательность выпадения из нее солей: гипс - галит - астраханит - каинит - карналлит – бишофит; гипс - галит - эпсомит - гексагидрит - карналлит – бишофит. В конечной точке кристаллизации (эвтонике) совместно кристаллизуются галит, шестиводный сернокислый магний, карналлит и бишофит. Ни астраханит, ни каинит прямой кристаллизацией из рассолов в природных условиях не образуются. Спутники: Br, Sr, Li, I, Br , часто – объекты промышленной разработки из «рапы». На платформах эвапориты составляют около 3,5% осадочной толщи. В других геотектонических обстановках солей не наблюдаем (но возможно из-за влияния вторичных процессов (зоны скаполитизации, лазуритизации, БМА: пирит имеет изотопный состав серы, характерный для морской воды, т.е. произошел из эвапоритов

Образование биолитов и каустобиолитов

1)Это продукты сложенные органическим веществом (соединениями С О, N). -Концентрированная форма- нефть, газ, уголь, торф. 2)Рассеянная форма –(более значимая для геохимии). Определяет окислительно-восстановительный потенциал среды, механизм осаждения и т.д. 3)карбонаты. 4)Фосфаты. 5)силициты (опоки,трепелы - диатомиты).Теоретически нормальная растворимость кремния в в диапазоне 2-9 составляет 0,012%, реальное содержание в морской воде не превыщает 0,0004%, причина – влияние биогенного фактора, использование диатомовыми водорослями кремнезема для постройки скелета (от растворения он защищен мягкими тканями), отмирание организмов способствует накоплению толщ силицитов (опоки, трепелы – диатомиты).

Геохимия гидросферы

Вода является универсальной и самой важной средой миграции в земной коре и мантии. Все воды (поверхностные, океанические, подземные) участвуют в общем круговороте воды.Способность воды хорошо растворять многие соединения обусловлена полярностью ее молекул, большим дипольным моментом, высокой диэлектрической проницаемостью. Вода обладает амфотерными свойствами, выступая в роли кислоты и основания: 2H2O ⇔ H3O+ + OH–Она выступает в роли окислителя, восстановителя, гидратируется, гидролизует минеральные и органические соединения. Для воды характерны такие аномальные показатели, как теплоемкость, скрытая теплота плавления и испарения, поверхностное натяжение, диэлектрическая постоянная. Эти аномалии определяют многие особенности физиологических, геохимических и геофизических явлений.