Файл: Войткевич, Г. В. Происхождение и химическая эволюция Земли.pdf

величине и минералогическому составу. Из полевых шпатов появились первые глины, из ягелезистомагиезиальных силикатов были вынесены в океан магний и железо, а из кремнезема возникли первые кремнистые осадки — тонкозернистые коллоидные отложения кремне­ зема и грубообломочные пески, также включавшие об­ ломки химически неразложившихся минералов и пород.

В связи с этим рассмотрим несколько более подробно процесс перехода материала изверженных пород в ма­

изменение коренных пород под действием различных гео­ логических агентов. Наиболее интенсивной областью этих изменений является биосфера. Здесь протекает деятельность воды, воздуха и живых организмов. Весь комплекс процессов изменения пород на поверхности материков под действием главным образом Н 2 0 , 0 2 , С 0 2 , которые прямо и косвенно связаны с живым веществом, называется выветриванием. Продуктами выветривания

Процессы выветривания коренных изверженных пород — разделение продуктов выветривания при сносе, транспор­ тировке и осаждении в разных физико-химических усло­

Переход главных элементов в новые минеральные формы при образовании осадочных пород связан с устойчивостью породообразующих минералов при химическом выветри­

ных, — кварц, магнетит, отчасти полевые пшаты и слюды. Н о большая часть полевых шпатов превращается в гли­

что средняя изверженная порода, соответствующая со­ ставу гранитного слоя, по содержанию главных компо­ нентов мало чем отличается от средней осадочной породы в целом. Поэтому при метаморфизме и переплавлении осадочных толщ возникают кристаллические породы, близкие по составу к гранитам и гранитогнейсам. В це-

130

Таблица 19 Химический состав осадочных пород

лом в осадочной оболочке Земли концентрация Mg и Na ниже, поскольку значительная часть этих элементов

Fe2 03 /FeO больше 1 в осадочных породах связано с тем, что значительная и х часть формируется с участием СО а атмосферы и гидросферы, свободного кислорода атмо­ сферы, окисляющего железо до трехвалентного состояния

исеру до шестивалентного.

Вдалеком прошлом истории земной кор ы пр и чере­ довании колебательных геологических движений в одном

участков суши. Возникли зародыши первых материков, которые впоследствии стали обрастать поясами мощных толщ осадочных пород, возникших за счет р а з р у ш е н и я более приподнятых участков суши. Эти пояса подверга­ лись затем складчатости и поднятиям. Образовались древние горные цепи вокруг ядер материков, впоследст­ вии такж е разрушенные внешними геологическими аген­ тами. Однако указанный процесс проходил очень не­ равномерно на разных материках . Та к в общем формиро­ валась континентальная часть земной коры .

131

Р и с. 24. Геохронологнческая шкала истории Земли

ной коры, участвующими в большом круговороте ве­ щества: магматическая порода->осадочная порода->мета-

вороте вещества в верхних горизонтах нашей планеты, охватывающем горные породы различного происхожде ­

позже было разработано В . И . Вернадским в нашей стране

133

Магма

Метаморфпческпе

породы

поступление

ювенилыіоіі

магмы

Р и с. 25. Схема большого круговорота вещества в земной коре

щиеся и тождественные (геохимические циклы) . Они возобновляются на поверхности энергией Солнца, погло­ щенной, живым веществом, а в глубинах — атомной энергией, обусловленной радиоактивным распадом».

Естественно, в процессе геохимического круговорота легкие молекулы, р а д и к а л ы и атомы проходят более короткие пути и затрачивают меньше времени на свое перемещение, чем более тяжелые вещества. Самому ин­ тенсивному круговороту подвергаются легкоподвижные вещества — газовые составные части атмосферы и вода. Значительно более медленному круговороту подвергается вещество континентов. Время, необходимое дл я полного оборота вещества, составляет дл я атмосферной углекис -

134

путем испарения происходит примерно в течение 1 млн. лет. Вещество континентов путем выветривания и. сноса удаляется с поверхности суши через 80—100 млн. лет. Отсюда совершенно очевидно, что если бы не было веко­ вых поднятий в континентальном полушарии, то в течение нескольких геологических периодов вся суша была бы снесена в океан и вся наша планета покрылась сплошной водной оболочкой. В настоящее время океан по своему объему в 12 раз превышает объем суши. Средняя высота суши над уровнем моря 825 м, средняя глубина Миро­ вого океана 3800 м (рис. 26). Отсюда следует, что весь объем современной суши есть отражение относительного равновесия между ее образованием путем поднятий и раз ­ рушением путем сноса внешними геологическими агентами.

Согласно представлениям Т. Б а р т а , состав океана находится в относительном равновесии. Это значит, что вещество осадков, отлагаемое в океанической среде, возвращается из моря на континент с такой ж е скоростью, с какой продукты выветривания сносятся с континента в море. Отсюда естественно вытекает, что средний хими­

в океане более длительный период времени, чем какие-либо

ментов за всю геологическую историю и п р и ш л и к з а к л ю ­ чению, что общая масса выветрившегося и переотло­

К . Ранкама и Т. Б а р т о м (1965), показали, что за 3,5 млрд. лет через кору выветривания прошла почти вся масса континентальной земной коры . Однако большая часть

J 35