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

осадочных пород (преимущественно древних, докембрийских) подверглась усиленному метаморфизму и пере­ плавлению. Присутствие воды в порах осадочных пород снижает температуру их плавления на глубине и спо­

веществом д л я плавления при соответствующем составе уже при температуре 570—580° С. В связи с этим можно

ной коры к а к область былых биосфер. Современные гео­ химические данные подтверждают справедливость такого заключения . Поэтому в общем небольшую пропорцию осадочных горных пород во всей земной коре следует рассматривать только как ту часть осадочной оболочки (стратисферы), которая уцелела от метаморфизма и гра­ нитизации прошлых геологических эпох.

роли живого вещества, которая возрастала в течение истории Земли .

Кремний . Четырехвалентный ион кремния S i 4 + яв ­ ляется главным катионом литосферы, а в сочетании с че­ тырьмя анионами кислорода образует комплексный анион

составные части изверженных горных пород, метаморфи­

нигде не расстается с кислородом и мигрирует вместе с ним. Исключительно велико в химии земной коры зна­ чение окиси кремния (Si02 ), которая выступает в разных

кварца . При этом увеличивается содержание воды в оста­ точных расплавах . В связи с этим происходит образова­ ние термальных минерализованных растворов, вынося­ щих растворенный кремнезем, который в дальнейшем отлагается в виде кварцевых ж и л различной формы, а также вызывает окварцевание соседних боковых вме­ щающих пород, часто в больших масштабах. К в а р ц выступает в качестве главного породообразующего мине­

ного влажного климата кварц остается в нерастворимом остатке, в то время как кремнезем р а з л о ж и в ш и х с я сили­ катов быстрее уносится проточными водами. В условиях тропического влажного климата вынос кремнезема резко возрастает.

В процессе круговорота воды проточные воды и реки, омывающие сушу, выносят огромные количества кремне­ зема в виде взвесей ГЛИНИСТЫХ частиц, обломков алюмо­

материала осаждается недалеко от берега, образуя так называемые терригенные отлоя^ения. В самой океаниче­ ской воде происходит с л о ж н а я миграция кремнезема. Основное его количество в верхних горизонтах океана быстро поглощается микроорганизмами . Т а к , диатомо­ вые водоросли извлекают 70—80% кремния из воды. Кремневые скелеты строят и такие широко распростра­ ненные животные моря, к а к радиолярии, губки, некото­ рые кораллы . После гибели диатомовых водорослей они медленно опускаются на дно, на глубинах 2000—2500 м

138 -

постепенно растворяются. Кремний снова переходит в растворимую форму. Нерастворившаяся часть оседает

при механическом разрушении кварцсодержащих пород интрузивного происхождения . Образование чистых от­ ложений кварца связано с интенсивностью выветривания и перемывом первичиого материала. Чистые кварцевые пески и песчаники встречаются относительно редко. В большинстве случаев в них присутствуют примеси полевых шпатов и других минералов. Огромные массы кремния осаждаются в коллоидном состоянии в виде разного рода глинистых минералов.

В геологическом прошлом менялись соотношения форм миграции кремнезема. В докембрийских морях во многих местах происходило ритмичное чередование осаждения тонкодисперсного кремнезема и соединений железа . Таким образом, возникли полосчатые железистые кварциты,

с участием живых организмов, которые все более приоб­ ретали способность строить кремневые скелеты.

Железо по распространению в земной коре занимает второе место после алюминия . В разные геологические эпохи железо осаждалось в крупных скоплениях, образуя крупнейшие месторождения, которые по своим запасам резко превышают известные запасы всех других металлов, вместе взятых .

Железо является весьма я р к и м индикатором, реаги­ рующим на физико-химические условия среды путем изменения своей валентности. В растворах, богатых кислородом, железо переходит в трехвалентную форму,

ниты (2—3%). В биосфере в зависимости от условий железо меняет свою валентность. В минералах оно встре­ чается в виде двух - и трехвалентных ионов. Железо —

10* 139

химически активный металл, образующий в земной коре свыше 300 минеральных видов. В биосфере наиболее ха­ рактерными я в л я ю т с я соединения железа с кислородом в виде: гематита Fe 2 0 3 ; магнетита Fe 3 0 4 , гетита FeO(OH), лимонита 2Fe 2 0 3 • З Н 2 0 . В магматических породах большая часть железа находится в железистомагнезиальных сили­ катах, отчасти в сульфидах: пирротине Fe7 S8 и пирите FeS2 .

Миграция и формы нахождения железа в магматиче­ ских породах связаны с процессами окисления . В основ­ ных и ультраосновных породах железо присутствует преимущественно в закиспой форме (FeO). Пр и процессах окисления в верхних горизонтах литосферы возникает окисленное железо. Фактором окисления выступает вода или водяной пар . По В . М. Гольдшмидту, образование магнетита при охлаждении магмы связано с поглощением воды магмой, что определяет следующую химическую реакцию:

исиликаты с закисным железом легко окисляются .

Значительно более устойчивым я в л я е т с я магнетит. З а к и с - ное железо легче переходит в раствор, чем окисное. Окисление в природных водоемах приводит к осаждению окисных железных руд. Т а к и м способом образуются болотные железные руды, морские осадки с окисным железом.

В результате выветривания и круговорота воды же ­ лезо в огромных количествах поступает в моря и океаны. Вынос железа происходит в разнообразных формах — в виде обломков минералов и горных пород, в виде кол ­ лоидов, в форме растворимых соединений. В самой мор­ ской воде железо содержится в малом количестве (1-10~6 %), что связано с плохой растворимостью его окисленных соединений.

В природных водоемах можно выделить главные реагенты, способствующие осаждению минералов железа . Это будут растворенные в воде О г , С 0 2 и H 2 S . В соот-

140