Беус А.А. Гоехимия литосферы

Подождите немного. Документ загружается.

Продолжение табл.

194

Породы, регионы (в скобках

объем выборки)

Ж, %

8 или

А или

Е или

\е

Источник

информа-

ции

Трахиты

Среднее по 28 регионам

земного шара (28) ** • •

0,10±0,02

•—

0,059

0,59 0,24 0,78

Европа, Центральная и

0,059

0,59

Западная, общая выбор-

ка (32)

0,09

—1,459 0,567

1,05 0,35 -1,20

ССС^, Крым, Кавказ, За-

0,567

0,35

кавказье, общая выбор-

ка (24)

0,09

-1,340 0,466 0,81

— —

Африка, общая выборка

(31)

0,16

—0,928 0.311 0,50

— —<

О-ва Тихого, Индийского

и Атлантического океа-

нов (33)

0,15

-1,120 0,464

0,80 — —

** Сноску см. в табл. 27.

Таблица 159

Марганец в нефелиновых сиенитах и фонолитах

Породы, регионы (в скобках объем выборки)

х, %

18 х

8 или

1«

или

Нефелиновые сиениты

Среднее по 48 регионам земного шара (48) *

0.11 —0,996

0,325 0,52

0,16

0,68

Балтийский щит, общая выборка (35) . . .

0.13

—0,983

0,286

0,46

— —

СССР, Кольский п-ов (91)

0,14

—0,947

0,346

0,56

— —

СССР, Тува (25) . .

0,09 -1,229

0,428

0,72

— —

СССР, геосинклинальные регионы азиатской

части, общая выборка (32)

0,12 —1,057

0,400

0,67

— —

Африка, общая выборка (48)

0,15

—0,987 0,430 0,73

— —

Северная Америка, общая выборка (30) . .

0,08

—1,292

0,430

0,73

—

Фонолиты

Среднее по 20 регионам земного шара

(20)**

0,11

—

0,06

0,53

— —

Европа, Центральная и Западная, общая

0,53

выборка (28) ...............

0,18

—

0,10

0,56

— —

Африка, общая выборка (32)

0,14

—0,967 0,354

0,57

— —'

Северная Америка, обща-я выборка (28) . .

0,11

-1,131

0,430

0,73

* Сноски см. в табл. 28,

• ;; ;-./: , - - *•-• ' /

231.

Мп,%

0,ОЬ

- 2 .

0,08

0,12

^ | ИОЛ- » 41.

$ р

/о

см. на рис. 22.

Рис. 23. Вариационная

диаграмма марганец —

железо в горных поро-

дах. Усл. обозначения

циатах, идущее параллельно с увеличением содержания кремния,

проявляется только начиная с диоритов.

Прямая корреляционная зависимость между распределением

железа и марганца в магматических и метаморфических горных

породах представлена на рис. 23. Эта зависимость нарушается или

по крайней мере приобретает более сложный характер в группе

основных и ультраосновных пород, в которых, согласно имеющейся

информации, наблюдается некоторая дифференциация распределе-

ния марганца при отсутствии заметных изменений в содержании

железа.

Какого-либо обогащения марганцем метаморфических пород по

сравнению с их магматическими аналогами не отмечается (табл. 160).

Исключение в данном случае представляют эклогиты из кимберли-

товых трубок, в которых содержание марганца в отдельных случаях

достигает 0,6% — эклогит из Танзании [207], составляя в среднем

около 0,2%. При этом высокое содержание марганца в эклогитах

из кимберлитов не сопровождается повышенным содержанием

железа.

В осадочном цикле, несмотря на близкие пути миграции и седи-

ментации железа и марганца, имеет место заметная дифференциация

этих родственных элементов, приводящая к обогащению марганцем

отдельных типов осадков (например, глубоководные океанические

осадки) и даже появлению высоких его концентраций, имеющих

промышленное значение.

А. Б. Ронов и А. А. Мигдисов [99] отмечают зависимость раз-

деления путей гипергенной миграции марганца и железа от прогрес-

сирующего во времени увеличения содержания кислорода в земной

атмосфере. Подобное разделение, в частности, иллюстрируется

закономерным уменьшением отношения марганца к железу в гли-

МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ И ОСАДОЧНЫЕ ПОРОДЫ

232-

Марганец в метаморфических породах

Таблица

1б<;

Породы, регионы

(в скобках объем выборки)

ж, %

или

Источ-

ник

инфор-

мации

Амфиболиты

Среднее по 25 регионам

земного шара (25) * . . .

Балтийский щит, общая

выборка (30)

Украинский кристалличе-

ский массив (36) ....

ПНР (29)

Англия (20)

СССР, Урал (24)

Африка, общая выборка (57)

Африка, Того (22) ....

Канада (24)

Эклогиты

Среднее по 14 регионам

(14) **

Южная Африка (26) . • •

Гнейсы

Среднее по 31 региону зем-

ного шара (31)*** • • .

Балтийский щит, общая

выборка (57)

ПНР (56)

Канада (40)

Кристаллические сланцы

Среднее по 40 регионам

земного шара (40) ****

Балтийский щит, общая

выборка (62)

0,12±0,01

0,11

0,15

0,16

0,09

0,11

0,12

0,11

0,13

0,15±0,044

0,13

0,07 ±0,01

0,08

0,054

0,08

0,10±0,02

0,08

—1,004

-1,292

-1,658

-1,409

-1,366

0,034

0,043

0,046

0,090

0,050

0,041

0,060

0,041

0,051

0,074

0,331

0,027

0,453

0,564

0,587

0,053

0,481

0,29

О",40

0,30

0,58

0,55

0,37

0.50

0,37

0,50

0,54

0,40

0,78

1,03

1,10

0.53

0,84

0,12

-0,48

0,42 -0,!

0,28 -1,01

[156]

[207]

[251]

* Сноски см. в табл. 29.

нистых осадочных породах в носленротерозойское время (рис. 24).

Именно этим процессом А. Б. Ронов и А. А. Мигдасов [99] объяс-

няют возникновение в палеогене крупнейших месторождений мар-

ганца, руды которых почти полностью лишены примеси железа.

За исключением современных карбонатных осадков, в известко-

вистых породах не отмечается какого-либо накопления марганца

(табл. 161). В то же время доломиты в ряде районов существенно

обогащены марганцем (Латвийская ССР, ПНР и др.), хотя материа-

лов для суждения о средних параметрах распределения марганца

в доломитах в настоящее время недостаточно.

В табл. 162, 163 приведены данные о распределении марганца

в осадочной и «гранитной» оболочках литосферы. Обращает на себя

233

Таблица

1б<;

Марганец в осадочных породах

Породы, регионы

(в скобках объем выборки)

или

А Е

Источ-

ник

информа-

ции

Глинистые сланцы

Среднее но 24 регионам

земного шара (24) * • . .

0,085

±0,017

0,043 0,50 —0,52

-0,64

Глины

Среднее по 20 регионам

земного шара (20) ** . • 0,05 ±

±0,009

0,02

0,40

— —

СССР, Русская платформа

0,031 0,014

0,45 — — [321

СССР, Скифская плита . .

0,039 0,017 0,44

— — [32]

СССР, Кавказ

0,046 0,030 0,65 — — [32]

СССР, Латвийская ССР

0,03

0,0074

0,246

—

— [И41

Пески и песчаники

Среднее по 20 регионам

земного шара (20) *** • •

0,04 0.018

0,45

— —

СССР,'Русская платформа

и Скифская плита . . .

0.023

0,034 0,61

— —

[32]

СССР, Кавказ

0,031

0,017

0,55

— —

[32]

СССР, Латвийская ССР . . 005 0.017

0,337

—

— [1141

Карбонаты

Среднее по 20 регионам

земного шара (20)****

0,042 ±

±0,012

0,027

0,64

—

Точ-

ность

оценок

недоста-

точна

Латвийская ССР, доломиты

0,20

0,07 0,35

—

[1141

Современные осадки

Глинистые пелагические

осадки (36)

0,50

(0,40)

—0,665

0,485 0,85 — —

Глинисто-карбонатные пе-

лагические осадки (14)

0,19

(0,23)

—0,910

0,519 0,93

* Сноски см. в табл. 30.

234

Рис. 24. Изменение во времени отноше-

Мп

ния в глинистых породах Русской

платформы. По А. Б. Ронову и А. А. Миг-

дисову

1В

2700-

Р1

1-2

Р^

Рг Мг-Кг

-то-

-600-225-0-

Абсолютное время,

млн.

лет

внимание полное совпадение средних: содержаний марганца в рас-

сматриваемых оболочках, хотя в данном случае нужно учитывать

существенно более высокое содержание воды в осадочных горных

породах.

Таблица 162

Распределение марганца в осадочной оболочке

литосферы на континентах

Породы

Среднее

содержание

марганца,

Коэффи-

циент

вариации

содержаний

Распростра-

ненность

в относи-

тельных %

Распростра-

ненность

пород в %

от массы

оболочки

Осадочные

Глинистые сланцы

Глины

Пески и песчаники

Карбонаты ....

Эвапориты ....

Среднее

0,085

0,050

0,040

0,042

0,01

0,50

0,40

0,45

0,64

Не опр

53,0

25,4

20,8

0,8

0,055

0,48

100,0

80,4

Эффузивные

Базальты платформенные

Базальты геосинклнналь-

ные

Андезиты

Дациты

Кислые эффузивы ....

Трахиты

Фоналиты

Среднее

0,14

0.14

0,12

0,07

0 04

0,10

0,11

0,31

0,26

0,33

0,42

0,50

0,59

0,53

5,6

31,1

41,3

0,8

21,0

0,1

0.1

0,11

0,34

100,0

19,6

Среднее для осадочной

оболочки на континентах

0,066

0,45 100,0

235-

Таблица

1б<;

Распределение марганца в «гранитной» оболочке литосферы

Породы

Среднее

содержание

марганца,

Коэффи-

циент

вариации

содержаний

Распростра-

ненность

в относи-

тельных %

распростра-

ненность

пород в %

от массы

оболочки

Магматические

Граниты

Гранодиориты

Кварцевые диориты . . .

Диориты

Габбро

Перидотиты

Дуниты

Сиениты

Нефелиновые сиениты . .

0,04

0,07

0,09

0,12

0,11

0 10

0,12

0,08

0,11

0,60

0,29

0,22

0,25

0,32

0,30 \

0 27 /

0,38

0,52

63,7

21,5

2,9

1,6

9,0

0,3

0,9

0,1

Среднее

0,056

0,49 100.0 53,4

Метаморфические

Гнейсы

Кристаллические сланцы

Кварциты и песчаники . .

Амфиболиты ......

Карбонаты

0,062

0,092

0,024

0.12

0,09

0,40 1

0,38 /

0,44

0,38

Не опр.

84,0

7.0

0,8

Среднее

0,076

0,39

100,0

46,6

Среднее для «гранитной»

оболочки литосферы . .

0,065 0,44

100,0

И. ВОДОРОД

Рассмотрение особенностей распределения водорода в земных

породах может быть проведено лишь с известной долей условности

на основании оценки распределения высокотемпературной (+110° С)

воды, определяемой в породах при стандартном силикатном анализе.

О присутствии в породах газообразного водорода и углеводородов

можно судить лишь по отрывочным данным, совершенно недостаточ-

ным для обоснованных обобщений.

Земля относится к классу планет, потерявших в процессе эволю-

ции большую часть своего водорода. В результате водород — наи-

более распространенный элемент космоса — является второстепен-

ным элементом земных оболочек.

Относительно возможности нахождения водорода в глубоких

частях мантии Земли и в пределах земного ядра какие-либо сведения

отсутствуют. Однако присутствие водорода — в настоящее время

236

одного из компонентов дегазации литосферы — в упомянутых глу-

бинных зонах Земли не является невероятным, учитывая сложность

выноса из этих участков мелких атомов водорода, захваченных на

ранних стадиях формирования гомогенного ядра нашей планеты.

Рассматривая распределение в горных породах высокотемператур-

ной фракции воды, следует иметь в виду неполноту этой информации,

учитывающей лишь воду, химически связанную в горных породах.

При этом остается проблематичной доля воды, ушедшая из магмати-

ческих расплавов в процессе кристаллизации магматогенных гор-

ных пород, а также роль подвижной воды, непрерывно поступающей

в литосферу из верхней мантии и, по-видимому, играющей огром-

ную роль в процессах метаморфизма и магмообразования в пределах

земной коры. В данном случае, естественно, не может быть раскрыта

и роль метеорных вод, попадающих в глубокие части литосферы

с глинистыми осадками в процессе образования геосинклиналей и

затем играющих аналогично ювенильным водам роль активных

минерализаторов.

Однако даже эта неполная информация о распределении водо-

рода в литосфере весьма полезна для суждения о роли этого элемента,

который в земной коре выполняет роль переносчика кислорода

из глубинных оболочек Земли к ее поверхности и в меньшей степени

от поверхности в глубокие части литосферы. Этот осложненный

цикл миграции водорода в составе воды в пределах литосферы может

быть представлен следующим образом:

поступление в литосфе-

ру ювенильных вод

мантийного происхож- "

дения

накопление в «гра-

нитной» оболочке

погружение гидра-

тированных осадков

в геосинклиналь-

ных зонах

максимальное накоп-

ление в осадочной »•

оболочке

развитие дегидрата-

ции погруженных

осадков в глубинных

участках литосферы

развитие явлении

•гидратации горных »•

пород и минералов

вторичная миграция

- воды в приповерхност-

ные участки литосферы

Выше отмечалось, что поступление гидратированных осадков в

глубокие части литосферы в процессе формирования геосинклиналей

резко нарушает термодинамический режим катион-кислородного

каркаса земной коры, вызывая тем самым серию геологических

процессов, направленных на восстановление нарушенного равно-

весия и в первую очередь на устранение избытка кислородных

комплексов в соответствующих гравитационных зонах литосферы.

Распределение водорода, связанного с высокотемпературной

(+110° С) водой, в горных породах «гранитной» и осадочной оболо-

чек приведено в табл. 164—168. Для интрузивных пород характерно,

в общем, более высокое содержание связанного водорода в основных

и средних разностях по сравнению с кислыми. Подобная тенденция

237-

Таблица

1б<;

Распределение водорода, связанного с высокотемпературной

(+110° С) водой, в интрузивных горных породах «гранитной» оболочки

Породы, регионы (в скобках объем выборки)

1§ж

5 или

Перидотиты

Среднее по 28 регионам земного шара (28) **

0,38 —0,511 0,296

0,47

Пироксениты

Среднее по 35 регионам земного шара (35)***

0,11

—

0,044

0,40

Габбро

Среднее по 45 регионам земного шара (45) *

0,12

—

0,044

0,37

Диориты

Среднее по 41 региону земного шара (41) *

0,11 — 0,035

0,31

Кварцевые диориты

Среднее по 25 регионам земного шара (25) **

0,12

—

0,060

0,50

Граноднорнты

Среднее по 30 регионам земного шара (30) *

0,09 —

0,027 0,30

СССР, геосинклинальные регионы, общая

выборка (50)

0,09

-1,164

0,326

0,53

Балтийский щит, общая выборка (34) . . .

0,08 -1,155 0,244 0,38

Афрпка. общая выборка (35)

0,09 —1,135 0,290

0,46

Граниты

Среднее по 65 регионам земного шара (65) *

0,058

— 0,009 -

0,16

СССР, геосинклинальные регионы, общая

выборка (358)

0,055

—1,367

0,322

0,52

Балтийский щит, общая выборка (76) . . .

0,06

—1,327 0,316

0,51

Западная Африка, общая выборка (54) . . .

0,06

•—1,398

0,401

0,67

США, общая выборка (56)

0,05 —1,389 0,333

0,54

Сиениты

Среднее по 40 регионам земного шара (40) *

0,08

—

0,038

0,47

Нефелиновые сиениты

Среднее по 48 регионам земного шара (48) *

0,065

—

0,017 0,26

* Сноски см. в табл. 19-28.

Примечание. Оценки параметров распределения вычислены на ЭВМ «Промины».

238

шшшш

Таблица

1б<;

Распределение водорода, связанного с высокотемпературной

110° С) водой, в эффузивных породах осадочной оболочки

или

Породы, регионы (в скобках

объем выборки)

18 ж

или

Источник

информа-

ции

Базальт общий (1996) .

Базальт толеитовый, Гавайские

острова (53)

Базальты океанических островов

(по 24 островам)

0,10(0,12)

011

0,10

-1,067

0,391

0,051

0,030

0,65

0,47

0,30

[249]

[246]

Андезиты

Средние по 54 регионам земного

шара (54) **....

0,11

—

0,04 0,36

Дациты

Среднее по 31 региону земного шара

(31)**

0,13

—

0,050 0,36

Кислые эффузивы

Среднее по 50 регионам земного

шара (50) *

: *

Кислые эффузивы

Среднее по 50 регионам земного

шара (50) * 0,11

—

0,034 0,31

Трахиты

Среднее по 28 регионам земного

шара (28) **

0,11 —

0,044

0,40

Фонолиты

Среднее по 20 регионам земного

(20)**

0,17

0,054

0.32 0,17

0,054

* Сноски см. в табл. 22-28.

Примечание. Оценки параметров распределения вычислены на ЭВМ «Проминь».

Таблица 166

Распределение водорода, связанного с высокотемпературной

водой (+110 °С), в метаморфических породах

Породы, регионы

(в скобках объем выборки)

х, %

или

Источник

информации

Амфиболиты

Среднее по 25 регионам земного

шара (25) *

ПНР

Западная Африка (53) . '

0,17

0,15

0,16

—0,937

0,063

0,362

0,082

0,37

0,59

0,51 [1561

* Сноску см. в табл. 29.

239

Продолжение табл.

194

Породы, регионы

(в скобках объем выборки)

к, % 1г*

или

иг

Источник

информации

Эклогиты

Среднее по 16 районам (16) ** . . .

0,08 -1,182

0,308

0,49

Гнейсы

Среднее по 31 региону земного шара

(31)***

Финляндия (28)

ПНР (26)

О-в Мадагаскар (31)

0,09

0,08

0,09

0,05

-1,155

—1,134

—1,619

0,036

0,263

0,362

0,379

0,40

0,42

0,59

0,62

[241], [241а]

[154], [207]

Кристаллические сланцы

Среднее по 40 регионам земного

шара (40) ****

СССР, геосинклинальные регионы,

общая выборка (35)

Финляндия (54)

0,25

1,18

0.19

-0,903

—0.833

0,12

0,423

0,339

0,48

0.71

0,55 [241], [241а]

* Сноски см. в табл. 29.

Примечание. Оценки параметров распределения вычислены на ЭВМ «Промины».

Таблица 167

Распределение водорода, связанного с водой, в осадочной оболочке

на континентах

Породы

Среднее

содержание

водорода, %

Распростра-

ненность

в относи-

тельных %

от объема

оболочки

Объемная

распростра-

ненность

с учетом

пористости,

Распростра-

ненность

пород в %

от массы

оболочки

Осадочные

Глинистые сланцы ....

Глины

Пески, песчаники ....

Карбонаты

Эвапориты

Поровый раствор

0,39 )

0,51 /

0,25

0,09

0,07

(11,1)

53,0

25.4

20,9

0,8

34,45

20,37

19,58

0,8

Среднее, без учета поровой

воды

0,32

100,0

80,4

Среднее, с учетом поровой

воды

1,58*

* С учетом плотности морской воды.

240.