Термодинамическая направленность геологических процессов. Принцип Ле-Шателье.

Термодинамическая направленность геологических процессов. Принцип Ле-Шателье.

Термодинамическая направленность геологических процессов. Принцип Ле-Шателье.

Физико-химическая система – часть природной среды.

Q=Qсвоб.+Qсвяз.

Qсвяз – энергия, присущая данной системе, Qсвоб. – энергия, которая может совершать работу в системе.

Если система лишена свободной энергии, то такие системы называют равновесными.

Если на равновесную систему воздействует внешний фактор, направленный на нарушение равновесия, то в системе развивается процесс, направленный на ослабление или нейтрализацию этого фактора.

Наиболее распространены базиты и гранитоиды.

Разнообразие базитов объясняется следующими причинами:

1. Кристаллизационная дифференциация единого по химизму базитового расплава, который поступает из базальтового слоя Земли.

2. Базитовая магма поступает по глубинным разломам с разных горизонтов базальтового слоя, поэтому состав базитов различен.

Третья точка зрения о формировании гранитов:

Граниты формируются за счет осадочных пород под воздействием сквозь магматических флюидов, которые выносят тепло, щелочи.

Разнообразие гранитоидов объясняется следующими причинами:

1. Ликвация расплава.

2. В результате кристаллизации образуются гибридные породы.

расплав расслаивается по удельным весам компонентов. Вверху накапливаются кислые по составу части расплава, внизу – ультраосновные.

3. Кристаллизационная дифференциация подчиняется правилу Боуэна, составившего схему выделения минералов (рис. 1). Левый ряд реакционный – каждый последующий минерал образуется после реакции уже выделившегося минерала с остаточным расплавом. Правый ряд – непрерывный, происходит постепенная эволюция состава. Порядок образования минералов определяется объемом ячейки кристаллической решетки

Магматический процесс.

Наиболее распространены базиты и гранитоиды.

Разнообразие базитов объясняется следующими причинами:

1. Кристаллизационная дифференциация единого по химизму базитового расплава, который поступает из базальтового слоя Земли.

3. Базитовая магма поступает по глубинным разломам с разных горизонтов базальтового слоя, поэтому состав базитов различен.

 

Третья точка зрения о формировании гранитов:

Граниты формируются за счет осадочных пород под воздействием сквозь магматических флюидов, которые выносят тепло, щелочи.

 

Разнообразие гранитоидов объясняется следующими причинами:

1. Ликвация расплава.

2. В результате кристаллизации образуются гибридные породы.

расплав расслаивается по удельным весам компонентов. Вверху накапливаются кислые по составу части расплава, внизу – ультраосновные.

3. Кристаллизационная дифференциация подчиняется правилу Боуэна, составившего схему выделения минералов (рис. 1). Левый ряд реакционный – каждый последующий минерал образуется после реакции уже выделившегося минерала с остаточным расплавом. Правый ряд – непрерывный, происходит постепенная эволюция состава. Порядок образования минералов определяется объемом ячейки кристаллической решетки.

Контактовый метасоматоз. Две стадии контактового метасоматоза.

Контактовый метасоматоз развивается в узких контактовых зонах под воздействием специальных растворов, поступающих вдоль ослабленных зон из магматической камеры.

Стадии:

1)Доскарновый метасоматоз. Из магматического расплава во вмещающие породы поступает кремнезём SiO2, Al2O3, окислы Fe, Mg – FeO, MgO; CaO. Эти растворы пропитывают вмещающие породы и в результате вокруг интрузива образуется непрерывный ореол, сложенный светлоокрашенными метасоматитами.

2)Скарновый метасоматоз. Начинается этап с момента, когда магма закристаллизовалась и в контактовой зоне образуется твёрдая порода. Под действием тектонических напряжений, на контакте появляются участки повышенной трещиноватости и из глубины магматического очага поступают скарнирующие растворы. Они взаимодействуют и с интрузивной породой и с вмещающей, в результате образуются скарны.

Типы циркуляции скарнирующих растворов. Связь рудной минерализации со скарнами.

Диффузионная циркуляция растворов. Растворы равномерно пропитывают породу и поэтому состав минералов в пределах зоны остаётся практически постоянным.

Инфильтрационная циркуляция. Здесь раствор движется по трещинам в породе и состав минералов в пределах зоны будет различный.

Минеральный состав скарнов зависит от химического состава вмещающих пород.
Рудная минерализация связана со скарнами благодаря наложенному гидротермальному процессу.

Выделяется 3 вида связи рудной минерализации со скарнами:

1) Сопутствующая минерализация. Оруденение почти совпадает во времени со скарнообразованием.

2) Наложенная минерализация. Оруденение не выходит за пределы скарнового тела.

3) Отстающее оруденение. Минерализация уходит за пределы скарнового тела.

Региональный метаморфизм

Факторами метаморфизма являются:

1) t

2) P

3) Газово-жидкие флюиды

4) Химизм вещества

Область метаморфизма отличается избытком свободной энергии, поэтому метаморфизованный субстрат, поглощая эту энергию преобразуется в минеральные ассоциации, устойчивые в условиях избытка тепла и таким образом в процессе регионального метаморфизма количество свободной энергии снижается вследствие связывания ее в кристаллических решетках минералов.

Геохимическая роль динамометаморфизма невелика, т.к. он не сопровождается миграцией элементов. Этот тип метаморфизма выступает как 1 из факторов регионального метаморфизма. Он облегчает мобилизацию отдельных химических элементов.

В процессе метаморфизма меняется химический состав минералов. Это выражается в следующих особенностях:

1) с глубиной меняется состав Pl(с увеличением t u P становится неустойчив альбит)

2) В железо-магнезиальных силикатах изменяется соотношение Fe u Mn

3) Происходит раскристаллизация аморфных минералов, перекристаллизация агрегатов. При этом происходит самоочистка вещества и все механические примеси отжимаются в межзерновое пространство

4) Дегидратация вещества

Общее направление преобразования минералов характеризуется появлением новых минералов, отличающихся высокой плотностью, повышенной механической и термической устойчивостью.

Геохимия почв

Почвой называется верхний горизонт литосферы вовлеченный в биологический круговорот, вследствие чего в почву поступают органические вещества.

Выделяют:

1) Элювиальные почвы

Формируются на водоразделах и склонах при глубоком залегании грунтовых вод. Миграция элементов здесь в этих почвах складывается из 2 процессов: 1. Растения поглощают СО₂ из атмосферы, из почвы некоторые хим. элементы(Р – его содержание в почвах не более десятых долей, а в растениях достигает 3-5%), S, Ca, K, Mn, Cu. После отмирания растений и минерализации их останковЮ верхняя часть элюв-х почв определяется среднегодовой Т и среднегодовым количеством осадков. В строении почвы выделяют несколько грунтов, кот. Составляют почвенный профиль. Мощность от 1-2 до десятка см., каждый горизонт имеет свой состав и условия формирования. Верхний слой – гумусовый. Обогащен Zn, Co, Cu, Mo, - для подзолистых почв, в черноземах Со, Сu. Инфильтрующие атмосферные осадки выносятся из этого горизонта в иллювиальный. Скорость выщелачивания м.б. различной, поэтому в гумусовом горизонте может происходить как выщелачивание, так и накопление элементов.

Иллювиальный нижний горизонт – полуразложенные породы, за счет которых формировалась толща.

2)Супераквальные почвы.

Формируются при неглубоком залегании грунтовых вод. К ним относятся соланчаки, луговые, болотные почвы. В этих почвах, наряду с аккумуляцией происходит накопление элементов, позаимствованным из грунтовых вод. Выделяется 3 горизонта: 1) Нижний, аналогичен элювиальному нижнему 2) Верхний горизонт торфяной 3) Глеевый

Оглеение – восстановительный процесс, протекающий без участия сероводорода и приводящий к образованию почв, илов зеленой, голубоватой, пятнистой окраски при участии Fe

Кора выветривания.

В различных климатических условиях различная роль процессов:

Например, в сухом морском климате и в жарком сухом – механическая дезинтеграция. Во влажном климате – химическое и биологическое выветривание. Кора выветривания – небольшая часть литосферы, где протекают процессы выветривания.

Кора выветривания – (элювий) – это продукты изменения г.п. остающихся на месте, приобретающие рыхлую текстуру и признаки структур исходных пород, залегают под почвой, образуются за счет растворов, поступающих из почвы. В формировании к.в. играют роль органические в-ва, органические к-ты. В к.в. принимают участие 3 среды: ТВ., жидкая, газообразная. Мощность к.в. от 10 см до 10-100м. Зависит это от климата, рельефа, состава исходных пород, тектонического режима и т.д.

Для образования мощной К.В.:

- Влажный климат

- Равнинный или слабохолмистый рельеф

- Спокойные тектонические условия

Для К.В. хар-на зональность: На породах лежит обломочный горизонт, переходный участок, выше горизонт разного состава в зависимости от типа коры (гидрослюдистый горизонт, каолиновый горизонт, сложен гидрослюдами Fe и Al). Где преобладает механическое выветривание, будет обломочный горизонт.

В результате выветривания происходит разделение хим. элементов в частности щелочи мигрируют на большие расстояния в морском бассейне. Калий сорбирутеся глинистыми мин-лами, а Na рассеивается в водах океана, Ca, Mg в видебикарбонатов, переносятся на небольшие расстояния, а в виде сульфидов легко мигрируют, достигают океана, Fe и Mn выпадают в виде каллоидов, Al и Si нерастворимые алюмосиликаты, переносятся главным образом в виде взвесей, попутно сорбируют различные ионы.

Термодинамическая направленность геологических процессов. Принцип Ле-Шателье.

Термодинамическая направленность геологических процессов. Принцип Ле-Шателье.

Физико-химическая система – часть природной среды.

Q=Qсвоб.+Qсвяз.

Qсвяз – энергия, присущая данной системе, Qсвоб. – энергия, которая может совершать работу в системе.

Если система лишена свободной энергии, то такие системы называют равновесными.

Если на равновесную систему воздействует внешний фактор, направленный на нарушение равновесия, то в системе развивается процесс, направленный на ослабление или нейтрализацию этого фактора.

Наиболее распространены базиты и гранитоиды.

Разнообразие базитов объясняется следующими причинами:

1. Кристаллизационная дифференциация единого по химизму базитового расплава, который поступает из базальтового слоя Земли.

2. Базитовая магма поступает по глубинным разломам с разных горизонтов базальтового слоя, поэтому состав базитов различен.

Третья точка зрения о формировании гранитов:

Граниты формируются за счет осадочных пород под воздействием сквозь магматических флюидов, которые выносят тепло, щелочи.

Разнообразие гранитоидов объясняется следующими причинами:

1. Ликвация расплава.

2. В результате кристаллизации образуются гибридные породы.

расплав расслаивается по удельным весам компонентов. Вверху накапливаются кислые по составу части расплава, внизу – ультраосновные.

3. Кристаллизационная дифференциация подчиняется правилу Боуэна, составившего схему выделения минералов (рис. 1). Левый ряд реакционный – каждый последующий минерал образуется после реакции уже выделившегося минерала с остаточным расплавом. Правый ряд – непрерывный, происходит постепенная эволюция состава. Порядок образования минералов определяется объемом ячейки кристаллической решетки

Магматический процесс.

Наиболее распространены базиты и гранитоиды.

Разнообразие базитов объясняется следующими причинами:

1. Кристаллизационная дифференциация единого по химизму базитового расплава, который поступает из базальтового слоя Земли.

3. Базитовая магма поступает по глубинным разломам с разных горизонтов базальтового слоя, поэтому состав базитов различен.

 

Третья точка зрения о формировании гранитов:

Граниты формируются за счет осадочных пород под воздействием сквозь магматических флюидов, которые выносят тепло, щелочи.

 

Разнообразие гранитоидов объясняется следующими причинами:

1. Ликвация расплава.

2. В результате кристаллизации образуются гибридные породы.

расплав расслаивается по удельным весам компонентов. Вверху накапливаются кислые по составу части расплава, внизу – ультраосновные.

3. Кристаллизационная дифференциация подчиняется правилу Боуэна, составившего схему выделения минералов (рис. 1). Левый ряд реакционный – каждый последующий минерал образуется после реакции уже выделившегося минерала с остаточным расплавом. Правый ряд – непрерывный, происходит постепенная эволюция состава. Порядок образования минералов определяется объемом ячейки кристаллической решетки.

12Следующая ⇒

Поделиться: