ДЕГАЗАЦИЯ ВОД И КОНЦЕНТРАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ - термодинамический барьер. Пористоизвестковые туфы — травертины

ГЕОХИМИЯ ВОДЫ

 

ДЕГАЗАЦИЯ ВОД И КОНЦЕНТРАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ - термодинамический барьер. Пористоизвестковые туфы — травертины

 

 

С повышением давления растворимость газов в воде увеличивается. Поэтому уже на глубинах 2—3 км подземные воды содержат значительно больше газов, чем у .земной поверхности. Так, в океанах и морях лишь около 20 см /л газов, в подземных же водах на глубинах  1—4 км содержится 500 см3/л газов. В некоторых подъемных водах Волго-Уральской области, Предкавказья, Западной Сибири в 1 л растворено до 1000—1500 см3 тазов (главным образом метана).

 

В местах резкого понижения давления равновесие в водах нарушается, происходит их дегазация, растворенные элементы выделяются в твердой или газообразной .форме. Такие участки автор предложил именовать термодинамическими барьерами. Особенно характерны они для шест разгрузки углекислых вод, где резко понижается давление углекислого газа. При его высоком содержании ;В водах легко растворяются кальцит и другие карбонаты согласно реакции

Са (Mg, РЬ, Za и т. д.) СОд Н20 + С02 г тв. фаза раствор ^

Са (Mg, РЬ, Zn и т. д.)(НС03)2 ^    раствор

 

Подобная обстановка более характерна для земных глубин с их высокими давлениями, но также и для верхних горизонтов почв, где продуцируется много углекислого газа. В местах резкого понижения давления на термодинамическом барьере из вод осаждаются кальцит и другие карбонаты, т. е. реакция идет в обратную сторону, и углекислый газ выделяется в атмосферу

 

Так на выходах углекислых источников образуются пористоизвестковые туфы — травертины. Местами эти явления достигают грандиозных размеров, например у подножия горы Машук в Пятигорске, где длительная разгрузка термальных углекислых вод привела к образованию Горячей горы, сложенной травертинами. Травертины известны и в районе Казбека на Кавказе, в Саянах (курорт Аршан), Чехословакии (Карлови-Вари). Сходный механизм действует и при образовании кальцитовых горизонтов в почвах.

 

Интересный пример термодинамического барьера описала геохимик JI. Д. Кудерина на полиметаллическом месторождении в Казахстане. Здесь молодые (кайнозойские) глинистые и песчаные отложения перекрывают древние (девонские) известняки, -содержащие сульфидные руды свинца и цища. Предполагается, что при формировании разломов в перекрывающих • глинах по ним поднимались гидрокарбонатные воды с Pb(HCOs)s. Высокое содержание углекислого газа объяснялось окислением сульфидных руд на глубине и взаимодействием образующейся серной кислоты с вмещающими известняками. В приповерхностной части разломов давление углекислого газа резко понижалось, карбонатное равновесие нарушалось. Это приводило к осаждению карбоната свинца — минерала церуссита, выполняющего в глинах целые жилы

 

В гидротермах уменьшение давления углекислого газа приводит к разрушению карбонатных комплексов металлов и осаждению последних. Геохимики Г. Б. Наумов и А. И. Тугаринов изучили газожидкие включения в минералах гидротермальных рудных месторождений. На одном из них содержание углекислого газа во включениях резко понижалось в направлении движения растворов — от 80 до 5 г/л. При этом могли разрушаться карбонатные комплексы металлов и на термодинамическом барьере формировались кальцитовые жилы с рудными минералами.

 

Дегазация углекислого газа во всех приведенных случаях обусловлена различными причинами — тектоническими подвижками и раскрытием полостей на глубине, разгрузкой вод на поверхности и т. д., но геохимическая сущность явления остается одной и топ же.

 

Рассматривая дегазацию за время геологической истории, т. е. за 4 млрд. лет, академик А. В. Сидоренко говорит о «газовом дыхании земной коры». Зоны глубинных разломов, вулканы являются теми отдушинами, по которым осуществляется это дыхание.

 

В разные геологические эпохи миграция газов имела свои особенности. Во время прогибания осадочных толщ в связи с ростом давления свободные газы растворялись S водах. При тектонических поднятиях и горообразовании увеличивалась трещиноватость, формировались и подновлялись разломы.

 

В результате давление уменьшалось, а .выделение свободного газа из подземных вод усиливалось. Таким образом, эпохи горообразования, вулканизма, тектонических поднятий — это время энергичной дегазации земных недр, миграции газов к земной поверхности.

 

 



 

К содержанию книги: Геохимия природных вод

 

Последние добавления:

 

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОШЛОЕ ПОДМОСКОВЬЯ   КАЛЕДОНСКАЯ СКЛАДЧАТОСТЬ     Поиск и добыча золота из россыпей    ГЕОЛОГИЯ КАВКАЗА    Камни самоцветы