Изотопы кислорода и водорода природных вод СССР
Методическое пособие - Геодезия и Геология
Другие методички по предмету Геодезия и Геология
?зано с различной концентрацией магния в этих породах - см. уравнение (34).
Наиболее высокие и относительно близкие между собой значения, как уже упоминалось, установлены в минералах группы II, т е. в серпентинизированных оливинтах габбро-анортозитового комплекса Коростенского плутона, залегающих среди анортозитов в виде дайкообразных и в серпентинизированных дунитах из гипербазитов дунит-гарцбургитового комплекса Верховцевского и Сурского поясов Днепровской зоны .
Чем можно объяснить наблюдаемые отличия в изотопном составе водорода ОН-содержащих минералов? О некоторых из них речь шла выше. Главная же причина, по нашему мнению, состоит в различных условиях протекания процесса серпентинизации и мобилизации для этих целей разных типов вод.
В общих чертах процесс серпентинизации ультраосновных пород коматиитового и дунит-гарцбургитового комплексов Голованевской зоны и габбро-норит-гиперстенового комплекса Девладовской зоны протекал при непосредственном участии морских и метеорных вод при взаимодействии с эффузивами и магматическими интрузиями. Этот механизм приводит в действие, согласно образному выражению X.П.Тейлора, .. .гигантские „тепловые машины", вызывая функционирование длительно существующих гидротермальных конвективных систем, развивающихся во время кристаллизации и в ходе охлаждения раскристаллизированной интрузии [62]. Что касается вовлечения в гидротермальный конвективный процесс метеоинфильтрогенных вод, ресурс которых огромен, то это в настоящее время не вызывает сомнений. В природе отсутствуют какие-либо другие типы вод, которые имели бы столь низкие значения как установленные в данном исследовании. В прошлые эпохи они могли характеризоваться даже более низкими значениями , чем найденные в современных атмосферных осадках Украины . Однако этот вопрос пока остается невыясненным до конца. Можно лишь полагать, что в раннем докембрии концентрация дейтерия в океане была ниже современной. Возможно, что это явление связано с процессом равновесной или неравновесной кристаллизации серпентиновых минералов, температурой, химическим составом раствора и особенно, как показано в работе [91], с влиянием железо-магниевого отношения. X.П.Тейлор [62] не исключает также постмагматический или метаморфический изотопный обмен с метеорными водами, сопровождающийся фракционированием изотопов. При этом он считает, что критерии фракционирования пока отсутствуют. И.Курода с соавторами [Kuroda I. е. а., 1979], изучив водосодержащиеие силикаты - пектолиты (HNaCa2Si3О9), нашли для пяти образцов из жильных серпентиновых и сиенитовых тел Японии и США еще более низкие значения чем установленные нами. Они считают, что столь малые концентрации дейтерия обусловлены не процессом равновесия с водой, а связаны с особенностями кристаллической структуры минералов и что конфигурация вокруг атома водорода в кристалле влияет на обогащение или обеднение дейтерием минералов с водородной связью. Пектолиты как бы представляют один из экстремальных случаев.
Заканчивая рассмотрение особенностей формирования изотопного состава минералов группы I, нельзя не обратить еще раз внимание на интересный факт закономерного увеличения содержания дейтерия с глубиной, которое особенно отчетливо проявляется на примере группы серпентинитов коматиитового комплекса Голованевской зоны (Тарноватское тело; табл. 33). Установленное распределение дейтерия, по нашему мнению, обязано участию различных типов вод на разных стадиях в процессе серпентинизации этих ультрамафитов. Так, представляется, что на самых первых стадиях процесс протекал под воздействием магматических паров воды, но их количество было невелико. Затем в конвективно-циркуляционный процесс тепловой машины вовлекались региональные метаморфогенные воды морского (либо континентального) происхождения с примесью метеорных вод. На конечной стадии определяющее значение имели метеоинфильтрогенные воды. Однако нисходящее проникновение последних, как это видно из табл. 33, с глубиной затухает. Полученные данные позволяют достаточно легко оценить вклад метеорных вод в пределах изученных разрезов, если с известным приближением принять значения для метеорных, магматических и метаморфогенных вод. Следовательно, изотопный состав водорода является своего рода индикатором глубины внедрения метеорных вод и степени вовлечения их в гидротермальный процесс серпентинизации (и рудообразования).
В то же время, если природу воды минералов с низкими значениями можно установить с достаточно большой достоверностью, то определить происхождение источника воды в серпентинизироваиных ультрамафитах с содержанием дейтерия в серпентинах, от -70 до -30‰ очень сложно. Уверенно можно лишь говорить, что это воды не метеорного происхождения. Дело в том, что в указанном диапазоне значения могут соответствовать изотопному составу серпентинита в океанических ультрабазитах, как это видно на примере изученного нами образца из впадины Аименто, разлом
Элтанин, Тихий океан, характеризующегося значениями (автор коллекции Г.Б.Рудник). Близкие к этим значениям могут иметь также магматические и метаморфические воды. Поэтому для правильной диагностики природы источника воды в этих случаях следует проводить комплексное изотопно-геохимимическое и петрологическое исследование.
Температуры серпентинизации изученной части разреза и территории были относительно невысокими (не выше 280). При этом сам процесс серпентинизации протек?/p>