Изотопы кислорода и водорода природных вод СССР

Методическое пособие - Геодезия и Геология

Другие методички по предмету Геодезия и Геология

ие изотопов водорода при диссипации, роль изотопно-обменных реакций с карбонатами и силикатами и т. д. [14, 53, 64 и др.]). К сожалению, окончательно изотопный баланс вод установлен не был, что послужило поводом для развития новых гипотез.

В. И. Ферронский и др. [53, 64 и др.] в последние годы продолжают развивать конденсационную гипотезу происхождения вещества Земли и ее гидросферы. Суть гипотезы состоит в том, что формирование Земли, как и других планет Солнечной системы, должно было происходить из единого газообразного облака в процессе его гравитационного сжатия. При сжатии облака происходят его разогрев и дифференциация вещества за счет разделения элементов и соединений в гравитационном поле по массам и по летучим. Этот механизм мог привести к геохимической дифференциации вещества первичного облака [Виноградов А. П., 1971 г.], а условия сохранения момента количества движения. массы и полной энергии системы - к выделению из облака планетных газовых (или газопылевых) образований.

Наблюдаемая картина дифференциации вещества планет Солнечной системы по летучести химических элементов и соединений свидетельствует в пользу такого механизма. При гравитационном сжатии земного газового (или газопылевого) облака должны были происходить дальнейший процесс разогрева земного вещества и его дифференциация в гравитационном поле по массам элементов и соединений и их летучести. Этот процесс мог привести к выделению лунного облака и к наблюдаемой картине геохимической дифференциации земного вещества и должен был завершиться температурной конденсацией вещества Земли и Луны

Согласно гипотезе, высказанной К.К.Тюрекяном и С.П.Кларком[Turekian K.K., Clark S.P.,1969г.], предполагается, что процесс формирования Земли протекал последовательно, в порядке, отвечающем температурам конденсации отдельных химических соединений. Соединения железа и никеля с кремнием и магнием имеют наиболее высокую температуру конденсации. Они образовали ядро нашей планеты. Сульфиды и силикаты имеют более низкую температуру конденсации и образовали мантию Земли. Вода, имеющая наиболее низкую температуру конденсации, вероятно, выпала на поверхность Земли на самой последней стадии ее формирования. Несконденсировавшаяся часть газа осталась в виде первичной атмосферы. На основе рассмотрения данных об изотопном составе предполагается, что современная гидросфера (в виде Мирового океана и древних континентальных бассейнов) появилась на завершающем этапе конденсации Земли как планеты. Это означает, что в данном случае средний изотопный и химический состав первичной гидросферы мог оставаться неизмененным и до наших дней.

Разрабатываемая упомянутой группой авторов [53, 64 и др.] гипотеза - новый важный вклад в познание эволюции земных оболочек и ее гидросферы. Однако она не объясняет ряда наблюдаемых фактов, в частности не учитывает роль и масштабы вулканических эксгаляций и активность поступления магматической (ювенильной) воды в различные геологические эпохи.

 

ЮВЕНИЛЬНАЯ ВОДА

 

Вопрос о ювенильных водах, хотя и имеет уже свою историю, однако до сего времени относится к числу наиболее нерешенных и противоречивых в геологии и гидрогеологии и затрагивает, по существу, в той или иной мере практически все смежные области знания и прикладные науки. Автором совместно с А. Е. Бабинцом, Е. А. Басковым, И. С. Ломоносовым, Е. В. Пиннекером, В. К. Гавришем, Л. К. Гуцало, И. А. Меняйловым, В. Г. Артемчуком и другими систематически исследовались различные типы глубинных подземных и поверхностных вод и газов в пределах зон современного вулканизма и глубинных континентальных и островных разломов (в том числе сейсмоактивных зон) с целью выяснения их природы, условий формирования и установления активности поступления магматических (ювенильных) вод из верхней мантии. Определение роли ювенильных вод, появление которых обычно связывают с магматическими процессами, представляет особый интерес и рассмотрено нами в работах [14, 36, 37 и др.].

Существование притока ювенильных вод в земную кору не вызывает сомнений и признается многими исследователями. Однако нет единства взглядов на масштабы их миграции во времени и в пространстве, а также на их долю в общем балансе природных вод земной коры. Не ясно, какие критерии следует использовать для диагностики ювенильных вод, каковы их отличительные особенности в изотопном составе растворителя, минеральной или газовой фазе и пр. Все это объясняется гипотетичностью самого понятия ювенильная вода, недостаточной разработанностью проблемы в целом и ограниченными возможностями получения этих чистом виде. Поэтому ранее существовала даже точка зрения, что вообще нет показателя для надежной диагностики ювенильных вод [Уайт Д.Е., 1965 г.].

Под ювенильными обычно понимают [25 и др.] подземные воды, которые образуются из паров и диссоциированных атомов Н и О, выделяющихся из магмы и ранее не участвовавших во внешних круговоротах вод. Иногда к ювенильным относят воды, образовавшиеся из водорода, выделившегося из магмы, и кислорода атмосферного происхождения, а также кристаллизационную и конституционную воду, входящую в состав гидратных минералов, и др. По нашему мнению [14], термин ювенильные воды следует понимать в его первом определении. Часто ювенильную воду отождествляют с магматической, что в принципе неверно, так как последняя - это вода, выделяющаяся нз магмы независимо от первоисточника (пр