ÏÅÒÐÎÔÓËÜÃÓÐÈÒÛ: ÝËÅÊÒÐÎÀÒÌÎÃÅÍÍÀß ÄÈÔÔÅÐÅÍÖÈÀÖÈß ÂÅÙÅÑÒÂÀ À. Þ. Ëûñþê Âåñòíèê

Âåñòíèê, ìàé, 2009 ã., ¹ 5
ÏÅÒÐÎÔÓËÜÃÓÐÈÒÛ: ÝËÅÊÒÐÎÀÒÌÎÃÅÍÍÀß
ÄÈÔÔÅÐÅÍÖÈÀÖÈß ÂÅÙÅÑÒÂÀ
Ì. í. ñ. À. Þ. Ëûñþê
[email protected]
Ôóëüãóðèòû — ãåîëîãè÷åñêèå òåëà,
îáðàçóþùèåñÿ â ðåçóëüòàòå óäàðîâ
ìîëíèé â ñóõèå ãîðíûå ïîðîäû [3],
êëàññèôèöèðóþòñÿ ïî õàðàêòåðó ìèøåíè íà òðè òèïà: êëàñòîôóëüãóðèòû (àëåâðî- èëè ïñàììèòî-), ïåòðîôóëüãóðèòû
è ôèòîôóëüãóðèòû [5]. Îáû÷íî âíèìàíèå èññëåäîâàòåëåé ïðèâëåêàþò êëàñòîôóëüãóðèòû, èìåþùèå ýôôåêòíóþ
òðóá÷àòóþ èëè áëèçêóþ ê íåé ôîðìó è
ëåãêî èçâëåêàåìûå èç ðûõëûõ âìåùàþùèõ ïîðîä. Ïåòðîôóëüãóðèòû, ÿâëÿþùèåñÿ ñëåäñòâèåì ðàçðÿäà ìîëíèé íà
îáíàæåííóþ ñêàëüíóþ ïîâåðõíîñòü
òâåðäûõ ãîðíûõ ïîðîä è âñòðå÷àþùèåñÿ íà èõ ïîâåðõíîñòè â âèäå êîðîê èëè
ñôåðè÷åñêèõ ñòåêîëüíûõ êàïåëü, îõàðàêòåðèçîâàíû çíà÷èòåëüíî ñëàáåå [1].
 ýòîé ñòàòüå ïðèâîäÿòñÿ ðåçóëüòàòû èçó÷åíèÿ îáðàçöîâ ôóëüãóðèòà èç
îêðåñòíîñòåé ã. Íîðèëüñêà, ïåðåäàííîãî âìåñòå ñ îáðàçöîì èñõîäíîãî ãàááðî-äîëåðèòà â Ãåîëîãè÷åñêèé ìóçåé
èì. À. À. ×åðíîâà Èíñòèòóòà ãåîëîãèè
Êîìè ÍÖ ÓðÎ ÐÀÍ ê. ã.-ì. í. Å. Â. Êîëîíè÷åíêî. Ýòî ïðèìåð òèïè÷íîãî ïåòðîôóëüãóðèòà, ñâÿçàííîãî in situ ñ ìàòåðèíñêîé ïîðîäîé.
Ñêîïëåíèå ïåòðîôóëüãóðèòîâ îáíàðóæåíî íà îêðàèíå ãîðîäà íà îäíîé èç
ñîïîê ìåæäó äâóìÿ îïîðàìè âûñîêîâîëüòíîé ëèíèè. Ïîä íåé íà çåìëå îñòàëèñü âûòÿíóòûé ïàðàëëåëüíî ËÝÏ
îáðûâîê ñòàðîãî ïðîâîäà è áóõòà àëþìèíèåâîãî ïðîâîäà, êîòîðûå è èñïûòàëè óäàðû ìîëíèé. Àëþìèíèåâàÿ áóõòà
÷àñòè÷íî ïåðåïëàâèëàñü, èç-ïîä íåå âû-
òåê «ÿçûê» ìåòàëëà, çàñòûâøèé â âèäå
ëåïåøêè. Âîêðóã îáðûâêà ïðîâîäà îáðàçîâàëèñü íåñêîëüêî íåãëóáîêèõ êðàòåðîâ è îðåîë ôóëüãóðèòîâûõ êîðîê,
ïîêðûâàþùèõ ãàááðî-äîëåðèò, êàïëåâèäíûå îáðàçîâàíèÿ è øàðèêè (ðèñ. 1,
à, á), ïðåäñòàâëåííûå ÷åðíûì ñòåêëîì
ñ êîðè÷íåâàòî-áóðûì îòòåíêîì â òîíêèõ, ïðîñâå÷èâàþùèõñÿ îñêîëêàõ.
Ïîðîäîé ìèøåíè, êàê óæå îòìå÷àëîñü, îêàçàëñÿ ìåëêîêðèñòàëëè÷åñêèé
ãàááðî-äîëåðèò çóáîâñêîãî êîìïëåêñà
âîçðàñòîì îêîëî 245 ìëí ëåò. Òåêñòóðà
åãî ìàññèâíàÿ, ñòðóêòóðà îôèòîâàÿ ñ
ýëåìåíòàìè ïîéêèëèòîâîé (ðèñ. 2).
Ìèíåðàëüíûé ñîñòàâ ïîðîäû: ïëàãèîêëàç îñíîâíîãî ñîñòàâà (ëàáðàäîð è
àíîðòèò?) — 40 %, ìèíåðàëû ãðóïïû
ýïèäîòà (öîèçèò, êëèíîöîèçèò) — 50 %,
ýïèäîò, ðóäíûé íåïðîçðà÷íûé ìèíåðàë
(ìàãíåòèò) — 3—5 %. Ýïèäîò è öîèçèò,
îáðàçîâàâøèåñÿ â îñíîâíîì ïðè èçìåíåíèè ïèðîêñåíîâ, ïëàãèîêëàçîâ, àìôèáîëîâ, îòíîñÿòñÿ êî âòîðè÷íûì ìèíåðàëàì. Âûÿâëåíû äâå ãåíåðàöèè ïëàãèîêëàçà: ðàííÿÿ (àíîðòèò èëè áèòîâíèò),
Ðèñ. 2. Ñòðóêòóðà ãàááðî-äîëåðèòà (íèêîëè ñêðåùåíû)
14
ê êîòîðîé îòíîñÿòñÿ èíäèâèäû ïðèçìàòè÷åñêîé èëè òàáëèò÷àòîé ôîðìû ðàçìåðîì 0.8—1.3 ìì ñ ïîëèñèíòåòè÷åñêèìè äâîéíèêàìè, è ïîçäíÿÿ (ëàáðàäîð), ñîñòàâëåííàÿ êîðîòêèìè (0.1—
0.5 ìì) ëåéñòàìè.
Ìàòåðèàë ïåòðîôóëüãóðèòà ïðåäñòàâëåí ïðàêòè÷åñêè ïîëíîñòüþ ñòåêëîì êîðè÷íåâàòî-áóðîãî öâåòà ñ îò÷åòëèâîé ôëþèäàëüíîé òåêñòóðîé (ðèñ. 3)
è âûñîêîé ïîðèñòîñòüþ. Ïîðû èìåþò
ïðàâèëüíóþ ñôåðè÷åñêóþ ôîðìó è
ðàçíóþ âåëè÷èíó — îò âèäèìûõ ïðîñòûì ãëàçîì (îêîëî 1 ñì è äàæå áîëåå)
äî óëüòðàìèêðîñêîïè÷åñêèõ. Ïî ñòåíêàì ïîð ïîä ìèêðîñêîïîì èíîãäà îáíàðóæèâàþòñÿ òîíêèå îòîðî÷êè áåñöâåòíîãî ïîêà íå îïðåäåëåííîãî ìèíåðàëà ñ ïîêàçàòåëåì ïðåëîìëåíèÿ âûøå
êàíàäñêîãî áàëüçàìà. Âñòðå÷àþòñÿ ðåäêèå âêëþ÷åíèÿ ìàãíåòèòà â âèäå íèòåâèäíûõ è äåíäðèòîâûõ îáðàçîâàíèé.
Ãîìîãåííîñòü ôóëüãóðèòîâîãî ñòåêëà ïîäòâåðæäàåòñÿ è ýëåêòðîííî-ìèêðîñêîïè÷åñêèì èññëåäîâàíèåì íà ðàñòðîâîì ìèêðîñêîïå, õîòÿ ïðè áîëüøèõ
à
Ðèñ. 1. Êîðêè ïåòðîôóëüãóðèòà (à), êàïëè è øàðèêè (á)
á
Ðèñ. 3. Ïåòðîôóëüãóðèòîâîå ñòåêëî â ïðîõîäÿùåì ñâåòå. × 5
Âåñòíèê, ìàé, 2009 ã., ¹ 5
óâåëè÷åíèÿõ óëàâëèâàþòñÿ òðóäíî ðàñøèôðîâûâàåìûå íàíîðàçìåðíûå
ñòðóêòóðíûå îáîñîáëåíèÿ. Íà âñåõ ìàñøòàáíûõ óðîâíÿõ îáëèê ôóëüãóðèòîâîãî ñòåêëà îïðåäåëÿåòñÿ íàíîïîðèñòîñòüþ (ðèñ. 4).
Ðåëèêòîâûå âêëþ÷åíèÿ â ìàòåðèàëå ìèøåíè ïðåäñòàâëåíû íàèáîëåå òóãîïëàâêèìè ìèíåðàëàìè: òèòàíîìàãíåòèòîì ñ ñàãåíèòîâîé ñòðóêòóðîé ðàñïàäà, èëüìåíèòîì. Ðÿä âêëþ÷åíèé
îïëàâëåíû è ÷àñòè÷íî ïåðåêðèñòàëëèçîâàíû. Ê íîâîîáðàçîâàííûì ìîæíî
îòíåñòè íåêîòîðûå âêëþ÷åíèÿ ìàãíåòèòà, ñôåðè÷åñêèå âêëþ÷åíèÿ æåëåçîíèêåëåâîãî ñïëàâà, èíîãäà ñîäåðæàùåãî ìåäü, à òàêæå ñôåðè÷åñêèå êàïëè âû-
ñîêîêðåìíåçåìèñòîãî (ïî÷òè äî ÷èñòîãî êðåìíåçåìà) ñòåêëà.
Îñîáûé èíòåðåñ âûçûâàþò èçìåíåíèÿ ãåîõèìè÷åñêîãî áàëàíñà êîìïîíåíòîâ â ïðîöåññå ýëåêòðîàòìîãåííîãî ðàçðóøåíèÿ èñõîäíîé ïîðîäû è
ôîðìèðîâàíèÿ ïåòðîôóëüãóðèòà. Îá
ýòîì ìîæíî ñóäèòü ïî ðåçóëüòàòàì ðåíòãåíîôëþîðåñöåíòíîãî (ÈÃ Êîìè ÍÖ
ÓðÎ ÐÀÍ) è íåéòðîííî-àêòèâàöèîííîãî (ÃÅÎÕÈ ÐÀÍ) àíàëèçîâ ãàááðî-äîëåðèòà ìèøåíè, êîðîê è êàïåëü ôóëüãóðèòà (òàáë. 1, 2; ðèñ. 5).
Ñðàâíèòåëüíûé àíàëèç õèìè÷åñêèõ
ñîñòàâîâ ïîêàçûâàåò, ÷òî ñîäåðæàíèå
ýëåìåíòîâ â èñõîäíîì ãàááðî-äîëåðèòå è ïðîäóêòàõ åãî ýëåêòðîàòìîãåííîãî
Òàáëèöà 1
Ñîñòàâ èñõîäíîé ïîðîäû è ïåòðîôóëüãóðèòà ïî äàííûì
ïðèáëèæåííî- êîëè÷åñòâåííîãî ðåíòãåíîôëþîðåñöåíòíîãî àíàëèçà
Êîìïîíåíòû
SiO2
TiO2
Al2O3
Fe2O3 îáù.
MnO
MgO
CaO
K2O
P2O5
SrO
ZrO2
Ñóììà
Ñîäåðæàíèå êîìïîíåíòîâ, %
Ãàááðî-äîëåðèò
Ôóëüãóðèò, êîðêè
Ôóëüãóðèò, êàïëè
51.2
54.8
54.7
1.7
2.0
2.1
13.9
14.3
16.8
15.7
14.6
16.0
0.2
0.2
0.2
4.6
5.3
4.9
7.9
7.8
8.3
0.8
0.8
0.6
0.1
0.09
0.2
0.03
0.04
0.04
0.03
0.02
0.02
100.00
100.00
100.00
Ïðèìå÷àíèå. Áåç ó÷åòà ïîòåðü ïðè ïðîêàëèâàíèè è Na2O. Àíàëèòèê Ñ. Ò. Íåâåðîâ
ïðåîáðàçîâàíèÿ â öåëîì ðàçëè÷àåòñÿ
íåçíà÷èòåëüíî, ÷òî îòìå÷àëîñü è ðàíåå
[1], íî îïðåäåëåííûå òåíäåíöèè â äèôôåðåíöèàöèè âåùåñòâà ïðîÿâëÿþòñÿ.
Òàê, â ôóëüãóðèòå ïî ñðàâíåíèþ ñ ãàááðî-äîëåðèòîì óìåíüøàåòñÿ ñîäåðæàíèå Al2O3, Fe2O3, CaO, P2O5, íî óâåëè÷èâàåòñÿ êîíöåíòðàöèÿ SiO2, TiO2. Èç
ïðèìåñíûõ ýëåìåíòîâ â ôóëüãóðèòå
íåçíà÷èòåëüíî íàêàïëèâàþòñÿ ýëåìåíòû-ãèäðîëèçàòû La, Ce, Nd, Zr, à òàêæå
Br. Âûíîñÿòñÿ Ba, As, Sb, Cr, Ni. Ðàçíàÿ
òåíäåíöèÿ õàðàêòåðíà äëÿ Sr, Eu, Se, Th
è U. Òàê, ñòðîíöèé è åâðîïèé àêêóìóëèðóþòñÿ â ìàññèâíîì ôóëüãóðèòå, íî
âûíîñÿòñÿ èç êàïåëü ñòåêëà. Ñåëåí, òîðèé è óðàí òàêæå íàêàïëèâàþòñÿ â ôóëüãóðèòå, íî ñîäåðæàíèÿ èõ â ñòåêëå îñòàþòñÿ ïðàêòè÷åñêè áåç èçìåíåíèÿ. Íàêîíåö, êîëè÷åñòâî öåçèÿ ðåçêî âîçðàñòàåò â ñòåêëå (÷òî, êñòàòè, ñâîéñòâåííî
è âóëêàíè÷åñêèì ñòåêëàì).
ß. Ý. Þäîâè÷ è Ì. Ï. Êåòðèñ ïî íàøåé ïðîñüáå èññëåäîâàëè ïîâåäåíèå
ðåäêèõ çåìåëü ïðè ôóëüãóðèòèçàöèè.
Îíè âû÷èñëèëè êîýôôèöèåíòû àíîìàëüíîñòè äëÿ öåðèÿ è åâðîïèÿ, îïðåäåëÿåìûå êàê îòíîøåíèå íîðìèðîâàííûõ ïî õîíäðèòó ñîäåðæàíèé CeN è EuN
ê èõ «òåîðåòè÷åñêèì» èíòåðïîëèðîâàííûì ñîäåðæàíèÿì Ce*N è Eu*N : A(Ce)
= CeN /CeN*, A(Eu) = EuN/Eu*N. Âåëè÷èíû Ce*N è Eu*N ðàññ÷èòûâàëèñü ïî
ôîðìóëàì èíòåðïîëÿöèè: Ce*N = 2/3LaN
+ 1/3NdN; Eu*N = 2/3 SmN + 1/3TbN.
à
á
â
ã
ä
å
Ðèñ. 4. Ñòðóêòóðà ïåòðîôóëüãóðèòîâîãî ñòåêëà è âêëþ÷åíèÿ â íåì ïî äàííûì ñêàíèðóþùåé ýëåêòðîííîé ìèêðîñêîïèè: à — îáùèé âèä;
á — ñàãåíèòîâàÿ ðåøåòêà ðàñïàäà âî âêëþ÷åíèè òèòàíîìàãíåòèòà; â — äåíäðèòû òèòàíîìàãíåòèòà è èãîëü÷àòûå êðèñòàëëû ìàãíåòèòà;
ã — ñôåðè÷åñêîå çåðíî ñïëàâà æåëåçà ñ íèêåëåì è ìåäüþ; ä — âûñîêîêðåìíåçåìèñòûå îáðàçîâàíèÿ â ñòåêëå; å — íàíîðàçìåðíûå
ñòðóêòóðû íåóñòàíîâëåííîãî ñîñòàâà
15
Âåñòíèê, ìàé, 2009 ã., ¹ 5
Àíàëèç ïîêàçàë, ÷òî öèôðû àíîìàëèè
öåðèÿ À(Ñå) = ÑeN/CeN* îáðàçóþò ðÿä:
1.56 (èñõîäíàÿ ïîðîäà) ⇒
⇒ 0.55 (ôóëüãóðèò) ⇒ 0.60 (ñòåêëî),
ò. å. òåðìàëüíî-óäàðíîå èçìåíåíèå ãàááðî-äîëåðèòà ïðåâðàùàåò «ïîëîæèòåëüíóþ» àíîìàëèþ öåðèÿ â «îòðèöàòåëüíóþ».
Öèôðû àíîìàëèè åâðîïèÿ A(Eu) =
Eu/EuN/Eu*N îáðàçóþò ðÿä:
0.78 (èñõîäíàÿ ïîðîäà) ⇒
⇒ 0.89 (ôóëüãóðèò) ⇒ 0.32 (ñòåêëî).
Ïîâåäåíèå åâðîïèåâîé àíîìàëèè
ïîâòîðÿåò äèôôåðåíöèðîâàííîå ðàñïðåäåëåíèå ñàìîãî åâðîïèÿ: ïðèðîñò
åãî ñîäåðæàíèÿ â ôóëüãóðèòå ñîïðî-
Ðèñ. 5. Ñïåêòðû ðåäêîçåìåëüíûõ ýëåìåíòîâ
1 — èñõîäíûé ãàááðî-äîëåðèò; 2 — ôóëüãóðèò; 3 — êàïëÿ ôóëüãóðèòîâîãî ñòåêëà
âîæäàåòñÿ óâåëè÷åíèåì àíîìàëèè, à
óáûâàíèå ñîäåðæàíèÿ Eu â ñòåêëå —
óìåíüøåíèåì àíîìàëèè, îíà ñòàíîâèòñÿ áîëåå ÿðêî âûðàæåííîé «îòðèöàòåëüíîé».
Óñòàíîâëåííûå ìíîþ òåíäåíöèè
èçìåíåíèÿ ñîñòàâà íîðèëüñêîãî ãàááðî-äèîðèòà â ðåçóëüòàòå àòìîñôåðíûõ
ýëåêòðîðàçðÿäîâ íà åãî ïîâåðõíîñòü
õàðàêòåðèçóþòñÿ ìãíîâåííûì ëîêàëüíûì âîçäåéñòâèåì ñâåðõâûñîêèõ òåìïåðàòóð è äàâëåíèé [6], ñâÿçàíû ñ ïðîõîæäåíèåì ìèøåíüþ ãàçîâîé ñòàäèè è
îáúÿñíÿþòñÿ äåãàçàöèåé, ïîñëåäîâàòåëüíî-èçáèðàòåëüíûì ïëàâëåíèåì ïîðîäû è íåñêîëüêî ðàçëè÷àþùèìèñÿ
óñëîâèÿìè çàñòûâàíèÿ ðàñïëàâà ñòåêîë
íà ñêàëüíîé ïîâåðõíîñòè è â ðàçáðàñûâàåìûõ êàïëÿõ. Ïðîöåññû ôóëüãóðèòîîáðàçîâàíèÿ ñîïðîâîæäàþòñÿ âîññòàíîâëåíèåì âñåõ ôàç äî ïðåäåëüíîãî
ñîñòîÿíèÿ. Ïîäîáíûå ÿâëåíèÿ õàðàêòåðíû è äëÿ äðóãèõ èìïàêòíûõ ïðîöåññîâ [2—5].
Âûðàæàþ ãëóáîêóþ áëàãîäàðíîñòü ß. Ý. Þäîâè÷ó, Ì. Ï. Êåòðèñ,
Â. Ï. Ëþòîåâó, Â. Í. Ôèëèïïîâó, À. Í.
Øóëåïîâîé çà îáñóæäåíèå ðåçóëüòàÒàáëèöà 2
Ðåçóëüòàòû íåéòðîííîãî àêòèâàöèîííîãî àíàëèçà ãàááðî-äîëåðèòà è ôóëüãóðèòà
Îáðàçåö
Ñîäåðæàíèå ýëåìåíòîâ, ppm
Eu
Gd
Tb
Dy
La
Ce
Pr
Nd
Sm
Ãàááðîäîëåðèò
Ho
Er
Tm
Yb
Lu
8.43
21.0
3.02
14.6
4.82
1.4
6.13
0.95
5.42
1.2
3.27
0.47
2.54
0.42
Ôóëüãóðèò,
êîðêè
17.7
35.6
4.48
19.9
5.35
1.71
6.23
0.93
5.21
1.14
3.01
0.44
2.13
0.36
Ôóëüãóðèò,
êàïëè
14.6
32.1
4.0
18.2
5.05
0.59
6.4
0.96
5.32
1.19
3.08
0.44
2.26
0.37
Ïðîäîëæåíèå òàáë. 2
Îáðàçåö
Na*
Ãàááðîäîëåðèò
1.51
Ôóëüãóðèò,
êîðêè
1.59
Ôóëüãóðèò,
êàïëè
1.54
K*
Rb
Ñîäåðæàíèå ýëåìåíòîâ, ppm
Ca*
Sr
Ba
Sc
Cs
0.85
4.06
52.2
6.65
Cr
Fe*
Cj
Ni
280
4.79
270
985
43.7
149.8
10.3
55.8
4.23
640
165
41.8
128.2
10.1
48.3
5.0
82
580
40.5
117.6
8.63
48.8
200
* Cîäåðæàíèå â ïðîöåíòàõ.
Îêîí÷àíèå òàáë. 2
Îáðàçåö
Ñîäåðæàíèå ýëåìåíòîâ, ppm
U
Br
Hf
Se
As
Sb
Th
Ãàááðîäîëåðèò
0.96
6.37
1.07
0.44
2.4
0.73
3.66
Ôóëüãóðèò,
êîðêè
3.52
5.67
0.62
3.1
4.35
1.76
4.25
3.82
0.64
0.58
1.96
1.16
2.21
Ôóëüãóðèò,
êàïëè
16
Ta
Zr
Au
Ag
0.44
5
24
0.041
19.9
30
0.014
Âåñòíèê, ìàé, 2009 ã., ¹ 5
òîâ èññëåäîâàíèé, èõ èíòåðïðåòàöèè,
çà ïðîâåäåíèå àíàëèòè÷åñêèõ ðàáîò, à
òàêæå Å. Â. Êîëîíè÷åíêî çà ïåðåäà÷ó
â ìóçåé Èíñòèòóòà ãåîëîãèè Êîìè ÍÖ
ÓðÎ ÐÀÍ êîëëåêöèè íîðèëüñêèõ ôóëüãóðèòîâ.
Èññëåäîâàíèÿ ïðîâîäèëèñü â
ðàìêàõ ïðîãðàìì Ïðåçèäèóìà ÐÀÍ
«Îêðóæàþùàÿ ñðåäà â óñëîâèÿõ èçìåíÿþùåãîñÿ êëèìàòà. Ýêñòðåìàëüíûå ïðèðîäíûå ÿâëåíèÿ è êàòàñòðîôû» è «Ïðîèñõîæäåíèå áèîñôåðû
è ýâîëþöèÿ ãåîáèîëîãè÷åñêèõ ñèñòåì».
Ëèòåðàòóðà
1. Àáëåñèìîâ Í. Å., Öþðóïà À. È., Ëèïàòîâ Â. Ã. Ôàçîâûå è ýëåìåíòíûå îòíîøåíèÿ ïðè îáðàçîâàíèè ôóëüãóðèòà ïî
áàçàëüòó // ÄÀÍ ÑÑÑÐ, 1986. Ò. 290. ¹ 6.
Ñ. 1454—1458. 2. Ëûñþê À. Þ. Ôóëüãóðèòû ïóñòûíè Ñîíîðà (Ìåêñèêà) è Íèãîçåðà
(Êàðåëèÿ, Ðîññèÿ) // Ñòðóêòóðà, âåùåñòâî,
èñòîðèÿ ëèòîñôåðû Òèìàíî-Ñåâåðîóðàëüñêîãî ñåãìåíòà: Ìàòåðèàëû 11-é íàó÷. êîíô.
Ñûêòûâêàð: Ãåîïðèíò, 2002. Ñ. 102—104.
3. Ëûñþê À. Þ. Ôóëüãóðèòû è èõ ðîëü â
ôîðìèðîâàíèè ìèíåðàëîãè÷åñêîãî îáëèêà
ëèòîñôåðû // Òåîðèÿ, èñòîðèÿ, ôèëîñîôèÿ
ìèíåðàëîãèè: Ìàòåðèàëû Ìåæäóíàð. ìèíåðàëîã. ñåìèíàðà. Ñûêòûâêàð: Ãåîïðèíò,
2006. Ñ. 51—53. 4. Ëûñþê À. Þ., Ëþòîåâ
Â. Ï., Ôèëèïïîâ Â. Í. Ìèêðîñòðóêòóðà
èìïàêòíûõ ñòåêîë // Íàíîìèíåðàëîãèÿ.
Óëüòðà- è ìèêðîäèñïåðñíîå ñîñòîÿíèå ìèíåðàëüíîãî âåùåñòâà. ÑÏá.: Íàóêà, 2005.
Ñ. 438—457. 5. Ëûñþê À. Þ., Þðãåíñîí
Ã. À., Þøêèí Í. Ï. Íîâûé òèï ãåîëîãè÷åñêèõ îáúåêòîâ — ôèòîôóëüãóðèòû // Äîêëàäû Àêàäåìèè íàóê, 2006. Ò. 411. ¹ 4.
Ñ. 510—513. 6. Rakov V. A., Uman M. A.
Lighting: Physics and Effects. Cambridge
University Press, 2003.
ÂÎÇÌÎÆÍÎÑÒÜ ÀÍÎÌÀËÜÍÎÃÎ ÊÀÒÀÃÅÍÅÇÀ ÊÐÅÌÍÈÑÒÛÕ
È ÊÀÐÁÎÍÀÒÍÛÕ ÒÎËÙ
(â ñâåòå êîíöåïöèè Â. Ñ. Ãîëóáåâà)
Ñðàâíèòåëüíî íåäàâíî Â. Ñ. Ãîëóáåâ
[1] ïðîâåë èíòåðåñíûå ðàñ÷åòû, ïîêàçàâøèå, ÷òî ïðè îáðàçîâàíèè áèîãåííûõ
êðåìíèñòûõ è êàðáîíàòíûõ îñàäêîâ
ïîãëîùàåòñÿ ñîëíå÷íàÿ ýíåðãèÿ.
Äåëî â òîì, ÷òî ðàñòâîðèìîñòü
àìîðôíîãî êðåìíåçåìà â ìîðñêîé âîäå
(Ñn) ñîñòàâëÿåò ïî÷òè 100 ìã/ë, à ðåàëüíàÿ êîíöåíòðàöèÿ SiO2 â ìîðñêîé âîäå
(Ño) äîñòèãàåò âñåãî ëèøü îêîëî 6 ìã/ë.
Äëÿ òîãî, ÷òîáû ïîñòðîèòü ñâîþ ðàêîâèíó, äèàòîìåè, ðàäèîëÿðèè èëè êðåìíåâûå ãóáêè äîëæíû èçâëåêàòü êðåìíåçåì èç ñèëüíî íåäîñûùåííîãî ðàñòâîðà — äëÿ ýòîãî èì è íóæíà äîáàâî÷íàÿ ýíåðãèÿ.
Íà ïåðâûé âçãëÿä êàðáîíàòîîáðàçóþùèì îðãàíèçìàì æèâåòñÿ ëåã÷å, òàê
êàê êîíöåíòðàöèÿ ÑàÑÎ3 â ìîðñêîé
âîäå áëèçêà ê íàñûùåíèþ, íå òàê óæ
ñèëüíî óêëîíÿÿñü îò íåãî â ìåíüøóþ
(÷àùå) èëè áîëüøóþ (ãîðàçäî ðåæå)
ñòîðîíû. Îäíàêî, êàê èçâåñòíî, íåîðãàíè÷åñêàÿ ñàäêà ÑàÑÎ3 èç ìîðñêîé âîäû
õàðàêòåðèçóåòñÿ áîëüøîé ýíåðãèåé àêòèâàöèè — îíà òðåáóåò ïî÷òè 50-êðàòíîãî ïåðåñûùåíèÿ! Ñëåäîâàòåëüíî, è ïî
êàðáîíàòó ìîðñêàÿ âîäà äëÿ îðãàíèçìîâ ñ êàðáîíàòíûì ñêåëåòîì ôàêòè÷åñêè òàêæå îêàçûâàåòñÿ íåäîñûùåííîé — ïîýòîìó èì òîæå íóæíà äîáàâî÷íàÿ ýíåðãèÿ äëÿ èçâëå÷åíèÿ
ÑàÑÎ3 èç ðàñòâîðà ìîðñêîé âîäû.
Ïðè ôîðìèðîâàíèè ðàêîâèííîãî
êðåìíåçåìà èç ìîðñêîé âîäû ïðèðàùåíèå ñâîáîäíîé ýíåðãèè ∆F íà êàæäûé
ìîëü áèîãåííîãî SiO 2 ñîñòàâëÿåò
RTln(Ñn/Ño). Ñîãëàñíî ðàñ÷åòó Â. Ñ. Ãîëóáåâà, çàõîðîíåííàÿ ñ êðåìíèñòûì
îñàäêîì ñâîáîäíàÿ ýíåðãèÿ ñîñòàâèò
âåëè÷èíó j1 ïîðÿäêà 10–7 Äæ/ñì2 ñåê.
Îêàçûâàåòñÿ, ýòî î÷åíü ìíîãî: íà òðè
ïîðÿäêà áîëüøå ýíäîãåííîãî «ïîòîêà
ñâîáîäíîé ýíåðãèè ìèíåðàëîîáðàçîâàíèÿ» (j2 = 10–10 Äæ/ ñì2×ñåê). Ðàñ÷åòà
çàõîðîíåíèÿ ñâîáîäíîé ýíåðãèè ïðè
ôîðìèðîâàíèè êàðáîíàòíûõ îñàäêîâ
Â. Ñ. Ãîëóáåâ íå ïðèâîäèò, íî óêàçûâàåò, ÷òî âêëàä êàðáîíàòîñòðîÿùèõ îðãàíèçìîâ â ýíåðãåòèêó çåìíîé êîðû ñîïîñòàâèì ñ âêëàäîì êðåìíåçåìíîñòðîÿùèõ.
Ýòè ëþáîïûòíûå äàííûå (êîòîðûå
ñàì Â. Ñ. Ãîëóáåâ òðàêòóåò î÷åíü øèðîêî, â òåðìèíàõ ýíåðãåòèêè áèîñôåðû) ïîçâîëÿþò ïîñòàâèòü ÷àñòíûé, íî
âàæíûé âîïðîñ: ÷òî ïðîèçîéäåò ñ êðåìíèñòûìè è êàðáîíàòíûìè îñàäêàìè â
êàòàãåíåçå — ïðè ïîãðóæåíèè èõ â çîíû
ñ ïîâûøåííûìè òåìïåðàòóðàìè íåäð?
Î÷åâèäíî, ÷òî â òàêèõ óñëîâèÿõ ýòè
«àêêóìóëÿòîðû ñîëíå÷íîé ýíåðãèè»
äîëæíû ðàçðÿæàòüñÿ — îñâîáîæäàòü
çàïàñåííóþ ýíåðãèþ. À ýòî çíà÷èò,
÷òî ïî ñðàâíåíèþ ñ òåððèãåííûìè
(èëè âóëêàíîãåííûìè) îòëîæåíèÿìè
áèîãåííûå êðåìíèñòûå è êàðáîíàòíûå îòëîæåíèÿ äîëæíû ïîäâåðãàòüñÿ äîïîëíèòåëüíîìó ðàçîãðåâó, ò. å.
ðàíüøå ïðîõîäèòü çîíû ñòàäèàëüíîãî (òåðìàëüíîãî) êàòàãåíåçà.
Åñòü ëè ïîäòâåðæäåíèÿ ýòîãî ïðåäïîëîæåíèÿ? Íàì êàæåòñÿ, ÷òî åñòü. Ãåîëîãè-íåôòÿíèêè äàâíî îòìå÷àëè, ÷òî â
êðåìíèñòûõ òîëùàõ (íàïðèìåð, â íåîãåíîâûõ è ïàëåîãåíîâûõ äèàòîìèòàõ)
ñîçðåâàíèå Π(è ñîîòâåòñòâåííî íåôòåãåíåðàöèÿ) íàñòóïàåò ðàíüøå, ÷åì â
òåððèãåííûõ, ò. å. îíè âûãëÿäÿò êàòàãåíåòè÷åñêè áîëåå ïðåîáðàçîâàííûìè,
ïî ñðàâíåíèþ ñ îäíîâîçðàñòíûìè òåððèãåííûìè.
Òî÷íî òàê æå ñðåäè ëèòîëîãîâ (íàïðèìåð, [2—4]) ñóùåñòâóåò åäèíîäóøèå â îòíîøåíèè òîãî, ÷òî êàðáîíàòíûå òîëùè ëèòèôèöèðóþòñÿ çíà÷èòåëüíî áûñòðåå, íåæåëè òåððèãåííûå. Õîòÿ
ýòî îáû÷íî ïðèïèñûâàþò äèàãåíåçó,
ìû ïðåäïîëàãàåì, ÷òî çäåñü íåìàëàÿ
ðîëü ïðèíàäëåæèò è àíîìàëüíîìó ïðîãðåâó ýòèõ òîëù â êàòàãåíåçå.
Ðàçóìååòñÿ, âûñêàçàííàÿ èäåÿ îá
àíîìàëüíîì êàòàãåíåòè÷åñêîì ðàçîãðåâå êðåìíèñòûõ è êàðáîíàòíûõ òîëù íóæäàåòñÿ â áîëåå ñîëèäíîì îáîñíîâàíèè — ïîäêðåïëåíèè åå äîñòàòî÷íî äîñòîâåðíûì ôàêòè÷åñêèì ìàòåðèàëîì.
Ëèòåðàòóðà
1. Ãîëóáåâ Â. Ñ. Áèîòà â ãåîõèìè÷åñêîé
ýâîëþöèè è ýíåðãåòèêå çåìíîé êîðû // Ãåîëîãèÿ è ãåîôèçèêà, 2000. Ò. 41. ¹ 9.
Ñ. 1306—1312. 2. Ëåáåäåâ Á. À. Ãåîõèìèÿ
ýïèãåíåòè÷åñêèõ ïðîöåññîâ â îñàäî÷íûõ
áàññåéíàõ. Ë.: Íåäðà, 1992. 239 ñ. 3. Ìàõíà÷ À. À. Ñòàäèàëüíûé àíàëèç ëèòîãåíåçà.
Ìèíñê: ÁÃÓ, 2000. 255 ñ. 4. Þäîâè÷ ß. Ý.,
Êåòðèñ Ì. Ï. Ìèíåðàëüíûå èíäèêàòîðû
ëèòîãåíåçà. Ñûêòûâêàð: Ãåîïðèíò, 2008.
564 ñ.
Ä. ã. -ì. í. ß. Ý. Þäîâè÷
17