Изотопы в геохимии. Стабильные и нестабильные.
Изото́пы— разновидности атомов (и ядер) одного химического элемента с разным количеством нейтронов в ядре. Химические свойства атома зависят практически только от строения электронной оболочки.
Стабильные изотопы водорода и кислорода
Кислород (Z=6) является наиболее распространенным химическим элементом в земной коре. Он имеет три стабильных изотопа – 16О = 99,63%, 17O = 0,0375% и 18O = 0,1995%.
Водород (Z=1) имеет два стабильных изотопа 1Н и 2Н, распространенность которых составляет, соответственно 99,9852% и 0,0148%.
Углерод (Z = 6) имеет два стабильных изотопа: 12С= 98,89% и 13С=1,11%. Кроме того, на Земле встречается радиоактивный изотоп 14С. Изотоп углерода 14С (радиоуглерод) образуется в верхних частях атмосферы на высоте 1600 км из азота-14 под действием космических частиц — тепловых нейтронов. Период полураспада 14С = 5730 лет, поэтому 14С отсутствует в каменных углях, а в современной древесине 14С = 1,07. 10-10. Углерод-14 позволяет определять малый абсолютный («археологический») возраст. Пределы колебания значений.
Сера (Z = 16) имеет четыре стабильных изотопа, приблизительная распространенность которых: 32S == 95,02%, ЗЗS=0,75%, 34S=4,21% и 36S=0,02%.
Исследования вариаций изотопного состава серы S-содержащих минералов докембрийского возраста весьма важны, поскольку они могут дать информацию о биологической эволюции в архейское время.
Цикличность и необратимость геохимической эволюции земной коры.
|
|
|
Разделение планеты на кору, мантию, ядро позволяет рассматривать часть земли как независимую физ-хим систему. В этом случае миграцию вещества в пределах коры можно считать независимым явлением. Миграция бывает механическая и химичская. Механическая-результат орогенных движений и гравитации. Физ-хим в рамках процессов магматизма, седиментации и метаморфизма.
1. магматическая кристаллизация
2. процессы осадкообразования-дальнейшее развитие геохимической дифференциации. Большое значение имеют процессы соосаждения в конкретных условиях, в результате которых возникают определенные ассоциации элементов.
3. большую роль в процессах осадкообразования играет взаимодействие гидросферы и атмосферы с литосферой
4. с осадкообразованием тесно связаны процессы жизнедеятельности организмов
Все это приводит ко все более увеличивающейся геохимической дифференциации.
График глубина (давление)-температура планеты Земля.
Рисунок 6
*50 км – 300 градусов
**100 км – 600 градусов-базальт * и ** область выплавления гранита
273 К-абсолютный ноль
36,6 температура человека
374 критическая точка воды
1000 излившаяся магма
+-70 предельная темература земли
-4 самая плотная вода
|
|
|
Обе шкалы в логарифмическом масштабе. Давление растет с глубиной. Гидростатичное давление 100 атм. Литостатическое давление в силу того, что плотность горных пород в 3 раза выше, растет в 3 раза быстрее.
Считается, что в центре земли давление 3,1*106 атм Мбар
Т=5000, Р и Т приняты условно, так как Р столь велико, то каждый атом неподвижен-это ноль. В чем ошибка? В них много потенциальной энергии и если Р убрать, молекулы мгновенно разогреются.
Геохимия метаморфизма: выплавление гранита и базальта.
Рисунок 7
В месте пересечения линий Т (1) с линиями 2 и 3 происходит их реальное плавление. Гранит и базальт выплавляется по закону эвтектики. Гранит на глубинах 50-100 км, а базальт 200 км. Т.о. в разрезе земной коры можно выделить несколько глубин, где вещество существует в жидком состоянии:
0-5 км – жидкая вода
3-8 км – нефть
Десятки км – гранитная магма
200 км – базальт
Базальт-продукт выплавления по эвтектике и обязаны быть очень схожего состава по когерентным элементам. Минералы: плагиоклазы, пироксены, оливин. Однако по когерентным элементам они различаются. Легкие земли накапливаются в них сильнее всего.
Океанический базальт является наиболее ранней выплавкой из мантии.
|
|
|
Граниты образуются при переплавлении осадочных пород под действием Р вышележащих пород и внутреннего тепла земли. Расплав, соответствующий граниту, выплавляется из вещества, богатого кремнеземом и водой, получается кисло-мокрая магма. Все граниты примерно соответствуют составу 1/3 альбита, 1/3 ортоклаза, 1/3 кварца. Однако это соотношение меняется от Р и Т.
Ударный метаморфизм.
Это изменение в горных породах и минералах, обусловленные происхождением мощной ударной (метеоритной) волны. Единственным известным природным процессом, при котором может происходить ударный метаморфизм является падение крупных метеоритов. Характеризуется мгновенностью проявления, высоким Р (10-100 кбар-Мбар) и остаточной температурой свыше 1500. Возникают высокобарические фазы ряда соединений, происходит дробление минералов, разрушение их кристаллических решеток, плаление минералов и горных пород.
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 467; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!