Техника - молодёжи 1975-07, страница 41

Многие ученые полагают, что именно так формировался Мировой океан. «В течение геологической истории Земли только за счет вулканических извержений могло быть создано от '/< до '/г всей гидросферы», — говорил дальневосточный ученый Е. К. Мархилин. По его выражению, океаны (так же как атмосфера и земная кора) образовались через вулканические жерла.

Обратимся теперь к немагматоген-ному механизму «утечки» воды из мантии. Он описан в работах ташкентского геолога А. В. Королева.

В глубинных недрах Земли под огромным давлением электронные оболочки атомов должны быть разрушены. Следовательно, вещества там лишены обычных химических свойств и существуют в иных состояниях. Однако при восхождении к поверхности планеты легкие элементы приобретают способность вступать в химические реакции. Часть водорода соединяется с кислородом, образуются гидроксильные соединения, вступают в реакцию и другие газы, появляется углекислота В этих газовых (флюадных) продуктах растворяются щелочные и щелочноземельные элементы, тяжелые металлы и другие основания. Так создаются эндогенные растворы на во-дородно-гидроксильной основе.

По А. Ф. Капустинскому, только на глубине 100—120 км от земной поверхности элементы приобретают нормальные (в нашем понимании) химические свойства, соответственно чему должно происходить изменение характера самих растворов. Где-то на этом уровне, а возможно и ниже, образуется вода. И, очевидно, здесь же появляются первичные ювенильные растворы.

Это далеко не такой раствор, который мы привыкли себе представлять. Температура первичных ювенильных растворов на глубинах первых сотен километров значительно выше 1000° С, и они, по мнению многих ученых, могут быть главной причиной магматизма. Как известно, вода — хороший аккумулятор и носитель тепла. Теплоэнергетический уровень первичного ювенильного потока на глубине пополняется за счет тепловых запасов мантии, температура которой в ее нижней части достигает 2000° С.

Между тем в условиях высоких давлений и температур температура плавления силикатных горных пород сильно снижается и. например, для гранитов может быть всего около 650—700° С. Расчеты показывают, что единица массы ювенильного раствора при температуре более 1000^е С способна расплавить в несколько раз большую массу базальта и еще большую массу (до 50—60 единиц) гранитов. Возможно, в глубинах Земли растворяются огромные количе

ства силикатных пород и металлов. Следовательно, перегретые ювенильные растворы могут служить причиной генерации магмы в мантии. Таким образом, магматизм — это следствие дегазации Земли

К подобным выводам приходили давно. В. Н Лодочников еще в 1936 году утверждал, что причина вулканических процессов — дегазация. Позднее (1952 г.) академик Д. С. Коржинский ввел понятие о «сквозьмагматических растворах», следствием деятельности которых являются процессы гранитизации, формулирования магматической массы, а также рудообразования (по А. В. Королеву)

Согласно этой концепции существует общий фронт просачивания ювенильных растворов из глубинных недр Земли. Процесс этот крайне замедлен в силу его торможения гравитационным сжатием планеты Однако на фоне общего фронта должны быть аномалии, особенно в ослабленных зонах — разломах, рассекающих мантию на глубину сотен километров. Такие зоны протягиваются вдоль островных дуг и глубоководных желобов. Они в сороковых годах были описаны академиком А. Н. Заварицким. Другие глубинные разломы — рифтовые, связанные с растяжениями коры, существуют на срединных океанических хребтах (см. карту на стр. 9).

На участках просачивания ювенильных растворов процессы глубинного магматизма и поверхностного вулканизма неизбежны Именно поэтому островные дуги и срединные океанические хребты опоясаны грядами действующих вулканов. В материковых областях интенсивные струи глубинных растворов, действовавшие в геологическом прошлом Земли, оставили грандиозные следы своей деятельности. Это целые пояса вулканических и гранитизирован-ных пород с размещенными среди них интрузивными магматическими телами.

Однако на участках умеренного просачивания ювенильных потоков, особенно там, где нет разломов, магматические процессы протекают слабее или могут вообще не проявляться. Представляется, что деятельность первичных растворов здесь совершается следующим образом. В мантии, где давление обычно превышает 7000 бар, перегретый пар сильно уплотнен, молекулы НгО сближены. По существу, это плотная, так называемая надкритическая вода, превращающаяся при снижении давления в обычную. Перегретая надкритическая вода — пар — обладает очень высокой растворяющей способностью Она может растворять даже некоторые силикаты, тяжелые, рудные металлы, вероятно, также кремний и алюминий. По мнению

В. Ф. Дерптгольца, концентрация такого раствора может быть более 50 процентов.

На своем пути к поверхности Земли он разгружается сначала от громадных количеств кремнезема и щелочей, осаждающихся в виде кварца, силикатов и алюмосиликатов, а затем от фторидов, карбонатов, а также железа, марганца и других труднорастворимых металлов. Последние чаще всего осаждаются в виде сульфидов. Так может происходить рудообразование, не имеющее никакой связи с магматизмом.

Разгрузка ювенильного потока начинается с глубины многих километров. Но в трещиноватых зонах и в разломах осаждение труднорастворимых веществ может происходить даже у самой земной поверхности. Для этого особенно благоприятны участки океанического дна и глубокие седи-лентационные прогибы, где базальтовая кора наиболее тонка, путь просачивания через нее по трещинам в осадки и в толщу воды наиболее короток, а гидростатическое давление достигает сотен бар. Примером служат горячие гидротермы, поступающие в глубокие рифтовые впадины Красного моря, заложенные на базальтовой коре. Температура ювенильных растворов здесь достигает 56° С, соленость 36 г/л, то есть в 10 раз выше солености нормального океанического раствора, а содержание кремнезема и углекислоты (последней до 52 см³/кг) в несколько раз большее. Такие гидротермы на дне впадин осаждают кремнисто-железистые и железисто-монтмориллонитовые илы с повышенным содержанием марганца, меди, цинка и других металлов. Аналогичны горячие «ключи» Челекена и района озера Солтон Си, просочившиеся в мощную неуплотненную осадочную толщу, которая также покоится на базальтовой коре. Эти гидротермы тоже рудоносны и содержат углеводороды.

Удивительное сходство состава вулканических эксгаляций с невулканическими гидротермами Челекена, Солтон Си, впадин Красного моря и с морской водой говорит об их генетической общности. А первоисточник — вещество мантии Земли.

Следовательно, океаническая вода — это, по сути дела, остаточный ювенильный раствор как вулканического, так и невулканического происхождения, но, как отмечает М. Г Валяшко, приспособившийся к новым для него поверхностным условиям физико-химического равновесия.

На примере Красного моря видно, что ювенильная вода выступает из недр земли в виде очень концентрированного рассола. Не исключены

(Окончание на стр. 43)

39