Понятие о метаморфизме. Источники тепла и летучих компонентов, страница 2

3)Летучие компоненты – вода, углекислота, борная, соляная и другие кислоты, заключенные в системе трещин пор и межзерновых каналов оказывают каталитическое воздействие на ход химических реакций  между минералами горных пород. Главной составной частью летучих компонентов является вода. Они могут быть в горных породах метеорными или реликтовыми, сохранившимися в погруженных осадках, а также ювенильными, поступающими из мантии. В Кольской сверхглубокой скважине на глубине 6500м был встречен родник природного рассола c He, H, N и углеводородами. Они являются: катализаторами метаморфических реакций, переносчиками химических элементов, в т.ч. и рудных.

Изучение изотопов показывает, что в образовании месторождений полезных ископаемых главная роль принадлежит метеорным водам и малая часть ювенильным источникам.

Источники тепла и летучих компонентов.

Наш 21 век – изучение флюидов Земли. Откуда берется Земное тепло?

а) флюидный перенос

1)  Тепло из внешнего жидкого ядра Земли ( дегазация земли). Главный источник тепла – водород, который мигрирует вместе с гелием(флюидный перенос).Водородно – гелевая дегазация наблюдается по системе тектонических разломов. Тепловой поток сопровождается потоком флюидов и тепломассопереносом. Водород является доминирующим элементом Солнечной системы. Ход геологических процессов определяется ядерной энергией и цикличностью ядерных процессов. Цикл ядерных процессов составляет 52 млн. лет (Ганс Бете)

По современным геофизическим данным, главный источник тепла – внешнее ядро Fe-Ni состава, оно обладает высокими температурами( >30000) и большим давлением. на границе ядро-мантия 28800. В качестве переносчика вещества – Н2, потому что он обладает сверхтекучестью. Окклюзия- способность водорода растворяться  в твердой металлической фазе ядра( один объем палладия растворяет 900 объемов Н2, а один объем платины – 100 объемов V). Атомарный водород обладает огромной энергией связи и при переходе в молекулярное выделяет 435 кДж/моль энергии, а также обладает высокой проницаемости, что позволяет ему легко мигрировать от центра к периферии. далее водород вступает в связи с кислородом и в процессе объединения выделяет 928 кДж/моль.

Примером холодной водородной дегазации является Чикагский пожар 8 октября 1871 г. Пожар начался одновременно в нескольких местах города. здания воспламенялись изнутри. Одновременно на огромной территории вокруг города загорелись леса и прерии. Металлический стапель у реки был расплавлен и превратился в монолит, мраморные изделия горели подобно деревьям (Т>21500). Обычный пожар протекает при температуре больше 10000. Люди умирали от отравления. Наблюдались мерцающие огненные искры,  и светящиеся облака и т.д.

2)  Магматическое тепло, которое выделяется магматическими телами. Например,  расплавленные гранитные магмы имеют температуру 600-8000.. Оно складывается из докристаллизационного, кристаллизационного и послекристаллизационного                       

3)  Тепло трения. В ходе тектонических движений одни массы горных пород движутся относительно других. Псевдотахиллиты – горная порода, образованная из расплавленной массы, возникшей в результате трения горных пород.

4)  Тепло радиоактивных реакций. Ядерные процессы протекают в ядре. Происходит перенос радиоактивных в земную кору через верхнюю мантию. Вернадский говорил, что главный переносчик тепла – водород, находиться в атомарном состоянии. Распад радиоактивных элементов в мантии как источник тепла маловероятен, так как по результатам исследования мантийных пород в них очень мало радиоактивных пород. Примером действующих ядерных процессов является природный ядерный реактор в Окло (Габон, западная Африка), представляющий собой месторождение урана. Он заработал 2 млрд. лет назад вследствие большого накопления расщепляющихся материалов.

б) механизм переноса конвективными потоками мантийных силикатных масс.

Разница в плотности в верхних и нижних частях мантии -  причина переноса тепла и движения вещества. Зоны переноса тепла из глубин Земли на поверхность фиксируются зонами повышенных тепловых потоков. Предполагаются две модели конвективного переноса тепла и вещества:

одноярусная модель

двухъярусная модель