Геохимия литогенеза

Для нефтяника одним из основных разделов геохимии является геохимия литогенеза.

Геохимия литогенеза тесно связана общим объектом исследования с литологией. При реконструкции геохимических процессов используются данные стратиграфии, геотектоники, палеогеографии и океанологии, а также наблюдения над современными процессами выветривания, осадконакопления и данные экспериментального воспроизведения равновесных систем (карбонатных, фосфатных, солевых и др.) в качестве моделей процессов и реакций геологического прошлого, с внесением в них необходимых поправок на эволюционные изменения физико-химических условий осадочного породообразования.

Геохимия литогенеза изучает процессы, протекающие при относительно низких температурах и давлениях, ограниченных интервалом в пределах между значениями, характерными для земной поверхности и верхней границы области регионального метаморфизма.

Геохимия литогенеза охватывает изучением все стадии осадочного породообразования (литогенез), включая выветривание и мобилизацию исходных веществ в области денудации, их перенос реками в конечные водоёмы стока (внутриматериковые, морские и океанические), накопление в толще формирующихся осадков и последующее изменение и перераспределение вещества в процессах диагенеза, катагенеза и эпигенеза.

Геохимия литогенеза ставит своей целью установление количественных соотношений различных форм переноса элементов в виде истинных и коллоидных растворов, комплексных соединений, механических взвесей, сорбций на глинистых и др. минералах, равно как и выявление количественных закономерностей пространственного распределения элементов в водной среде и в толще осадков.

Ведущее значение в геохимии литогенеза имеют представления о равновесиях между газами атмосферы, ионным составом вод океана и донными осадками (алюмосиликатные и карбонат-бикарбонатные равновесия), учение об осадочной дифференциации элементов и о зональном их распределении на площади бассейнов. В этой связи рассматривается проблема соотношения кларкового (рассеяние) и рудного (концентрация) процессов, решение которой представляет большой практический интерес при поисках скрытых рудных залежей.

Значение различных типов химических реакций в образовании осадочных рудных месторождений неодинаково на разных стадиях литогенеза. При формировании месторождений кор выветривания (бокситы, железные и никелевые руды) ведущая роль принадлежит реакциям окисления и гидролиза; в образовании месторождений солей – реакциям осаждения (кристаллизации) из истинных растворов (галогенез); в образовании месторождений фосфоритов, самородной серы, железных, марганцевых и урановых руд – химико-биологическим процессам, сопровождаемым реакциями восстановления и диффузионного перераспределения веществ в поровых растворах.

Осадочное породо- и рудообразование и типы обусловливавших их химических реакций в значительной степени предопределялись физико-географическими условиями, существовавшими на земной поверхности в тот или иной период геологического времени, режимом тектонических движений в пределах данного региона, интенсивностью вулканической деятельности и многими другими факторами.

Геохимия литогенеза использует геохимические индикаторы при реконструкции фациальных и климатических условий седиментации, в частности солёности вод древних бассейнов, их газового режима, глубины и температуры. Ими являются соотношения химически близких пар элементов и изотопные отношения кислорода, серы, углерода и др. Особое внимание уделяется изучению органического вещества, которое является не только источником горючих газов и нефтей, но и фактором, определяющим процессы восстановления и миграции поливалентных элементов, образования подвижных элементоорганических соединений и комплексов.

Геохимия литогенеза имеет непосредственное отношение к проблеме геохимического баланса химических элементов во внешних оболочках Земли. Фундаментальной особенностью осадочных пород является отчётливо выраженное различие между их составом и средним составом пород "гранитной" оболочки, представлявшей собой главный источник осадочного материала в течение последних 2–3 млрд лет земной истории. Различие заключается, прежде всего, в повышенном, против баланса, содержании в породах осадочной оболочки воды, углекислоты и органического углерода, а также S, Cl, F, В и др. "избыточных летучих".

Другой важной особенностью осадочных пород является высокое содержание в них кальция, сдвиг отношения K/Na в пользу калия, более высокое отношение окисного железа к закисному, повышенное содержание сульфатной серы по сравнению с кристаллическими породами "гранитной" оболочки. Эти свойства наиболее отчётливо выражены в платформенных осадках, т. к. они представляют собой продукты наиболее глубокого выветривания и резко выраженной поверхностной дифференциации. Геосинклинальные осадки испытывали менее интенсивные изменения (особенно пески) и их состав приближается к составу материнских пород. Малой дифференцированности состава осадков противостоят в геосинклинальных областях глубокие их преобразования, связанные с погружением реакционноспособных минералов в области повышенных температур и давлений.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что такое геохимия? Исходя из формулировок разными авторами понятия «геохимия», составьте перечень задач, которые решает эта наука.

2. Какие проблемы решает геохимия, согласно представлениям А.А. Саукова?

3. На основе анализа рис. 1.1 поясните место геохимии среди естественных наук, обоснуйте связь геохимии с другими естественными науками.

4. На основе анализа рис. 1.2 докажите многоотраслевой характер геохимии; сформулируйте задачи, решаемые каждой отраслью.

5. Дайте определение понятию «геохимия литогенеза». Исходя из определения, установите, какие задачи решает геохимия литогенеза.

6. Какова цель геохимии литогенеза? Охарактеризуйте роль и особенности геохимии литогенеза.

7. В чем заключается проблема геохимического баланса химических элементов во внешних оболочках Земли?

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Барабанов В. Ф. Геохимия. – Л: Недра, 1985. – 423 с.

2. Браунлоу А. Х. Геохимия: пер. с англ. – М: Недра, 1984. – 463 с.

3. Сауков А. А. Геохимия. – М: Наука, 1975. – 480 с.

4. Справочник по литологии / Под ред. Н.Б. Вассоевича, В.Л. Либровича, Н.В. Логвиненко, В.И. Марченко. – М.: Недра, 1983. – 509 с.

Поиск по сайту: