Презентация Роль океанской воды в формировании химического состава природных вод онлайн

Содержание слайда: Роль океанской воды в формировании химического состава природных вод С.М.Судариков Гидрогеохимия

Содержание слайда: Геологическая роль водной толщи современного Океана

Содержание слайда: Данные о составе, объеме и геохимической структуре водной толщи Мирового океана Общая площадь всех вод Мирового океана, межматериковых, внутриматериковых и внутренних морей – 361.26 х 1012 м2 (70.91% от всей поверхности планеты). Площадь суши – 148.21 х 1012 м2 (29.09%). Т.е. водная поверхность в 2.44 раза более поверхности суши. объем водной толщи Мирового океана более, чем в 11 раз, т.е. на порядок, превосходит объем суши, расположенной выше его уровня

Содержание слайда: Океанская водная толща является основным компонентом гидросферы планеты. Общая масса всех типов вод в ее составе гидросферы – 2.3 х 1021 кг . Масса водной толщи океана – 1.37 х 1021 кг (почти 60%).

Содержание слайда: Грандиозный объем водной толщи создает среду для протекания специфичных рудообразующих процессов в пределах современного океана. В ходе этих процессов возникают особые по составу и условиям залегания продукты океанского рудогенеза, не имеющие аналогов на суше. Грандиозный объем водной толщи создает среду для протекания специфичных рудообразующих процессов в пределах современного океана. В ходе этих процессов возникают особые по составу и условиям залегания продукты океанского рудогенеза, не имеющие аналогов на суше. В их числе железомарганцевые конкреции, кобальтоносные марганцевые корки и др. Решение вопросов, связанных с их образованием невозможно без учета всего многообразия факторов воздействия со стороны водной толщи океана

Содержание слайда: морская вода представлена мономинеральным жидким соединением , в котором растворенные солевые компоненты составляют, в среднем, 34.71 ‰ (3.47%). морская вода представлена мономинеральным жидким соединением , в котором растворенные солевые компоненты составляют, в среднем, 34.71 ‰ (3.47%). Солевой состав включает 11 макроэлементов с концентрацией выше 1-2 мг/л: Cl-, Na+, Mg2+, SO42-, Ca2+, K+, Br-, -HCO3, Sr2+, F- и B; 13 микроэлементов с концентрацией от 1-2 мг/л до 1 мкг/л: Li, Rb, P, J, Ba, Mo, Fe, Zn, As, V, Cu, Al, Ti свыше 50 микроэлементов с концентрацией <1 мкг/л _ Mn, Ni, Co, Cd, Y, La, Ce и Au.

Содержание слайда: Основу океанской водной толщи составляет достаточно концентрированный раствор солей галогенов (Cl, Br и F), сернокислых соединений и соединений гидрокарбонат-иона со щелочными и щелочноземельными металлами. Основу океанской водной толщи составляет достаточно концентрированный раствор солей галогенов (Cl, Br и F), сернокислых соединений и соединений гидрокарбонат-иона со щелочными и щелочноземельными металлами. Формирующая этот раствор группа макроэлементов на 3-4 порядка превосходит суммарную массу микроэлементов.

Содержание слайда: В рудах океана, обычно содержатся десятые доли (кобальт), а иногда до 1% других металлов (медь, никель), В рудах океана, обычно содержатся десятые доли (кобальт), а иногда до 1% других металлов (медь, никель), Из чего следует, что формирование океанских рудных месторождений возможно в условиях, требующих исключительно высокой мобилизации полезных компонентов Она оценивается, по сравнению с исходной матрицей, коэффициентом концентрирования порядка 107-109.

Содержание слайда: Образование и эволюция химического состава воды Мирового океана. Постепенное изменение химического состава океанской воды под влиянием процессов выветривания первичных изверженных пород. Примеры реакций: 2СaAl2Si2O8 + 6H2O ––––> Al4Si4O10OH8 + 2Ca2+ + OH- анортит каолинит или: 2СaAl2Si2O8 + H2O + H+ –––––> Al4Si4 O10OH8 + 2Ca2+   4NaAlSiO4 + 6H2O –––––> Al4Si4O10OH8 + 4Na+ + 4OH- нефелин или: NaAlSiO4 + 3H2O –––––> Al(OH)3 + Na+ + OH- - + H2SiO3 гиббсит

Содержание слайда: В результате происходило поглощение кислотности первичной океанской воды (увеличение щелочности) и формирование катионного состава. В результате происходило поглощение кислотности первичной океанской воды (увеличение щелочности) и формирование катионного состава. К началу фанерозоя состав воды Мирового океана стал близким к современному. Сформировались условия, благоприятные для развития карбонатных раковин и скелетов, остатки которых сохранялись в илах и становились частью осадочных толщ. Последующие изменения в составе океанской воды, судя по палеонтологическим, геохимическим, изотопным данным были незначительными. Сформировалась одна из главных планетарных констант – химический состав воды Океана.

Содержание слайда: 2.Состав океанской воды: г/кг %-экв г/кг %-экв Cl 19,35 90,20 Na 10,76 77,32 SO4 2,70 9,28 K 0,39 1,64 HCO3 0,14 0,38 Mg 1,29 17,62 Br 0,07 0,14 Ca 0,41 3,36 Sr 0,01 0,06 rNa/rCl = 0,86; Cl/Br = 300; pH= 8,2;

Содержание слайда: 3. Изменение состава океанской воды при упаривании Состав океанской воды различной степени сгущения (по М. Г. Валяшко)

Содержание слайда: Жидкая фаза, г/кг

Содержание слайда: Твердая фаза

Содержание слайда: 130 г/кг; начало садки гипса, в результате которой в твердую фазу уходит весь кальций; объем оставшейся воды 19,6 % от исходной; оставшееся к-во сульфатов 7 %-экв; 130 г/кг; начало садки гипса, в результате которой в твердую фазу уходит весь кальций; объем оставшейся воды 19,6 % от исходной; оставшееся к-во сульфатов 7 %-экв; 280 г/кг; начало садки галита; выпадает с тв. фазой натрий; объем оставшейся воды 9,3 % от исходной; после осаждения галита сульфатов 25%-экв; 325 г/кг; начало садки эпсомита (MgSO4. 7H2O); осталось 6 % воды; 5 %-экв калия;

Содержание слайда: 350 г/кг; начало садки сильвина и карналлита (KCl.MgCl2. 6H2O); осталось 3,1 (сильвин) -3,9 (карналлит) % от исходной воды; 6 %-экв. калия; 350 г/кг; начало садки сильвина и карналлита (KCl.MgCl2. 6H2O); осталось 3,1 (сильвин) -3,9 (карналлит) % от исходной воды; 6 %-экв. калия; около 370 г/кг; начало садки бишофита (MgCl2.6H2O); осталось 2,7 % воды; если исходная вода была обогащена кальцием (седиментогенные рассолы), обособляется стадия садки тахгидрита (2MgCl2.CaCl2.12H2O), 1,9 % от исходного количества воды; 420 г/кг; эвтоника.

Содержание слайда: Особенности испарительного концентрирования в других водоемах Мертвое море (г/кг) (абс.отм. зеркала воды -392 м, гл. 400 м) – выделяется стадия садки тахгидрита

Содержание слайда: Каспийское море (г/кг) (абс. отм. зеркала -28,5 м,гл. 6-8 м на севере, до 1025 м на юге) – выделяется стадия садки мирабилита (Na2SO4.10H2O).

Содержание слайда: Ситуация с бромом После начала садки галита соотношение хлора и брома меняется ф-ла В.И.Гуревича (1963):

Содержание слайда: Если принять максимальное содержание хлора около 300-320 г/л, максимальное содержание брома составит  10 г/л. Если принять максимальное содержание хлора около 300-320 г/л, максимальное содержание брома составит  10 г/л. Прогнозы В.И.Гуревича подтвердились данными по рассолам усольской свиты н. кембрия в Ангаро-Ленском артезианском бассейне.

Содержание слайда: Метаморфизация химического состава морской воды и продуктов ее упаривания Прямое направление ¤ Сульфатредукция: SO4 2- + 2H2O + 2Cорг –––> H2S + 2HCO3-; SO4 2- + 2H + + 2Cорг –––> H2S + 2CO2; Протекание процесса на стадиях диагенеза (в илах) и катагенеза (в осадочных толщах, обогащенных органическим веществом). Роль температурного фактора: повышение Т до 80-90о усиливает процесс, выше – ослабляет (смерть сульфатредуцирующих бактерий).

Содержание слайда: ¤ Вторичная доломитизация Процессы вторичной доломитизации протекают при aСа/aMg > 0,7. Увеличение пористости может достигать 12 % от первоначальной пористости кальцита. Кольматация пор образующимся гипсом начинается при (rSO4 -rCa) > 14 мг-экв.

Содержание слайда: ¤ Альбитизация плагиоклазов Оптимальные условия протекания – кислая среда и повышенные температуры ¤ Катионный обмен: 2Na + + Ca кол <––> Ca 2+ + Na кол Mg 2+ + Ca кол <––> Ca 2+ + Mg кол Протекание на стадиях диагенеза (Гломар Челленджер); катагенеза (данные по Волго-Камскому артезианскому бассейну).

Содержание слайда: Обратное направление Протекание реакций катионного обмена в обратном направлении. Возвращение в жидкую фазу поглощенного "морского" натрия. В солевой форме это: СaSO4 + Na кол ––> Na2SO4 + Ca кол Сa(HCO3)2 + Na кол ––> Na2SO4 + Ca(HCO3)2 При этом, пока из породы не выщелочен весь гипс, протекает процесс 2NaHCO3 + CaSO4 ––> Na2SO4 + Ca(HCO3)2 , т.е. происходит стадийное накопление сначала сульфатных натриевых вод, а потом – гидрокарбонатных натриевых.

Содержание слайда: Общая схема метаморфизации морской воды и продуктов ее упаривания В гидрогеохимических типах Курнакова-Валяшко:  хлоридный ← сульфатный → карбонатный

Содержание слайда: Геоисторически сложившееся геологическое тело Урез воды Океана пространственно коррелируется с разделом, отделяющим кору океанического и переходного типов от коры континентального типа, что автоматически увязывает контуры океанской водной толщи с гравитационным полем, с изостатической картиной распределения силы тяжести на поверхности планеты, отражающей ее глубинное строение.

Содержание слайда: Этот факт свидетельствует о том, что океанская водная толща имеет не просто грандиозный объем H2O, заполнивший природный бассейн под названием Мировой океан, а представляет геоисторически сложившееся геологическое тело, залегающее среди других геологических тел Земли, подчиняясь общим геодинамическим законам, регулирующим его местоположение, объем и состав. Этот факт свидетельствует о том, что океанская водная толща имеет не просто грандиозный объем H2O, заполнивший природный бассейн под названием Мировой океан, а представляет геоисторически сложившееся геологическое тело, залегающее среди других геологических тел Земли, подчиняясь общим геодинамическим законам, регулирующим его местоположение, объем и состав.

Содержание слайда: При этом оно соединяет в себе качества противоположного свойства. С одной стороны, то, о чем сказано выше – стабильность объема, состава и внутренней структуры. С другой – необычайная физическая мобильность и ответная реакционная агрессивность по отношению к окружающей среде, которые способствуют, как средства самозащиты, сохранению океанской водной толщи в рамках своих консервативно стабильных параметров. При этом оно соединяет в себе качества противоположного свойства. С одной стороны, то, о чем сказано выше – стабильность объема, состава и внутренней структуры. С другой – необычайная физическая мобильность и ответная реакционная агрессивность по отношению к окружающей среде, которые способствуют, как средства самозащиты, сохранению океанской водной толщи в рамках своих консервативно стабильных параметров.