Большая Советская энциклопедия (ГЕ) - БСЭ БСЭ

  Экзогенные Г. п. охватывают все виды выветривания горных пород и слагающих их минералов (разложение, окисление, гидратация, карбонатизация и пр.), протекающие во влажном климате с участием почвенных кислот, а в сухом (аридном) климате в щелочной среде при резком преобладании окислительных реакций. Продукты выветривания переносятся преимущественно водными потоками в океаны, моря и континентальные водоёмы (озёра) в виде механической взвеси, истинных и коллоидных растворов. Состав растворов претерпевает изменения под влиянием поглотительной способности почв и сорбции элементов глинами; большую роль при этом играют микроорганизмы. В морских водоёмах происходит химическая дифференциация элементов: у берегов отлагаются руды алюминия — бокситы, далее руды железа, марганца, фосфориты и за ними известняки и доломиты. Образовавшиеся осадки в результате воздействия процессов коагуляции, дегидратации и т.д. превращаются на стадии раннего диагенеза в горную породу, а под влиянием перераспределения веществ без привноса извне на стадии позднего диагенеза происходит образование конкреций и т.д. (см. Диагенез).

  Дальнейшее химическое изменение осадочных пород происходит под влиянием привноса вещества извне, а также роста температур и давлений при погружении пород на значительные глубины (см. Эпигенез).

  В результате метаморфизма происходит более глубокий процесс преобразования вещества горных пород с перекристаллизацией. В зависимости от температуры и давления образуются различные метаморфической фации пород: зелёных сланцев, эпидот-амфиболитовая, роговообманково-габброидная, пироксен-роговиковая, гранулитовая и эклогитовая (см. Метаморфизм горных пород). При достаточно высоких температуре и давлении происходит мигматизация (переход веществ в вязкое состояние, предшествующее расплавлению), замыкающая цикл Г. п.

  Лит.: Ферсман А. Е., Геохимия, т. 2-3, Л., 1934—37; Лебедев В. И., Основы энергетического анализа геохимических процессов, Л., 1937: Mason В., Principles of geochemistry, 3 ed., N. Y., 1966; Krauskopf K. B., Introduction to geochemistry, N. Y., 1967.

  В. В. Щербина.

Геохимические узлы

Геохими'ческие узлы', области пересечения двух разнородных геохимических систем. Например, пересечение специфической фации осадочных пород типа медистых песчаников с наложенными эндогенными процессами вдоль более поздних тектонических нарушений. В результате наложения геохимических процессов в Г. у. происходит усиленная миграция химических элементов с необычными их сочетаниями и аномальными концентрациями, что приводит к образованию комплексных месторождений, заключающих группу полезных ископаемых. Термин «Г. у.» предложен А. Е. Ферсманом в 1931.

  Лит.: Ферсман А. Е., Геохимические проблемы Союза, в. 2, Л., 1931.

  В. В. Щербина.

Геохимические циклы

Геохими'ческие ци'клы, совокупность последовательно происходящих геохимических процессов, в которых элементы после ряда миграций возвращаются в исходное состояние. Для земной коры основной Г. ц. охватывает процессы: магматической дифференциации; кристаллизации с образованием магматических пород; постмагматического преобразования пород под влиянием эндогенных флюидов (если оно имело место); выветривания; переноса материала водами с химической дифференциацией и разделением веществ по фациям при осаждении в морских бассейнах; процессы раннего и позднего диагенеза с формированием осадочных пород; эпигенетического изменения и метаморфизма при погружениях под отлагающиеся осадки, а также образование под влиянием гранитизирующих флюидов гранито-гнейсов и гранитов, часто трудно отличимых от гранитов, происшедших из магматического расплава, особенно если метаморфизованная осадочная порода подвергалась расплавлению.

  Г. ц. могут быть прослежены и для отдельных химических элементов; при этом Г. ц. может быть осложнён биогенным циклом: извлечение элемента из почвы или осадочной породы растениями, поедание растений животными, отмирание животных и растений и возвращение элемента в осадочную породу, продолжающую свой Г. ц. Термин «Г. ц.» предложен А. Е. Ферсманом в 1922.

  Лит.: Ферсман А. Е., Геохимия, т. 2, Л., 1934.

  В. В. Щербина.

Геохимические эпохи

Геохими'ческие эпо'хи, промежутки времени, характеризующиеся появлением месторождений определённого состава либо осадков и горных пород, обогащенных определённым элементом или целой ассоциацией элементов. Так, в геологической истории Земли отмечается железорудная эпоха, связанная с началом нижнего протерозоя (около 2500 млн. лет назад), эпоха свинцовых месторождений (1700— 400 млн. лет) и др.

  Каждая Г. э. характеризуется совокупностью внешних данных, определявших условия концентрации данного металла. Например, интенсивное глобальное проявление железорудных месторождений и железистых фаций — итабиритов, железистых кварцитов — было вызвано, вероятно, первыми проявлениями жизни, обогащением атмосферы Земли свободным кислородом и, как следствие этого, существенным изменением характера водной среды Мирового океана. В результате происшедшего окисления двухвалентного железа в трёхвалентное произошла садка железа, до этого накапливавшегося в океане в виде бикарбонатных соединений. Этот процесс продолжался около 200—300 млн. лет и создал железорудные формации [Кривой Рог (СССР), озеро Верхнее (США), Минас-Жерайс (Бразилия) и др.] с запасами, превышающими все остальные железные руды. Накопление свинца связано с карбонатными осадками, характеризующимися высокими средними содержаниями свинца. Массовое выпадение первых карбонатов, а вместе с ними рассеянного свинца относится к эпохе свинцовых месторождений, когда в результате метасоматических процессов свинец карбонатов был мобилизован и переотложен в виде рудных залежей. К этой эпохе относится образование месторождений Салливан (Канада), Брокен-Хилл (Австралия), Завар (Индия) и др. Существуют также золоторудная эпоха архея; эпоха накопления урана, ванадия и никеля, связанная с массовым осаждением этих металлов в начале палеозоя на территории Евразии; широко известна карбоновая эпоха угленосных формаций, обусловленная расцветом на Земле пышной флоры и последующим её захоронением и превращением в угольные залежи.

  Лит.: Страхов Н. М., Основы теории литогенеза, т. 1, М., 1962; Тугаринов А. И., Войткевич Г. В., Докембрийская геохронология материков, 2 изд., М., 1970; Тугаринов А. И., Шилов Л. И., Изотопы свинца в докембрии, М., 1968.

  А. И. Тугаринов.

Геохимический баланс

Геохими'ческий бала'нс, баланс между массой химических элементов, поступивших в океан при выветривании изверженных годных пород (пропорционально их кларкам) за время существования Земли, и массой химических элементов, слагающих осадочные горные породы (с учетом воды и углекислого газа) в совокупности с массой химических элементов, сохранившихся в морской воде Согласно В. М. Гольтшмидту, который ввёл (1933) понятие Г. б., за всё время существования Земли с каждого см2ее поверхности было смыто 160 кг изверженных пород: из них (за счёт гидратации, окисления и карбонатизации) на каждый см2 поверхности получилось 169,6 кг осадочных пород. Зная кларки гидросферы и средний состав осадочных пород, можно для каждого элемента составить его Г. б. Эмпирические данные показывают, что Г. б. не всегда соблюдается и для ряда элементов (в частности, для хлора, серы, бора и кальция) он нарушен.

  Лит.: Гольдшмидт В. М., Основы количественной геохимии, пер. С нем., «Успехи химии», 1944, т. 3, в. 3; Ронов А. Б., Ярошевский А. А., Химическое строение земной коры, «Геохимия», 1967, № 11.

  В. В. Щербина.

Геохимия

Геохи'мия (от гео… и химия), наука о химическом составе Земли, законах распространённости и распределения в ней химических элементов, способах сочетания и миграции атомов в ходе природных процессов. Г. — часть космохимии. Единицами сравнения в Г. являются атомы и ионы.

  Одна из важнейших задач Г. — изучение на основе распространённости химических элементов химической эволюции Земли, стремление объяснить на химической основе происхождение и историю Земли, дифференциацию её на оболочки (геосферы). Наибольшее внимание в Г. уделяется проблемам распространённости и распределения химических элементов.

  Распространённость химических элементов. Распространённость различных химических элементов определяется синтезом их ядер, происходящим по разным термоядерным реакциям в недрах звёзд. Стадия эволюции звезды (её температура) определяет характер этого синтеза. Согласно наиболее распространённым космогоническим гипотезам (см. Космогония), при образовании Солнца из сжимающейся и вращающейся туманности на заключительной стадии сжатия от центрального сгущения отделилась значительная масса горячей плазмы, которая образовала вокруг него протопланетное облако в виде диска. Облако быстро охлаждалось, и в нём возникла спонтанная конденсация вещества. В результате многостадийных реакций (конденсационный рост ядер, их коагуляция, процессы аккреции и агломерации) газовое облако превратилось в газопылевое. Одновременно происходила потеря облаком газов в космическое пространство. Холодное газопылевое облако в силу ротационной неустойчивости разбилось на ряд сгущений — протопланет, которые адиабатически сжимались. Благодаря этому процессу из холодного вещества протопланетного облака образовались планеты земного типа и астероидный пояс с астероидами и метеоритами. Наконец, на периферии протопланетного облака происходила при очень низких абсолютных температурах конденсация отлетевших газов (Н, Не, NH3, CH4 и др.), образовавших большие планеты — Юпитер, Сатурн, Нептун, Уран.