Химия литосферы и внутренних оболочек Земли

? ? Дайте определение понятию «Окружающая среда. ? Какие основные физические и химические законы лежат в основе функционирования окружающей среды как системы? (II начало. ТД (потенциал Гиббса) самопроизвольно движение происходит от большего к меньшему) ? Какие свойства имеет окружающая среда как система? ? Как называется современная теория зарождения Вселенной!

? ? Каков возраст нашей Вселенной согласно этой теории ! ? Каких элементов и почему во Вселенной больше? ? Какие элементы синтезируются в Звёздах? ? Перечислите стадии жизни звезды и сопоставьте их с ядерным синтезом элементов? ? Какие элементы и почему образуются после взрыва сверхновой? ? При ядерном синтезе каких элементов энергия выделяется а каких поглощается?

Эволюция Солнечной системы. Образование Земли http: //www. evolbiol. ru/nes 07. htm

Формирование протозвезды вместе с околозвёздным аккреционным диском в молекулярном облаке

Отто Юльевич Шмидт (1891 -1956) - российский ученый, государственный деятель, один из организаторов освоения Северного морского пути, академик (1935), вице-президент АН СССР (1939 -1942). Разрабатывал космогоническую гипотезу образования тел Солнечной системы в результате конденсации околосолнечного газово-пылевого облака. Фесенков, Василий Григорьевич (1889 -1972) — советский астроном, один из основоположников астрофизики, академик АН СССР (1935), академик АН Каз. ССР (1946). Разработал критерий приливной устойчивости небесных тел, объясняющий многие особенности строения Солнечной системы, образование и эволюцию галактических объектов.

Теории образования Земли «допланетный хемоценоз» Гомогенная аккумуляция. Гетерогенная аккумуляция. Частично гетерогенная аккумуляция.

Образование Земли химической дифференциацией

Строение и состав «твёрдых» оболочек земли

Источники внутренней тепловой энергии Земли 1) распад радиоактивных элементов 2) гравитационная дифференциация с перераспределением материала по плотности в мантии и ядре, сопровождающаяся выделением теплоты.

Средний радиус 6371, 0 км Площадь поверхности (S) 510 072 000 км² Объём (V) 10, 8321· 1011 км³ Масса (m) 5, 9736· 1024 кг

Ядро Земли

Мантия Земли

Содержание основных элементов в мантии Земли в массовых процентах Элемент Концентрация О 44, 8 Si 21, 5 Mg 22, 8 Fe 5, 8 AL 2, 2 Ca 2, 3 Na 0, 3 K Сумма 0, 03 99, 7 Оксид Концентрация Si. O 2 46 Mg. O 37, 8 Fe. O 7, 5 Al 2 O 3 4, 2 Ca. O 3, 2 Na 2 O 0, 4 K 2 O 0, 04 Сумма 99, 1

Дифференциация вещества мантии. Бародиффузионная дифференциация: Флюидно-магматическая дифференциация: Флюиды: Н 2, СО, СН 4, СО 2, Н 2 О, Н 2 S и др. , легкоплавкие (К+, Na+ и др. ) Флюидно-метаморфическая дифференциация. (метасоматическая)

Земна я кора — внешняя твёрдая оболочка Земли Астеносфера — (от др. -греч. asthees — слабый и др. -греч. σφαῖρα) верхний пластичный слой верхней мантии Земли называемый также слой Гутенберга.

Франк Уиглсуорт Кларк (19. 03. 1847— 23. 05. 1931) — американский геохимик, член Академии искусств и наук (1911). Кла рковое число (или кларки элементов) — числа, выражающие среднее содержание химических элементов в земной коре, гидросфере, Земле, космических телах, геохимических или космохимических системах и др. , по отношению к общей массе этой системы. Выражается в % или г/кг.

Гольдшмидт, Виктор Мориц (1888 — 1947) химик и геолог, один из основоположников геохимии и кристаллохимии. Придумал геохимическую классификации элементов, предложил закон изоморфизма. Выдвинул одну из первых теорий относительно состава и строения глубин Земли. Одним из первых рассчитал состав верхней континентальной коры

Го рные поро ды — природная совокупность минералов более или менее постоянного минералогического состава, образующая самостоятельное тело в земной коре. Минера л (фр. minéral, от позднелат. minera — руда) — природное тело с определённым химическим составом и кристаллической структурой, образующееся в результате природных физикохимических процессов и обладающее определёнными физическими, механическими и химическими свойствами.

Классификация минералов I. Раздел Самородные элементы II. Раздел Сульфиды, сульфосоли и им подобные соединения 1. класс Сульфиды и им подобные соединения 2. класс Сульфосоли III. Раздел Галоидные соединения (Галогениды) 1. класс Фториды 2. класс Хлориды, бромиды и иодиды IV. Раздел Оксиды и гидроксиды 1. класс Оксиды 2. класс Гидроксиды V. Раздел Кислородные соли (оксисоли) 1. класс Нитраты 2. класс Карбонаты 3. класс Сульфаты 4. класс Хроматы 5. Класс Вольфраматы и молибдаты 6. Класс Фосфаты, арсенаты и ванадаты 7. Класс Бораты 8. Класс Силикаты А. Островные силикаты. Б. Цепочечные силикаты. В. Ленточные силикаты. Г. Слоистые силикаты. Д. Каркасные силикаты. VI. Раздел Органические соединения

Классификация горных пород 1. магматические 2. осадочные 3. метаморфические

Подразделение магматических пород по их кислотности Название Содержа Породы (примеры) ние Si. O 2 Низко и некремнеземн истые < 30% окатыши, обогащенные флотационным метедом Ультраосновн ые 30 -45% дунит, пироксенит, горнблендит, кимберлит, оливинит Основные 45 -53% габбро, лабрадорит, базальт, диабаз Средние 53 -64% сиенит, диорит, полевошпатовый порфир, порфирит Кислые (кислотные) 64 -78% гранит, липарит, кварцевый порфир Ультракислые > 78 % пегматит, аляскит и др.

Типы земной коры Континентальный тип Океанский тип Субокеанский тип Субконтинентальный тип

Миграция химических элементов - их перенос и любое перемещение в разультате различных процессов, протекающих в земной коре и на ее поверхности: Механическая миграция ●Физико-химическая миграция ●Биогенная миграция ●Техногенная миграция ● Геохимические барьеры - участки земной коры, в которых на коротком расстоянии происходит резкое уменьшение интенсивности миграции химических элементов и, как следствие, их концентрация. Главная особенность барьера – резкое изменение условий концентрации элементов, это зона, где одна геохимическая обстановка сменяется другой.

Геодинамические процессы Эндогенные Экзогенные вызванные преимущественно внутренними силами Земли и происходящие в ее недрах. происходят на поверхности Земли или на небольшой глубине в земной коре и обусловлены энергией солнечного излучения, гравитационной силой и жизнедеятельностью организмов.

Дивергентные и конвергентные границы

Содержание элементов и веществ в магме главные (≥ 1%) – О, Si, Mg, Fe, Al, Ca, Na, K, H : второстепенные (n∙ 0, 1%) – Ti, , Mn, P, S, C, Cl, F и др. ; малые (≤ 0, 1%) – V, Cr, Ni, Co, Cu, Pb, Zn, Sn, W, Au, Ag, Mo, Bi, Ta, Nb, Li, Be, Pt и др. Летучие компоненты до 12 -15 вес. %: Н 2 О и СО 2. В меньших количествах присутствуют H 2, CO, F 2, Cl 2, HF, HCl, NH 3, CH 4, H 2 S, BO 3.

Магматическая дифференциация 1. Кристаллизационная дифференциация; 2. Гравитационная дифференциация; 3. Ликвация; 4. Флюидно-магматическая дифференциация.

Последовательность Боуэна Оливин (Mg, Fe)2 [Si. O 4] Ромбич. пироксен (Mg, Fe)2 [Si 2 O 6] Моноклин. пироксен (Mg, Fe) Ca [Si 2 O 6] Анортит Ca [Al 2 Si 2 O 8] Амфиболы Me 72+ [Si 4 O 11] 2 (OH)2 Биотит K(Mg, Fe)3 [Al Si 3 O 10] (OH)2 Альбит Na [Al. Si 3 O 8] К-полевой шпат K[Al Si 3 O 8] Кварц Si. O 2 Ликвация 2 Mg. Fe [Si. O 4] + 2 H 2 S → 2 Fe. S + Mg 2[Si 2 O 6] + 2 H 2 O

Экзогенные (внешние) процессы Выветривание горных пород и минералов; Перенос продуктов выветривания; Накопление осадков; Диагенез; Катагенез; Метагенез.

Выветривание – это совокупность процессов механического, химического и биологического преобразования пород и минералов под действием экзогенных факторов (свободный кислород, вода и растворенные в ней вещества, колебания температуры и др. ) Главные реакции химического выветривания: гидролиз, гидратация, окисление, карбонатизация: 4 К[Al. Si 3 O 8] + 22 H 2 O + 4 CO 2 = Al 4[Si 4 O 10](OH)8 + 8 Si(OH)4 (8 Si. O 2*16 H 2 O (опал)) + 4 KHCO 3 Al 4[Si 4 O 10](OH)8+10 H 2 O = 4 Al(OH)3 + 4 Si(OH)4 (или 4 Si. O 2*8 H 2 O). 2 Fe. S 2+2 H 2 O+7 O 2=2 Fe. SO 4+2 H 2 SO 4; Fe. SO 4+H 2 O+O 2=Fe(OH)3+H 2 SO 4 Ca. Mg[Si 2 O 6] + 6 H 2 O+ 4 CO 2 = Ca (HСO 3)2 + Mg (HСO 3)2 + 2 * Si. O 2 * 4 H 2 O

Перенос и накопление осадочных пород 1. Денудация - снос, удаление продуктов разрушения с места их образования ИП = Wi / Ri 1. Транспортировка - перенос продуктов разрушения на другое место. 2. Седиментация(аккумуляция) - осаждение, накопление перемещённого вещества Экзогенные процессы 38

Диагенез – это совокупность процессов, происходящих в осадке и превращающих его в породу. 1. Растворение некоторых компонент осадка: Са. СО 3 (раковина) + СО 2 + Н 2 О → Са(НСО 3)2 2. Окисление ОВ: 4 СН 2 О + SO 4 → H 2 S + 4 CO 2 + 3 H 2 или SO 2 -4 + 2 C 4 - + H 2 → 2 CO 2 + H 2 S 3. Восстановление химических элементов: 2 Fe 2 O 3 + C → 4 Fe. O + CO 2; Fe. O + 2 CO 2 + H 2 O → Fe(HCO 3)2 → Fe. CO 3 + CO 2 + H 2 O 4. Реакции химического выветривания. 5. Взаимодействие верхней части осадка (20 -30 см) с наддонной водой. 6. Образование аутигенных минералов в поровом пространстве. 7. Перераспределение вещества и образование конкреций.

Процессы метаморфизма Метаморфизм – это совокупность процессов минерального и структурно-текстурного преобразования пород в эндогенных условиях под действием повышенных температур, давлений и химически активных веществ (факторов метаморфизма). Источники повышенной температуры 1)кондуктивная теплопередача глубинного тепла; 2)инфильтрационный тепломассоперенос глубинными флюидами; 3)тепло магматических интрузий; 4)радиоактивный распад Поступление вещества: 1) из нижележащих пород коры и мантии в составе восходящих флюидов; 2) из магматических интрузий; 3) из пород, извлекаемые мигрирующими через них флюидами. Регрессивный Прогрессивный ↑Т метаморфизм ↓Т

метаморфизм контактовый катакластический региональный