Роль океанской воды в формировании химического состава природных вод

Сентябрь 3, 2022

Главная
Алгебра
Роль океанской воды в формировании химического состава природных вод

Содержание

2. Геологическая роль водной толщи современного Океана
3. Данные о составе, объеме и геохимической структуре водной толщи Мирового океана Общая площадь всех вод Мирового
4. Океанская водная толща является основным компонентом гидросферы планеты. Общая масса всех типов вод в ее составе
5. Грандиозный объем водной толщи создает среду для протекания специфичных рудообразующих процессов в пределах современного океана. В
6. морская вода представлена мономинеральным жидким соединением , в котором растворенные солевые компоненты составляют, в среднем, 34.71
7. Основу океанской водной толщи составляет достаточно концентрированный раствор солей галогенов (Cl, Br и F), сернокислых соединений
8. В рудах океана, обычно содержатся десятые доли (кобальт), а иногда до 1% других металлов (медь, никель),
9. Образование и эволюция химического состава воды Мирового океана. Постепенное изменение химического состава океанской воды под влиянием
10. В результате происходило поглощение кислотности первичной океанской воды (увеличение щелочности) и формирование катионного состава. К началу
11. 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
12. 3. Изменение состава океанской воды при упаривании Состав океанской воды различной степени сгущения (по М. Г.
13. Жидкая фаза, г/кг
14. Твердая фаза
15. 130 г/кг; начало садки гипса, в результате которой в твердую фазу уходит весь кальций; объем оставшейся
16. 350 г/кг; начало садки сильвина и карналлита (KCl.MgCl2. 6H2O); осталось 3,1 (сильвин) -3,9 (карналлит) % от
17. Особенности испарительного концентрирования в других водоемах Мертвое море (г/кг) (абс.отм. зеркала воды -392 м, гл. 400
18. Каспийское море (г/кг) (абс. отм. зеркала -28,5 м,гл. 6-8 м на севере, до 1025 м на
19. Ситуация с бромом После начала садки галита соотношение хлора и брома меняется ф-ла В.И.Гуревича (1963):
20. Если принять максимальное содержание хлора около 300-320 г/л, максимальное содержание брома составит ≈ 10 г/л. Прогнозы
21. Метаморфизация химического состава морской воды и продуктов ее упаривания Прямое направление ¤ Сульфатредукция: SO4 2- +
22. ¤ Вторичная доломитизация Процессы вторичной доломитизации протекают при aСа/aMg > 0,7. Увеличение пористости может достигать 12
23. ¤ Альбитизация плагиоклазов Оптимальные условия протекания – кислая среда и повышенные температуры ¤ Катионный обмен: 2Na
24. Обратное направление Протекание реакций катионного обмена в обратном направлении. Возвращение в жидкую фазу поглощенного "морского" натрия.
25. Общая схема метаморфизации морской воды и продуктов ее упаривания В гидрогеохимических типах Курнакова-Валяшко: хлоридный ← сульфатный
26. Геоисторически сложившееся геологическое тело Урез воды Океана пространственно коррелируется с разделом, отделяющим кору океанического и переходного
27. Этот факт свидетельствует о том, что океанская водная толща имеет не просто грандиозный объем H2O, заполнивший
29. Скачать презентацию

Слайд 2

Геологическая роль водной толщи современного Океана

Слайд 3

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

Слайд 4

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%).

Слайд 5

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

Слайд 6

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.

Слайд 7

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.

Слайд 8

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.

Слайд 9

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

Слайд 10

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.

Слайд 11

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;

Слайд 12

3. Изменение состава океанской воды при упаривании
Состав океанской воды различной степени

сгущения (по М. Г. Валяшко)

Слайд 13

Жидкая фаза, г/кг

Слайд 14

Твердая фаза

Слайд 15

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;

Слайд 16

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.

Слайд 17

Особенности испарительного концентрирования в других водоемах
Мертвое море (г/кг)
(абс.отм. зеркала воды -392

м, гл. 400 м) – выделяется стадия садки тахгидрита

Слайд 18

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).

Слайд 19

Ситуация с бромом
После начала садки галита соотношение хлора и брома меняется

ф-ла В.И.Гуревича (1963):

Слайд 20

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.

Слайд 21

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).

Слайд 22

¤ 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.

Слайд 23

¤ 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).

Слайд 24

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.

Слайд 25

Общая схема метаморфизации морской воды и продуктов ее упаривания
В гидрогеохимических типах

Курнакова-Валяшко:
хлоридный ← сульфатный → карбонатный

Слайд 26

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.

Слайд 27

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.

Роль океанской воды в формировании химического состава природных вод

Содержание

Геологическая роль водной толщи современного Океана

Данные о составе, объеме и геохимической структуре водной толщи Мирового океанаОбщая

Океанская водная толща является основным компонентом гидросферы планеты. Общая масса всех

Грандиозный объем водной толщи создает среду для протекания специфичных рудообразующих процессов

морская вода представлена мономинеральным жидким соединением , в котором растворенные солевые

Основу океанской водной толщи составляет достаточно концентрированный раствор солей галогенов (Cl,

В рудах океана, обычно содержатся десятые доли (кобальт), а иногда до

Образование и эволюция химического состава воды Мирового океана. Постепенное изменение

В результате происходило поглощение кислотности первичной океанской воды (увеличение щелочности) и

2.Состав океанской воды: г/кг %-экв г/кг %-экв Cl 19,35 90,20 Na 10,76

3. Изменение состава океанской воды при упаривании Состав океанской воды различной степени

Жидкая фаза, г/кг

Твердая фаза

130 г/кг; начало садки гипса, в результате которой в твердую фазу

350 г/кг; начало садки сильвина и карналлита (KCl.MgCl2. 6H2O); осталось 3,1

Особенности испарительного концентрирования в других водоемах Мертвое море (г/кг)(абс.отм. зеркала воды -392

Каспийское море (г/кг) (абс. отм. зеркала -28,5 м,гл. 6-8 м на

Ситуация с бромомПосле начала садки галита соотношение хлора и брома меняется