Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Геохимия эндогенных процессов
Содержание
- 1. Геохимия эндогенных процессов
- 2. Слайд 2
- 3. Геохимический цикл
- 4. Классификация геохимических процессовГлавными критериями классификации являются значения
- 5. Эндогенные процессы делятся на:магматические, протекающие в высокотемпературном
- 6. Задачи, решаемые при изучении магматических пород с
- 7. Магма – смесь расплава, кристаллов и флюидной
- 8. Stromboli (Italy)
- 9. Слайд 9
- 10. В магме содержатся практически все элементы, среди
- 11. Состав магмы. Магма представляет собой гетерогенный расплав,
- 12. Большое влияние на полимеризацию оказывает вода: с
- 13. При 10 кбар гранитная магма способна растворить
- 14. Магмы по химическому составу делятся на силикатные,
- 15. Признаки смешения основной и кислой магмы в
- 16. Многие явления магматизма и, в частности, кристаллизации
- 17. Слайд 17
- 18. С учетом минерального состава выделены серии магматических
- 19. Систематика A. H. Заварицкого предусматривает разделение составов
- 20. Слайд 20
- 21. Слайд 21
- 22. Слайд 22
- 23. Слайд 23
- 24. Карбонатитовый вулкан Олдоинье, Танзания
- 25. Слайд 25
- 26. Слайд 26
- 27. Вариации изменения содержания главных и редких элементов
- 28. Фундаментальный закон, который контролирует распределение элемента между
- 29. Согласно этому закону, при равновесии отношение концентрации
- 30. Применительно к минералам и равновесным с ними
- 31. Коэффициенты распределения минерал-расплав для базальтовых и андезито-базальтовых расплавов
- 32. incompatible несовместимые элементы концентрируются в расплаве KD or
- 33. Слайд 33
- 34. Совместимость зависит от минерала и типа расплава
- 35. Пример совместимых элементов: Ni сильно фракционирует →
- 36. Графическое представление г/х данныхНормированные мультиэлементные диаграммы -
- 37. MORB-normalized Spider Separates LIL and HFSFigure 9-7.
- 38. Слайд 38
- 39. Нормирование на примитивную мантию
- 40. Нормирование на хондрит СI
- 41. Нормирование на MORB
- 42. Факторы, определяющие геохимическую специфику магматических породГеохимические особенности
- 43. Наиболее важной характеристикой источника магм является соотношение
- 44. Слайд 44
- 45. Главная проблема магматической петрологии – процесс формирования
- 46. Эволюция магматического очагаПлавление (полное или частичное) –
- 47. Слайд 47
- 48. Fractional crystallisation
- 49. Слайд 49
- 50. LiquidscompositionHarkerdiagram forCraterLake
- 51. Состав расплава при частичном плавлении Grt-лерцолита
- 52. Частичное плавление
- 53. Геохимия адакитов обусловлена остаточным гранатом при плавлении источника c эклогитовым составом
- 54. Nb-Ta-Ti аномалия в островодужных базальтах может быть
- 55. Слайд 55
- 56. Геохимическое моделирование процессов частичного плавления и фракционной кристаллизации
- 57. Частичное плавление (batch melting)Изменение содержания Rb и Sr в расплаве при прогрессивном частичном плавлении базальта
- 58. Частичное плавление:- равновесное (расплав постоянно реагирует с
- 59. Фракционная кристаллизация:- равновесная (полное равновесие между всеми
- 60. Смешение магмТипы реакционных кайм вокруг оливинов в
- 61. 2 типа смешения магмПолное смешение до относительной
- 62. Closepet granite (2.5 Ga), South India
- 63. Слайд 63
- 64. Слайд 64
- 65. Редкие элементы как индикаторы геодинамических обстановок формирования магматических комплексовКаждой геодинамической обстановке отвечает специфический тип рудообразования. 2011
- 66. Геотермический градиентPattern of global heat flux variations
- 67. Figure 1-9. Estimated ranges of oceanic and
- 68. Геодинамические обстановки 1. Mid-ocean Ridges2. Intracontinental Rifts3.
- 69. Слайд 69
- 70. DM – деплетированная мантия, обедненная несовместимыми элементами;
- 71. Слайд 71
- 72. Скачать презентанцию
Геохимический цикл
Слайды и текст этой презентации
Слайд 4Классификация геохимических процессов
Главными критериями классификации являются значения интенсивных параметров: температуры
Т и давления Р.
высоких температур и давлений) и экзогенные, гипергенные (приповерхностная область низких, в том числе отрицательных, температур и атмосферного давления).
Слайд 5Эндогенные процессы делятся на:
магматические, протекающие в высокотемпературном расплаве и на
его контакте с твердыми горными породами;
метаморфические, происходящие в твердых породах
под воздействием высоких температур и давлений;гидротермальные в широком смысле, к которым следует отнести все высокотемпературные процессы, в которых участвует вода (водный раствор) как самостоятельная фаза, в том числе и в надкритической области.
Слайд 6Задачи, решаемые при изучении магматических пород с помощью главных и
редких элементов
Классификация магматических пород.
Изучение закономерностей эволюции магматических серий, комплексов (реконструкция
обстановок процессов плавления и эволюции магматических систем).Определение геодинамических обстановок формирования магматических комплексов.
Слайд 7Магма – смесь расплава, кристаллов и флюидной фазы, способная к
перемещению.
Магма (греч. — месиво, густая мазь) представляет собой природный, чаще
всего силикатный, огненно-жидкий расплав, возникающий в земной коре или в верхней мантии, на больших глубинах, и при остывании формирующий магматические горные породы. При застывании магмы образуются магматические породы.
Излившаяся магма - это лава.
Слайд 10В магме содержатся практически все элементы, среди которых:
Si, Аl,
Fе, Са, Мg, К, Ti, Na, а также различные летучие
компоненты (оксиды углерода, сероводород, H, F, Cl и др.) и парообразная вода.Летучие компоненты при кристаллизации магмы на глубине частично входят в состав различных минералов (амфиболов, слюд и прочих).
В редких случаях отмечаются магматические расплавы несиликатного состава, например щёлочно-карбонатного (вулканы Восточной Африки) или сульфидного. По мере продвижения магмы вверх, количество летучих компонентов сокращается.
Слайд 11Состав магмы. Магма представляет собой гетерогенный расплав, состоящий из тугоплавких
и летучих компонентов. Еще М. Фарадей в 1834г. установил электропроводность
силикатных расплавов (доказательство их ионизации).Главными катионами магмы являются Na+, К+, Са2+, Mg2+, Fe2+, а анионами – комплексные силикатные и алюмосиликатные анионы типа SiO4-, AlO45-, AlSi2O6- и т. д.
Многие факты указывают на существование в магме так называемых сиботаксических групп, т.е. участков с упорядоченным строением.
Слайд 12Большое влияние на полимеризацию оказывает вода: с увеличением ее количества
вязкость расплава уменьшается. Газы также увеличивают подвижность магмы и понижают
температуру ее плавления.Главным летучим компонентом большинства магм являются водяные пары; их содержание колеблется от 0.5 до 8 %. По А.А. Кадику, при давлении 1 кбар кислые расплавы могут растворить 3.3 % Н2O, основные – 3 %, ультраосновные – 2%. При 5 кбар кислые магмы способны растворить уже 13 % Н2O, основные – 8 % и ультраосновные – 4-5 %.
Слайд 13При 10 кбар гранитная магма способна растворить 22 % Н2O,
а базальтовая – 14%.
Часть воды, растворенной в магме, диссоциирована,
часть связана в соединениях типа Si(ОН)4-6, ROH и т. д., а часть находится в молекулярной форме.Углекислого газа в магме приблизительно в 20 раз меньше, чем воды. При давлении, к примеру, 3-5 кбар растворимость СО2 в кислых и основных магмах достигает 0.1–0.6 %.
Слайд 14Магмы по химическому составу делятся на силикатные, карбонатные, фосфатные, сульфидные
и т.д. Наиболее распространены в земных условиях силикатные магмы.
Базальтовая магма
имеет большее распространение. В ней содержится около 50 % кремнезема, в значительном количестве присутствуют Al, Fe, Ca, Mg, в меньшем Na, K, Ti, P. По химическому составу базальтовые магмы подразделяются на толеитовую (перенасыщена кремнеземом) и щелочно-базальтовую (оливин-базальтовую) магму, (недосыщенную кремнеземом, но обогащенную щелочами).Гранитная (риолитовая, кислая) магма содержит 60-65 % кремнезема, она имеет меньшую плотность, более вязкая, менее подвижная, в большей степени, чем базальтовая магма насыщена газами.
Слайд 15Признаки смешения основной и кислой магмы в продуктах извержения вулкана
Кизимен, Камчатка. A) Вкрапленники кварца и оливина. Б) Сложнозональные вкрапленники
плагиоклаза; В, Г) Вкрапленники роговой обманки на границе контрастных по составу расплавов.Плечов, 2008.
Слайд 16Многие явления магматизма и, в частности, кристаллизации изверженных пород связаны
с понижением Т. По различным данным, температура кристаллизации основных пород
1100-1300°С, гранитов – 800-900°С.Богатая водяными парами гранитная магма застывает при 700°С, некоторые щелочные породы – при еще более низких температурах.
С другой стороны, в магме могут наблюдаться и более высокие Т: для ультрабазитовых магм приводилась Т = 1800°С. Другой важнейший термодинамический параметр – Р колеблется от 1 бар на земной поверхности до ~10 кбар.
Слайд 18С учетом минерального состава выделены серии магматических горных пород:
в
зависимости от соотношения (K2O+Na2O) и SiO2 –
щелочная,
субщелочная,
нормальная;
от соотношения (FeO/MgO) и SiO2 –
толеитовая,
известково-щелочная;
от соотношения (K2O/Na2O) и SiO2 –
натриевая, калиево-натриевая и калиевая.
Слайд 19Систематика A. H. Заварицкого предусматривает разделение составов горных пород на
три химических класса (ряда):
1 - нормальный (содержание Al2O3 больше
общего содержания оксидов Na и К, но меньше общего содержания оксидов Ca, Na и К); 2 - плюмазитовый (пересыщ. глиноземом, т. е. содержание Al2O3 преобладает над общим содержанием оксидов Ca, Na и К);
3 - агпаитовый (содержание оксидов Na и К преобладает над содержанием Al2O3).
Слайд 28
Фундаментальный закон, который контролирует распределение элемента между сосуществующими фазами, известен
как закон Нернста.
Распределение редких элементов в минерале и расплаве,
из которого минерал кристаллизуется, подчиняется определенной закономерности при достижении равновесия в системе. 
Слайд 29
Согласно этому закону, при равновесии отношение концентрации редкого элемента в
твердом теле (в нашем случае минерале) к его концентрации в
растворе/расплаве является постоянной величиной.Эта постоянная величина (константа) называется коэффициентом распределения и является функцией температуры и давления, но не концентрации редкого элемента (до определенного предела его содержания).
Слайд 30Применительно к минералам и равновесным с ними расплавам это означает,
что коэффициенты распределения для редких элементов между минералом и расплавом
являются постоянными величинами и зависят не от изменения концентрации редких элементов, а от температуры и, в меньшей степени, давления.Коэффициенты распределения индивидуальны для различных типов расплавов (по содержанию кремнезема) и минералов с различной структурой.
Слайд 32incompatible несовместимые элементы концентрируются в расплаве
KD or D « 1
compatible
совместимые элементы концентрируются в минерале
KD or D » 1
Слайд 35Пример совместимых элементов:
Ni сильно фракционирует → olivine > pyroxene
Cr
и Sc → pyroxenes » olivine
Ni/Cr or Ni/Sc могут
оценить эффект оливина и авгита в случае частичного плавления или образования серии пород в результате фракционной кристаллизации
Слайд 36Графическое представление г/х данных
Нормированные мультиэлементные диаграммы - спайдер-граммы (spider-паук)
Варьирует как
набор элементов, так и их последовательность
Нормирование на состав примитивной мантии,
хондрит СI, MORB – примитивные базальты срединно-океанических хребтовИспользуются несовместимые элементы (обычно 13), чьи концентрации высоки в породах основного состава. Рост степени несовместимости справа налево
(в соответствии с мантийной минералогией).
Слайд 37MORB-normalized Spider
Separates LIL and HFS
Figure 9-7. Ocean island basalt
plotted on a mid-ocean ridge basalt (MORB) normalized spider diagram
of the type used by Pearce (1983). Data from Sun and McDonough (1989). From Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall.
Слайд 42Факторы, определяющие геохимическую специфику магматических пород
Геохимические особенности магматических пород в
значительной степени зависят от химического состава и минералогии родоначальных пород
или расплавов.Содержание главных и редких элементов определяется типом и степенью плавления, хотя состав магмы может существенно изменяться по мере продвижения к поверхности.
Слайд 43Наиболее важной характеристикой источника магм является соотношение радиогенных изотопов, так
как оно не изменяется в процессе плавления и последующих процессов
в магматической камере.Важным является изучение мантии: океанические базальты мантийного происхождения являются ключевым объектом.
РТ-условия и степень плавления определяют состав мантийных выплавок.
Слайд 45Главная проблема магматической петрологии – процесс формирования земной коры; взаимосвязь
с процессами, происходящими в мантии
Вопросы, возникающие при изучении земной
коры:Когда породы возникли и когда они были добавлены к земной коре?
Как они произошли: как добавка глубинного вещества из мантии или переработка более древней земной коры?
Что (какое вещество) было добавлено к земной коре?
Для ответа требуется комплексное исследование: картирование, изучение петрографии, геохимии пород и изотопное датирование
Слайд 46Эволюция магматического очага
Плавление (полное или частичное) – зарождение очага;
Кристаллизационная и
гравитационная дифференциация при понижении Т;
Взаимодействие с вмещающими породами (ассимиляция) и
другими магмами (смешение магм, гибридизм). Контаминация - изменение первоначального химического или минер. состава в результате взаимодействия с посторонним источником вещества.Ликвация – распад магмы на несмешивающиеся жидкости.
Слайд 53Геохимия адакитов обусловлена остаточным гранатом при плавлении источника c эклогитовым
составом
Слайд 54Nb-Ta-Ti аномалия в островодужных базальтах может быть вызвана: 1. Остаточной тугоплавкой
фазой – рутилом. 2.Фракционированием амфибола – роговой обманки. 3. Низкой мобильностью HFS-элементов при
транспортировке водным флюидом.
Слайд 57Частичное плавление (batch melting)
Изменение содержания Rb и Sr в расплаве
при прогрессивном частичном плавлении базальта
Слайд 58Частичное плавление:
- равновесное (расплав постоянно реагирует с реститом до момента
удаления выплавленной порции магмы). Постоянный контакт расплава с реститом обеспечивает
равновесность этих двух фаз.- фракционное или релеевское (выплавленные небольшие количества расплава мгновенно удаляются из зоны магмагенерации). Равновесие достигается только между расплавом и поверхностями зерен минералов в источнике плавления.
Слайд 59Фракционная кристаллизация:
- равновесная (полное равновесие между всеми твердыми фазами и
расплавом в течение кристаллизации).
- релеевское фракционирование (описывается законом Релея). Крайний
случай извлечения кристаллов из расплава сразу после их образования. В процессе содержание несовместимых эл-в в минерале уменьшается относительно расплава, а совместимых – растет.- in situ (остаточный расплав отделяется от кристаллической «каши» в зоне солидификации на стенах камеры и возвращается в камеру).
Слайд 60Смешение магм
Типы реакционных кайм вокруг оливинов в различных вулканических сериях
Камчатки.
Подобные каймы рассматриваются в качестве доказательства смешения питающей магмы, богатой
вкрапленниками оливина с кислыми расплавами.Плечов, 2008
Слайд 612 типа смешения магм
Полное смешение до относительной однородности (mix –
«миксинг»)
Механическое перемешивание с сохранением участков (зон) индивидуальных пород (расплавов)
–
минглинг (mingle)
Слайд 65Редкие элементы как индикаторы геодинамических обстановок формирования магматических комплексов
Каждой геодинамической
обстановке отвечает специфический тип рудообразования.
2011
Слайд 66Геотермический градиент
Pattern of global heat flux variations compiled from observations
at over 20,000 sites and modeled on a spherical harmonic
expansion to degree 12. From Pollack, Hurter and Johnson. (1993) Rev. Geophys. 31, 267-280.Cross-section of the mantle based on a seismic tomography model. Arrows represent plate motions and large-scale mantle flow and subduction zones represented by dipping line segments. EPR =- East pacific Rise, MAR = Mid-Atlantic Ridge, CBR = Carlsberg Ridge. Plates: EA = Eurasian, IN = Indian, PA = Pacific, NA = North American, SA = South American, AF = African, CO = Cocos. From Li and Romanowicz (1996). J. Geophys. Research, 101, 22,245-72.
Слайд 67Figure 1-9. Estimated ranges of oceanic and continental steady-state geotherms
to a depth of 100 km using upper and lower
limits based on heat flows measured near the surface. After Sclater et al. (1980), Earth. Rev. Geophys. Space Sci., 18, 269-311.
Слайд 68Геодинамические обстановки
1. Mid-ocean Ridges
2. Intracontinental Rifts
3. Island Arcs
4. Active
Continental
Margins
5. Back-arc Basins
6. Ocean Island Basalts
7. Miscellaneous Intra- Continental
Activitykimberlites, carbonatites, anorthosites...
Слайд 70DM – деплетированная мантия, обедненная несовместимыми элементами; EM – обогащенная
мантия; HIMU – высокое содержание радиогенного свинца (высокое отношение U/Pb).
