big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Происхождение вулканической серы и аргона

Наиболее распространенные гипотезы, объясняющие вулканическую деятельность, связывают появление вулканической лавы с восходящими движениями расплавленных масс вещества мантии. Предполагается, что жидкие магмы по трещинам и разломам поднимаются главным образом из волновода. Этот слой находится на глубине 100—200 км под. материками и на глубине 50—350 км под океанами. Вместе с темг если бы вещества, выбрасываемые вулканами, имели действительно такое глубинное происхождение, следовало бы ожидать, что и содержащаяся в выбросах сера, входящая в состав различных минералов и соединений, должна иметь глубинное происхождение.

Можно напомнить, что в случае, если вещества, входящие в состав, вулканических выбросов, формируются из растворов, находящихся в дренажной оболочке, то сера может иметь и поверхностное происхождение, так как эти растворы образуются в основном из атмосферных вод, проникающих в толщи земной коры.

Детальное исследование изотопного состава вулканической серы, всесторонне выполненное В. И. Виноградовым, привело его к следующим выводам.

«В изотопном составе вулканической серы отсутствуют специфические признаки, которые могли бы быть присущи только образцам ювенильного происхождения. В то же время имеется ряд признаков, несовместимых с представлениями о ювенильном происхождении вулканической серы. К ним относится широкий разброс изотопных отношений в каждой группе соединений серы даже в пределах отдельных фумарольных полей, повсеместное обогащение тяжелым изотопом S34 окисленных соединений серы (там, где отсутствуют признаки атмосферного окисления), существование вулканических сульфидов, обогащенных S34, и, наконец, утяжеление в некоторых случаях среднего изотопного состава вулканической серы по отношению к сере метеоритного троилита».

В. И. Виноградов заключает свой анализ особенностей изотопного состава вулканической серы выводом, что «Значительная часть серы могла поступать в вулканический аппарат в виде сульфатов, обогащенных S34».

Выводы В. И. Виноградова представляются весьма убедительным и вполне обоснованным доводом в пользу представления о формировании масс вещества, выбрасываемого вулканами из растворов, поступающих сквозь толщи земной коры в дренажную оболочку.

Считается, что вулканизм связан с глубинными, протекающими в слоях верхней мантии, процессами, поэтому можно было ожидать, что выбрасываемые при извержениях газы, например аргон, должны отличаться от аргона атмосферы. Исследования изотопного состава аргона, содержащегося в вулканических газах Камчатки и Курильских островов, показали, что в них не обнаруживается существенное обогащение радиогенными компонентами. Отношение Аг40/Аг36, равное для аргона воздуха 996 ±3, колеблется почти в тех же пределах для аргона из газов вулканов, фумарол и термальных источников. Максимальное обогащение Аг40 составляет 5%. Этот избыточный аргон мог быть выплавлен из пород мантии и из пород земной коры. Это вполне согласуется с общими представлениями о преобладающем участии в вулканическом процессе газов, образовавшихся или захваченных в пределах земной коры из «атмосферы».

Следует особо подчеркнуть, что в породах, которые длительное время не находились в контакте с атмосферным воздухом, содержатся газы, в которых аргон существенно обогащен Аг40 по сравнению с аргоном воздуха. Это относится, например, к аргону, содержащемуся в природных газах, в газах из нефтей горючих ископаемых. Поэтому сходство аргона вулканов с аргоном воздуха также может служить свидетельством в пользу связи вулканической деятельности с дренажной оболочкой земной коры.

Развиваемое в данной работе представление, конечно, не исключает общепринятого механизма появления, в результате вулканического извержения, расплавленного вещества мантии. Обычно принимают, что, если по какой-то причине снизится давление в слоях верхней мантии, примыкающих к земной коре, то произойдет переход твердого вещества в жидкое, во всяком случае в более подвижное состояние.

Объясняют такую возможность тем, что вещество верхней мантии перегрето и находится в твердом состоянии только в результате высокого давления. Такое состояние вещества, безусловно, возможно, и не исключено, что этот механизм срабатывает при снижении давления в верхних горизонтах мантии при выбросе водяных, жидких и надкритических растворов из дренажной оболочки.

Возникающее при этом весьма значительное и быстротекущее падение давления в результате образования канала, соединяющего дренажную оболочку через кратер вулкана с атмосферой, может играть роль причины появления жидкой лавы и выброса ее в пределы земной коры и на дневную поверхность.

В этом случае необходимо подчеркнуть, что появление лавы и извержение ее являются не причиной извержения вулкана, а следствием, вернее продолжением извержения, причиной и началом которого было то избыточное гидростатическое давление, под которым находились растворы, заполняющие дренажную оболочку.

Не исключено также, что сам переход твердого вещества верхней мантии в жидкое, подвижное состояние происходит не только потому, что оно перегрето выше температуры его плавления, а и потому, что, как это экспериментально установлено, оно под высоким давлением и при температурах выше 500° С хорошо растворяет воду. В этом случае снижение давления приведет к резкому уменьшению растворимости воды, к вспучиванию вещества мантии и подъему его к жерлу вулкана.

В геологической науке уже длительное время идет, казалось бы, непримиримая борьба между идеями нептунистов и плутонистов. Одни видят причину образования и развития земной коры в процессах взаимодействия воды и минералов, слагающих кору, другие приписывают роль главной действующей силы огню, превращающему твердые породы в подвижные магмы.

Как следует из всего вышеизложенного, непримиримость идей нептунизма и плутонизма кажущаяся. Она возникла скорее из привычного противопоставления огня воде, чем от наблюдаемой действительности. Практически объяснения плутонистов и нептунистов скорее дополняют друг друга, чем опровергают. Вода и огонь, вернее вода и лавы, оказываются не антагонами, а родственными явлениями. Лавы, по-видимому, в большинстве случаев являются только наиболее труднорастворимой частью минеральных веществ, образующихся в недрах земной коры и выпадающих из растворов при падении давления и температуры.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.