Экспериментальное моделирование условий формирования докембрийских кор выветривания. Особенности дренажных растворов и перераспределение лантаноидов в гипергенном профиле

  • Вячеслав Анатольевич Матреничев Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, Российская Федерация, 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2
  • Екатерина Владимировна Климова Санкт-Петербургский государственный университет, Российская Федерация, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7–9

Аннотация

Экспериментальные исследования выщелачивания палеопротерозойских гранитоидов в кислородной и аргоновой среде в различных кислотно-щелочных условиях показали, что только в кислых окислительных условиях происходит активное выщелачивание пород и формирование растворов с суммарной концентрацией катионов более 20 мг/л и соотношением K/Na > 1. В гипергенном профиле при обильной увлажненности формировались растворы с отрицательной аномалией церия, тогда как в засушливых условиях цериевая аномалия отсутствует. Показано, что в ходе формирования гипергенных профилей в раннем докембрии химические элементы перераспределялись между остаточным материалом коры выветривания и аутигенным компонентом гипергенного профиля, при этом остаточный материал коры выветривания обеднялся лёгкими редкоземельными элементами, а аутигенный компонент комплементарно обогащался выщелоченными лантаноидами. Дренажный раствор на выходе из гипергенного профиля приобретал ультрапресные характеристики, но имел повышенные соотношения Rb/Sr и K/Na.

Ключевые слова:

докембрий, кора выветривания, экспериментальное выщелачивание

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.
 

Литература

Литература

Алфимова, Н. А., Матреничев, В. А., 2006. Континентальное выветривание в раннем докембрии: особенности минеральных преобразований и состав гипергенных растворов. Литология и полезные ископаемые 6, 578–591.

Галимов, Э. М., Рыженко, Б. Н., 2008. Разрешение K/Na биогеохимического парадокса. Доклады Академии наук 421, 3, 375–377.

Гинецинский, А. Г., 1964. Физиологические механизмы водно-солевого равновесия. Наука, Москва; Ленинград, 426.

Дриц, В. А., Сахаров, Б. А., Ивановская, Т. А., Покровская, Е. В., 2013. Микроуровень кристаллохимической гетерогенности докембрийских глобулярных диоктаэдрических слюдистых минералов. Литология и полезные ископаемые 6, 552-580. https://doi.org/10.7868/S0024497X13060037.

Израэль, Ю. А., Назаров, И. М., Прессман, А. Я., Филиппова, Л. М., Рябошапко, А. Г., 1989. Кислотные дожди. Гидрометеоиздат, Ленинград, 269.

Климова, Е. В., 2010. Минеральный состав глинистых отложений пещер. Сборник статей молодых учёных ИГГД РАН, 213–222.

Климова, Е. В., Матреничев, В. А., Алфимова, Н. А., Матреничев, А. В., Матреничев, Н. В., 2015. Свидетельства широкого развития процессов выветривания в породах архейского фундамента М. Янисъярвинской структуры. Материалы конференции «Актуальные проблемы геологии докембрия, геофизики и геоэкологии». Петрозаводск, 56–57.

Матреничев, В. А., Алфимова, Н. А., Левченков, О. А., Саватенков, В. М., Беляцкий, Б. В., Астафьева, М. М., Макеев, А. Ф., Яковлева, С. З., 2011. Стратиграфия и изотопный возраст лопийского комплекса Лехтинской структуры, северная Карелия. Стратиграфия, геологическая корреляция 19, 5, 3–25.

Матреничев, В. А., Климова, Е. В., 2015. Глинистые отложения пещер. Вестник С.-Петерб. ун-та. Серия 7. Геология. География 4, 64–81.

Наточин, Ю. В., 2007. Физиологическая эволюция животных: натрий — ключ к разрешению противоречий. Вестник Российской академии наук 77, 11, 999–1010.

Наточин, Ю. В., Ахмедов, А. М., 2005. Физиологические и палеогеохимические аргументы новой гипотезы стимула эволюции эукариот и многоклеточных животных. Доклады Академии наук 400, 6, 836–839.

Наточин, Ю. В., Фелицын, С. Б., Климова, Е. В., Шахматова, Е. И., 2012. K+/Na+ во внеклеточной жидкости животных, при выветривании гранитоидов и проблема возникновения жизни. Журнал эволюционной биохимии и физиологии 48, 4, 406–416.

Проссер, Л., 1977. Неорганические ионы. Сравнительная физиология животных 1, 177–240.

Холленд, Х., 1989. Химическая эволюция океанов и атмосферы. Мир, Москва, 552 с.

Чумаков, Н. М., 2008. Проблема тотальных оледенений Земли в позднем докембрии. Стратиграфия. Геол. Корреляция 16, 2, 3–15.

Hofmann, P. F., Kaufman, A. J., Halverson, G. P., Schrag, D. P., 1998. A Neoproterozoic snowball Earth. Science 281, 1342–1346.

Holland, H. D., 1994. Early Proterozoic atmospheric change. Bengtson, S. (ed.), Early Life on Earth, Nobel Symposium No. 84. Columbia University Press, New York, 237–244.

Kirschvink, J., 1992. A Late Proterozoic Low-Latitude Global Glaciation: the Snowball Earth. The Proterozoic Biosphere. A Multidisciplinary Study. Cambridge Univ. Press, 51–52.

Ohmoto, H., 2004. The Archean Atmosphere, Hydrosphere and Biosphere. Development in Precambrian Geology 12, 361–388.

Ramseyer, K, Boles, J. R., 1986. Mixed-layer illite/smectite minerals in Tertiary sandstones and shales, San Joaquin basin, California. Clays and Clay Minerals 34, 115–124.



References

Hofmann, P. F., Kaufman, A. J., Halverson, G. P., Schrag, D. P., 1998. A Neoproterozoic snowball Earth. Science 281, 1342–1346.

Holland, H. D., 1994. Early Proterozoic atmospheric change. Bengtson, S. (ed.), Early Life on Earth, Nobel Symposium No. 84. Columbia University Press, New York, 237–244.

Kirschvink, J., 1992. A Late Proterozoic Low-Latitude Global Glaciation: the Snowball Earth. The Proterozoic Biosphere. A Multidisciplinary Study. Cambridge Univ. Press, 51–52.

Ohmoto, H., 2004. The Archean Atmosphere, Hydrosphere and Biosphere. Development in Precambrian Geology 12, 361–388.

Ramseyer, K, Boles, J. R., 1986. Mixed-layer illite/smectite minerals in Tertiary sandstones and shales, San Joaquin basin, California. Clays and Clay Minerals 34, 115–124.

Alfimova, N. A., Matrenichev, V. A., 2006. Kontinental’noe vyvetrivanie v rannem dokembrii: osobennosti mineral’nykh preobrazovanii i sostav gipergennykh rastvorov [Continental weathering in the Early Precambrian: features of mineral transformations and composition of hypergenic solutions]. Litologiia i poleznye iskopaemye [Lithology and minerals], 6, 578–591. (in Russian)

Galimov, E. M., Ryzhenko, B. N., 2008. Razreshenie K/Na biogeokhimicheskogo paradoksa [Resolution of the K / Na biogeochemical paradox]. DAN [Reports of RAS] 421, 3, 375–377.

Ginetsinskiy, A. G., 1964. Fiziologicheskie mekhanizmy vodno-solevogo ravnovesiia [Physiological mechanisms of water-salt balance]. Nauka, Moscow, 1964, 426. (in Russian)

Drits, V. A., Sakharov, B. A., Ivanovskaia, T. A., Pokrovskaia, E. V., 2013. Mikrouroven’ kristallokhimicheskoi geterogennosti dokembriiskikh globuliarnykh dioktaedricheskikh sliudistykh mineralov [Microlevel of crystallochemical heterogeneity of Precambrian globular dioctahedral micaceous minerals]. Litologiia i poleznye iskopaemye [Lithology and minerals], 6, 552. https://doi.org/10.7868/S0024497X13060037 (in Russian)

Izrael, Yu. A., Nazarov, I. M., Pressman, A. Ya., Filippova, L. M., Ryaboshapko, A. G., 1989. Kislotnye dozhdi [Acid rain]. Gidrometeoizdat, Leningrad, 269. (in Russian)

Klimova, E. V., 2010. Mineral’nyi sostav glinistykh otlozhenii peshcher [Mineral composition of clay deposits of caves]. Sbornik statei molodykh uchenykh IGGD RAN [Collection of articles of young scientists IPGG RAS], 213–222. (in Russian)

Klimova, E. V., Matrenichev, V. А., Alfimova, N. А., Matrenichev, A. V., Matrenichev, N. V., 2015. Svidetel’stva shirokogo razvitiia protsessov vyvetrivaniia v porodakh arkheyskogo fundamenta M. Yanis’’iarvinskoi struktury [Evidence of the widespread development of weathering processes in the rocks of the Archean foundation of the M. Janisjärvi structure]. Materialy konferentsii “Aktual’nye problemy geologii dokembriia, geofiziki i geoekologii” [Materials of the conference “Actual problems of Precambrian geology, geophysics and geoecology”], Petrozavodsk, 56–57. (in Russian)

Matrenichev, V. A, Alfimova, N. A., Levchenkov, O. A., et al., 2011. Stratigrafiia i izotopnyi vozrast lopiiskogo kompleksa Lekhtinskoi struktury, severnaia Kareliia [Stratigraphy and isotope age of the Lopi complex of the Lehtin structure, northern Karelia]. Stratigrafiia, geologicheskaia korrelyatsiia [Stratigraphy, geological correlation] 19, 5, 3–25. (in Russian)

Matrenichev, V. A., Klimova, E. V., 2015. Glinistye otlozheniia peshcher [Clay deposits of caves]. Vestnik Sankt-Peterburgskogo Universiteta. Seriya Geologiya i Geografiya 7, 4, 64–81. (in Russian)

Natochin, Yu. V., 2007. Fiziologicheskaia evolyutsiia zhivotnykh: natriy — klyuch k razresheniiu protivorechii [Physiological evolution of animals: sodium is the key to resolving contradictions]. Vestnik RAN [Herald RAS] 77, 11, 999–1010. (in Russian)

Natochin, Yu. V., Akhmedov, A. M., 2005. Fiziologicheskie i paleogeokhimicheskie argumenty novoi gipotezy stimula evoliutsii eukariot i mnogokletochnykh zhivotnykh [Physiological and paleogeochemical arguments of a new hypothesis of stimulus the evolution of eukaryotes and multicellular animals]. DAN [Reports of RAS] 400, 6, 836–839. (in Russian)

Natochin, U. V., Felitsyn, S. B., Klimova, E. V., Shahmatova, Е. I., 2012. K+/Na+ vo vnekletochnoi zhidkosti zhivotnykh, pri vyvetrivanii granitoidov i problema vozniknoveniia zhizni [K+/Na+ in extracellular fluid of animals, during the weathering of granitoids and the problem of the origin of life]. Zhurnal evoliutsionnoi biokhimii i fiziologii [Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology] 48, 4, 406–416. (in Russian)

Prosser, L., 1977. Neorganicheskie iony [Inorganic ions]. Sravnitel’naia fiziologiia zhivotnykh [Comparative physiology of animals] 1. Moscow. 177–240. (in Russian)

Holland, H. D., 1989. Khimicheskaia evolyutsiia okeanov i atmosfery [Chemical evolution of the oceans and the atmosphere], Mir, Moscow, 552. (in Russian)

Chumakov, N. M., 2008. Problema total’nykh oledenenii Zemli v pozdnem dokembrii [The problem of total glaciation of the Earth in the Late Precambrian]. Stratigrafiia. Geol. Korrelyatsiia [Stratigraphy. Geol. Correlation] 16, 2, 3–15. (in Russian)
Опубликован
2017-12-13
Как цитировать
Матреничев, В. А. и Климова, Е. В. (2017) «Экспериментальное моделирование условий формирования докембрийских кор выветривания. Особенности дренажных растворов и перераспределение лантаноидов в гипергенном профиле», Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле, 62(4), сс. 389-408. doi: 10.21638/11701/spbu07.2017.405.
Раздел
Статьи