Земля начинается с… кварца

0
Он зародился, когда наша планета была настоящим младенцем

Сейчас появляется все больше доказательств теории о том, что жизнь на Земле развивалась благодаря минералам и горным породам. Именно на них смогли закрепиться первые одноклеточные организмы и создать жизнеспособные колонии. Со временем это привело к появлению все более сложных организмов. Ну, а нам, людям, сложно представить существование без минералов.

Но что же такое минерал? Это не просто камни, а сложные химические соединения, имеющие кристаллическую структуру и образовавшиеся в результате геологических процессов длиной в сотни миллионов, а то и миллиардов лет.

Кипящие недра и химический бульон

Одни минералы и образованные ими горные породы сформировались при застывании и кристаллизации магмы. Такой раствор-расплав, состоящий преимущественно из соединений кремния и содержащий все химические элементы, либо преодолевает сопротивление вышележащих пород и изливается на поверхность, либо остается в недрах и остывает и кристаллизуется там. Так формируются всем известные граниты, сиениты, диориты и пр.

В процессе их образования происходит переход Si, Al, Ca, Fe, Mg, Ti, K, Na, H2, O2 из магмы в остаточный расплав. При внедрении в земную кору температура магмы составляет около 1200 градусов! К концу кристаллизации она снижается до 500—600 градусов. При этой температуре в трещины пород внедряется остаточный расплав, формируя пегматитовые жилы. Часть летучих веществ попадает по трещинам в закристаллизовавшиеся породы. Они воздействуют на слагающие минералы и преобразуют их. Так в гранитах формируются грейзены, вольфрамовые, молибденовые, оловянные и редкометалльные руды. При дальнейшем снижении температуры выделяются гидротермальные растворы. Из них формируются месторождения золота, цинка, меди, серебра, урана, свинца, сурьмы, ртути, олова, мышьяка.

Периодически происходят преобразования минералов, если начинается смена геологической обстановки и залегания пород. Этот процесс затрагивает огромные площади, и в результате мы находим сланцы, мраморы и пр.

Влияют на формирование минералов и внешние природные факторы. Обнажившиеся и залегающие на небольших глубинах породы подвергаются выветриванию (разрушению) под механическим и химическим воздействием воды, солнца, ветра, организмов и др. Часть разрушенных пород и минералов уносится, часть остается на месте, формируя россыпи золота, платины, циркона, алмаза, гранатов, олова, магнетита и др. Многие породообразующие минералы разрушаются и растворяются. Их соли разносятся водами, в засушливых районах они осаждаются, образуя месторождения гипса, натриевой и калиевой солей, мирабилита.

Минералы образуются и в ходе жизнедеятельности организмов и их остатков. В результате возникают горючие ископаемые, мел, известняки, сера, некоторые бурые железняки, фосфориты и т.д. Яркий тому пример – крупнейшие из известных подводных осадочных столбов, расположенные на дне озера Ван. Эти гигантские подводные образования стали объектом исследований специально организованной в 1989 г. германо-польско-турецкой экспедиции. Осадочные башни высотой более 39 м обнаружены на глубине примерно 900 м. По мнению ученых, они формируются в результате деятельности особых сине-зеленых цианобактерий, которые способны выделять кальций из его солей, растворенных в придонных слоях озера. А солей кальция, особенно карбоната кальция, в озере достаточно. Из всех крупнейших закрытых естественных водоемов это самое щелочное озеро на планете.

Циркон – свидетель рождения Земли

Циркон – один из древнейших минералов на Земле. Он имеет магматическое происхождение. Принято считать, что он образовался где-то 4,4 млрд. лет назад! К тому времени возраст Земли составлял всего 150 млн. лет. Самый древний циркон выявили в западной части Австралии на горе Маунт-Наррсиер. Прочная кристаллическая решетка минерала позволяет ему выдерживать невероятно жесткие воздействия. Именно поэтому геологи используют его для определения возраста древних формаций.

Например, исследователей интересовал изотопный состав атомов лития, вкрапления которого обнаружили в кристаллах циркона, добытых в австралийском горном массиве Джек Хиллс, – еще одном участке нетронутой древней Земли. Сравнивая соотношение тяжелых и легких изотопов лития в цирконе из Джек Хиллс с его соотношением в континентальной коре и скалах, ученые надеялись определить возраст древних формаций и условия, в которых те существовали. В результате выяснилось, что к моменту образования циркона из Джек Хиллс на юной планете уже присутствовали зачатки континентов, а также жидкая вода. Следовательно, температура на Земле в то время – около 4,3 млрд. лет назад – была сравнительно невысокой. Низкое содержание тяжелых изотопов лития в образцах свидетельствовало о том, что условия на планете были весьма суровыми. Так, скалы, сформировавшиеся раньше 4 млрд. лет назад, были разрушены древней непогодой. Иначе говоря, обилием кислотных дождей, предполагают геологи из США.

Кстати, в Средние века в Европе циркон был очень популярен. Наряду с желтыми и оранжевыми стали завозить и совершенно бесцветные и прозрачные камни, после огранки почти не отличимые блеском и игрой от бриллианта. Их сочли алмазами и назвали матара — по имени алмаза из городу Матара на юге Шри-Ланки. Желтые же цирконы стали называть жаргоны (по существу это просто иная транскрипция слова «циркон»). Лишь в конце XVIII в. французский кристаллограф Делиль установил, что жаргон — не разновидность алмаза, а самостоятельный минерал.

Кварц – также один из первых минералов, рожденных на Земле. Он образуется при температуре 570-650 градусов, до глубины 21 км. К тому же это самый распространенный минерал земной коры (около 65 ее процентов состоит из кварца) и входит в состав множества пород. Разновидности кварца считаются полудрагоценными и драгоценными камнями. Аметист, горный хрусталь – это тоже кварц. Бывают его розовый, дымчатый и черный типы. Песок, галечник, щебень, гравий – все это также вездесущий кварц. Без него невозможно представить многие отрасли нашей промышленности. Между тем его кристаллы возрастом сотни миллионов лет.

Невообразимый возраст

Что касается древнейших пород, возраст которых примерно 3,6 млрд. лет, то к ним до недавнего времени относили плагиогнейсы массива Амитокс в Западной Гренландии и массива Уивак на канадском полуострове Лабрадор, а также граниты и гнейсы долины реки Миннесоты. Чуть моложе (около 3,4 млрд. лет) породы, выступающие на поверхность Охотского и Омолонского массивов. Разброс в определении возраста миннесотских пород различными исследователями колебался от 3,1 до 3,8 млрд. лет. Возраст же гренландских массивных полосчатых сланцев гранитоидного состава определили в 3,8 млрд. лет.

Затем ученые разработали новые методы анализа геологических пород и получили гораздо более точные результаты: возраст миннесотских пород 3,622 плюс/минус 72 млн. лет. Но вот последовала серия открытий еще более древнейших пород. Геолог Каменев обнаружил в Восточной Антарктиде в скалах на Земле Эндерби образцы пород, названные эндербитами, которые живут 3900 плюс/минус 300 млн. лет. В районе Невольничьего озера в северо-западной части Канады были открыты породы, сформировавшиеся 3,96 млрд. лет назад.

Подготовила Анна Попенко,
по материалам Intellect-video.com, Catalogmineralov.ru, Geolib.net

Share.

Comments are closed.