Вода в магматических процессах и на различных стадиях осадочного цикла.

В геологии к магматическим процессам относят процессы образования магмы, ее дальнейшей эволюции и застывания. Магма – это расплавленная масса горных пород, Она образуется в глубоких горизонтах Земли, там, где температура вызывает плавление (по крайней мере, частичное) горных пород. Магма представляет собой многокомпонентный раствор соединений ряда химических соединений с преобладанием силикатов.

Различают два основных вида магматизма: основной и кислый. Основной – преобладает в океанической коре, а кислый магматизм – в континентальной коре. В каждом их этих видов магматизма участвует вода.

На участках спрединга океанической коры вместе с разогретым веществом мантии разгружаются ювенильные флюиды. В зонах же субдукции (зонах Беньофа – Заварицкого) в процессе погружения океанической коры происходит погружение и огромных объемов осадков, накопившихся на океаническом дне и обогащенных водными минералами.

Считают, что в магматических расплавах, вода может присутствовать как в газообразной, так и в жидкой фазах. Здесь важно не столько, сколько в какой фазе присутствует вода, а то, что она является составляющей газовой фазы магмы. Кроме воды в газовом составе магмы присутствуют СО₂, HCl, HF, H₂ и другие газы. По оценкам для отдельных вулканов, содержание летучих компонентов составляет 0.7 – 4.0 вес. %. Среди них преобладает вода.

Вода в осадочном цикле. К осадочному циклу относят образование и последующие постседиментационные изменения осадочных пород в ходе геологической истории. Он объединяет мобилизацию вещества при выветривании материнских пород, его перенос и осаждение в бассейнах осадконакопления (седиментогенез); постседиментационные изменения (литогенез), приводящие к его преобразованию в породу в процессе погружения в более глубокие горизонты. Наличие воды является обязательным условием осадочного цикла.

На всех стадиях литогенеза осадок → порода испытывает воздействие как связанной (поровая, кристаллизационная), так и свободной (жидкой, либо парообразной) воды. Последовательное увеличение температуры и давления осадочное породообразование (прямой литогенез) заключается в переводе воды из связанного состояния в свободное.

В процессе литогенеза выделяют три последовательные стадии: - диагенез, катагенез и метагенез.

Стадия диагенеза («диагенез» – перерождение). В этом процессе рыхлый осадок превращается в твердую породу. Это сопровождается преобразованием состава илового раствора и их потерей в ходе уплотнения (отжима).При этом происходит растворение и удаление из осадка неустойчивых соединений, выделение из воды минеральных новообразований, биогеохимические, обменно-адсорбционные и другие реакции, дегидратация минералов, перекристаллизация солей и цементация осадка, как правило – с удалением воды.

Стадия катагенеза («ката» - вниз) связана с дальнейшим погружением осадка, с увеличением давления (от 100 – 150 до приблизительно 500 атм и более) и ростом температуры (от примерно 50 °С до 100 – 200 °С). При этом происходит сильное обезвоживание породы и ее удаления как порового раствора, так и кристаллизационной воды. Порода еще не утрачивает черты нормального осадочного образования, но уже не испытывает влияния метеогенных и биогенных факторов.

Стадия метагенеза («мета» - после, между). При дальнейшем погружении породы в средний и нижний структурные этажи геосинклиналей испытывают давление 500 – 1500 атмосфер и температуру до 300 – 400 °С. Происходят изменения по характеру близкие к стадии начального метаморфизма. Иногда эту стадию называют «метаморфизм погружения».