Альтернативная гипотеза образования гранитных пород. Часть 2
В первой части статьи Альтернативная гипотеза образования гранитов были заданы вопросы процессам кристаллизации, в частности вопрос появления кристаллов кварца (диоксида кремния) в осадочных породах, в глине. Геологи не всегда владеют знаниями о физических процессах кристаллизации. И воспринимают свое направление просто как набор минералов, которые образовались без уточнения самого механизма образования.
В этой части предлагаю продолжить рассуждения и постановку вопросов на конкретных примерах. Будет и версия как все это могло образоваться.
Предлагаю посмотреть на минеральные образования под названием жеоды:
Самые распространенные – это жеоды с кварцем. Представляют из себя замкнутый объем, конкрецию, в котором могут быть слои кварца, а к центру – их кристаллы. И подчеркну – это образование в осадочных, глиняных породах или в окаменевших осадочных слоях.
Разновидность кварца – аметист. Полудрагоценный и поделочный камень. Вот так его добывают:
Жеоды аметиста – конкреции, внутри которых кристаллы подкрашенного кварца. Почему вообще в плотной породе образовались эти полости? И почему в них происходил рост кристаллов? Ведь должны быть определенные условия для этого. Основное объяснение в геологии – кристаллы и жеоды образовались в гидротермальных источниках. Особенно это касается пещер, где тоже частые случаи нахождения там и жеод и просто огромных кристаллов. Вероятно, сами пещеры – это и есть огромные гидротермальные жеоды.
Первую странность определили – кристаллы кварца могут расти в локальных областях в иной породе. И это могут быть именно гидротермальные области. По другому – холодные флюидолиты. Но как диоксид кремния может быть растворен в этих источниках, чтобы из этого раствора осаживались соединения для роста кварца, аметиста и т.п.? Кварц химически нерастворим! Из него делают химически стойкую лабораторную посуда для кислот. Мое предположение:
В статье Рутиловый кварц и гипотеза, объясняющая рост кристаллов в пещерах я предположил, что жеоды – это пузыри с силанами.
Силаны – соединения кремния с водородом. Газ, как и метановая группа углеводородов, только вместо углерода – кремний. Силан горит на воздухе с образованием диоксида кремния и воды. Т.е. в атмосфере его нет, но его образование в недрах при дегазации водородом – вероятно.
Предполагаю, что жеоды – это пузыри силанов в породе. Силаны восстанавливали соединения в зоне контакте газа, в «скорлупе», отбирая кислород у минералов и оксидов. Из продуктов окисления росли кристаллы кварца и появлялась вода, горячая вода и повышенное давление. Все это ускоряло процесс роста кристаллов. Иногда они вырастали в гидротермальных пещерах до гигантских размеров. Пример гигантских кристаллов из гипса, из селенита:
Постоянная температура в этой мексиканской пещере +58 гр.
Менее масштабные примеры — кристаллы горного хрусталя:
Друзы горного хрусталя.
Кристаллы растут прямо из горной породы. Либо материал для их роста их подпитывает из породы или они росли когда пещера была заполнена гидротермальным раствором.
Как эта гипотеза может объяснить образование гранитов? Граниты – это минералы полевого шпата и кварца, сцементированные в поликристалл. Представьте, через слои пород, насыщенные оксидами, проходит газовый флюид из силанов. Начинается реакция с образованием воды (которая разжижает породы) и образования бульона из наночастиц диоксида кремния (кварца). Этот флюид выдавливается на поверхность, а перед этим вспучивает породы в виде гор, холмов. Яркий и многим известный пример — Красноярские столбы:
Но это сиенит (бескварцевый гранит). Как образовывались эти массы – пока вопрос в рамках этой гипотезы. Может быть, шла дегазация не силанами. Хотя, исходя из химического состава полевого шпата (системы изоморфного ряда К[AlSi3O8] — Na[AlSi3O8] — Са[Al2Si2O8]) – оксиды кремния и здесь присутствуют, но в соединении с щелочными металлами. Как обратно развить цепочку химических реакций – не знаю. Полевой шпат в гранитах – тоже в кристаллической форме.
Еще один интересный факт химической реакции, которая может иметь отношение в этому процессу это производство газобетона. В известковую массу добавляют немного алюминиевой пудры и размешивают. При образовании минерала, начинает выделяться водород, который приводит к образованию пузырьков (пустот). Масса увеличивается в размерах на треть. В полевом шпате тоже есть алюминий. И его образование могло идти аналогично и с увеличением объема подземного флюида. Отсюда и механизм выдавливания масс.
Но вернемся к гранитам. Представьте дегазация сквозь породы шла не крупными пузырями, а силан был растворен в воде, которая встретилась при подъеме с породами с большим содержанием оксидов, в том числе и щелочных металлов. Образовывались наночастички кварца в водном растворе и из этого бульона при растекании и остановке реакции образовывались твердые гранитоиды. Как пример: мгновенная кристаллизация переохлажденной воды.
Возможно, процесс кристаллизации шел не быстро, массы успевали разлиться. А где-то и спустя длительное время их еще можно было формовать как твердую глину.
Еще пример:
Залежи аметистов на Кольском полуострове. Отдалите фотографию и увидите, что структура напоминает структуру гранита. Скорее всего здесь были локальные области с растворенными в массах мелкодисперсными областями силанов. Они и привели к образованию кристаллов аметистов.
Разновидностей гранитов много: красный, серый, рапакиви и т.д. Цвет, текстура зависит от набора минералов. Но все их объединяет одно – поликристаллическая структура. Она не могла образоваться из магматических пород, базальтов. В магме все минералы равномерно распределены во всем объеме и порода имеет черный оттенок. И если гранит расплавить и охладить – поликристаллической структуры никогда не получится.
