РЕЖИМ ЛЕТУЧЕСТИ КИСЛОРОДА В ВЕРХНЕЙ МАНТИИ КАК ОТРАЖЕНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ ПЛАНЕТАРНОГО ВЕЩЕСТВА

Abstract

Летучесть кислорода мантии (fO2) Земли оказывает влияние на проблему химической дифференциации вещества Земли, формирование химического и фазового состояния ее оболочек. В статье анализируются некоторые проблемы, которые касаются изменения окислительно-восстановительного состояния верхней мантии в геологическом времени и по ее глубине и возможного влияния стратификации fO2 в недрах на геохимические процессы. К ним относятся формирование флюидов обогащенных Н2О, СО2 и СН4, Н2; возможное влияние миграции восстановленных флюидов из областей мантии с низкими значениями fO2 на реакционные взаимодействия в литосфере; возникновение пленочного плавления с образованием силикатных жидкостей с высокими концентрациями Н2О и СО2, которые могут быть одной из причин метасоматических преобразований пород. Формирование металлического ядра и сопряженное с ним крупномасштабное плавление силикатной части Земли являются ранними механизмами химической дифференциации мантии, которые должны были бы оказать влияние на окислительно-восстановительное состояние и состав летучих компонентов планетарного вещества. Расплавленная металлическая фаза и расплавленное силикатное вещество были подвержены гравитационной миграции, что оказало влияние на формирование металлического ядра планеты. Одновременно в зонах крупномасштабного плавления ранней Земли должно было происходить и формирование летучих соединений, состав которых в значительной степени определялся взаимодействием водорода и углерода - двух главных газообразующих элементов мантии - с расплавами при весьма низких значениях fO2. Его примечательной особенностью является то, что несмотря на весьма низкие значения fO2, определяемые присутствием металлической фазы, устойчивыми компонентами расплавов являются как восстановленные (СН4, Н2), так и окисленные формы водорода и углерода (Н2О, ОН-, СО32-). Такая особенность растворения углерода и водорода в восстановленных расплавах может стать ключевой в выяснении механизмов образования первичных количеств СО2 и Н2О, приуроченных к ранним этапам плавления восстановленной мантии.