Вестник Кольского научного центра РАН. 2018, №1.

Н. О. Сорохтин, С. Л. Никифоров, Н. Е. Козлов Основными из них являются реакции гидратации оливинсодержащих пород океанической коры, связывающие углекислый газ (CO 2 ) и формирующие хемогенные карбонаты: 4Mg2SiO4 + 4 H 2 O + 2 CO 2 ^ Mg6[Si4O10](OH)8 + 2MgCO3 + T °C (42) форстерит серпентин магнезит 2CaAl2Si2O8 + 4 H 2 O + 2 CO 2 ^ Al4[Si4O10](OH)8 + 2CaCO3 + T °C. (43) анортит каолин кальцит Благодаря описанным в данных реакциях процессам в океан постоянно привносится исходный материал для нормальной жизнедеятельности скелетных организмов (кораллов, моллюсков фораминифер и коколитофорд), которые преобразуют растворенные хемогенные карбонаты в породы биогенного происхождения. При гидратации оливинов в рифтовых зонах, в процессе окисления двухвалентного силикатного железа до трехвалентного состояния, в присутствии углекислого газа образуется абиогенный метан: 4Fe2SiO4 + 12Mg2SiO4 + 18 H 2 O + CO 2 ^ 4 Mg 6 [Si 4 Ow](OH )8 + 4 Fe 2 O 3 + CH 4 + T °C. (44) фаялит форстерит серпентин гематит метан Большая часть образованного метана окисляется (служит пищевой базой) метанпотребляющими бактериями, которые принимают участие в формировании органического вещества. Большая его часть переносится в атмосферу, а некоторое количество этих летучих соединений может сохраняться в океанических осадках и формировать в них углеводородные залежи газогидратов. Выводы Наблюдаемый в рифтовых зонах срединно-океанических хребтов широкий спектр выбросов углеводородных газов от метана (CH4) и этана (C 2 Hg) до пропана (C 3 H8) и бутана (C 4 H 10) указывает на реализацию сложных геохимических процессов в верхней мантии и нижней литосфере этого региона. При этом сложные углеводороды в свободном состоянии при высоких РТ -условиях становятся неустойчивыми и стремятся распасться вплоть до метана (CH 4 ). Сам факт их наличия свидетельствует о генерации этих газов в приповерхностных и низкотемпературных условиях, а не в результате выноса из глубокой мантии. Мы связываем наблюдаемое разнообразие углеводородных соединений с тем, что в условиях высоких температур и давлений сухой мантии карбиды металлов остаются устойчивыми, а их распад начинается лишь при достижении ими уровней гидратации океанической литосферы, т. е. ниже 400 °C. Анализ изотопно-геохимических данных показывает, что в рифтовой зоне, наряду с широким спектром образования углеводородных газов, наблюдается и эффект интенсивного фракционирования изотопов углерода, разброс значений которых может варьировать в очень больших пределах. Связано это с тем, что наряду с процессами in situ конвективными течениями сюда привносится углерод из зон субдукции, обладающий своими изотопными характеристиками и относящийся к другому генетическому типу. Например, это может приводить не только к искажению данных радиоуглеродного анализа, но и к получению не имеющих смысла значений возраста. Исследованные нами процессы позволяют сделать вывод о том, что коромантийный цикл углерода связан с образованием данного элемента в одних геодинамических условиях и его переносом за счет дрейфа литосферных плит в другие. В результате этого он подвергается многостадийному преобразованию из хемогенного состояния в биогенное и обратно, а также погружению в мантию на уровни ее конвективного перемешивания и выносу на поверхность через рифтовые зоны (рис. 1). Практически весь углерод при этом имеет экзогенное происхождение. ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 1/2018(10) 93