BIF — slāņainie dzelzs nogulumieži: kas tie ir un kā veidojas
BIF — slāņainie dzelzs nogulumieži: kas tie ir, kā veidojas, sastāvs (hematīts, magnetīts) un to loma Zemes agrīnajā vēsturē.
Pārslāņotie dzelzs nogulumieži (BIF — angļu valodā "banded iron formations") ir raksturīgs seno nogulumiežu veids, kas plaši sastopams prekambrijas laikmetā radušos nogulumiežos. Tie atšķiras ar izteiktu slāņainību: dzelzs bagātie slāņi mijas ar silīcija vai mālu saturošiem slāņiem, veidojot regulāras vai neregulāras joslas dažādos biezumos.
BIF galvenokārt satur dzelzs oksīdus — biežāk magnetītu (Fe3O4) vai hematītu (Fe2O3) — kas atkārtojas plānos vai biezākos slāņos un mijas ar slānekļiem, smilšakmeņiem vai citām noguldaudu daļām. Sastopami arī organiskā materiāla un karbonātu piemaisījumi; daļēji izmainītās nogulumos var būt redzama kristalizācija un metāla koncentrāciju izmaiņas. Tekstā var minēt arī saistību ar melnzemes.
Kā veidojas BIF — galvenās hipotēzes
- Ūdeņainā ķīmiskā precipitācija: anoksiskos, dzelzsrikajos jūras ūdeņos Fe2+ formā bija šķīdis. Kad ūdens kontaktēja ar skābekli vai oksidējošiem apstākļiem, dzelzs izkrīt nogulsnē kā Fe-oksīdi, veidojot dzelzsbagātus slāņus.
- Mikrobiāla ietekme: fotosintēzējošas cianobaktērijas un citas mikrobiālas kopienas varēja oksidēt Fe2+, veicinot dzelzs nogulsnēšanos. Tāpēc BIF ir būtisks ieraksts par agrīno dzīvību un tās ietekmi uz vidi.
- Hidrotermālie avoti: dzelzs varēja nonākt jūrā arī no dziļjūras hidrotermālajām izplūdēm; maisījums starp hidrotermālo ūdeni un skābekļa vai silicija bagātu ūdens slāni radīja slāņainu nogulsnēšanos.
- Atkārtotas izmaiņas redoksapstākļos: periodiskas svārstības atmosfēras un okeānu skābekļa līmenī (piem., Lielā oksidēšanās notikuma ietekmē) izraisīja dzelzs oksidāciju un reducēšanu, veidojot redzamus slāņus.
Laiks, izplatība un nozīme
Daži no vecākajiem zināmajiem BIF paraugiem ir vecāki par 3,7 miljardiem gadu. Pārslāņotie dzelzs nogulumieži bija izplatīti Zemes agrīnajā vēsturē un plaši saglabājušies nogulumos no prekambrija. Lielas BIF atradnes ir zināmas, piemēram, Austrālijā (Hamersley, Pilbara), Dienvidāfrikā (Transvaal), Ziemeļamerikā (Lake Superior reģions) un Brazīlijā (Itabira/Carajás).
Ekonomiskā un zinātniskā vērtība
BIF ir svarīgs dzelzs rūdas avots. Daudzas mūsdienu dzelzs raktuves balstās uz šiem nogulumiežiem, jo hematīts un magnetīts nodrošina augstu dzelzs saturu pēc atbilstošas apstrādes. Turklāt BIF pētījumi sniedz būtisku informāciju par agrīno Zemes atmosfēru un okeānu ķīmiju, dzīvības evolūciju un tektoniskajiem procesiem, kas ietekmēja nogulumu saglabāšanos.
Saglabāšanās un postdepozicionālas pārmaiņas
BIF pēc to izveidošanās var tikt pakļauti metamorfiskām pārmaiņām, sacietēšanai un tektoniskai deformācijai, kas maina sākotnējo minerālo sastāvu un struktūru. Tomēr slāņainība bieži saglabājas, ļaujot rekonstruēt noguldaudu apstākļus un laika posmus.
Īsumā, slāņainie dzelzs nogulumieži (BIF) ir ne tikai ekonomiski nozīmīgi dzelzs resursi, bet arī vērtīgs arhīvs, kas glabā informāciju par Zemes agrīno ķīmiju, bioloģiju un atmosfēras attīstību.
Pārslīpētās dzelzs veidojums, Karijini nacionālais parks, Rietumaustrālija
2,1 miljardu gadu vecs joslveida dzelzs veidojums
Izcelsme
Tradicionālā koncepcija ir tāda, ka dzelzs joslu slāņi veidojās jūras ūdenī fotosintētisko cianobaktēriju izdalītā skābekļa rezultātā. Tas savienojās ar Zemes okeānos izšķīdušo dzelzi, veidojot nešķīstošus dzelzs oksīdus. Tie nogulsnējās, veidojot plānu slāni uz substrāta, kas, iespējams, bija anoksiski dūņas (veidojot slānekļus un melnkokus). Katra josla ir līdzīga varvai: tiek pieņemts, ka joslu veidošanos izraisīja cikliskas pieejamā skābekļa svārstības.
Tiek uzskatīts, ka Zemes pirmsākumi meklējami ar lielu daudzumu dzelzs, kas izšķīdusi pasaules skābajās jūrās. Dzelzs šķīst daudz labāk nekā tās oksīdi.
Galu galā, fotosintezējošiem organismiem radot skābekli, Zemes okeānos pieejamā dzelzs izgulsnējās dzelzs oksīdu veidā.
Pie lūzuma punkta, kad okeāni kļuva pastāvīgi piesātināti ar skābekli, nelielas skābekļa ražošanas svārstības radīja brīva skābekļa impulsus virszemes ūdeņos, kas mijās ar dzelzs oksīda nogulsnēšanās impulsiem.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir joslveida dzelzs veidojumi?
A: Pārklājuma dzelzs veidojumi (BIF) ir iežu veids, kas sastopams pirmkembrija nogulumiežos. Tie sastāv no dzelzs oksīdu, piemēram, magnetīta un hematīta, plāniem slāņiem, kas mijas ar slānekļa un čerta slāņiem.
J: Cik veci ir joslveida dzelzs veidojumi?
A: Daži no senākajiem zināmajiem joslveida dzelzs veidojumiem veidojās pirms vairāk nekā 3700 miljoniem gadu (mya).
J: Kādi elementi veido joslveida dzelzs veidojumus?
A: Pārklātu dzelzs veidojumi sastāv no dzelzs oksīdu, piemēram, magnetīta un hematīta, mainīgiem plāniem slāņiem kopā ar slānekļa un certa slāņiem.
J: Vai joslveida dzelzs veidojumi ir izplatīti Zemes agrīnajā vēsturē?
A: Jā, tie ir izplatīta iezīme nogulumos lielākajā daļā Zemes agrīnās vēstures.
J: Kāda ir magnetīta ķīmiskā formula?
A: Magnetīta ķīmiskā formula ir Fe3O4.
J: Kāda ir hematīta ķīmiskā formula?
A: Hematīta ķīmiskā formula ir Fe2O3.
J: Kur var atrast joslveida dzelzs veidojumus? A:Pārklājuma dzelzs veidojumi ir sastopami pirmkembrija nogulumiežos.
Meklēt