Тема 3.ppt

Миграция атомов химических элементов
Форма нахождения - фундаментальное понятие геохимии введено

в науку В.И. Вернадским. Способность элемента к миграции во многом определяется формой его нахождения в земной коре.
Формы нахождения представляют собой системы равновесия энергетического состояния атомов в геологических системах, зависящие от энергетических параметров этих систем.
Водные растворы
Газовые растворы
Кристаллы минералов
Живое вещество – множество организмов различных уровней организации, населяющих биосферу.
Магма
Плазма – сильноионизированный газ.
В каждой из форм атом химического элемента может находиться в виде элементарных форм нахождения: элементарных частиц (протон, нейтрон, электрон), свободного атома, ионов (простых Ca2+и сложных SO42-), молекул - H2O.

пространство различного фазового состояния. Среда может быть жидкой, газообразной и

твердой.
Причина миграции – это изменение параметров среды миграции.
А.Е. Ферсман разделил факторы (параметры) миграции на внутренние и внешние.
Внутренние факторы – это свойства химических элементов, определяемые строением атомов, их способность давать летучие или растворимые соединения, осаждаться из растворов и расплавов и т. д.
Внешние факторы – это параметры обстановки миграции: температура, давление, кислотно-щелочные и окислительно-восстановительные условия и т.д.
Изменение параметров среды миграции приводит к концентрации или рассеянию атомов.

сил и других факторов, детально изучаемых в других науках о

Земле. Среда миграции – жидкая и газообразная. Атомы химических элементов перемещаются в составе обломков горных пород, минералов, растительных и животных организмов.
Физико-химическая миграция обусловлена изменением внешних параметров среды миграции. Среда миграции – жидкая, газообразная, кристаллы минералов. Атомы мигрируют в форме ионов или молекулярных растворов.
Биогенная миграция обусловлена деятельностью живого вещества. Атомы мигрируют в живых организмах.
Техногенная миграция обусловлена социальной деятельностью общества. Отличительная особенность данного вида миграции от других видов огромное ускорение процессов миграции.

Виды миграции

на коротком расстоянии происходит резкое уменьшение интенсивности миграции химических элементов

и, как следствие, их концентрация.
Термин «геохимический барьер» предложен в 1961 г. А.И. Перельманом.

на три группы: механическую, физико-химическую и биогеохимическую.
Техногенные также делятся на

три группы: механическую, физико-химическую и биогеохимическую.
На геохимических барьерах образуются рудные тела месторождений, понятие о барьерах является одной из методологических основ изучения геохимических аномалий и, следовательно для разработки методики геохимических поисков месторождений полезных ископаемых.

миграции. К ним приурочены различные продукты механической дифференциации осадков.
В группе

по ведущему внешнему фактору миграции выделяются следующие классы барьеров:
Гидродинамический – проявляется в руслах рек, на берегах озер, морей и океанов, где происходит резкое снижение скорости течения. В результате обломки горных пород и минералов из миграционного потока осаждаются на дно, где образуют концентрацию обломочных горных пород, россыпи золота, платиноидов, алмаза и др.
Аэродинамический – проявляется при снижении скорости воздушного потока. В результате в субаридных и аридных районах возникают эоловые аккумуляции песков, лесса, кальцитизация верхних горизонтов, эоловые россыпи золота, алмазов.
Фильтрационный – возникает по глинистым отложениям через которые фильтруются ионные растворы, а механические частицы раствора задерживаются.

миграции обломочных частиц. В результате образуются повы-шенные концентрации тяжелых минералов

(аллювиальные россыпи золота, платиноидов, касситерита и др.).

миграции. Геохимические барьеры возникают в местах изменения температуры, давления, окислительно-восстановительных,

щелочно-кислотных и других условий.

Барический – проявляется на участках резкого падения давления. Барьер формируется в местах резкого понижения давления СО2 в подземных водах, на нем осаждаются кальцит и другие карбонаты:
Ca2+ + 2HCO3- = CaCo3 +H2O +CO2
раствор твердый газ
Так образуются кальцитовые гидротермальные жилы, травертины в местах выхода на поверхность углекислых источников, кальцитовые горизонты в почвах и осадочных породах.
Причина понижения давления СО2 -тектонические подвижки, раскрытие полостей на глубине, разгрузка вод на поверхности и т.д.

давления. Результат деятельности барьера образование различных минералов и горных пород.

нейтральной или щелочной среды на кислую. Обусловлен понижением pH. Имеет

значение для концентрации анионогенных элементов (Si, Ge, Mo). Роль барьера в образовании руд и аномалий меньше, чем щелочного.

кислая среда сменяется щелочной. Обусловлен повышением pH.
Имеет большое значение для

концентрации катионогенных элементов. Образуются минералы – гидроксиды, карбонаты, фосфаты, ванадаты и др.

восстановительных условий на окислительные. Обусловлен повышением Eh.
Сильные окислители: кислород, перекись

водорода, сера в форме сульфат иона и др. На земной поверхности особенно характерна концентрация Fe, Mn, Co, S, Se.

среды. Обсуловлен понижением Eh. В зависимости от состава восстановителей барьер

делится на два покласса:

1. Глеевый (бессероводородная обстановка) обусловлен присутствием растворимых органических соединений, метана, водорода, Fe2+. Характерно минералообразование самородных металлов меди, золота, селена, сидерита, вивианита и др. минералов.
2. Сероводородный или сульфидный – обусловлен присутствием H2S, HS-, местами S2-. На барьере концентрируются сульфиды (пирит, марказит, галенит, сфалерит и др.), самородные элементы золото, селен, серебро.

почвах, морях, озерах в условиях жаркого климата (постоянно высокая температура)

при испарении воды и как следствие понижения произведения растворимости. Имеет значения для формирования сульфатов, карбонатов, солей.

которых образуются концентрации вещества.
Характерен для морских и озерных илов, краевых

зон болот, почв, кор выветривания, контактов глин и песков в водоносных горизонтах.

плотных, непроницаемых пород, препятствующих движению. На барьере возникают концентрации вод,

газов, нефти.

концентрации элементов в телах организмов и т. д.).
Фитогенный – представлен

всеми видами водорослей и растений, существующих в гидросфере и тропосфере. Зеленые растения в результате фотосинтеза синтезируют углеводы СH2O и другие органические соединения: белки, жиры. Поглащают из почвы и накапливают химические элементы и соединения: H2O, P, Ca, Mg, K, F и др.
Зоогенный – представлен животным миром и человеком. Концентрация в живой ткани и скелете С, Н, О, Са, Р.
Бактериальный – представлен различными бактериями в клетках которых накапливаются элементы. В клетках бактерий накапливаются химические элементы. Известны серобактерии с концентрацией в клетках S, железобактерии – Fe и др.