Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 1 (1110090), страница 325
Текст из файла (страница 325)
п. связана кристаллизация извержеиных пород из магмы, образование руд из термальных вод, осаждение солей в озерах и т.д. Биогеиные Г.п. связаны с деятельностью живых организмов. Они привели к образованию почв, илов, залежей упщ части ызвестняков и др пород. Бногенные Г.п. определяют своеобразие физ.-хим. процессов в верх. части земной коры. Техногенные Г.п. обусловлены деятельностью человеческого общества. Их анализ с познцик геохимии особеыно важен при решении проблем окружающей среды (геохимия городов и агроландшафтов, загрязнение рек, морей, океанов, добыча полезных ископаемых и т.д.) Лми.г Перельмви ХИ Геохими», М„!979.
Л.Н. дерем аи. ГЕОХИМИЯ (от греч. йе-Земля и химия), наука о распространенности и миграции хим, элементов в геосферах. Основм Г. разработаны в нач. 20 в, В.И. Вернадским, А.Б. Ферсманом, В. М. Гольдшмидтом и Ф,У. Кларком. Предмет Г. как отрасли знаний сформулировал В.И. Вернадский, назвав ее историей атомов Земли. Совр.
Г.-комплекс наук, объединяемых единой методологией ы конкретными методами исследований. С одной стороны, Г. широко исполъзует достижения физики и химии, новейшие методы анализа и представления о строении в-ва, с другой-огромный материал, накопленный геол. науками, в частности минералогией, петрографией, наукой о рудных месторождениях. Главная теоретич. проблема Г.-изучение распространенности и миграции хим элементов в земной коре.
Важнейппгй методологич. принцип Г.-историзм! изучение эволюцяи миграции элементов за период геол. истории, особенности состава атмосферы, гидросферы и лн.госферы прошлых геол. эпох (вплоть до архея †бол 2,5 млрд. лет назад) геохим. факторы возникновения н развития жизыи на Земле. Неодинаковая миграция элементов в земной коре отражена в их классификации в периодич. системе Менделеева (см. Геохимичвскив классификации элементов) Распространенность элементов Использование в Г. высокочувствита точнык и производит.
методов анализа и статясгики позволило установить диапазон вариаций и среднее содержание (кларк) большинства элементов в горных породах, гидросфере, живом в-ве (см. ниже) и земной коре в целом (см. Кларки химических элвмвивюв) Кларки-важные геохим, константы, широко нспользуемъге не только в теоретической, но и в прикладной Г„в учении о рудных месторождениях и др. науках о Земле Установлена прямая зависимость между кларком элемента в земной коре, его содержанием, а также глобальными и провинциальными запасами в рудах.
Согласно В.М. Гольдшмидту, абс кол-ва элементов (кларки) зависят от строения атомного ядра, а их распределение, 1017 ГЕОХИМИЯ 521 обусловленное миграцией;от строениа электронных обо- лочек (осн. геохнм. закон). Миграция элементов В соответствии с формами движения материи различают след. осы. виды миграции: мех„физ.-химт биогенную, техногенную.
Миграция элементов складывается из противоположных процессов-концентрации и рассеяния. С первыми связано образование минералов и месторождений полезных ископаемых, со вторыми-загрязнение окружающей среды и др. явления. Механическая мигранян. Этот процесс связан с речной эрозией, работой ветра (перенос по воздуху песка и пыли) ледников, морских течений и т.д.
Так, при разделении в речных н морских водах взвесей песчаные частицы обогащаются преим %, Ег, ТЬ РЗЭ, ТЬ, глинистые-ре, А1, Мп, Мй, К, Ч, Сг, ЫЬ Со, Сп и др. Мех. миграция почти всегда сопровождается физ.-химч а часто и биогеоким. процессами. Однако мех. движение ыередко определяет специфику миграции. Геохим. аспекты мех. миграции изучены мало. Физике-хнмвческаи мвграцви. Этот процесс связаы с перемещением хим. элементов в прыр. водах, силикатных расплавах (магмах), атмосфере н подчиняется закономерностям разл.
физ.-хим. процессов (диффузии, сорбции, растворения, осаждения и дрф В. М. Гольдшмидт и А. Е Ферсман зало!кили начала иоыной концепции в Г.-трактовки поведения элемеытов в р-рах и расплавах с учетом св-в их яоыов (размеров радиусов, величии зарядов и т.д.) В.М. Гольдшмидт вычислил радиусы ионов большинства элементов в их соед. и на этой базе объяснил явление изоморфизма (замещение в кристаллич. решетке миыералов одних ионов и атомов другими с близкими размерами). С данных позиций получили объяснение факты. совместного нахождения элементов в минералах (К, Ва и РЬ; Мб Ре + и Н); Ег и НД Та и ЫЬ1К и Т1; Са и Ыа; К и Ва; Зг, РЗЭ и др,) Кроме ионов, во мн.
прир, водах содержатся недиссоциированные молекулы разл. в-в, в т.ч. органических. Встречаются и в-ва в коллоидном состоянии. Установлено также, что в силикатных расплавах наряду с простыми ионами (К+, Ыа+ и т.д.) широко распространены комплексные, напр. [лп(ОН)1 ' илн [РЬ(ОН)в), В гилротермальных р-рах часто присутствуют и карбонатиые комплексы металлов,. напр. [()О (СО )у)е .
Весьма типичны комплексные ионы также для поверхностных и грунтовых вод. В миыералах открыты сноб, радикалы, образующиеся под воздействием УФ- и радиоактивного излучений или др. физ. фактоеоов. Обнаружены такие «необычные» ионы, как Егве, Нуз, СОз, ЗОх, ЗОз и т.п. Напр., с иоыом РЬ+, входящим в кристаллйч. решетку полевых шпатов, связывают зеленую окраску амозонита, с наличием Тг'+, Рее+ и Зз -фиолетовую и интенсивно синюю окраски соотв. кварца, аметиста и лазурита.
Изучение сноб. радикалов позволяет решать разл. геол. задачи. Важную роль в земной коре играет ионный обмен, наиб. детально исследованный в почвах и глинах. В гидротермальыых условиях к нему способны полевые шпаты, фельдшпатиды, слюды, нек-рые титано- и цирконосиликаты, танталониобаты, сульфиды н др. минералы. При фильтрапии вод через горные породы и почвы происходят злектрохим. процессы Так, на пов-сти сульфидных минералов возыикает скачок потенциала, и сульфиды окисляются. С этими явлениями связаны мн, процессы образования богатых руд, особенности поисков сульфидных месторождений.
Г. магматическях, гидротермальных и гипер. геыных процессов ызучается преим. на базе представлений о св-вах ионов. Силикатные расплавы представляют собой ионно-электроыиые жидкости. Они содержат полимерные цепочки силикатных и алюмосиликатиых аиионов с упорядоченным строеыием. Геохим. специфика магм во многом определяется летучими компонентами-парами НвО, СОх, С1, Р и др. Водяные пары и Р способствуют де- 1018 ию геохимия полпмернзации кремиекислородяых цепочек ана оно в.
В пределах отдельных типов магматич. пород наблюдаются геохпм. различия, особенно детально изученные в гранитах, орели к-рых встречаются разновидности с повыш. содержанием рудных элементов (редкомсталльные, олово- и вольфрамоносные и т.п.). Г. гидротсрмальных процессов много внимания уделяет совр. гилротермам (горячнм водам). Оня нспользуютса в кач-эе источников тепловой п электрич. энергии, а также !.ь Сз, Бг. В, С), Вг, 1 н др. элементов В артезианских бассейнах мн.
районов найдены глубиааые термальные рассолы. Мн. металлы образуют в этях водах хпоридные комплексы. Ценную информацию о гндротермах дало изучение подземных вод, поступающих во впаданы морского дпа (иаир„металлоносвые рассолы впадин Красного моря, обогащенные Мп, Ре, Еп, РЬ, Си, Со) Из былых гндротерм рудные элементы осаждались в больших объемах горпмх пород, к-рме подразделяют ва иром. залезь полезного ископаемого (рудное тело) н т. наз. первичный геохнм, ореол рассешппь в к-ром концентрашш элементов ве достигает кондиций. Запасы элементов.спутников в ореолах всегда больше, чем в рудных телах. Нерелко и по запасам главных рудных элементов ореолы не уступают рудным телам.
На изучении перэнчньщ ореолов основаны геохимические методы левское полезных ископаемых Процессы, происходящие прн т-рах и давлениях, близкнх к условиям земной пов-сти, наз. гяпергенпыми. Для ннх также характерна ионная миградпя. Многие хнм. элементы мигрируют в земной коре э газообразном состоянии. Разработаны геохим. классификации газов, нсслсдоэаны процессы пх образования и миграции. В зонах глубинных разломов и вулканах из земных недр к поэ-сти мигрируют Не, Аг, пары Ну. СОз и др. газы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
