Общая-геохимия.-Иркутск-2019 (1) (856215), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Осадкообразование ................................................................................2408.3.1. Общая характеристика осадочного процесса ...........................2408.3.2. Химический состав осадочных пород .......................................2458.3.3. Классификация продуктов седиментации и ихгеохимические особенности .......................................................2518.3.4. Углеродистая черносланцевая формация .................................263Глава 9. ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА .....2749.1. Техногенез и ноосфера ..........................................................................2749.2.
Технофильность элементов, техногенные геохимическиеаномалии .................................................................................................2769.3. Свинец, ртуть, кадмий, цинк, медь: воздействие на живыеорганизмы и источники поступления в окружающую среду ...........278Заключение ....................................................................................................281Вопросы для самостоятельной работы .......................................................283Рекомендуемая литература ..........................................................................286Список использованной литературы ..........................................................2885ВВЕДЕНИЕВ наши дни благодаря появлению новых инструментов и приборов для изучения вещества, совершенствованию геохимическихметодов определения концентрации и форм нахождения элементов,активно развиваются многие направления геохимии, например,изотопная геохимия, геохимия мантии, геохимия литосферы, геохимия магматических, метаморфических и осадочных пород, геохимия окружающей среды, экогеохимия и геохимия техногенеза.Научные достижения последнего столетия позволяют изучатьЗемлю как единую систему.
Появилось огромное количество новыхданных о процессах формирования магматических расплавов в различных геодинамических обстановках и механизмах эволюциимантии и земной коры. Например, теория тектоники плит прояснила вопросы погружения и эксгумации осадков и океанической корыв зонах субдукции. Эксперименты при повышенных температурахи давлениях позволили выяснить, какова трехмерная структурамантии и как происходит генерация магм. Изучение фундаментальных проблем строения и состава ядра и его взаимодействия с нижней мантией указывает на ведущую роль слоя D″ в мантийных процессах, которые оказывают самое непосредственное влияние наземную кору и поверхность земли. Масштабные морские экспедиции показали связь между морской биологией, физической океанологией и морским осадконакоплением, а исследования гидротермальных источников позволили по-новому взглянуть на процессформирования рудных месторождений.Происходит бурное развитие космогеохимии, изучение метеоритов, пород планет Солнечной системы и их спутников, исследование состава атмосфер планет.
В совокупности с данными об оболочках Земли и сведениями по космогеохимии формируется современное представление о процессах формирования и эволюции Земли на основе комплекса геологических, геофизических и геохимических данных.Биогеохимия внесла огромный вклад в наше понимание развития жизни на Земле. В последнее время большое внимание уделяется проблемам экологической геохимии и негативному воздействию человека на природные процессы в связи с его техногеннойдеятельностью.
Изучение эмиссий парниковых газов в атмосферевследствие сжигания ископаемого топлива и уничтожения лесов6стало предметом основных дискуссий о глобальном потеплении иантропогенном вкладе в изменение климата на Земле. Исследование этих явлений служит источником новой информации о взаимодействии атмосферы с биосферой, корой и океанами. Открытиеозоновых дыр явилось источником новых фундаментальных взглядов в фотохимии, динамике атмосферы и геоэкологии.Таким образом, геохимия занимает ведущее место среди науко Земле благодаря тесной взаимосвязи с науками геологическогопрофиля – минералогией, кристаллографией, петрологией, литологией, геотектоникой, гидрогеологией, учением о полезных ископаемых, а также с рядом фундаментальных наук: химией, физикой,астрономией, экологией, биологией.В настоящем учебном пособии авторы попытались систематизировать эти направления, используя опубликованные ведущимиспециалистами работы последних лет, литературные материалы,изложенные в предшествующих учебниках, собственные представления, а также наработки В.
С. Антипина и В. А. Макрыгиной [Антипин, Макрыгина, 2008; Макрыгина, 2011], долгое время читавших лекции по геохимии эндогенных процессов на кафедре геохимии в Иркутском государственном университете, В. Д. Козлова[2005], преподававшего предмет «Основы геохимии» на геологических факультетах Иркутского государственного технического университета и Иркутского государственного университета, О. М. Туркиной [Туркина, 2008, 2014] по курсу лекций по геохимии на кафедре минералогии и петрографии в Новосибирском государственном университете, В.
В. Ярмолюка, В. И. Коваленко, М. И. Кузьмина [Ярмолюк, Коваленко, 1991, 2003; Ярмолюк, Коваленко, Кузьмин, 2000; Кузьмин, Ярмолюк, 2016] – авторов многочисленныхпубликаций по геохимии и геодинамике эндогенных процессов.Учебное пособие представляет расширенный курс лекций пообщей геохимии и рассматривает большой спектр проблем и методов геохимических исследований в тесной взаимосвязи с геологическими дисциплинами разных направлений, а также с деятельностьючеловека и его влияния на природные объекты на основе современных представлений и достижений науки последних десятилетий.7Общепринятые сокращения,используемые в геохимииГруппы элементовLarge Ion Lithophile EleКрупноионные литофильные элеменLILEты K, Rb, Cs, Ba, Sr, LimentsВысокозарядные элементы Y, Sc, Th,High Field Strength ElementsHFSEU, Pb, Zr, Hf, Ti, Nb, TaРедкоземельные Элементы (РЗЭ) La,Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy,Ho, Er,Rare Earth ElementsREETm, Yb, LuЛёгкие редкоземельные элементы La,Light Rare Earth ElementsLREECe, Pr, NdСредние редкоземельные элементыMedium Rare Earth ElementsMREESm, Eu, Gd, Tb, DyТяжёлые редкоземельные элементыHeavy Rare Earth ElementsHREEHo, Er, Tm, Yb, LuЭлементы Платиновой Группы(ЭПГ) Os, Ir, Ru (иридиевая группа);Platinum Group ElementsPGERh, Pt, Pd (палладиевая группа)Породы различных геодинамических обстановокБазальты срединно-океаническихMid-Ocean Ridge BasaltsMORBхребтов (БСОХ)Normal Mid-Ocean RidgeБазальты срединно-океаническихN-MORBхребтов нормального составаBasaltsEnriched Mid-Ocean Ridge Обогащённые базальты срединноE-MORBокеанических хребтовBasaltsБазальты океанического днаOcean Floor BasaltsOFBБазальты океанических острововOcean Island BasaltsOIBОстроводужные базальтыIsland-Arc BasaltsIABОстроводужные толеитыIsland-ArcTholeiitesIATБазальты вулканических дугVolcanic Arc BasaltsVABАндезиты океанических острововOcean Island AndesitesOIAТолеиты океанических острововOcean Island TholeiitesOITБазальты задуговых бассейновBack-Arc Basin BasaltsBABBВнутриплитные базальтыWithin-Plate BasaltsWPBВнутриплитные толеитыWithin-Plate TholeiitesWPTНизко-калиевые толеитыLow Potassium TholeiitesLKTИзвестково-щелочные базальтыCalc-Alkaline BasaltsCABГраниты S-типа формируются в результате переплавления осадочногоS-граниты Sedimentary (осадочные)материала, прошедшего цикл выветривания на поверхности Земли8Ocean-Ridge GranitesWithin-Plate GranitesVolcanic Arc Granitessyn-Collisional GranitesИсточником гранитоидов I-типа являются магматические (или метамагматические) породыГраниты М-типа формируются непосредственно при плавлении субдуцируемой океанической коры или вышерасположенного мантийного клинаГраниты А-типа, в отличие от имеющих исключительно орогеннуюприроду гранитов S-, I- и М-типов,могут проявляться также и в анорогенной обстановкеГраниты океанических хребтовВнутриплитные гранитыГраниты вулканических дугСинколлизионные гранитыpost-Collisional GranitesПостколлизионные гранитыI-граниты Igneous (изверженные)МгранитыMantle (мантийные)Anorogenis (анорогенный)А-граниты Anhydrous (безводный)±Alkaline (щелочной)ORGWPGVAGsyn-COLGpostCOLGIAGDMHIMUEM-IEM-IICHURPMBSEPREMAIsland-Arc GranitesГранитоиды островных дугМантийные резервуарыОбеднённая несовместимыми элементами мантия (деплетированная).Depleted MantleНизкие 206Pb/204Pb, 87Sr/86Sr и высокое143Nd/144Nd отношенияМантия с высоким 238U/204Pb отношением.
Высокое 206Pb/204Pb, низкое238204High μ mantle (μ= U/ Pb) 87 86Sr/ Sr и промежуточное 143Nd/144NdотношенияОбогащённая несовместимыми элементами мантия первого типа. ВысоEnriched Mantle Iкое 206Pb/204Pb, и низкие 143Nd/144Nd и87Sr/86Sr отношенияОбогащённая несовместимыми элементами мантия второго типа. НизкоеEnriched Mantle II206Pb/204Pb и высокие 143Nd/144Ndи87Sr/86Sr отношенияCHondritic UniformХондритовый однородный резервуарReservoirPrimitive MantleПримитивная мантияВаловый химический состав силиBulk Silicate Earthкатной оболочки ЗемлиPREvalent MAntleПревалирующая мантия9ГЛАВА 1.
ГЕОХИМИЯКАК САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ НАУКА1.1. Определение и история возникновения геохимииГеохимия – это наука, которая изучает поведение химическихэлементов в различных геологических процессах, механизмы ихрассеяния и концентрации, формы их переноса и нахождения в горных породах и минералах. Геохимия возникла из тесной взаимосвязи физики и химии с минералогией, петрографией и геологией.Связь геохимии – минералогии – петрологии отражает существующее в природе единство атома – минерала – горной породы (рис. 1).Непосредственным объектом геохимии является химический элемент – совокупность атомов с одинаковым зарядом ядер. Поэтомувозникновение геохимии стало возможно, когда исследования вестественных науках проникли на атомарный уровень.абвгРис.
1. Единство атома – минерала – горной породы:а ‒ атом кремния; б ‒ кристаллическая решётка кварца, состоящая из ионов кремния икислорода; в ‒ кристалл горного хрусталя (разновидность кварца); г ‒ порода гранит,состоящая из минералов: кварца (серого цвета), микроклина (розового цвета),плагиоклаза (белого цвета), слюды (чёрного цвета)[https://www.halbleiter.org/en/waferfabrication/silicon/]Историю геохимии условно можно разделить на два периода.Ранний период охватил интервал от Средневековья довторой половины XIX в.
В эпоху Средневековья познание химического состава природных тел происходило стихийно, и было связа10но в первую очередь с трудами алхимиков. Понятие о химическомэлементе было введено в науку английским врачом и химиком Робертом Бойлем (1627–1691). Вопросы химии Земли в планетарныхмасштабах были затронуты в работах Христиана Гюйгенса (1629–1695), Г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
