- •4, Геохимическая модель планеты Земля.
- •10.Внешние факторы миграции.
- •17.Системы механогенеза.
- •16. Характеристика процессов мех. Мигр.
- •25. Условия распада изомофных смесей.
- •29. Влияние произведения растворимости на миграцию хэ. В условиях гипергенеза.
- •33.Сероводородные барьеры.
- •42. Сложные геохим-ие барьеры.
Распад изоморфных
смесей. Образуется в той или иной физ-хим
обстановке и уст в ней изоморф соед,
если выводятся другие условия оказ
неуст и распадаются. Нпр, Al и B изоморфно
замещают друг друга в усл высоких t и
p. Перейдя в обстановку экзогенных
процессов, они не могут больше изоморфно
замещать друг друга, поэтому эта смесь
распадается. В ходе магм процесса обр
Na, K-ые полевые шпаты (Na и K были изоморфны)
При н.у.мы можем наблюдать прорастание
пластинок ортоклаза и альбита. Изменение
степени окисления – распад изоморфных
смесей (изменение валентности)=>
изменился Ri=>
нарушается близость ионных R (осн следств
изоморфизма). У оливина в зоне окисления
железо из 2ух валентного переходит в
3ех валентное . Соответственно изоморфная
смесь распадается, что меняет структуру
крист.реш.(образов серпентина) При
окислении может изменятся тип кристаллич
решетки с атомно ионных на чисто ионные.
При этом элем в атомных постройках
перестают быть таковыми в ионных
решетках и отдел друг от друга. Нпр,
разделение цинка и галия при окисл
сфалерита.
Конвекция- миграция
флюидов, в кот входит и вещ, и растворитель.
Характерна для зон гипергенеза и верхней
мантии. Конвекция в пористой среде-
фильтрации, характерна для зон орогенеза
в эпохе тектонической активности и
поднятий в зонах платформ и щитов.
Конвекционные движения наиболее значимы
при движении подземных вод, скорость
которых может сильно варьироваться.
При движении подземых вод они взаимод
со вмещающими горными породами, кот
выщелачивают хим элементы из пород, с
др стороны происходит сорбция, ионный
обмен, геохим барьеры могут образоваться.
27.Факторы
миграции,подчиняющиеся принципу
Ле-шателье в геохимии..
Изменение в равновесных системах
происходит в направлении противодействующем
внешним воздействиям. При остывании
магмы первым кристалл-ся минерал кот
выдел тепло, противод таким образом
понижению t/ Аналог процесс происходит
осенью, этим объясняется сезонность
минералообразования, что отражается
в текстуре пород. Если в р-ре природных
вод (динамический режим) конц ионов
значительно ниже, чем недиссоц-ых
частиц, то в таких р-ах будут раст-ся, а
не обр-ся.
28.Энергия
Гиббса,как внутренний и внешний фактор
миграции.
Энергия Гиббса (изобарный потенциал).
В 1867г фран химик Бертло пришел к выводу
о том, что в системе реакций самопроизвольно
будет протекать так, где будет выделение
тепла. Мерилом самопроизвольности р-и
служит работа, совершенная в ходе
реакции, кот зависит от t, p и природы
реагирующих вещ. При активностях
действующих ионов равных 1 и Т=25С р-я
термодинамически возможна. Этот процесс
протекает при н.у. кот далеки от природных
(t, p, конц). При влажном климате или в
случае слабоминерализованных вод. Если
даже эн. Гиббса >0, то р-ия все равно
может идти под воздействием эн.факторов,
что довольно часто бывает в прир, когда
минералообразование или наоборот
разрушение минерала происходит благодаря
поступлению энергии извне.
Произведение
растворимости(только для трудно
растворимых соединений) Са +2 Ф=СаФ2.Пр=[Ca]
[F]=10-9,8 степени.Зная значение токсичных
произведений растворимости и хотя бы
одну из концентраций в водном растворе
мы можем вычислить концентрацию другого
иона.Произведение растворимости –
величина постоянная,при данной
температуре и давлении.Таким образом
увеличение концентрации одного иона
то концентрация другого иона будет
уменьшаться.В природных системах
значительную роль играет совместное
осаждение.Добавление к раствору более
растворимой соли имеющей ион одноименной
спервой понижает растворимость первой
соли, например растворимость флюорита
снижается ,если в систему природных
вод попадают ионы кальция и сульфат
ионы
30.Термодинамика
физико-химических процессов. Константа
хим.равновесия. Окисление и восстановление.
Правило фаз. Константа
хим равновесия показывает направление
реакции, диссоциации, распад комплексных
соединений. Для труднорастворимых
соединений берут произведение
растворимости ПР. Зная n одного иона,
мы можем вычислить n второго. Если n изв
ионов в водном р-ре больше произв
растворимости или равно ему, то тогда
минерал будет образ-ся, если меньше –
не будет. Позволяет установить порядок
осаждения минерала при изв конц составл
ионов. В прир системе, содерж ионы
свинца, SO42-,
S2-
преимущ образ-ся PbS, так как ПР у него
меньше. А PbSO4
будет образоваться только в зоне
окисления свинцовых месторождений,
именно этим объясняется высокое содерж
SO42-
вморских
глинах. Окисление и восстановление.
Важнейшие окислители: O2, So4 2-, Co2, NO3 -, Fe
+2, Cr +3. Окислителями могут быть хим
элементы и ионы, кот принимают электроны
и ионы, кот принимают электроны, вос-ли
отдают. В различных усл. Ок-ли различны.
Напр, CO2, SO4, O2. Необходимо учитывать
состав ионов, в виде которых преимущественно
мигрируют хим элементы (SO4).25. Условия распада изомофных смесей.
29. Влияние произведения растворимости на миграцию хэ. В условиях гипергенеза.
Распад примесей
может происходить при растворении
минералов. Раздел изоморфн элем может
привести к образованию промыш конц
некоторых из них. Особенно широко в
зоне гипергенеза.
26.Механизм
массопереноса. Диффузия.Конвекция.
Диффузия – самопроизвольный и необратимый
перенос вещ, приводящий к установлению
равновесных концентраций в результате
беспорядочного движения частиц.
Интенсивность диффузии зависит от
внешних факторов миграции: t, p. Скорость
диффузии возрастает с возрастанием t
и p/ Наиболее значима в земных глубинах,
где наблюд застойный режим. На щитах и
платформах, как в спокойной геолог
эпохе при прогибах земной коры роль
диффузии наиболее значима. Диффуз
образования могут составлять десятки
метров (по мощности) кот форм сотни
тысяч лет (истинная мощность- расстояние
от кровли до подошвы). За такой же срок
слои небольшой мощности могут быть
диффуз растворены полностью. Таким
образом вокруг крупных месторождений
полезных ископаемых, особенно присутствие
гидротермальной составляющей форм-ся
диффузионный ареал рассеивания, явл
предметом поиска, геологических служб.
Диффузия в более глубоких слоях земной
коры характерна в тв. растворах (диф
серебра, в крист золота, диф дрейф
катионов в гидрослюдах).
Важнейшие
восстановители: гидратированный
электрон – образующийся при радиолизе
воды и радиактивном распаде, атомарный
и молекулярный водород, сероводород,
CH4, CO, органическ соед Fe2+, Mn2+. В зависимости
от преобладающих в среде окислителей
или восстанов обстановке. Различают:
окислительную, слабоокислительную,
восстановительную и резковосстановит.
Для хар-ки водных р-ов исп-ют потенциал
Eh (ОВ потенциал фи) изм-ся в В различают
ОВ обстановки: ультраокислительная
Cr, V, Mn, Mo, Fe, U. (степи, пустыни); окислительная
обстановка Fe+3, Mn+4, Cu+2, U+6 (океаны, реки,
озера); слабоокислит Fe+3, Mn+2, Cu+2, U+6.
(трещинные воды скальных пород 0;
слабовосстановительная Fe+2, Fe+3, Mn+2
(магма); восстановительная обстановка
Fe+2 (сероводородные гидротермы и илы
морей, соляных озер, болота тайги,
тундры, влажных тропиков);
ультравосстановительная Fe0 (земное
ядро, нижняя мантия, метеориты), Ni0, Cr0
31.Общие
и количественные хар-ки геохимических
барьеров.
участки, где на коротком расстоянии
происходит резкое снижение миграционной
способности химических элементов,
ведущее к их накоплению.
Градиент барьера –
это скорость нарастания изменения
параметров среды по направлению
миграционного потока:
G=
m1-
m2/l,где
l – протяжённость барьера;
m1 и
m2 –
геохимические параметры среды до и
после барьера
(параметры любые –
кислотность, окислительно-восстановительный
потенциал, давление и т.д.).Контрастность
барьера –
отношение величин геохимических
параметров в направлении потока до
барьера и после него:S=
m1/
m2Интенсивность
накопления химических элементов на
барьере увеличивается с ростом
контрастности и градиента (случай
постепенного изменения параметров
среды можно рассматривать как барьер
с очень малым градиентом – и отсюда
понятно, почему повышение содержания
химических элементов будет
незначительным).Возникновение
геохимического барьера прежде всего
связана с изменением внешних
и
внутренних факторов миграции.
Геохимический барьер более выражен
при высоких амплитудах изменения
факторов и
небольших расстояний. Чем выше
контрастность тем ярче контрастность
геохимических аномалий.
Контрастность образования геохимических
аномалий:К=Св:Сф, Св среднее содержание
рассматриваемого компонента в аномалии,
Сф фоновое содержание компонента в
ландшафте,(опред типа горной
породы,почв,осадков,вод,растений и
т.д.),аналогичного ландшафта в котором
расположен рассм барьер.Интервал
накопления хим элементов увеличивается
с возр знчений грдиента и контрастности
геохимич барьера.Конц элементов на
барьере: h=k(c1-c2)/(a1-a2), h-концентрация
элементов на барьере,к коэфф зависящий
от инертной массы на котор происходит
накопление рассм вещ.с1 содержит рассм
вещества в миграционном потоке до
брьера. С2 тоже после барьера. А1 общее
содержание всех веществ до брьера и А2
после него.
Высокое содержание
хим эл-ов в миграционном потоке не
обязательно для образоания геохимического
барьера, если участок земной коры
является геохимичекским барьером для
одного или
нескольких хим
барьеров, а для других неизменной
скорость их миграции то даже при очень
низкой конц. На барьере со временем его
кларк может стать очень высоким вплоть
до формирования месторождения.
Физико-химические, химические,
биогеохимические, комплексные, также
техногенные и информационные.
