1.Геохімія - наука про хімічний склад Землі, історію, закони концентрації і розсіяння атомів Землі та інших планет земної групи.

Об’єкт – обєктом дослідження виступає результат дії багатьох фізичних і хімічних процесів

Предмет –хімічні елементи але є і певні направлення,які мають певну спеціалізацію і більш прикладний характер

Головні завдання –вивчення розповсюдженості і міграції хімічних елементів в земній корі

Етапи розвитку геохімії. Перші загальні поняття про історію атома відомі ще з античності але вона носила натур-філосоіський характер. Перші дослідні дані отримували при виплавці скла, металів із руд та інше древні народи Вавілона,Египту,Індії і Китаю. В середньовіччі хімія розвивалася завдяки працям алхіміків: Т.Парацельса, Г.Агрікола. Важливим стало введення поняття про хімічний елемент англійцем Р.Бойлем. Він вивчав хімію атмосфери та природних вод і спробував провести класифікацію відомих на той час 13 елементів (Au, Ag, Cu, C, Sn, Fe, Hg, S, Sb, Zn, As, Pb, Bi). В космічній сфері робив успіхи Гюйгенс, який вперше дав ідею про єдність хімічного складу космоса.

У 18 сторіччі сталося багато подій. Так Ломоносов обгрунтував значення хімії для геології, пояснив процеси утворення вугілля, нафти, торфу, спробував здійснити синтез мінералів але невдало - йому було відомо лише 17 хімічних елементів, а серед невідомих були - O, Si, Al, Mg, Na, K, H. Французький вчений А.Лавуазьє заклав фундамент геохімії газів атмосфери геохімії природних вод. Великий вклад внесли також французький натураліст Ж.Бюффон, мінералог В.М.Севергін, німецький хімік І.Рейлі.

Початок 19 сторіччя ознаменувався такими відкриттями:

• у 1803 році англійський фізик Д.Дальтон, продовжуючи напрямок заданий роботами Р.Бойля, склав першу таблицю атомних мас, в якій за 1 прийняв масу атома водню;

• шведський хімік Й.Я.Берцеліус поставив на наукові рейки хімічний аналіз гірських порід, руд, мінералів і вод. Він відкрив Th, Ce, Se, отримав у вільному стані Sc, Ti, Zr;

• у 1815 році мінералог В.Філліпс (Англія) здійснив спробу наближено визначити середній вміст в земній корі 10 хімічних елементів. Ці роботи продовжили Елі де Бомон та А.Добре (Франція);

• у тому ж, 1815 році, хімік У.Праут висловив припущення що всі елементи складаються з одної первинної речовини - протилу (полімеризований водень), тобто кожен атом складається з певної кількості атомів водню. Ця здогадка Праута була належним чином оцінена лише після відкриття явища ізотопії;

• у 1817 році засновник каталізу німецький хімік Й.В.Деберейнер здійснив спробу систематизації елементів за їх властивостями в "тріади": Li-Na-K, Ca-Sr-Ba, Cl-Br-I, S-Se-Te, Mn-Cr-Fe;

• німецький натураліст Олександр Гумбольдт вивчав вплив життя на навколишнє середовище;

• хіміки К.Шпренгель та Ю.Лібіх (Німеччмна), а також Ж.Дюма і Ж.Буссенго (Франція) встановили геохімічну роль рослин;

• К.Бішоф та І.Брейгаупт опублікували великі узагальнюючі роботи з хімії земної кори, де розглядали хімічний склад земної кори та кругообіг речовин в ній;

• у 1859 році Г.Р.Кірхгоф та Р.Бунзен розробили спектральний аналіз;

У другій половині 19 сторіччя сталися події що безпосередньо заклали фундамент геохімії як науки:

1. Відкриття періодичного закону (Д.І.Менделеєв, 1869).

2. Синтез мінералів і моделювання природних умов мінералоутворення.

3. Створення генетичної мінералогії (мінерали не вічні).

4. Відкриття явища радіоактивності (яке показало що не вічні і атоми).

2. Існують три основні аспекти геохімічних досліджень:

1. геохімія процесів - вивчення міграції елементів в певному процесі, тобто загальні принципи та особливості реалізації цього процесу в різних системах (вивітрювання польових шпатів має місце і в грунтах, і в корах вивітрювання, і в мулі, і в водоносних горизонтах;

2. геохімія систем - вивчення міграції елементів в певних системах, для яких характерні протилежні взаємопов’язані процеси;

3. геохімія елементів - вивчення міграції конкретного елемента в різних процесах і системах.

Геохімія вивчає системи на атомарному рівні. В геохімії систем виокремились самостійні наукові напрямки: геохімія рудних родовищ, океану, ландшафту тощо.

Для багатьох систем (біологічних та соціальних) характерні нелінійні співвідношення, тобто незначний за інтенсивністю сигнал призводить до суттєвих, навіть катастрофічних, змін в системі.

В геохімії вивчаються системи 4 основних типів:

1. абіогенні системи, для яких характерні виключно механічні та фізико-хімічні процеси міграції (магматичні, гідротермальні системи, тощо);

2. біогенні системи - живі організми та їх асоціації (біоценози);

3. біокосні системи - для яких характерне взаємопроникнення живих організмів та неорганічної ("косної" за Вернадським) матерії. В цих системах (біосфера, гідросфера, ландшафти, кори вивітрювання, грунти тощо) наявні і механічна і фізико-хімічна міграція але біогенна має визначальне значення.

4. техногенні системи - в них провідне значення має техногенна міграція, хоча наявні і всі інші види міграції (промислові підприємства, міста, агроландшафти, транспортні магістралі тощо).

В результаті міграції в системах формується геохімічна зональність: система розчленовується на хімічно відмінні частини - геохімічні зони, підзони, горизонти тощо.

3. Прикладні аспекти геохімічних досліджень:

-Методи пошуків корисних копалин

-Охорона навколишнього середовища

-Охорона здоров’я

- Сільське господарство

-Хімічна технологія

Теоретичні уявлення геохімії широко використовуються при пошуках, видобутку та переробці мінеральної сировини, охороні навколишнього середовища, охороні здоров’я, в сільському господарстві. До найважливіших понять прикладної геохімії належать: геохімічне поле, геохімічна аномалія, геохімічний фон.

Геохімічне поле (за А.П.Солововим) – простір який характеризується кількісними вмістами хімічних елементів.

Геохімічний фон системи (ділянки) – середнє або модальне значення вмісту хімічного елементу в межах геохімічно однорідної системи (ділянки).

Геохімічна аномалія – область вмістів хімічного елементу або числових значень іншого геохімічного параметру (Eh, pH тощо) на заданому рівні, який відрізняється від геохімічного фону на обумовлену величину.

Аномалії можуть бути глобальними, регіональними, локальними, точковими тощо. Родовище також є геохімічною аномалією. Аномалії можуть бути позитивними (додатними) – значення вищі за фонові, або негативними (від’ємними) – значення нижчі за фонові.Найкраще розроблено застосування геохімії при пошуках корисних копалин, яке має всі ознаки самостійної прикладної науки (фактичний матеріал, понятійний апарат, методи дослідження, теорія).

4. Геохімічні методи пошуків. Пошуки, при яких шляхом визначення вмісту хімічних елементів в корінних породах та компонентах ландшафту визначаються первинні ореоли та вторинні ореоли розсіяння, а за цими ореолами розшукуються родовища, отримали назву геохімічних пошуків.

За об’єктами досліджень геохімічні пошуки поділяються на літохімічні, гідрогеохімічні, біогеохімічні та атмохімічні (газові) методи пошуків.

Найбільш розповсюдженими є літохімічні методи пошуків. При них по сітці, яка залежить від масштабу досліджень (наприклад, при М 1:50000 – відстань між профілями складає 500 м, а крок по профілю – 50 м), відбираються проби порід (грунтів) і аналізуються на 30-40 елементів (спектральний наближено-кількісний аналіз). Для окремих елементів складаються карти ізоконцентрат. на яких, із застосуванням методів математичної статистики, виділяють геохімічні аномалії. Виділені аномалії вивчаються за комплексом ознак для з’ясування рудної чи безрудної природи.

5. Геохімічні ореоли. Деяка частина поля концентрації, яка утворилася в результаті певних процесів і одночасно з рудним тілом, є первинним геохімічним ореолом родовища.

Межа між рудним тілом та первинним ореолом є умовною і визначається вимогами промисловості (а тому, відповідно, з часом, завдяки розубожуванню запасів та розвитку технологій видобутку, значні частини колишніх первинних ореолів можуть набути статусу рудних тіл).

Оскільки рудні тіла та первинні ореоли в зоні гіпергенезу перебувають під впливом процесів вивітрювання та денудації, то, в результаті, грунти, кори вивітрювання, підземні і поверхневі води, підземна і надземна (приповерхневий шар) атмосфера поблизу родовища збагачуються індикаторними елементами (рудні та їх супутники). Рудні елементи накопичуються також і в рослинності і в тваринах.

Підвищена концентрація елементів в ландшафті, яка виникла в результаті епігенетичних по відношенню до рудного тіла процесів називається вторинним (епігенетичним) ореолом розсіяння.

Серед вторинних ореолів виділяють літохімічні (в грунтах і породах), гідрогеохімічні (в водах), атмохімічні (атмосфера) та біогеохімічні (живі організми).

Розміри вторинних ореолів сягають сотень метрів і навіть кілометрів, вміст індикаторних елементів в літохімічному ореолі при цьому часом відрізняється на дуже незначну величину від вмісту у вміщуючих породах. Форма знаходження елементів в літохімічному ореолі частіше за все немінеральна (адсорбція глинами тощо).