
- •Міграція речовин.
- •1. Типи міграції.
- •Внутрішні фактори фізико-хімічної міграції включають:
- •1. Особливості іонів.
- •2. Форма, у якій перебуває елемент, і відповідно його хімічні властивості.
- •Зовнішні фактори міграції
- •Інтенсивність міграції й класифікація елементів по особливостях міграції
- •Інтенсивність біологічного поглинання.
- •Геохімічні бар'єри
Внутрішні фактори фізико-хімічної міграції включають:
1. Особливості іонів.
- Електростатичні властивості іонів - ця група факторів, що враховується тільки при міграції елементів у вигляді іонів.
Іонна міграція характерна для: - водних розчинів,
- магматичних розплавів,
- газових сумішей,
- живої речовини.
Електростатичні властивості іонів багато в чому обумовлені розмірами іонних радіусів елементів.
Зі збільшенням радіуса іона звичайно зростає дальність міграції.
Показниками електростатичних властивостей іонів є іонний потенціал Картледжа й енергетичні коефіцієнти іонів.
Іонний потенціал Картледжа розраховують по формулі:
ПK = W / 10Ri,
де ПК - потенціал Картледжа, W - валентність іона, Ri.- радіус іона, нм.
По цьому показнику хімічні елементи діляться на 3 групи:
- ПК нижче 3. Елементи з такими значеннями потенціалу звичайно легко переходять у природні води із твердої фази у вигляді іонів і не утворюють комплексних сполук: К, Na, Ca, Li, Rb, Cs, Ba.
- ПК від 3-12. Елементи з такими значеннями потенціалу Картледжа утворюють важкорозчинні гідролізовані сполуки. Fe, Al, Zr, V, Сr і ін.
- ПК вище 12. Елементи цієї групи, з'єднуючись із киснем, утворюють комплексні розчинні сполуки. Це В, С, N, Р, S.
Залежно від умов Si і Мо можуть поводитися і як елементи 2-й групи і як елементи 3-й групи.
- Енергетичні коефіцієнти відбивають послідовність кристалізації мінералів з розчинів і розплавів і обумовлені, в основному, енергією їхніх кристалічних решіток.
Енергетичні коефіцієнти іонів розраховують по наступних формулах (А. Е. Ферсман):
ЕКкатіонів = (W2 ÷ 20Ri) x [0,75(10Ri +0,2)],
ЕКаніонів = (W2 ÷ 20Ri)
- Іони з більшими значеннями ЕК випадають із розчинів раніше. У процесах міграції вони менш рухливі й тому накопичуються в елювії.
-Іони з малими енергетичними коефіцієнтами (Na, К, Rb, Cs, Li) мають легку розчинність і високу міграційну здатність.
Ступінь електролітичної дисоціації характеризує кількість іонів, що утворилися при розчиненні речовини.
Показником ступеня дисоціації є коефіцієнт дисоціації, він залежить від природи як розчиненої речовини, так і розчинника, і тому цей показник можна віднести як до внутрішніх, так і до зовнішніх факторів міграції.
Ступенем електролітичної дисоціації визначається послідовність випадання речовини в осад.
Однак неможливо пояснити всю розмаїтість міграційних процесів властивостями іонів, тому що багато елементів мігрують у вигляді недисоційованих молекул, особливо це стосується гідрооксидів.
Неіонна форма переважає й в органічних сполуках (колоїдні міцели), багато з яких добре розчинні у воді (фульвокислоти, наприклад). У комплексі з органічною речовиною мігрують і багато металів.
2. Форма, у якій перебуває елемент, і відповідно його хімічні властивості.
В. И. Вернадський виділяв 4 форми перебування елемента в природі:
- гірські породи й мінерали,
- жива речовина,
- магми (силікатні розплави),
- розсіювання.
Природно, що інтенсивність міграції елементів, що знаходяться у різних формах і з'єднаннях, - різна.
Наприклад, Na-Альбіту (NaAlSi3O8) і Na-Галиту (NaCl): мінерали характеризуються різною розчинністю й абразивною міцністю, швидкість міграції натрію із цих двох мінералів відрізняється доволі значно.
Метали можуть накопичуватися в земній корі у вигляді карбонатів, оксидів, сульфатів, сульфідів і т.д. У цілому, існує така закономірність: кисневі сполуки металів на земній поверхні більше стійкі, чим, наприклад, сульфіди.