1. Барьеры для веществ, перемещающихся в водных потоках.

На механических барьерах осаждаются переносимые водными потоками минералы с находящимися в них изоморфными примесями (формируются россыпные месторождения самородных золота и платины, алмазов, гранатов, циркона; изоморфная примесь гафния, извлекаемая из циркона), коллоиды с сорбированными ими веществами (сформировались мощные толщи лесса, отложение глинистых коллоидных частиц), живые и отмершие животные и растительные организмы, техногенные соединения, не имеющие природных аналогов.

2. Барьеры для веществ, перемещающихся в воздушных потоках.

Из воздушных потоков на механических барьерах осаждаются обломки минералов (осаждение песка, формирование дюн), растворенные газовые смеси и пары, твердые коллоидные частицы, животные и растительные организмы, техногенные соединения.

Биогеохимические барьеры

Накопление химических элементов на различных биогеохимических барьерах можно рассматривать как процесс концентрации элементов в различных организмах – растительных и животных. При этом после их отмирания сконцентрировавшиеся элементы или практически сразу вовлекаются в процесс миграции, или возможны и захоронения отмерших организмов (залежи угля, торфа).

Техногенные геохимические барьеры - зоны складирования и захоронения отходов, как промышленных, так и бытовых.

ЛЕКЦИЯ №10

Фракціонування елементів та ізотопів в природних процесах

1. Общие сведения об изотопах.

2. Распространение изотопов в природе и причины разделения изотопов в природе.

3. Изотопы углерода, их значение при решении геолого-геохимических задач

1. Общие сведения об изотопах

Разновидности химического элемента с одинаковым числом протонов в ядре, но с разным числом нейтронов, называются изотопами. В природе известно около 300 стабильных изотопов и более 1200 радиоактивных.

Элементы, обладающие несколькими изотопами, могут иметь различное соотношение этих изотопов в различных природных объектах. Наибольшее число изотопов у олова (z=50) и равно 10.

Изотопы делятся на 2 группы:

1. Стабильные изотопы легких ядер (H, C, N, O, S и другие);

2. Тяжелые радиоактивные изотопы с z более 82 (Sr, Pb и др.).

Изотопы H, B, C, N, O, S, Cl в природе разделяются в ходе геохимических процессов. Многочисленные изотопы образуются при ядерных превращениях. Таковы изотопы U, Pa, Ac, Ra, Rn, Po, Bi, Sm, Re, Lu, Rb, K, Pb, Os, Hf, Sr, Ca, Ar.

Вариации тяжелых изотопов определяются непрерывным и необратимым процессом их образования в результате радиоактивного распада рубидия, урана, тория. Происходит непрерывное увеличение числа атомов радиоактивных изотопов. Более важной причиной их сложного распада в природных объектах служат геологические процессы, приводящие к постоянному перемещению накопившихся изотопов.

Й.Хефс (1983г.) отмечает следующие общие закономерности геохимии стабильных изотопов.

1. Ощутимое фракционирование в соответствии с большей относительной разницей масс наблюдается особенно хорошо у элементов с Z≤40;

2. У элементов, образующий твердые, жидкие и газообразные соединения, тяжелые изотопы обычно накапливаются в твердой фазе, а также в молекулах, где элементы находятся в наиболее твердой фазе, а также в молекулах, где элементы находятся в наиболее окисленном состоянии;

3. В большинстве биологических систем легкие изотопы обычно накапливаются в продуктах реакции, например, фотосинтеза;

4. Существует и, вероятно, имеет большое значение корреляция отношений между стабильными и радиогенными изотопами.