4 Геохимические барьеры и концентрация химических элементов

Геохимические барьеры — это те участки зем­ной коры, на которых на коротком расстоянии происходит рез­кое уменьшение интенсивности миграции химических элементов и, как следствие, их концентрация. Выделяют два основных типа геохимических барьеров — природные и техногенные. И те, и другие располагают­ся на участках изменения факторов миграции. В первом случае смена факторов и смена одной геохимической об­становки другой вызвана природными особенностями конкретного участка биосферы. Во втором — такая смена геохи­мических обстановок происходит в результате антропогенной де­ятельности.

Оба типа геохимических барьеров подразделяются на четыре клас­са: физико-химические, биогеохимические, механические и соци­альные.

Накопление химических элементов (соединений) на геохими­ческих барьерах часто приводит к их аномальным концентраци­ям. При определенных условиях концентрация и общее содержа­ние элементов на барьере резко возрастают, образуются месторож­дения полезных ископаемых. До недавнего времени эти процессы были только природными. Сейчас техногенные про­цессы достигли таких масштабов, что и на природных, и на тех­ногенных барьерах возможно накопление определенных элементов в промышленных кон­центрациях.

Геохимические барьеры могут существенно отличаться друг от друга не только концентрациями определенных элементов и их об­щим количеством на барьере, но и величиной самих барьеров. Выделяют макро-, мезо- и микробарь­еры. К первым из них относятся геохимические барьеры шириной до первых километров и длиной тысячи километров (современные и древние зоны смешива­ния пресных речных вод с солеными морскими).

Протяженность мезобарьеров доходит до десятков километров при ширине до сотен метров (краевые зо­ны болот, где отлагаются многие элементы, сносимые с водораз­делов).

Размеры микробарьеров колеблются от нескольких миллиме­тров до первых метров (возникают на отдельно разлагающихся на дне водоема раковинах или рыбах; в родниках, на месте выхода на днев­ную поверхность глеевых вод, из которых в присутствии свобод­ного кислорода воздуха отлагается окислившееся трехвалентное же­лезо FeOH₃).

Иногда к одному и тому же барьеру поступают химические эле­менты (соединения) из разных миграционных потоков. В этих слу­чаях возникают многосторонние барьеры. Часто при по­ступлении нескольких миграционных потоков в одно место гео­химический барьер образуется именно за счет слияния этих потоков. Тогда возможно образование не только много­сторонних, но и комплексных барьеров (пространственное наложение друг на друга нескольких раз­ных геохимических барьеров). Иногда барьеры разделяются в зависимости от положения в пространстве поступающих к ним миграционных потоков. Ес­ли они продвигаются в субгоризонтальном направлении, напри­мер по границе почв и подстилающих их горных пород, то гово­рят о латеральных геохимических барьерах. При вертикальном и сла­бонаклонном продвижении миграционного потока (независимо от того, сверху вниз или снизу вверх) формируются вертикальные, или ра­диальные барьеры.

Положение барьера относительно поступающего к нему миграционного потока может изменяться. Если барьер перемеща­ется в направлении водного потока, но медленнее фильтрации вод, то перед барьером в водах повышается концентрация химических элементов. Сам же миграционный поток также может передвигаться, обычно перпендикулярно или под углом к геохимическому барьеру (когда русла рек постепенно меняют свое положение при впадении в моря и озера, на барьерах формируется своеобразная зональность распределения химичес­ких элементов).