- •Раздел 1. Геохимия гипогенных и гипергенных процессов
- •1. Введение
- •2.Геохимические классификации химических элементов
- •Геохимическая классификация химических элементов по в. М. Гольдшмидту
- •Геохимическая классификация химических элементов по в.И. Вернадскому
- •Геохимическая классификация химических элементов по в.И.Вернадскому
- •3. Законы распределения химических элементов в геохимических системах.
- •4. Некоторые термины и определения геохимии
- •Биофильность химических элементов – представляет собой отношение содержания химических элементов в органическом веществе к его кларку.
- •5. Изоморфизм химических элементов.
- •6. Миграция химических элементов
- •Геохимические типы вод в земной коре
- •7.Геохимические барьеры
- •Примеры некоторых типов геохимических барьеров.
- •Методы определения температур минералообразования и состава минералообразующих растворов
- •8.Химический состав земной коры
- •Средний химический состав земной коры.
- •Геохимия атмосферы
- •9. Геохимия магматических процессов
- •10. Геохимия гидротермальных систем.
- •11. Геохимия процессов метаморфизма
- •12. Геохимия океанических вод.
- •12. Геохимия галогенеза
- •13. Геохимия гипергенеза.
- •Парагенезисы химических элементов в водах в зависимости от кислородного и водородного потенциала (по а.И.Перельману)
- •Водородный потенциал в основных типах вод в зоне гипергенеза
- •Геохимия осадочного процесса.
- •Геохимическая классификация элементов по особенностям гипергенной миграции (по а.И.Перельману, 1975)
- •14. Геохимия диагенетических процессов.
- •15. Геохимические процессы в водоносных горизонтах (геохимия эпигенеза)
- •16. Геохимия биосферы
- •17. Геохимия ландшафтов
- •18. Элементы прикладной геохимии
- •Основные регионально-геохимические понятия.
- •22.Дополнительные материалы для лекций для специальности :»геология нефти и газа» и «геология». Сероводородные бассейны мира и их возможная роль в осадочном рудообразовании
- •Геохимические процессы в инфильтрационных и элизионных бассейнах
- •Анализ условий формирования галогенных отложений по результатам изучения включений в минералах
- •Раздел 2. Задачи и тесты по геохимии Задача 1 (1 вариант)
- •Задача 1 (2 вариант)
- •Задача 1 (4 вариант)
- •Задача 1 (5 вариант)
- •Дать определение процесса изменения состава океанической воды (точка Ок) до точки ОкI и далее до точки ОкIi и с чем связаны эти изменения?
- •Задача 10
- •Задача 11
- •Задача 12
- •Задача № 13
- •Тестовые вопросы к самостоятельным работам
- •1.В чем заключается процесс прямой метаморфизации морской воды и какими компонентами и процессами она вызывается?
- •Нехватает кислорода в почве
- •Тест 10
- •Раздел 3. Приложения
- •Раздел 4. Программа курса и список рекомендуемой литературы
- •Предмет и история геохимии.
- •2.Периодическая система химических элементов и их геохимические классификации.
- •3.Основы кристаллохимиии и изоморфизма.
- •4.Миграция химических элементов.
- •5. Геохимические барьеры.
- •6. Химический состав земной коры.
- •7. Геохимия магматических процессов.
- •8. Геохимия гидротермальных процессов.
- •9. Геохимия метаморфических процессов.
- •10. Геохимия гидросферы.
- •11. Геохимия гипергенных процессов.
- •12. Геохимия галогенеза.
- •13. Геохимия диагенеза и катагенеза.
- •14. Миграция и накопление элементов в биосфере.
- •15. Региональная геохимия.
Средний химический состав земной коры.
Первые попытки определения среднего состава земной коры были сделаны англичанином Филипсом (1815). Но первая обстоятельная работа по определению среднего химического состава земной коры была выполнена американским химиком Ф.В.Кларком, который в 1889 г. опубликовал среднее содержание 10 химических элементов в 10-ти мильной толщи земной коры, включая и гидросферу и атмосферу (O,Si,Al,Fe,Ca,Mg,K,Na,Ti,P). Позднее, в 1924 году более точные данные о 50 элементах.
По предложению А.Е.Ферсмана, среднее содержание элемента в земной коре названа в честь этого ученого кларком(см. раздел «Термины и определения геохимии»). Позднее расчетом средних содержаний, основанных на новых методиках их определения занимались И.Фогт, В.М.Гольдшмит, Г.Хевеши, А.П.Виноградов и др. Кларки значительной части элементов приведены в приложении. Наиболее достоверные сведения о химическом составе земной коры относятся, конечно, к ее континентальной части.
Представления о кларках некоторых элементов изменились очень сильно. Так И.Фогт в 1898 г. считал кларк германия очень низким (n.10-10 %). Позднее этот элемент был обнаружен в углях. А так как германий приобрел огромное значение в радиотехнике, были разработаны точные методы его определения, что привело к уточнению его средних содержаний в земной коре (1,4.10-4%).
Различают кларки массовые, атомные и объемные. Массовые кларки – числа среднего содержания элементов, выраженные в массовых процентах или в граммах на грамм породы. Атомные кларки выражают процентные количества числа атомов элементов. Объемные кларки показывают какой объем в процентах занимает элемент.
Относительная распространенность основных элементов в земной коре, лунных базальтах и солнечной атмосфере приведено в таблице 7.
Таблица 7
Сравнительная распространенность атомов
Распространенность |
Метеориты (среднее) |
Базальты Луны |
Земная кора (среднее) |
Солнечная атмосфере |
Наивысшая
Наименьшая |
O |
O |
O |
H |
Fe |
Ft |
Si |
He | |
Si |
Al |
Al |
O | |
Mg |
Mg |
Fe |
N | |
S |
Ca |
Ca |
Fe | |
Al |
Ti |
K |
C | |
Ca |
Na |
Na |
Nt | |
Ni |
Cr |
Mg |
Mg | |
Na |
Mn |
Ti |
Si | |
Cr |
K |
Mn |
Al |
Геохимия атмосферы
Атмосфера – газообразная оболочка Земли – является наиболее широкой миграции составляющих ее компонентов, определяемых А.И.Перельманом как воздушные мигранты. Атмосфера находится в непрерывном обмене веществом с гидросферой, биосферой. Удерживаясь гравитационным полем Земли, атмосфера имеет зональное строение. Нижняя часть ее до высоты 80 км носит название гомосферы. 99% ее массы заключено между уровнем океана и высотой 29 км (А.А.Беус и др., 1976).
Средний состав гомосферы приведен в нижеприведенной таблице.
Таблица 8
Элементы и соединения |
Содержание, % объема |
Содержание, вес. % |
Общая масса |
Главные компоненты | |||
N2 |
78,08 |
75,51 |
3,865.1021 |
O2 |
20,946 |
23,15 |
1,184.1021 |
Второстепенные компоненты | |||
Ar |
0,934 |
1,28 |
65,5.1018 |
CO2 |
0,033 |
0,046 |
2,33.1018 |
Микрокомпоненты | |||
Ne |
182.10-5 |
125.10-5 |
63,6.1015 |
He |
53.10-5 |
7,2.10-5 |
3,7.1015 |
Kr |
12.10-5 |
29.10-5 |
14,6.1015 |
Xe |
0,9.10-5 |
3,6.10-5 |
1,8.1015 |
H2 |
5.10-5 |
5.10-5 |
0,2.1015 |
Ксенокомпоненты | |||
CH4 |
15.10-5 |
9.10-5 |
4,3.1015 |
N2O |
5.10-5 |
7,6.10-5 |
4,0.1015 |
O3 |
4.10-5 |
6.10-5 |
3,1.1015 |
Rn |
4,5.10-17 |
6.10-18 |
2,32.102 |
Как следует из таблицы, состав гомосферы определяется присутствием четырех главных компонентов, составляющих 99,99% ее массы (азот, кислород, аргон и углекислый газ). К числу ксенокомпонентов атмосферы относятся также поступающие в нее в результате различных процессов пылеватые частицы, мигрирующие в воздушной среде на большие расстояния. Эти частицы можно разделить на пять категорий: 1)частицы, выдуваемые с континентов (соответствуют составу лесса); 2)частицы растворимых солей, выдуваемых с поверхностей океанов и морей; 3).пыль вулканических извержений; 4)частицы внеземного происхождения (космическая пыль); 5)частицы техногенного происхождения. По данным Р.Гаррелса и Ф.Маккензи [32] среднее количество пыли в 1 см3составляет 10-12см3.