7. Геохмические аномалии (природные и техногенные)

Геохимическая аномалия – это отклонение от геохимических норм, свойственных или определенному району, или геохимическому ландшафту, или определенному типу пород, растений, вод и т.д. Геохимической аномалией считается, например, значительно повышенное (или пониженное) по сравнению с фоном содержание элементов. Сами элементы при этом могут находиться в минеральной, биогенной или изоморфной формах, а также в виде растворов и газовых смесей. К геохимической аномалии относится и резкое отклонение от нормы соотношения двух элементов или изотопов одного и того же элемента. Различают глобальные, региональные и локальные геохимические аномалии.

Природная геохимическая аномалия – это участок территории, в пределах которого аномальное распределение ХЭ или их соединений возникает в результате естественного природного хода геохимических процессов. Она возникает в почвах в случае развития почвы в условиях влияния миграционных потоков естественного происхождения. Исследование аномалий в почвах проводится при поисках полезных ископаемых, при определении возможности использования почв в сельском хозяйстве, в рекреационных и других целях.

Техногенная геохимическая аномалия – геохимическая аномалия в компонентах ОС, возникшая под действием техногенеза, в т.ч. стационарная – возникшая вблизи действующих промышленных, горнорудных, энергетических, строительных и иных предприятий. Техногенная геохимическая аномалия остаточная - возникшая либо в результате аварийных единовременных выбросов техногенных веществ, либо в результате сравнительно непродолжительного, но интенсивного техногенного воздействия на природную среду, например отработки месторождения. Техногенная геохимическая аномалия в почвах могут быть полезными, которые изменяют свойства почв в желаемом для человека направлении, и вредными, изменяющими свойства почв в нежелательную сторону.

Лекция 3

Геохимия геосфер

1. Геохимия литосферы.

Литосфера – каменная оболочка Земли, включающую земную кору и часть верхней мантии, простирается до астеносферы и имеет мощность 150-200 км. Литосфера разбита глубинными разломами на крупные блоки – литосферные плиты, они движутся в горизонтальном направлении со средней скоростью 5-10 см в год (Савцова, 2003).

Крупных литосферных плит семь: Евразийская, Тихоокеанская, Африканская, Индийская, Антарктическая, Североамериканская и Южноамериканская. В земной коре – верхней части литосферы – обнаружено 90 химических элементов, но только 8 из них широко распространены и составляют 97,2%. По А.Е.Ферсману, они распределяются следующим образом:

- кислород – 49%,

- кремний – 26%;

- алюминий – 7,5%;

- железо – 4,2%;

- кальций – 3,3%;

- натрий – 2,4%;

- калий – 2,4%;

- магний – 2,4%.

Из этих элементов наибольшее значение имеют кислород и кремний. Элементы образуют сложные химические соединения – минералы. Общее число минералов приближается к 2000, из них широко распространены всего 400-500.

Горные породы представляют собой сложные и закономерные сочетания минеральных масс и залегают в виде слоев или крупных скоплений.

Магматические минералы и горные породы образуются в недрах Земли в условии высоких температур и давлений в результате кристаллизации магмы. Они составляют 95% массы вещества, слагающего земную кору. По содержанию оксида кремния - SiO2 породы делятся на

- кислые (оксида кремния более 65%);

- средние (от 65 до 52%);

- основные (52-40%);

- ультраосновные (менее 40%).

В кислых магматических породах – гранитах и др. – преобладают относительно легкие элементы: натрий, калий, алюминий и минералы – полевой шпат, кварц. В ультраосновных породах перидотитах, дунитах и др. содержатся тяжелые элементы (кальций, магний, железо) и минералы оливин и авгит. По условиям застывания магматические породы подразделяются на глубинные (интрузивные), образовавшиеся при кристаллизации магмы в глубоких зонах земной коры, и излившиеся (эффузивные).

Осадочные горные породы формируются на поверхности Земли в условиях низких температур и давлений. Исходным материалом служат ранее образовавшиеся породы. Осадочные породы делятся на обломочные (пески, галечники), глинистые (глины), химические (каменная соль, гипс) и органогенные (известняки, торф). Обычно осадочные породы рыхлые, пористые, но могут быть уплотнены. Основные минералы осадочного происхождения: галит ( NaCl), кальцит ( CaCO3), гипс (CaCО4 2Н2О), каолинит (AL4(Si4O10) (OH)8.

Чтобы количественно оценить неоднородность химических элементов в земной коре, В.И.Вернадский ввел специальный показатель – кларк концентрации Кк. Его числовое значение характеризует отклонение содержания элемента в данном объеме от кларка:

Кк = А/К,

где А – содержание химического элемента в горной породе, руде, минерале и др.; К – Кларк этого элемента в земной коре. Если Кк больше единицы, то это указывает на обогащение элементом, если меньше – означает снижение его содержания по сравнению с данными для земной коры в целом.