Глава 2. ОБЩИЕ ОСОБЕННОСТИ МИГРАЦИИ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ЛАНДШАФТАХ

Смотрите также:

История атомов и география - Перельман

Геохимия - химия земли

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Гидрогеохимия. Химия воды

Минералогия

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Химия почвы

Круговорот атомов в природе

Книги Докучаева

Происхождение жизни

Вернадский. Биосфера

Биология

Эволюция биосферы

Геоботаника

 Биографии геологов, почвоведов

Эволюция

Геохимические барьеры

Этим термином А.И. Перельман в 1961 году предложил именовать участки земной коры, в которых на коротком расстоянии происходит резкое уменьшение интенсивности миграции химических элементов и, как следствие, их концентрация. Аналогично макро- и микроклимату, макро-, мезо- и микрорельефу выделяют макро-, мезо- и микробарьеры. Так, в дельтах зона смешения пресных речных вод и соленых морских представляет собой макробарьер шириной в сотни и тысячи метров (при длине рек и морских акваторий в тысячи километров). К мезобарьерам относятся краевые зоны болот, где накапливаются многие элементы, выщелоченные из почв водоразделов и склонов. Ортзанды в почвах мощностью в несколько сантиметров и миллиметров относятся к микробарьерам.

Явление, которое именуется геохимическим барьером, привлекало внимание исследователей и ранее, в частности, при изучении условий образования минералов и руд, при трактовке процессов осаждения элементов из вод. Однако ранее оно рассматривалось изолированно, как предмет разных наук — минералогии, литологии, почвоведения, науки о рудных месторождениях и т.д. Но в почвах, илах рек и озер, корах выветривания, горизонтах грунтовых вод, зонах разломов и других системах протекают сходные процессы концентрации элементов. Это и позволило установить общие типы таких процессов, сформулировать понятие о геохимическом барьере, которое относится к фундаментальным понятиям геохимии. Главная особенность барьера — резкое изменение условий концентрации элементов, это зона, где одна геохимическая обстановка сменяется другой. Между понятием "геохимический барьер" и "геохимическая обстановка", следовательно, имеется глубокая связь: уменьшение пространства, занимаемого обстановкой, приводит к переходу количества в качество, превращению обстановки в барьер и наоборот.

На геохимических барьерах образуются руды большинства месторождений, различные геохимические аномалии, приводящие к загрязнению окружающей среды, другие практически важные виды концентрации элементов. Все это определяет важность изучения геохимических барьеров.

При совмещении в одном месте различных геохимических процессов формируются комплексные барьеры, образующиеся в результате наложения двух или нескольких взаимосвязанных геохимических процессов. Выделяются также двусторонние барьеры, которые формируются при движении различных элементов к барьеру с разных сторон. На двустороннем барьере происходит осаждение разнородной ассоциации химических элементов. Различаются также латеральные барьеры, образующиеся при движении вод в субгоризонтальном направлении, например на границе элементарных ландшафтов, и радиальные (вертикальные) барьеры, формирующиеся при субвертикальной (снизу вверх или сверху вниз) миграции растворов в почвах, зонах разломов, корах выветривания и т.д. В зависимости от способа массопереноса различаются диффузионные и гшфильтрационные барьеры. B.C. Голубев разработал понятие о подвижном геохимическом барьере, когда барьер перемещается медленнее фильтрации вод.

В основу классификации геохимических барьеров положены виды миграции. Выделяется два основных их типа — природные и техногенные. Природные в свою очередь разделяются на три класса. Наиболее простые — механические барьеры — участки резкого уменьшения интенсивности механической миграции. К ним приурочены различные продукты механической дифференциации осадков. В местах резкого уменьшения интенсивности физико- химической миграции формируются физико-химические барьеры. Они возникают в местах изменения температуры, давления, окислительно-восстановительных, щелочно-кислотных и других условий.

Биогеохимические барьеры обязаны уменьшению интенсивности биогенной миграции — угольные залежи, торф, концентрации элементов в телах организмов и т.д. (2.3).        

Среди техногенных барьеров также выделяются механические, физико- химические и биогеохимические классы. Более сложные процессы образования геохимических барьеров обычно включают в себя менее сложные. Например, в образовании техногенных барьеров могут участвовать механические, физико- химические и биогенные процессы, но сущность данных барьеров не может быть понята без учета особенностей техногенной миграции. Главное внимание исследователей до сих пор привлекали природные и техногенные физико-химические барьеры. Изменение геохимических показателей m (t, р, Eh, рН и т.д) в направлении миграции химических элементов называется градиентом

Контрастность барьера S характеризуется отношением величины геохимических показателей в направлении миграции до и после барьера:

Интенсивность накопления элемента увеличивается с ростом контрастности и градиента барьера.

Геохимические дыры

По Н.И. Еникееву, это понятие противоположно "геохимическому барьеру" и относится к зонам, в которых на коротком расстоянии резко изменяются гидрогеохимические условия, усиливается подвижность элементов вплоть до их исчезновения в зоне "дыры". В качестве примера автор приводит техногенную резковосстановительную газовую геохимическую дыру, возникшую в кислородных подземных водах на участках их загрязнения органическими соединениями. В результате возникает восстановительная среда, развиваются анаэробные бактерии, разлагающие растворенные соединения и продуцирующие метан, углекислый газ, водород, сероводород, окислы азота и другие газы. Так, вещества в твердом и жидком состоянии превращаются в газы, мигрирующие из водоносного горизонта. Подобные явления изучены в Ташкентском метрополитене, заводах Ферганской долины.

К содержанию книги: А.И. Перельман, Н.С. Касимов - Геохимия ландшафтов