 |
|
|
ГЕОХИМИЯ ЛАНДШАФТА |
Глава 30. ХАЛЬКОФИЛЬНЫЕ И СИДЕРОФИЛЬНЫЕ ВОДНЫЕ МИГРАНТЫ
|
Смотрите также:
История атомов и география - Перельман
Биографии геологов, почвоведов
|
Золото — Аи (79; 136,9665)Это очень редкий металл с кларком 4,8.10"^%. Биофильность Аи значительна, известны организмы-концентраторы этого металла. В ландшафтах золоторудных месторождений оно накапливается и в растениях, и в животных. При эрозии гидротермальных месторождений Аи образуются его россыпи на склонах и в долинах рек. Однако Аи мигрирует не только механическим путем, осаждаясь в местах понижения скорости потока, но и в растворенном состоянии. Известны легкоподвижные неорганические анионные комплексы (хлориды, бромиды, иодиды, цианиды и др.) и органо-минеральные соединения. Водные потоки рассеяния Аи установлены в Забайкалье и на рудных месторождениях Средней Азии. Подземные воды здесь содержат во много раз больше золота по сравнению с безрудными территориями. Относительно обогащены Аи и некоторые соленые подземные воды нефтегазоносных бассейнов, например, на севере Томской области (Аи там больше, чем в морской воде).
В целом в кислородных водах Аи мигрирует энергично, примерно так же, как Na, Са, Mg, Zn, Sr, F, Mo и другие подвижные элементы. Таким образом, вопреки имевшимся представлениям об инертности Аи (благородный металл) в окислительных условиях оно не менее энергичный водный мигрант, чем Са (А.И. Перельман).
В гумидных ландшафтах важной формой нахождения золота в водах являются комплексы с органическими веществами. Если принять, по C.J1. Шварцеву, среднее содержание Аи в водах зоны гипергенеза 0,025 мкг/л и среднюю их минерализацию 431 мг/л, то получим коэффициент водной миграции 10—12. Подобная энергичная водная миграция Аи объясняется двумя основными причинами. Первая — свойства самого металла, связанные с его положением в Периодической системе, способностью образовывать растворимые комплексные соединения. Однако большую роль играет и сверхнизкий кларк Аи, определяющий очень низкое содержание металла в природных водах. При подобном рассеянии осаждение элемента часто не контролируется законами растворимости: при более высоком кларке (например, как у Си) интенсивность миграции Аи была бы намного ниже, во всяком случае не больше, чем у Си, интенсивность миграции которой в десятки раз меньше.
Представлениям о слабой миграции золота способствовало его нахождение в россыпях в самородном состоянии и, следовательно, миграция во взвешенной форме или путем волочения зерен по дну реки. Однако самородное состояние не характеризует интенсивность миграции, а свидетельствует только о форме осаждения, связанной с физико-химическими свойствами золота. Так, осаждение из вод кальцита не говорит о плохой водной миграции Са, просто свойства Са таковы, что он осаждается в виде кальцита, а свойства Аи — в самородной форме.
В кислородных водах Аи мигрирует в одновалентном состоянии, в виде различных комплексов и осаждается на восстановительном барьере. Сибирский геолог М.Ф. Шелковников, много лет изучающий золотые россыпи на севере Бурятии, пришел к выводу о важной роли мерзлотных процессов в образовании россыпей. Его исключительно интересные построения позволили А.И. Перельману предположить, что с распространением мерзлоты связана важная закономерность размещения россыпей. Давно установлено, что золотые россыпи характерны для Урала, Сибири, Северного Казахстана, но их нет в Средней Азии и в других южных районах, хотя коренные месторождения Аи там известны.
Это можно объяснить длительной и морозной зимой северных регионов, благоприятствующей ледоставу на реках (многие месяцы). Как ведет себя Аи в таких условиях? В теплое время года в окислительных условиях оно может мигрировать в растворенном состоянии, например, в форме органических комплексов. Речная вода содержит и растворенный кислород, поступающий в нее из атмосферы. Но зимой ледостав препятствует проникновению в воду кислорода, а дыхание рыб и других организмов (вплоть до бактерий) постепенно изымает его из воды. Об этом свидетельствуют заморы, когда рыба в конце зимы начинает задыхаться под ледяным панцирем. В благоприятных по геоморфологическим условиям участках речного дна должны возникать восстановительные глеевые барьеры, на которых может осаждаться самородное Аи, формироваться россыпь. Отсутствие ледяного покрова на южных реках исключает приведенный механизм формирования восстановительного барьера и осаждение самородного золота.
Наиболее благоприятными с этих позиций для формирования россыпей были эпохи оледенений четвертичного периода с их очень суровыми зимами. Подобные условия создавались и в тех районах, где ныне многолетняя мерзлота отсутствует, например в Северном Казахстане. Эта гипотеза хорошо объясняет и такие факты, как частичное возобновление отработанных россыпей в Сибири, наращивание золотинок. Следовательно, концентрацию золота в россыпях нужно рассматривать также с позиций теории геохимических барьеров. Приведенный физико- химический механизм образования россыпного Аи на восстановительном барьере не исключает традиционного объяснения его концентрации на механическом барьере в результате разрушения гидротермальных руд и миграции золотинок во взвешенном состоянии.
Среднее содержание золота в почвах составляет, по-видимому, 1 — 2 мкг/кг, но в районах золоторудных месторождений в почвах установлены сотни и даже тысячи кларков концентрации металла (Н.А. Росляков).
На энергичную водную миграцию золота указывает и его высокое содержание в растениях, существование видов-концентраторов (хвощи, конский щавель и др.). Зола конского щавеля в безрудных районах Аляски содержит 0,1 — 0,5 мг/кг золота (Г. Кэннон) — 20 — 100 кларков концентрации. Это позволяет отнести золото к элементам интенсивного биологического накопления.
Существует еще один механизм концентрации Аи в биосфере — сорбция из растворов, приводящая к образованию его неминеральных форм в глинах, углях и других породах.
Итак, главные процессы накопления золота в ландшафтах связаны с процессами восстановления и сорбции. Отсюда очевидна характерная для биосферы исключительная роль органического вещества в геохимии Аи.
Золото в ноосфере. Его технофильность очень высока, выше, чем у Си, Ag, Hg. Золото — один из немногих элементов, концентрируемых человечеством (в банках).
Рений — Re (75; 186,207) Рений был открыт немецкими геохимиками И. и В. Ноддаками в 1925 г., но предсказан Д.И. Менделеевым еще в 1871 г. По химическим свойствам он наиболее близок к Мо, менее — к W, Pt и платиноидам, Си, U, Со. Рений один из наиболее редких и рассеянных элементов земной коры с ориентировочным кларком 7.10"^%.
В биосфере его валентность +4, +7, что определяет важную роль окислительно- восстановительных реакций в геохимии этого металла. Соединения Re+4 труднорастворимы, а некоторые перренаты — соли рениевой кислоты HRe 04(Re+7) — легкорастворимы.
Рений активно участвует в биогенной и водной миграции. Им относительно обогащена зола морских водорослей, раков, рыб, в районах урановых месторождений США — зола астрагалов.
Характерна связь рений с органическим веществом — его содержание повышено в углеродистых сланцах, бурых углях, битумах, нефтях. Летучесть соединений определяет возможность воздушной миграции рения при вулканизме (бурые угли вулканических районов наиболее обогащены Re).
Водная миграция Re контрастна и аналогична миграции Мо, U, Se — он энергично мигрирует в кислородных водах и плохо в водах с восстановительной средой, осаждаясь, как и эти элементы, на восстановительном барьере. В гидрогенных месторождениях урана установлен парагенезис U, Мо, Se, V, Re. Следы рения также обнаружены в водах угольных шахт.
Океаническая вода содержит 4.10"9 г/л Re (Re04-), что определяет высокую талассофильность, большую, чем у Na, Mg, U, Мо, F, J.
Рений в ноосфере. Это металл новой техники, его технофильность выше, чем у большинства металлов, но поведение в техногенных ландшафтах практически не изучено.
|
|
|
|
К содержанию книги: А.И. Перельман, Н.С. Касимов - Геохимия ландшафтов
|
Последние добавления:
Шаубергер Виктор – Энергия воды
Агрохимик и биохимик Д.Н. Прянишников
Тюрюканов. Биогеоценология. Биосфера. Почвы