МИГРАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ФАКТОРЫ. ПАРАМЕТРЫ. ВИДЫ МИГРАЦИИ Подготовил Бахарев А. А.
МИГРАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ Перемещение химических элементов и их соединений под действием различных факторов, что сопровождается их концентрированием или рассеянием В результате миграции идут глобальные процессы перемещения вещества. Это обуславливает формирование геосфер, аномалий и аномальных полей, в том числе месторождений полезных ископаемых.
ФАКТОРЫ МИГРАЦИИ ВНУТРЕННИЕ Свойства химических элементов, определяемые строением атома, их способность давать летучие или растворимые соединения, осаждаться из растворов и расплавов и т. д. ВНЕШНИЕ Параметры обстановки миграции – температура, давление, кислотнощелочные и окислительновосстановительные условия и т. д.
Внутренние факторы : - электростатические свойства ионов (ионный потенциал – отношение заряда иона к его радиусу; энергетический коэффициент ионов) - свойства связи соединений, включая строение кристаллической решетки (определяют способность соединения противостоять разрушению); - химические свойства соединений (это уже с учётом условий среды – например, более высокой устойчивости кислородных соединений в большинстве гипергенных обстановок); - гравитационные свойства атомов (проявляются при кристаллизации, седиментации, выветривании); - радиоактивные свойства
Внешние факторы : - температура (в целом повышение ускоряет физико-химическую миграцию, а для некоторых видов миграции, например, биогенной, нужны определённые диапазоны температур); - давление (повышение давления в равновесной системе приводит к изменению системы в сторону уменьшения объёма); - степень электролитической диссоциации (зависит от соотношения свойств растворителя и растворяемого вещества, температуры раствора и его концентрации); - концентрация водородных ионов, определяющая кислотностьщёлочность среды (p. H); - окислительно-восстановительный потенциал; - поверхностные силы коллоидных систем (определяют масштабы селективной сорбционности); - комплексы типоморфных ионов в почвах и водах ; - геоморфологические факторы (рельеф); - радиационные характеристики среды; - жизнедеятельность организмов и техногенез – наиболее сложные по механизму влияния.
Основной геохимический закон Гольдшмидта Согласно этому закону абсолютное количество элементов, т. е. кларки зависят от строения атомного ядра, а распределение элементов, связанное с их миграцией, - от наружных электронов – от химических свойств Этот вывод нуждается в корректировке, так кларки зависят не только от строения ядра, но и от химических свойств – строения электронных оболочек. В качестве примера можно напомнить, что земная кора есть продукт миграции элементов – выплавления базальтов из мантии и др. процессов. Но все же основные закономерности кларков зависят от строения атомных ядер
В то же время миграция элементов зависит не только от их химических свойств, но и от их кларков, которые во многом определяют содержания элементов в растворах и расплавах, их способность к осаждению, минералообразованию и т. д. Роль кларков и химических свойств элемента в его геохимии неодинакова для разных элементов. Многие элементы с одинаковыми кларками в ЗК ведут себя резко различно (Ga, N и Co; Sn и U и т. д. ), а элементами с разными кларками – сходно (S и Se; Ca и Sr и т. д. ). Поэтому геохимия элемента в ЗК определяется как его химическими свойствами, так и величиной кларка
Способность элемента к миграции во многом определяется формой его нахождения. В земной коре В. И. Вернадский различал четыре основных формы нахождения: 1) горные породы и минералы, 2) живое вещество, 3) магмы (силикатные расплавы), 4) рассеяние При изучении геохимии систем необходимо учитывать не только свойства элементов и параметры среды миграции, но и формы нахождения элементов в системе
Параметры миграции Характеристикой миграции может служить работа, совершаемая при перемещении химических элементов. Как и любой вид работы, она выражается двумя типами параметров – экстенсивными и интенсивными. Аддитивные свойства – те свойства, которые зависят от размера системы. К экстенсивным относятся расстояния, на которое мигрирует элемент, и масса перемещенного элемента. Они имеют аддитивные свойства – расположение, обьем, количество вещества, энтропия. Интенсивным параметром служат различные показатели, главным образом скорость миграции, не зависят от размера системы, те параметры которые влияют на подвижность- температура, сила, давление, химический потенциал. Интенсивность миграции выражается скоростью перехода в подвижное состояние одного грамма вещества данного элемента Миграцию химических элементов, как и всякую работу можно выражать через произведение экстенсиных и интенсивных параметров.
ВИДЫ МИГРАЦИИ Ø ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ Ø БИОГЕННАЯ Ø МЕХАНИЧЕСКАЯ Ø ТЕХНОГЕННАЯ
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ МИГРАЦИЯ Перемещение элементов в ионной и молекулярной формах в результате химических реакций. Определяется сложными процессами, сущность которых определяется законами физики и химии – диффузией, растворением, осаждением, сорбцией и другими. . Физико-химическая миграция осуществляется или в природных водах, или в атмосфере (надземной и подземной), поэтому ее можно разделить на водную и воздушную. Водная миграция осуществляется диффузией или фильтрацией, в связи с чем различают диффузионные, фильтрационные и смешанные процессы.
БИОГЕННАЯ МИГРАЦИЯ Вид миграции элементов, в которой принимают участие живые организмы. Сложный вид миграции, так как организмы существуют в особом информационном поле. Для них характерны процессы управления и переработки информации, отсутствующие в неживой природе.
МЕХАНИЧЕСКАЯ МИГРАЦИЯ Передвижение обломков горных пород различных размеров без изменения их химических свойств. Обусловлена работой рек, течений, ветра, ледников, вулканов, тектонических сил и других факторов, детально изучаемых в геологии, геоморфологии и других наук о земле.
ТЕХНОГЕННАЯ МИГРАЦИЯ Перемещение элементов в любой форме нахождения или ее изменение под воздействием человеческой деятельности. Самый сложный вид миграции, связанный с общественными процессами (отработка месторождений полезных ископаемых, экспорт и импорт продовольствия и пр. )
Скачать презентацию МИГРАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ФАКТОРЫ ПАРАМЕТРЫ ВИДЫ МИГРАЦИИ Подготовил Бахарев
Бахарев. Миграция элементов.pptx