Факторы миграции и формы переноса химических элементов в гидротермальном процессе
Миграция - это процесс перемещения химических элементов в пространстве и во времени, приводящий к их концентрации или рассеянию.
Миграция – перемещение молекул и атомов в земной коре, движимое посредством целого ряда факторов различного происхождения и протекающее несколькими способами.
Водная миграция. Водный перенос является ведущим для подавляющего большинства элементов в условиях биосферы. При этом именно вода, находясь в обратимых взаимоотношениях с горными породами, организмами, атмосферой обеспечивает интенсивное взаимодействие между всеми компонентами ландшафта (являясь «кровью ландшафта» по А.И. Перельману).
Масштабы водного переноса связаны с растворимостью химических соединений. Интенсивность процесса для каждого элемента определяется коэффициентом его водной миграции. Вынос элементов при этом происходит в зонах активной циркуляции проточных вод, а накопление – в конечных бассейнах стока (озёрные котловины, мировой океан). Надо иметь в виду, что для разных элементов в составе одного и того же растворимого соединения значения коэффициента могут быть очень различны. Пример – NaCl. В растворённой форме всегда будут переноситься эквивалентные количества катионов и анионов. Но если для Cl- доля такой миграции будет весьма существенной по отношению к общему количеству его в ландшафте, то её удельный вес в миграции Na+ может значимой величиной не выражаться, так как кларк Na на два порядка выше.
|
|
|
Миграция ряда элементов имеет в значительной мере циклический характер. Они не только поступают с речными водами в океан, но и частично возвращаются из океана в атмосферу, а затем с атмосферными осадками возвращаются на сушу. Это, помимо самих О и Н – Cl, S, Na, Li, B, J и др.
Как Вы помните, в классификации А.Е. Перельмана (по особенностям миграции в гипергенных обстановках) водные мигранты подразделяются двояко: по степени подвижности и кроме того на катионогенные и анионогенные элементы. Подвижность определяется коэффициентом водной миграции (отношение содержания химического элемента в минеральном остатке воды к его содержанию во вмещающих породах).
Факторы миграции подразделяются на внутренние и внешние.
Внутренние факторы миграции определяются строением атомов. От них зависит способность элементов давать летучие, растворимые или инертные формы. К ним относятся:
- 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 миграции - ландшафтно-геохимические условия, определяющие поведение элементов в различных химических (окислительно-восстановительных, щёлочно-кислотных) обстановках:
|
|
|
- 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 кислотность-щёлочность среды (pH);
- окислительно-восстановительный потенциал;
- поверхностные силы коллоидных систем (определяют масштабы селективной сорбционности);
- комплексы типоморфных ионов в почвах и водах (что такое типоморфные ионы – будет рассмотрено далее);
- геоморфологические факторы (рельеф);
- радиационные характеристики среды;
- жизнедеятельность организмов и техногенез – наиболее сложные по механизму влияния.
Результат миграции – это рассеяние и концентрация химических элементов.
|
|
|
Гидротермальный процесс. Гидротермы – горячие водные растворы, отделяющиеся от магмы или образующиеся в результате сжижения газов. Подобные растворы переносят из магмы и могут ассимилировать вещества из боковых пород. Движение гидротерм происходит за счет разницы давлений по трещинам и зонам контактов пород. По мере удаления от очага температура гидротерм уменьшается, движение замедляется, и из растворов начинают отлагаться минералы. Для минералов образуемых гидротермальным способом, характерны жильные формы выделений (щетки, искаженные сростки кристаллов, уплотненные кристаллические массы). В пустотах, при просачивании растворов минералы образуются в форме жеод, друз. Именно гидротермальный процесс позволяет образовываться кристаллам минералов, высокого коллекционного качества. Гидротермальные процессы разделяются:
· высокотемпературные (300-450 оС), располагаются ближе всех к материнской интрузии;
|
|
|
· среднетемпературные (200-300 оС)
· низкотемпературные (ниже 200), наиболее удалены от интрузии.
Для гидротермальных процессов, свойственно образование метасоматических тел, особенно в карбонатных вмещающих породах. Образование происходит следующим образом: гидротермы просачиваются сквозь боковые породы, реагируют с ними, растворяют их минералы и отлагают новые. Т.е. происходит химическое замещение минералов во вмещающей гидротермы породе, происходит изменение породы, иногда весьма существенное. Этот процесс, называется – метасоматоз. Таким образом, например, образуются тальковые сланцы.
Некоторые типы гидротерм, в основном низкотемпературные, могут быть и не магматического происхождения. В глубину литосферы могут попадать большие массы воды, в виде подземных или коллоидных вод. Во время просачивания в глубину, вода минерализуется до 300г\л. При достижении глубины в 4-5 км. Вода нагревается до 150 оС, возникает разница в давлении и раствор начинает своё движение по трещинам, пустотам, отлагая минералы и вызывая метасоматические процессы.
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 1288; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!