Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Внешние факторы миграций






В каждой геосфере Земли создаются специфические внешние факторы миграции в зависимости от изменения соотношений температуры, давления и концентрации раствора. Эти параметры обусловливают специфику термодинамики системы, которая, в свою очередь, создает условия для формирования тех или иных геохимических процессов. Рассмотрим особенности формирования среды, в которой постоянно протекают миграция, концентрация и рассеивание элементов.

Ведущими факторами природной среды являются 1) температура, 2) давление, 3)концентрация раствора, в гипергенной зоне дополнительно влияет тип климата. В зависимости от соотношения факторов изменяются условия от активной миграции элементов в жарком гумидном климате до их концентрации в аридном климате. В гипогенных условиях активная миграция возможна при высоком давлении и температуре, а кристаллизация – при понижении этих параметров. Таким образом, воздействие внешних факторов следует рассматривать самостоятельно в двух сферах: гипергенной и гипогенной.

Гипергенная зона является главным местом действия солнечной радиации. Под ее влиянием прямо или косвенно протекают все гипергенные процессы и связанная с ними миграция элементов. Потребление энергии и ее расход изменяются в зависимости от природной зоны. На ежегодную продукцию растительной массы затраты энергии колеблются от 2, 5 кал/см2 в год в тундре до 2000 кал/см2 в год во влажнотропических лесах (для лесов умеренных широт 100–400 кал/см2 в год). На разрушение минералов и освобождение элементов (минеральное преобразование) затрачивается 0, 2–0, 5 кал/см2 в год в тундре и пустыне и 10–15 кал/см2 в год во влажных тропиках.

Скорость геохимических процессов определяется динамикой тем­пературы. В теплый сезон контрасты температур колеблются от 5–6 °С до 40–50 °С. Повышение температуры активизирует процессы и миграцию. В тундре из-за низких температур геохимические процессы и миграция замедлены, во влажных тропических лесах высокая температура и влажность повышают скорость процессов и миграцию в 9, 5 раза. Использование энергии на процессы во влажных тропических лесах в 30–35 раз выше по сравнению с тундрой.

Давление как фактор миграции элементов в зоне гипергенеза имеет меньшее значение, чем температура. В пределах вертикального профиля атмосферное давление составляет 1 атм и изменяется не более чем ± 3 %. Такое колебание давления активизирует лишь растворение газов в воде и косвенно влияет на гидролиз минералов.

Различное соотношение температур и увлажнения приводит к формированию различных типов климата. Среди них наиболее контрастные аридный и гумидный типы. В аридном климате при выпотном водном режиме создаются условия для активизации галогенеза, повышенной концентрации растворов, прежде всего, галогенов, щелочных и щелочноземельных металлов (Na, K, Rb, Cs, Ca, Mg, Ba, Cl, Br, I и др.). Гумидный климат создает промывной тип водного режима, который способствует выносу всех легкорастворимых и концентрации труднорастворимых соединений Fe, Al, Ti, Zr и др. Концентрация растворов минимальная. Моря и океаны отличаются повышенной концентрацией растворов, из которых осаждаются тяжелые элементы.

Гипогенная зона характеризуется высокими и сверхвысокими температурами, давлением и концентрацией химических элементов, что приводит к метаморфизации и магматизации пород, насыщению водных гидротермальных растворов. Во внутренних сферах Земли миграция элементов ограничена. В магме они распределяются более или менее равномерно и дифференцируются под действием гравитации: более легкие оказываются в верхней зоне, а тяжелые – в нижней. Снижение ведущих параметров гипогенной зоны приводит к трансформации фазы в ходе кристаллизации и последовательности образования минеральных видов с включением изоморфных форм более редких элементов. В ходе кристаллизации и других гипогенных процессов вблизи поверхности Земли, при излиянии магмы или извержении вулканов, происходит равномерное или концентрированное распределение элементов на разных глубинах в виде месторождений.

Большинство освоенных месторождений железных руд по генезису обязано формированию под влиянием гипергенных процессов настоящего или геологического времени.

3. Степень электролитической диссоциации.

4. Концентрация водородных ионов (pH).Данный фактор в ряде случаев контролирует осаждение из растворов химических соединений и коагуляцию (пептизацию) коллоидов. Большинство металлов, растворяясь в кислых растворах, образуют катионы, которые с повышением pH обычно выпадают в осадок в виде гидрооксидов. В щелочной среде элементы, обладающие амфотерными свойствами, могут снова перейти в растворённое состояние и образовать комплексные ионы.

Указать точные значения pH, при которых в природных условиях происходит осаждение или растворение элемента, затруднительно, так как на данный процесс оказывают влияние многочисленные сильно варьирующие факторы [2]. Применительно к почвам, различают: активную (pH) ― концентрация водородных ионов в почвенном растворе или суспензии; обменную (pHKCl) ― результат обмена поглощённых коллоидами ионов H+ и Al3+ на катион солевого раствора (KCl); и гидролитическую кислотность (H) ― результат реакции почвы с раствором соли сильного основания и слабой кислоты (CH3COONa). pH почвы влияет на интенсивность микробиологической деятельности, растворение минералов, усвоение питательных веществ растениями и др.

 

Таблица 1. pH и Eh природных сред

 

Среда рН Eh
Метеорные воды 3, 0― 7, 2 +200― +800
Торфяные болота 2, 8― 8, 0 ― 350― +700
Почвы 2, 8― 10, 0 ― 350― +750
Грунтовые воды 5, 5― 9, 0 ― 100― +500
Рудничные воды:    
первичные 5, 0― 9, 0 ― 100― +200
окисленные 3, 0― 9, 0 +200― +800
Пресные воды (реки и озёра) 5, 0― 9, 0 ― 50― +600
Пресноводные осадки 5, 5― 7, 5 -150― +600
Прибрежные морские осадки 6, 5― 9, 0 ― 350― +500
Морская вода 6, 0― 9, 5 ― 200― +500
Мировой океан в среднем 8, 0 +400
Осадки открытого моря 6, 0― 8, 5 ― 400― +600
Эвапориты 6, 0― 10, 0 ― 400― +600
Термальные воды 2, 0― 9, 0 ― 200― +700

 

5. Окислительно-восстановительный потенциал (Eh) мера окислительной или восстановительной тенденции, присущей данной системе (табл.1). В сочетании с pH влияет на валентное состояние элементов переменной валентности (Mn2+«Mn4+, Fe2+«Fe3+ и т. д.). Окислительная (кислородная) обстановка способствует накоплению катионогенных элементов (например, Mn, Fe, Co) и увеличению растворимости анионогенных (S, V, Se, Mo, U) (табл. 2).

 

Таблица 2

 


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.006 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал