Геохімічні бар’єри - студопедія

Термін «геохімічні бар'єри» був запропонований А.І. Перельманом в 1961 р В межах більшості бар'єрів відбувається досить різка зміна типу міграції хімічес-ких елементів, а потім пов'язані з ним зміни інтенсивно-сти міграції та осадження (концентрація) певних хі-чеських елементів або їх з'єднань.

Геохімічні бар'єри біосфери поділяються на два основ-них типу - природні та техногенні. І ті, і інші мають у своєму розпорядженні-ся на ділянках зміни чинників міграції. У першому випадку зміна факторів, а відповідно і зміна однієї геохимической об-становки інший обумовлюються природними особливостями конкретної ділянки біосфери. У другому - така зміна ГЕОХІ-вів ситуацій відбувається в результаті антропогенної де-ності.

Обидва типи геохімічних бар'єрів підрозділяються Перельманом на три основні класи: фізико-хімічні, біогеохімічні і механічні. Перший з них пов'язаний зі зміною фізико-хі-мічного обстановки. До теперішнього часу детальна класси-фикация розроблена тільки для цього класу бар'єрів, а точніше, для випадку осадження хімічних елементів, що мігрують в іон-ної формі в водах з різними окислювально-відновник-ними і лужно-кислотними умовами.

Механічні бар'єри являють собою ділянки різкого умень-шення інтенсивності механічної міграції. Вони в основному пов'язані з другим типом міграції хімічних елементів, а в межах біосфери - найчастіше з міграцією елементів в мінеральній або колоїдній формі. Переміщення колоїдів і мінералів може відбуватися в повітряному і водному середовищах, а так-же на кордоні середовищ (скочування уламків по схилах).

Біогеохімічні бар'єри, на відміну від багатьох інших, свя-зани в основному з першим типом міграції хімічних елементів. За своєю суттю вони являють собою накопичення химиче-ських елементів рослинними і тваринними організмами. Ці геохімічні бар'єри відносяться до числа найбільш поширеною-наних в біосфері. Концентрація хімічних елементів на Бі-огеохіміческіх бар'єри безпосередньо є частиною біо-логічного кругообігу цих елементів.

Накопичення хімічних елементів (з'єднань) на ГЕОХІ-чеських бар'єри часто призводить до їх аномальним концентраціях-ям. При певних умовах концентрація і загальне утримуючи-ня елементів на бар'єрі різко зростають, утворюються родовищ в Польщі-дення корисних копалин. До недавнього часу розглядали-ються процеси були тільки природними. Зараз техногенні про-процеси досягли таких масштабів, що і на природних, і на техногенних бар'єри під їх впливом можливе накопичення певних елементів (з'єднань) в промислових кон-центрації. Так формуються техногенні родовища раз-особистих корисних копалин, в першу чергу - металів.

Геохімічні бар'єри можуть істотно відрізнятися один від одного не тільки концентраціями певних елементів і їх об-щим кількістю на бар'єрі, але і величиною самих бар'єрів. За це-му критерію А.І. Перельман виділив макро-, мезо- і мікробар-єри. До перших з них він відніс геохімічні бар'єри шириною до перших кілометрів і довжиною тисячі кілометрів. Прикладом таких бар'єрів є сучасні і стародавні зони змішування-ня прісних річкових вод з солоними морськими.

Протяжність мезобарьеров доходить до десятків кілометрів при ширині до сотень метрів. Їх прикладом є крайові зо-ни боліт, де відкладаються багато елементів, що зносяться з водораз-делов.

Розміри Мікробарьери коливаються від кількох міллімів-тров до перших метрів. Своєрідні Мікробарьери виникають на окремо розкладаються на дні водойми раковинах або рибах. Їх також можна спостерігати в джерелах, на місці виходу на ден-ву поверхню глейовими вод, з яких у присутності свобод-ного кисню повітря відкладається окислюється трехвалентное ж-лезо Ре (ОН) з.

Іноді до одного і того ж бар'єру надходять хімічні еле-менти (з'єднання) з різних міграційних потоків. У цих слу-чаях виникають багатосторонні бар'єри. Досить часто при по-дження кількох міграційних потоків в одне місце гео-хімічний бар'єр утворюється саме за рахунок злиття цих потоків. У таких випадках можливе утворення не тільки багато-сторонніх, але і комплексних бар'єрів. Останні представляють со-бій просторове накладення друг на друга декількох раз-них геохімічних бар'єрів.

Іноді бар'єри поділяються залежно від положення в просторі надходять до них міграційних потоків. Ес-ли вони просуваються в субгоризонтально напрямку, напри-заходів по межі грунтів і підстилаючих їх гірських порід, то гово-рят про латеральних геохімічних бар'єри. При вертикальному і сла-бонаклонном просуванні міграційного потоку (незалежно від того, зверху вниз або знизу вгору) формуються вертикальні, або ра-діальной бар'єри.

Саме положення бар'єру щодо вступника до нього міграційного потоку може змінюватися. Якщо бар'єр перемеща-ється в напрямку водного потоку, але повільніше фільтрації вод, то перед бар'єром у водах підвищується концентрація хімічних елементів. Сам же міграційний потік також може пересуватися, зазвичай перпендикулярно або під кутом до геохімічного бар'єра. З подібним явищем при-ходиться часто зустрічатися, коли русла річок поступово змінюють своє становище при впадінні в моря і озера. При цьому на бар'єри формується своєрідна зональність розподілу хімічес-ких елементів.

Взагалі ж поняття про геохімічних бар'єри відноситься до чис-лу найважливіших в геохімії. Вивчення таких бар'єрів почалося порівняно недавно, і багато особливостей накопичення на них хімічних "елементів ще не виявлені.

Кількісні характеристики геохімічних бар'єрів. До чис-лу найважливіших кількісних параметрів (рис.1) відноситься гра-діент бар'єру. Він визначається за формулою

де m1 - числове вираження величини одного з показників, що визначають зміну геохімічної обстановки на бар'єрі, встановлене в міграційному потоці перед бар'єром. Їм можуть бути величини рН, t, Р, Eh, кількість растворен-