Ландшафтно-геохимические барьеры.

      Комментарии к записи Ландшафтно-геохимические барьеры. отключены

Ландшафтно-геохимические барьеры.

Начало разработке вопроса о химических барьерах было положено А.И.Перельманом (1961). Химические преграды – это те части ландшафтно-химических совокупностей, в которых на маленьком расстоянии происходит резкое уменьшение интенсивности миграции химических элементов, и как следствие, их накопление (концентрация).

Выделяют макро-, мезо- и микробарьеры. К макробарьерам относятся, к примеру, дельты рек – территории смешения пресных речных и соленых морских вод, ширина таких барьеров может быть около тысяч и сотен метров (но это маленькая величина если сравнивать с акваторией и протяжённостью реки моря).

К мезобарьерам относятся краевые территории болот, водоносные горизонты артезианских бассейнов. В следствии тут накапливаются многие элементы выщелоченные из склонов и почв водоразделов. Ширина таких барьеров может быть около сотни и десятки метров.

Микробарьеры видятся значительно чаще, а также в землях. По сути, накопление в почвенных горизонтах таких новообразований как ортштейны, разные коры (солевые, латеритные) – итог трансформации интенсивности миграционных потоков в почвенном профиле. Обстоятельство уменьшения скорости – изменение условий.

Ширина таких барьеров может составлять от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров.

Явление, которое сейчас именуется химическим барьером, завлекало внимание исследователей и ранее, в частности при изучении руд образования и условий минералов, при трактовке процессов осаждения элементов из вод. Основная изюминка барьера – концентрация элементов и резкое изменение условий. Это территория, где одна химическая ситуация сменяется второй.

Между понятием «геохимическая обстановка» и «геохимический барьер», следовательно, имеется глубокая сообщение: уменьшение пространства, занимаемого обстановкой, ведет к  переходу количества в уровень качества, превращение обстановки в барьер (и напротив).

В базу классификации химических барьеров положены различия в миграции. Выделяют два главных типа барьеров – природные и техногенные. Со своей стороны, и в тех и в других выделяют по 3 класса: механические, физико-химические и биогеохимические.

Механические преграды – это участки резкого уменьшения механической миграции. К ним приурочены разные продукты механической разделении осадков. Это самые простые химические преграды. Биогеохимические преграды обязаны уменьшению интенсивности биогенной миграции.

Угольные залежи, торф, концентрация элементов в телах организмов и т.д. – следствие таких процессов. Физико-химические преграды появляются в местах смены физических и химических условий миграции элементов. Это участки земной поверхности, где быстро изменяются температура, давление, окислительно-восстановительные, щелочно-кислотные и другие условия.

Физико-химические преграды классифицируются на виды по накоплению химических элементов. Последнее определяется во многом тем, в какой среде проходят миграционные процессы. Различают следующие виды барьеров окислительный (кислородный), восстановительный глеевый, восстановительный сероводородный, щелочной, нейтральный,  кислый, испарительный, сорбционный, сульфатный.

Окислительные (кислородные) преграды. Их образование связано с трансформациями окислительно-восстановительных условий в ландшафте. Резкая смена восстановительных условий на окислительные, смена быстро восстановительных на слабо восстановительные, слабо окислительных на очень сильно окислительные.

К примеру, грунтовые воды, обогащенные марганцем и железом, в виде бикарбонатов либо органических комплексов вблизи поверхности земель, на окраинах болот, в озерах образуют железо-марганцевые конкреции, озёрные руды и болотные, залежи самородной серы.

Восстановительные сероводородные (сульфидные) преграды формируются в тех ландшафтах, где создаются условия для образования сероводорода. (Кислые либо глеевые воды контактируют с сероводородной средой: рН7, Еh0). Вступая в химическую реакцию с металлами сероводород образует сульфиды металлов (железа, свинца, меди, цинка), выпадающие в осадок.

Восстановительные глеевые преграды образуются в тех условиях, где кислые воды видятся с восстановительной средой. Эти преграды накапливают выпадающие в осадок тяжело растворимые соединения ванадия, селена, меди, урана, кобальта.

Щелочные преграды образуются в почвенных горизонтах (на границе), где отмечается скачок рН и смена кислой и либо слабо кислой среды на щелочную. К примеру, на контакте силикатных и карбонатных пород. Образуются горизонты, обогащенные кальцием, магнием, марганцем, барием, стронцием, ванадием, цинком, медью, кобальтом, свинцом, кадмием.

Кислые преграды формируются в территориях ландшафта при резкой смене условий рН (щелочной либо нейтральной) в более кислую сторону. На кислых барьерах задерживается миграция и осаждается мышьяк, молибден, селен, кремний, соединения, которых в кислой среде слаборастворимы.

Нейтральный (либо кальциевый) барьер образуется при наличии карбонатных пород либо твёрдых вод, насыщенных ионами СО32-. На барьере приостанавливается миграция кальция, железа, бария, стронция.

Сульфатные преграды свойственны для вод, обогащенных сульфатными ионами. Тут концентрируются барий, стронций, кальций.

Испарительные преграды проявляются в аридных условиях. Вода с растворенными в ней элементами перемещается вверх, и по мере перехода в парообразное состояние происходит выпадение элементов из раствора с образованием хлоридных, сульфатных и карбонатных солей. Данный барьер прекращает миграцию всех растворимых в воде веществ. Имеется две разновидности испарительных барьеров: а) верхние – на поверхности земли; и б) нижние – на уровне грунтовых вод.

Тут отмечается образование засоленных земель и накопление кальция, магния, калия, натрия, фтора, серы, стронция, хлора, свинца, цинка, ванадия, никеля, молибдена.

Сорбционные преграды свойственны для тех ландшафтов, в которых большое количество коллоидных частиц (гумуса, глины). В базе сорбционного поглощения лежит поглотительная свойство земли. Данный барьер может осаждать фактически все элементы, видящиеся в растворе в ионной форме.

В природе отмечается приуроченность главных химических барьеров к породам и определённым почвам. А.И.Перельман дает следующие примеры распространенности химических барьеров. Сернокислые преграды – рудные тела сульфидных месторождений; кислые преграды – дерново-подзолистые, красноземные, серые лесные, бурые лесные земли, солоди; нейтрально-карбонатные преграды – черноземы, каштановые, сероземные земли, рендзины; хлоридно-сульфатные преграды – верхние горизонты некоторых солончаков; содовые преграды – солонцы; бескарбонатные глеевые преграды – луговые и болотные земли северных степей, лесной и тундровой территорий; соленосный глеевый – гипсовые горизонты луговых земель; содовый глеевый – содовые луговые солонцы; содовый сероводородный – солонцеватые солонцы; соленосно-сульфидный – нижние горизонты солончаков.

В зависимости от направления потоков миграции химических элементов в ландшафте, на пути которых появляются химические преграды, последние делятся на две группы – радиальные (вертикальные) и латеральные. Радиальные преграды формируются при вертикальном (снизу вверх либо сверху вниз) миграции растворов. Благодаря существованию этих барьеров отмечается разделение химических элементов в почвенном профиле.

Латеральные преграды появляются при перемещении вод в субгоризонтальном направлении. К примеру, на границах фаций, в краевых территориях болот и т.д.

В земной коре происходит комплексирование и совмещение разных химических процессов в связи, с чем выделяют комплексные преграды, образующиеся в следствии наложения двух либо нескольких взаимосвязанных химических процессов. Выделяются кроме этого двусторонние преграды, каковые формируются при перемещении разных элементов к барьеру с различных сторон. На двустороннем барьере происходит осаждение разнородной ассоциации химических элементов.

В зависимости от метода переноса различают диффузные и инфильтрационные преграды. В.С.Голубев создал понятие о подвижном химическом барьере – барьер перемещается медленнее фильтрации вод. При таком механизме перед барьером в водах увеличивается содержание химических элементов.

По форме химические преграды разделяются на линейные и площадные. Линейные преграды свойственны для границ раздела разных элементарных геосистем. Примером линейного барьера есть, к примеру, граница болота и незаболоченной территории, на которой в землях, рыхлых отражениях и водах быстро изменяются окислительно-восстановительные условия, в пограничной полосе идет накопление болотных железо-марганцевых ряда и руд элементов группы железа.

Площадные преграды смогут субгоризонтально простираться на громадные расстояния.

Техногенные преграды кроме этого разделяются на три класса – механические, физико-химические и биогеохимические. Более сложные процессы образования химических барьеров в большинстве случаев включают в себя менее сложные. К примеру, в образовании техногенных барьеров смогут принимать участие механические, физико-химические и биогенные процессы, но сущность данных барьеров не может быть осознана (раскрыта) не учитывая изюминок социальной формы перемещения, техногенной миграции.

Основное внимание исследователей до сих пор завлекали физико-химические преграды (природные и техногенные).

Для характеристики химических барьеров используют последовательность показателей: контрастность и градиент барьера. Градиент барьера характеризует изменение химических показателей в направлении миграции химических элементов.

G=dm/dl    либо   G=m1-m2/l

где m1 – значение химического показателя до барьера,  m2  — его значение по окончании барьера, l – ширина барьера.

Контрастность барьера (S) характеризуется отношением величины химических показателей в направлении миграции до и по окончании барьера.

S=Cx1/Cx2=m1/m2

Интенсивность накопления элемента, к примеру, при рудообразовании, возрастает с ростом градиента и контрастности барьера.

положение и Природа в пространстве химических барьеров обусловлены исходной неоднородностью условий миграции, которая связана с литологическим и гранулометрическим составом пород, и с различиями биоклиматических условий. По мере накопления на химических барьерах определенных веществ природа барьера изменяется, разрушаются кое-какие исходные преграды, появляются новые комплексные.

Так, в территориях обогащения изменяется с течением времени не только сорбционные особенности химических барьеров, но довольно часто благодаря цементации горизонтов карбонатами, гидроксидами, кольматации суспензиями и коллоидами ухудшается водопроницаемость, а соответственно аэрация, создаются условия для развития глеевого процесса, формируется новообразованный восстановительный глеевый барьер. Особенно очень сильно трансформируется, а довольно часто и всецело разрушаются химические преграды под действием миграционных потоков техногенных веществ.

Так, кислые сточные воды смогут полностью стереть с лица земли карбонатный барьер в землях либо толще рыхлый отложений. И напротив, в следствии привнесения в ландшафт некоторых веществ, к примеру, извести в кислые земли, в их верхних горизонтах при обильном и повторном внесении извести снова образуется площадной карбонатный барьер. Для ограничения токсичного действия некоторых техногенных потоков проектируется (в единичных случаях и осуществлено) создание неестественных химических барьеров.

В Молдове, к примеру, осуществлен опыт по созданию известкового барьера на пути стекания обогащенных медью. Поверхностных снеговых вод с виноградников, обрабатываемых бордоской жидкостью (раствором бронзового купороса).

На химических барьерах образуются рудные тела большинства месторождений нужных ископаемых, и само понятие химических барьеров выяснилось весьма полезным для разработки методики поисков нужных ископаемых. Изучение барьеров принципиально важно и в борьбе с загрязнением внешней среды.

Физико-химическая миграция химических элементов – это перемещение, перераспределение химических элементов в земной коре и на ее поверхности. Она осуществляется либо в воздухе (надземной и подземной), либо в природных водах, исходя из этого ее возможно поделить на воздушную и водную.

Химия элементов


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: