Методы исследования геохимии

Для решения своих задач геохимия пользуется различными методами. Изучение качественного и количественного состава горных пород, минералов, вод, газа, живого вещества ведется аналитическими методами: химическим, микрохимическим, спектрально-оптическим квантометрическим, рентгенохимическим, полярографическим, радиохимическим, люминесцентным и др. Но геохимия предъявляет к этим методам особые, более повышенные требования, чем другие науки. Например, минералоги, петрографы и специалисты по рудным месторождениям интересуются в основном лишь элементами, находящимися в состоянии концентрации, и считают поэтому удовлетворительным анализ, проведенный с точностью до 0,01%. Геохимию в одинаковой мере интересуют и элементы в состоянии рассеяния, содержание которых составляет иногда лишь тысячные, во многих случаях миллионные, а иногда даже и миллиардные доли процента.

Иногда приходится комбинировать различные методы, чтобы еще более повысить чувствительность определений. Например, для определения ряда особо редких элементов в горных породах (рения, галлия и др.) берут очень большие навески (сотни и тысячи граммов), подвергают их химическому обогащению, посредством которого искомый элемент концентрируется в небольшой части вещества, где его потом и определяют количественно, применяя тот или иной чувствительный метод (спектральный, полярографический и др.).

Для решения других геохимических задач, связанных с выяснением миграции атомов, их естественных ассоциаций в земной коре, их относительным распространением в пространстве и т. д., геохимия пользуется рядом других методов.

Одним из наиболее важных методов исследований в геохимии окружающей среды – это сравнительно-географический. В течение ряда последних десятилетий большие успехи сделаны в разработке и применении на практике важного метода — геохимического картирования, т. е. составления для определенного участка территории такой карты, которая давала бы представление о содержании тех или иных элементов в любой точке изучаемого участка. Таковы, например, купрометричеокие карты для медных месторождений, станнометрические карты — для оловянных и т. п. На этих картах точки одинаковых содержаний данного элемента соединяются соответствующими кривыми. Такие карты помогают рационально направлять разведочные работы, а в ряде случаев и производить подсчеты запасов металла в данном месторождении.

Кроме подробных частных карт, можно составлять и общие карты, на которые особыми способами могут наноситься спектры химических элементов (соотношения). Попытки составления таких общих карт делались для массивов изверженных пород. Примерами могут служить литологические профили, если они достаточно охарактеризованы в химическом отношении, а также вертикальные и горизонтальные разрезы по месторождениям с указанием содержаний элементов.

Классическая геохимия

Любая наука стремится к систематизации объектов изучения. В геохимии объектами являются химические элементы (ХЭ) и их изотопы в земной коре (ЗК). Сразу же было обнаружено, что распределение ХЭ в ЗК крайне сильно различается при переходе от одного ХЭ к другому (рис. 1, табл. 1).

Вернадский создал первую классификацию, выделив 6 групп: I – благородные газы, II – благородные металлы, III – циклические, IV. рассеянные, V – сильнорадиоактивные элементы и VI – редкие земли (табл. 2).

Таблица 2 — Геохимические группы ХЭ по их участию в геохимических циклах (по Вернадскому, 1934)

Вэтой таблице п — число химических элементов. Проценты отнесены к 92 химическим элементам периодической системы. Цифры внизу индекса элемента отвечают атомным числам (по Вернадскому, 1934). Оказалось, что наибольшим количеством ХЭ и наибольшей массой в ЗК обладают циклические элементы, а следующие по количеству — это рассеянные ХЭ и редкие земли, которые извлекаются из ЗК с большим трудом. Наименьшие количество в ЗК имеют благородные металлы, хотя добывать их значительно проще по сравнению с рассеянными и редкоземельными ХЭ.

Таблица 3. Массы (т) групп геохимических химических элементов в земной коре

Дата добавления: 2014-01-20