Геохімічні бар'єри

ТЕХНОГЕННІ АНОМАЛІЇ Й ТЕХНОГЕННІ БАР'ЄРИ

Використовуючи систему показників, що характеризує техногенні системи, можна встановити наявність у тому або іншому регіоні техногенних геохімічних аномалій (відхилень викликаних надмірним вмістом техногенного забруднювача)

Розміри аномалій можуть бути різні.

Глобальні аномалії охоплюють всю земну кулю. До них відносять підвищений вміст СО₂ в атмосфері, що став результатом спалювання палива, нагромадження Sr⁹⁰ після ядерних вибухів.

Регіональні аномалії поширюються на материки, країни, зони, області, провінції. До регіональних аномалій приводять такі антропогенні явища, як застосування мінеральних добрив, отрутохімікатів.

Локальні аномалії пов'язані з конкретним заводом, рудником, містом. Це, наприклад, підвищений вміст металів у ґрунтах і водах навколо металургійних підприємств. Їхній радіус обмежується декількома десятками кілометрів.

Техногенні аномалії діляться на

- літохимічні (у ґрунтах, породах),

- гідрогеохімічні (у водах),

- атмогеохімічні (в атмосфері),

- біогеохімічні (у живих організмах).

Сукупність техногенних аномалій від локального джерела називається техногенним ореолом і потоком розсіювання. Звичайно техногенний ореол включає всі види аномалій.

Техногенна аномалія може бути результатом зменшення інтенсивності міграції.

Така ділянка зветься техногенним геохімічним бар'єром. Техногенні бар'єри можуть бути корисними, шкідливими й нейтральними. Наприклад, вторинне засолення - результат шкідливого техногенного бар'єра. А такі заходи щодо підвищення родючості ґрунтів, як вапнування, приводять до виникнення корисного техногенного бар'єра й нагромадженню елементів харчування.

Геохімічні бар'єри - це ті ділянки земної кори, у яких на коротких відстанях відбувається різке зменшення інтенсивності міграції хімічних елементів і, як результат, їхнє нагромадження.( поняття в 1961 році ввів у науку А. И. Перельман )

Виділяють макро-, мезо- і мікробар'єри.

До макробар'єрів належать, наприклад, дельти рік - зони змішання прісних річкових і солоних морських вод. Ширина таких бар'єрів може досягати сотень і тисяч метрів (але це не велика величина в порівнянні з довжиною ріки й акваторією моря).

До мезобарьерів належать крайові зони боліт, водоносні горизонти артезіанських басейнів. У результаті тут накопичуються багато елементів, вилужених із ґрунтів вододілів і схилів. Ширина таких бар'єрів може досягати десятки й сотні метрів.

Мікробар'єри зустрічаються набагато частіше, у тому числі в ґрунтах. По суті, нагромадження в ґрунтових горизонтах таких новоутворів, як білоглазка, ортштейни, різні кори (сольова, латеритна) - результат зміни інтенсивності міграційних потоків у ґрунтовому профілі. Причина зменшення швидкості - зміна умов.

В основу класифікації геохімічних бар'єрів покладені різниці в міграції.

Виділяють два основних типи бар'єрів - природні й техногенні.

У свою чергу, і в тих і в інші виділяють: механічні, фізико-хімічні, біогеохімічні.

Механічні бар'єри - ділянки різкого зменшення механічної міграції. До них належать різні продукти механічної диференціації опадів.

У місцях різкого зменшення інтенсивності фізико-хімічної міграції формуються фізико-хімічні бар'єри. Це ділянки земної поверхні, де різко змінюються температура, тиск, окислювально-відновні, луго-кислотні й інші умови.

Бар'єри класифікуються на види за нагромадженням хімічних елементів.

- Кисневі (окисні) бар'єри. Їхнє утворення пов'язане з різкою зміною окислювально-відновних умов на протилежні в ландшафті. Наприклад, ґрунтові води, збагачені залізом і марганцем, у вигляді бікарбонатів або органічних комплексів поблизу поверхні ґрунтів, на окраїнах боліт, в озерах утворюють Fe - Mn конкреції, болотні й озерні руди, поклади самородкової сірки.

- Сірководневі відновні (сульфідні) - кислі або глеєві води контактують із сірководневим середовищем: рН>7, Eh<0. Концентруються метали, утворюючи сульфіди заліза, свинцю, міді, цинку.

- Глеєві відновні бар'єри – кислі води зустрічаються з відновним середовищем (Eh<300-200 мВ). Накопичуються важко розчинні сполуки ванадію, селену, міді, урану.

- Лужні бар'єри - виникають у ґрунтових горизонтах, де спостерігається стрибок рН і зміна кислої або слабко кислого середовища на лужне. Наприклад, на контакті силікатних і карбонатних порід утворяться горизонти, збагачені кальцієм, магнієм, марганцем, барієм, стронцієм, ванадієм, цинком, міддю, кобальтом, свинцем, кадмієм.

- Кислі бар'єри - формуються в зонах ландшафту при різкій зміні умов рН у більше кислу сторону. На кислих бар'єрах осаджуються миш'як, молібден, селен.

- Випарювальні бар'єри - проявляються в аридних умовах. Є два різновиди випарювальних бар'єрів:

а) верхні - на поверхні ґрунту

б) нижні - на рівні ґрунтових вод.

Тут спостерігається утворення засолених ґрунтів і нагромадження Са, Mg, К, Na, F, S, Sr, Cl, Pb, Zn, V, Ni, Mo.

- Сорбційні бар'єри - характерні для ілювіальних і гумусових горизонтів ґрунтів. В основі сорбційного поглинання лежить поглинальна здатність ґрунту.

У природі спостерігається приуроченість основних геохімічних бар'єрів до певних ґрунтів, порід. А. И. Перельман дає наступні приклади поширеності геохімічних бар'єрів.

Сірчанокислі бар'єри - рудні тіла сульфідних родовищ.

Кислі бар'єри - дерново-підзолисті, красноземні, сірі лісові, бурі лісові ґрунти, солодій.

Нейтрально-карбонатні бар'єри - чорноземні, каштанові, сіроземні ґрунти, рендзини.

Хлоридно-сульфатні бар'єри - верхні горизонти деяких солончаків.

Содові бар'єри - солонці.

Безкарбонатні глеєві бар'єри - лугові й болотні ґрунти північних степів, лісової й тундрової зон.

Соленосний глеєвий - солончаки зі слабко відновним середовищем.

Гіпсовий глеєвий - гіпсові горизонти лугових ґрунтів.

Содовий глеєвий - содові лугові солонці.

Соленосно-сульфідний - нижні горизонти солончаків.

Содовий сірководневий - солонцюваті солонці.

Біогеохімічні бар'єри - результат зменшення інтенсивності біогенної міграції. Вугільні поклади, торф, концентрація елементів у тілах організмів - наслідок таких процесів.

Техногенні бар'єри також розділяють на механічні, фізико-хімічні, біогеохімічні.

Сутність цих бар'єрів стає зрозумілої тільки при урахуванні техногенної міграції.

Залежно від напрямку потоків міграції хімічних елементів у ландшафті, на шляху яких виникають геохімічні бар'єри, останні ділять на 2 групи: радіальні (вертикальні) і латеральні.

Радіальні бар'єри стають на шляхах міграції хімічних елементів при їхньому вертикальному русі. Багато в чому саме завдяки існуванню цих бар'єрів спостерігається диференціація хімічних елементів у ґрунтовому профілі.

Латеральні бар'єри виникають на границях геохімічних контрастних елементів ландшафту (наприклад, на границях фацій, крайових зонах боліт і т.д.).

Для характеристики геохімічних бар'єрів застосовують наступні показники.

Градієнт бар'єра (G), що характеризує зміну геохімічних показників у напрямку міграції хімічних елементів

G = m₁-m₂ / l,

де m₁ - значення геохімічного показника до бар'єра; m₂ - його значення після бар'єра; l - ширина бар'єра.

Контрастність бар'єра (S) - характеризується відношенням величини геохімічних показників у напрямку міграції до й після бар'єра:

S=m₁ / m₂,

Інтенсивність нагромадження елемента, наприклад при рудоутворенні, збільшується з ростом контрастності й градієнта бар'єра.

На геохімічних бар'єрах утворюються рудні тіла більшості родовищ корисних копалин, і саме поняття геохімічних бар'єрів виявилося дуже корисним для розробки методики пошуків корисних копалин. Вивчення бар'єрів важливо й у боротьбі із забрудненням навколишнього середовища.

Дата добавления: 2014-01-04