Вопрос 44. Причины избирательного концентрирования отдельных элементов в различных геосферах.

Химический состав геосфер Земли отличается. Так, состав земного ядра, по данным анализа Д. Брауна, характеризуется следующим образом: 1) внутреннее ядро 1,7% массы Земли — железо-никелевый сплав (вероятно, около 10% никеля, 90% железа); 2) внешнее ядро 30% массы Земли — смесь железа и серы, содержащая в основном железо, примерно 12% серы, и, вероятно, около 2% никеля. В незначительном количестве присутствуют окислы магния.

В составе мантии Земли преобладают кислород, кремний и алюминий, в меньшем количестве присутствуют магний и железо. В целом она представлена так называемым пиролитом — сложным комплексом пород ультраосновного состава.

Химический состав верхней и нижней мантии почти одинаковый и соответствует океаническим лерцолитам. Химический состав земной коры отличается от состава ядра и мантии.

Высокий удельный вес может быть причиной концентрации элемента в определенных сферах земли за счет рассеяния его в других сферах. Определенную роль в миграциях элементов играют радиоактивные свойства элемента. Внешние факторы обусловливают разные пути мигр. элем. и разные пути распределения накопления или рассеяния вещества. Факторы мигр. элем. резко различны в разных сферах земли.

В земной коре преобладают легкие атомы, занимающие начальные клетки периодической системы, ядра которых содержат небольшое количество протонов и нейтронов. Также преобладают элементы с четными порядковыми номерами и атомными массами.

Для каждого элемента могут быть выяснены законы его существования и поведения в земной коре. Выяснение этих закономерностей представляет важнейшую задачу геохимич. исследований. Земная кора, при современных геологич. икосмич. условиях, в результате явлений мигр. элем. получает из космоса Fe, Mg, S, N, отдавая ему Н (и может быть Не), а из глубин обогащается N, Н и, возможно, С и 0.

Вопрос 45. Объясните значение воды в процессах кислотно-основных взаимодействий в земной коре.

Гидросфера является средой активной миграции химических элементов в условиях гипергенеза. Фактическими причинами интенсивной миграции являются высокая подвижность жидкой водной среды в экзогенных условиях и многочисленность физико-химических процессов, протекающих с вовлекаемыми в подвижную водную среду веществами: химическое разложение и химический синтез веществ, растворение, ионный обмен, осаждение малорастворимых осадков, гидролиз, гидратация, окисление, карбонатизация и др.

Под влиянием гипергенных процессов в земной коре образуются кора выветривания и зоны окисления месторождений ископаемых, происходит почвообразование и формирование состава природных вод, развиваются процессы хемогенного и биогенного осадкообразования, диагенеза и раннего эпигенеза осадков. Ведущими факторами гипергенных процессов являются кислотно-основные, окислительно-восстановительные и климатические условия. Они, в основном, определяют формы миграции, её интенсивность и избирательность. Так, в аридных районах с жарким сухим климатом, где выпадающие осадки не компенсируют массу испаряющейся воды, миграция элементов малоинтенсивна. На территориях же с влажным климатом развивается интенсивная миграция следующих элементов: Na, K, Ca, Mg, Cl и S – составляющих в сумме 11% массы литосферы. Эти элементы в экзогенных условиях образуют легкорастворимые в воде соли и мигрируют, в основном, в форме гидратированных ионов. Элементы Si, Fe, Al, Ti и Mn, составляющие основную массу литосферы, образуют соединения менее растворимые в воде и часто мигрируют в коллоидной форме.

Миграция растворённых соединений сопровождается в большинстве природных систем сорбцией (сорбция ионов и молекул коллоидами, глинами, горными породами, почвенными компонентами и др.), ионным обменом (в глинах, почвах, цеолитах и других пористых горных породах), окислением или восстановлением. При протекании физико-химических взаимодействий между растворёнными в водах компонентами может происходить резкое изменение интенсивности миграции элементов вследствие резких изменений химической природы веществ, в таких случаях возникают геохимические барьеры на пути миграции элементов (окислительные и восстановительные, кислотные и основные, ионообменные и другие барьеры).