Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Среднее сод-е (кларки) нек-х эл-тов в земной коре 2 глава




Согласно геохимическому закону В.М. Гольдшмидта кларки элементов зависят от строения атомных ядер, а их миграция - от на­ружных электронов, определяющих химические свойства элементов. Однако кларки элементов зависят не только от строения атомного ядра, но и от химических свойств, так как сама кора является продук­том миграции. Вместе с тем и миграция элементов зависит не только от химических свойств, но и от кларков, которые во многом обуслов­ливают содержание элементов в растворах и расплавах, их способ­ность к осаждению, минералообразованию и т.д. Поэтому миграция элемента определяется как его химическими свойствами, так и вели­чиной кларка. А.Е. Ферсман предложил различать внутренние и внешние фак­торы миграции. К внутренним факторам он относил свойства хими­ческих элементов - их способность давать летучие или растворимые соединения, осаждаться из растворов и расплавов, сорбироваться и т.д. Все эти свойства определяются строением атомов. Внешние факторы - это параметры обстановки миграции температура, давление, кислотно-щелочные (рН) и окислительно-восстановительные (Eh) характеристики растворов и т.д. Конечно, внешние факторы миграции одного элемента обусловлены внутренними факторами других (например, Eh и рН). Однако применительно к геохимии конкретного элемента такое деление вполне оправдано. Принцип подвижных компонентов. Химические элементы, ио­ны и соединения, определяющие условия миграции в ландшафте, именуются типоморфными (ведущими). Химические элементы с низ­шими кларками не могут быть типоморфными из-за малых концентра­ций в системах - они вынуждены мигрировать в той обстановке, ко­торую создают типоморфные элементы. Именно различия в кларках определяют ведущую или второстепенную роль элементов в геохими­ческих системах. Однако один и тот же элемент в разных системах может быть и ведущим, и второстепенным. Кроме этого, если элемент энергично мигрирует, но не накапливается, он также не является ве­дущим. Так, Na и С1 энергично выщелачиваются во влажных тропиках из кислой коры выветривания и не являются там ведущими. Только в соленых озерах и солончаках, где эти элементы хорошо мигри­руют и накапливаются, они становятся ведущими. Из сказанного следует принцип подвижных компонентов: геохимическая особенность природных систем определяется элементами с высокими кларками, наиболее активно мигрирующими и накапливающимися в данном ландшафте (А.И. Перельман). В зависимости от формы движения материи выделяют четыре вида миграции. Наиболее простой является миграция, подчиняющаяся законам механики, - механическая. В результате ее происходят образование россыпей (россыпные месторождения полезных ископаемых), ветровая и водная эрозия и т.д. Механическая миграция зависит преимущественно от величины частиц минералов и пород, их плотности, скорости движения вод, ветра. Химические свойства элементов часто не имеют значения, и такие различные элементы, как К, Si, А1, входя в состав переносимой ветром или водой песчинки, мигрируют с одинаковой скоростью. Сложнее процессы, сущность которых определяется законами физики и химии - растворением, осаждением, диффузией, сорбцией, десорбцией и т.д. Это физико-химическая миграция. Лучше всего изу­чена миграция веществ в водных растворах в виде ионов (ионная),зависящая от растворимости солей, щелочно-кислотных и окислит-восст. усл-й. Еще сложнее биогенная миграция, обязанная деятельности орга­низмов. Она не может анализироваться только на основе общих зако­нов физики и химии. Такие константы элементов, как радиусы ионов, валентность, недостаточны для анализа биогенной миграции. Орга­низмы существуют в особом информационном поле, для них ха­рактерны процессы управления, переработки информации, отсутст­вующие в неживой природе. Самой сложной является техногенная миграция, связанная с общественными процессами. К ней относятся разработка месторож­дений полезных ископаемых, нефте- и газопроводы, экспорт и импорт сырья, продуктов и т.д. Она определяется социальными закономерно­стями, хотя ей присущи и все более простые формы движения. Значение видов миграции для разных элементов неодинаково. Если для К и Р особенно большую роль играет биогенная миграция, то для Na и С1 - физико-химическая, а для Ti, Au, Pt, Sn - механиче­ская. В разных ландшафтах соотношение видов миграции также не одинаково. Если в пустынях возрастает роль механической миграции, то во влажных тропиках - физико-химической и биогенной. Виды миграции тесно связаны и взаимообусловлены. Ведущее значение имеет высший, более сложный вид миграции. Например, в степных и таежных ландшафтах главной является биогенная миграция, хотя здесь протекают и физико-химические, и механические процессы. Аналогично геохимические черты городских ландшафтов определя­ются техногенной миграцией, социальными процессами, хотя для го­родов свойственны и все остальные виды миграции. В зависимости от вида миграции выделяют три основных ряда элементарных и геохимических ландшафтов (А.И. Перельман): 1) абиогенные ландшафты, для которых типичны только ме­ханическая и физико-химическая миграция; 2) биогенные ландшафты с ведущим значением биогенной ми­грации и подчиненной ролью физико-химических и механических процессов; 3) культурные ландшафты, своеобразие которых определяется техногенной (социальной) миграцией, социальными процессами, хотя в них развиваются и все остальные виды миграции.   Механическая миграция Эта миграция обусловлена работой рек, ветра, ледников, вулка- нов, тектонических сил и других факторов. Характерная черта этих процессов - разрушение (дезагрегация) горных пород и минералов, ведущее к росту их дисперсности. При измельчении резко увеличива- ется суммарная поверхность частиц, а следовательно, и их поверхно- стная энергия. При этом повышается и растворимость многих мине- ралов. В результате механической миграции образуются делювий, пролювий, аллювий, морена и прочие кластические (обломочные) отложения. Процессы, основными агентами которых служат сила тяжести, текучая вода, ветер, лед, подчиняются законам механики и не зависят от химических свойств элементов. Основное значение приобретают величина, плотность и форма частиц. Чем дальше участок расположен от вершины склона, чем меньше его крутизна, тем более тонкий материал накапливается на склоне. В речных долинах русловые отложения часто представлены галечниками, гравием и песками, а пойменные - суглинками и глинами. Данные процессы называются механической дифференциацией. Они приводят к изменению и химического состава отложений, так как глинистые фракции почв и пород по сравнению с песчаными; обычно содержат больше Fe, АЦ Mn, Mg, К, V, Cr, Ni, Со и меньше Si02. Механические ореолы рассеяния. При физической дезинтегра­ции рудных тел в элювиально-делювиальных и других рыхлых отло­жениях формируются механические ореолы рассеяния, в которых ми­неральные компоненты руд присутствуют в виде устойчивых в зоне гипергенеза первичных и вторичных минералов. В переносе твердого материала на склоне большую роль играет медленное самопроизвольное движение рыхлых масс по типу дефлюкции (сползания, вязкое или пластичное течение), солифлюкции (течение переувлажненной массы на мерзлом основании), крипа (перемещение при совместном д-и силы тяжести и др. факторов).   В профиле кислотно-щелочной зональности изменение рН иногда происходит постепенно, но чаще наблюдается резкий скачок этой величины на границе горизонтов. В местах, где на коротком расстоянии кислая среда сменяется щелочной, возникает щелочной барьер, для которого хар-на конц-я Fe, Ca, Mg, Mn, Ba, Sr, Cr, Zn, Cu, Ni, Co, Pb, Cd и др. металлов. Щелочной барьер может появиться и в кислых условиях при смене сильнокислой р-и на слабокислую и в щелочных – при смене слабощелочной среды на сильнощелочную. Особенно контрасные барьеры возникают на контактах силикатных и карбонатных пород. Так, в таежной зоне нередко под маломощными супесями и суглинками залегают известняки. Менее характерны для ландшафтов кислые барьеры, возникающие при резком уменьшении величины рН. На кислом барьере осаждаются анионогенные элементы: Si, Se, Mo, Ge и др. На многих кислых барьерах химические эл-ты осаждаются из потока содовых вод. Такие воды чаще всего образуются за счет обменных реакций и выветривания натриевых силикатов. Своеобразным кислым барьером на пути содовых вод могут стать даже стволы деревьев в аллювиальных отложениях. Многие хим эл-ты в водах ландшафтов мигрируют в виде комплексных соединений. Медь, серебро, бериллий, скандий и редкоземельные эл-ты обр-т комплексные ионы и мигрируют в ландшафтах с содовыми водами (напр, в степях с солонцами). Напротив, железо, кобальт, никель, кадмий, редкие земли группы лантана, не дающие растворимых комплексных соед-й с карбонатами и бикарбонатами щелочей, малоподвижны в этих водах. Огромную роль в миграции металлов играют их комплексные органические соед-я. Орг соед-я почвы извлекают из минералов металлы и переводят их в подвижную форму. Миграции металлов в формеорг комплексов хар-на для тайги, тундры и др. ландшафтов влажного климата (железо, никель, медь, цинк и др). В общем обр-е растворимых компл-х соед-й увелич. миграц-ю способность эл-тов в ландшафте. На участках резкой смены восстановительной среды на окислительную возникает окислительный барьер, кот. как правило явл кислородным. Кислородные (окислительные) барьеры широко распространены в биосфере. Объясняется это тем, что такие барьеры образуются там где миграционные потоки бескислородных вод попадают в зоны со свободным кислородом. Поскольку такими зонами явл. практич. вся атм-ра и верхние гор-ты больш-ва пов-х вод, то формирование кислородных барьеров на земной пов-ти лимитируется в основном наличием миграционного потока бескислородных вод. На окислит. барьере увелич. зн-я Еh. Из металлов на кислород. барьерах осаждаются Fe и Mn. Железо концентрируется на подавляющем большинстве барьеров из глеевых вод и редко – из сильнокислых сероводородных. В кислых глеевых водах Fe и Mn мигрируют как правило в Fe(Mn)(HCO3)2 и органоминеральных соединениях. При попадании таких вод в обстановку со своб. кислородом происх. совместное осаждение минералов – оксидов и гидроксидов Fe и Mn в виде железомарганцевых конкреций, болотных и озерных руд. Там, где кислородные глеевые воды контактируют с сероводородной средой и происходит резкое понижение величины Еh, возникает восстановительный сероводородный барьер, на котором осаждаются многие металлы, поступающие с кислородными и глеевыми водами. Появление сероводородных барьеров лимитируется лишь наличием сероводорода. В рез-те вз-я растворенных солей или металлов с сероводородом обр-ся труднорастворимые сульфиды. Сероводородный барьер характерен для почв, грунтовых и подземных вод. Большое зн-е в ландш-тах имеют барьеры, связанные с процессами жизнед-ти сульфатредуцирующих бактерий. Такие бактерии, разлагая орг. в-во и сульфаты, выдел. угл газ и сероводород. При этом они отбирают у сульфатов кислород (он идет на ок-е органики), а выдел-ся энергия идет на поддержание жизнед-ти бактерий. Восстан. глеевые барьеры возникают в тех случаях, когда на участки с восстан. бессероводородной обстановкой попадает поток кислородных вод. Происх. резкое понижение величины Eh. Глеевые условия обычно возникают на участках разложения орг вещ-в без доступа кислорода или при его недостаточном поступлении, а также в зонах поступления водорода из глубинных слоев. Пок-ми глеевой обстановки может служить наличие углеводородов (чаще метана), а в водных потоках, кроме растворен орг соед-й, Fe2+, H+. К числу наиб. распр-х глеевых барьеров относятся краевые части болот. Из пов-х кислородных вод в этих частях при смене окислит обстановки глеевой начинается осаждение таких элементов, как Cu, Mo, U, Ag, Cr. Железо, марганец, свинец, цинк в этих усл-ях энергично мигрируют. С физико-хим миграцией в природных водах связаны и термодинамические геохимические барьеры, формирование которых происходит при довольно резком изменении давления и/или температуры в геохим. с-мах. Напр, обр-е травертина (карбоната кальция) из р-ров, продвигающихся по трещинам в горных породах. Испарит. геохим. барьеры представляют собой участки, на кот-х увеличение конц-и хим. эл-тов происх. в рез-те процессов испарения. Наиб распространены они в регионах с засушливым климатом (пустынях, сухих степях, саваннах), но встречаются и в черноземных степях и даже лесостепях.    
25 Природа геохимических барьеров и их роль в миграции хим. эл-тов. В результате миграции элементы концентрируются и рассеива­ются на определенных участках миграционных потоков. Изучение этих противоположных сторон миграции составляет одну из важных особенностей методологии геохимии. В связи с этим большое, значе­ние приобрела характеристика миграции с помощью различных ко­эффициентов, особенно кларков концентрации и кларков рассеяния. Кларки концентрации (КК) - это отношение содержания элемен­та в изучаемой системе к его кларку в земной коре. Наибольшие вели­чины КК характерны для Hg и Sb, содержание которых в почвах на участках рудных месторождений может быть выше их кларка в сотни тысяч раз. Ниже КК у Au, Sn (10 000-100 000). У таких элементов, как Fe, К, Mg, они не превышают 10-100. Таким образом, зная кларк эле­мента и максимальное значение КК, можно установить те пределы, в которых данный элемент будет встречаться в ландшафте. Если КК меньше 1, то для получения большей контрастности вычисляют об­ратные величины - кларки рассеяния (КР) - отношение кларка эле­мента в литосфере к его содержанию в данном объекте или системе. Кроме КК и КР в геохимии ландшафта используются и другие коэф­фициенты. Геохимические барьеры - участки миграционных потоков, в ко­торых на коротком расстоянии происходят резкое уменьшение интен­сивности миграции химических элементов и, как следствие, их кон­центрация (А.И. Перельман). Применительно к ландшафтам говорят о ландшафтно-геохимических барьерах. Аналогично макро-, мезо- и микрорельефу выделяют макро-, мезо- и микробарьеры. Так, в дельтах рек зона смешения пресных реч­ных и соленых морских вод представляет собой макробарьер шири­ной в сотни и тысячи метров (при длине рек и морских акваторий в несколько тысяч километров). К мезобарьерам относятся краевые зо­ны болот, где накапливаются элементы, выщелоченные из почв водо­разделов и склонов. Между горизонтами почв существуют микро-барьеры мощностью в несколько сантиметров или миллиметров. Главная особенность барьера - резкое изменение условий миграции элементов, т.е. это зона, где одна геохимическая обстановка сменяется другой. Между понятиями "геохимический барьер" и "геохи­мическая обстановка", следовательно, имеется глубокая связь: уменьшение пространства, занимаемого обстановкой, приводит к переходу количества в качество, превращению обстановки в барьер и наоборот. На геохимических барьерах образуются руды большинства ме­сторождений, различные геохимические аномалии, приводящие к за­грязнению окружающей среды, другие практически важные виды концентрации элементов. При совмещении в одном месте различных геохимических про­цессов формируются комплексные барьеры, появляющиеся в резуль­тате наложения двух или нескольких взаимосвязанных геохимических процессов. Выделяются также латеральные барьеры, образующиеся при движении вод в субгоризонтальном направлении, например на границе элементарных ландшафтов, и радиальные (вертикальные), формирующиеся при субвертикальной (снизу вверх или сверху вниз) миграции растворов в почвах, зонах разломов, корах выветривания и т.д. В зависимости от способа массопереноса различаются диффузи­онные и инфильтрационные барьеры. В основу классификации геохимических барьеров положены ви­ды миграции. Выделяется два основных их типа - природные и техно­генные. Природные, в свою очередь, разделяются на три класса. Наи­более простые - механические барьеры - участки резкого уменьшения интенсивности механической миграции. К ним. приурочены различ­ные продукты механической дифференциации осадков. При резком уменьшении интенсивности физико-химической миграции формиру­ются физико-химические барьеры. Они возникают в местах изменения температуры, Давления, окислительно-восстановительных, щелочно-кислотных и других условий среды. Биогеохимические барьеры обяза­ны уменьшению интенсивности биогенной миграции - угольные за­лежи, торф, концентрации элементов в организмах и т.д. Среди техногенных барьеров также выделяются механические, физико-химические и биогеохимические классы. Более сложные про­цессы формировзния' геохимических барьеров обычно включают в себя менее сложные. Например, в образовании техногенных барьеров могут участвовать механические, физико-химические и биогенные процессы, но сущность данных барьеров не может быть понята без учета особенностей техногенной миграции. В геохимическом аспекте, особое значение имеют природные и техногенные физико-химические барьеры. Параметры барьеров. Изменение геохимических показателей т (Т, Р, Eh, рН и т.д.) в направлении миграции химических элементов называется градиентом барьера G: G = (m1- m2)/L где т1 и т2- значение данного геохимического показателя до барьера и после соответственно; L - ширина барьера. Контрастность барьера S характеризуется отношением величи­ны геохимических показателей в направлении миграции до и после барьера: S = т1/т2 = Сх1/Сх2 Интенсивность накопления элемента увеличивается с ростом контрастности и градиента барьера. Можно выделить еще два условия, благоприятствующие накоп­лению веществ на геохимических барьерах (вплоть до рудообразования или формирования месторождения): 1) необходимо, чтобы на барьере осаждались исключительно рудные элементы и почти не осаждались сопутствующие, иначе рудообразование будет "подавлено" большим количеством осаждающихся нерудных компонентов; 2) важно, чтобы процесс рудообразования на барьере продолжал­ся длительное время. Тогда из растворов с небольшими концентра­циями полезных компонентов возможно значительное накопление рудных элементов. Существуют и слабые безрудные аномалии, формирующиеся, например, на участках распространения пород, обогащенных отдель­ными элементами. Безрудными являются многие "ландшафтные ано­малии", образовавшиеся на геохимических барьерах. Ореолы рассеяния. Это понятие возникло при разработке геохи­мических методов поисков рудных месторождений. Та часть мес­торождений, в которой содержание рудных элементов достигает ве­личин, допускающих их эксплуатацию, называется рудным телом, или залежью полезного ископаемого, а само вещество с кондиционным содержанием элемента - рудой. Остальная часть, поля концентрации - это первичныйгеохимический ореол месторождения. Он образовался одновременно с рудным телом и в результате тех же процессов. Граница между рудным телом и первичным ореолом определяется требованиями промышленности. В ландшафтах, т.е. на поверхности Земли, рудные тела и первич­ные ореолы подвергаются выветриванию и денудации. В результате почва, кора выветривания, горные породы, подземные и поверхност­ные воды вблизи месторождения обогащаются индикаторными эле­ментами. Растения и животные также накапливают рудные элементы. Так возникает повышенная концентрация элементов в ландшафте, образующая вторичный ореол рассеяния (эпигенетический). Разли­чают литохимические ореолы - в почвах, породах, гидрогеохимичес­кие - в водах, атмохимические - в атмосфере (подземной и надзем­ной), биогеохимические - в организмах. Размеры вторичных ореолов достигают сотен и тысяч метров. Определяя содержание химических элементов в коренных горных породах, во всех компонентах ланд­шафта - почвах, рыхлых отложениях, водах, растениях, атмосфере, можно обнаружить первичный или вторичный ореол, а по нему и само месторождение.   В профиле кислотно-щелочной зональности изменение рН иногда происходит постепенно, но чаще наблюдается резкий скачок этой величины на границе горизонтов. В местах, где на коротком расстоянии кислая среда сменяется щелочной, возникает щелочной барьер, для которого хар-на конц-я Fe, Ca, Mg, Mn, Ba, Sr, Cr, Zn, Cu, Ni, Co, Pb, Cd и др. металлов. Щелочной барьер может появиться и в кислых условиях при смене сильнокислой р-и на слабокислую и в щелочных – при смене слабощелочной среды на сильнощелочную. Особенно контрасные барьеры возникают на контактах силикатных и карбонатных пород. Так, в таежной зоне нередко под маломощными супесями и суглинками залегают известняки. Менее характерны для ландшафтов кислые барьеры, возникающие при резком уменьшении величины рН. На кислом барьере осаждаются анионогенные элементы: Si, Se, Mo, Ge и др. На многих кислых барьерах химические эл-ты осаждаются из потока содовых вод. Такие воды чаще всего образуются за счет обменных реакций и выветривания натриевых силикатов. Своеобразным кислым барьером на пути содовых вод могут стать даже стволы деревьев в аллювиальных отложениях. Многие хим эл-ты в водах ландшафтов мигрируют в виде комплексных соединений. Медь, серебро, бериллий, скандий и редкоземельные эл-ты обр-т комплексные ионы и мигрируют в ландшафтах с содовыми водами (напр, в степях с солонцами). Напротив, железо, кобальт, никель, кадмий, редкие земли группы лантана, не дающие растворимых комплексных соед-й с карбонатами и бикарбонатами щелочей, малоподвижны в этих водах. Огромную роль в миграции металлов играют их комплексные органические соед-я. Орг соед-я почвы извлекают из минералов металлы и переводят их в подвижную форму. Миграции металлов в формеорг комплексов хар-на для тайги, тундры и др. ландшафтов влажного климата (железо, никель, медь, цинк и др). В общем обр-е растворимых компл-х соед-й увелич. миграц-ю способность эл-тов в ландшафте. На участках резкой смены восстановительной среды на окислительную возникает окислительный барьер, кот. как правило явл кислородным. Кислородные (окислительные) барьеры широко распространены в биосфере. Объясняется это тем, что такие барьеры образуются там где миграционные потоки бескислородных вод попадают в зоны со свободным кислородом. Поскольку такими зонами явл. практич. вся атм-ра и верхние гор-ты больш-ва пов-х вод, то формирование кислородных барьеров на земной пов-ти лимитируется в основном наличием миграционного потока бескислородных вод. На окислит. барьере увелич. зн-я Еh. Из металлов на кислород. барьерах осаждаются Fe и Mn. Железо концентрируется на подавляющем большинстве барьеров из глеевых вод и редко – из сильнокислых сероводородных. В кислых глеевых водах Fe и Mn мигрируют как правило в Fe(Mn)(HCO3)2 и органоминеральных соединениях. При попадании таких вод в обстановку со своб. кислородом происх. совместное осаждение минералов – оксидов и гидроксидов Fe и Mn в виде железомарганцевых конкреций, болотных и озерных руд. Там, где кислородные глеевые воды контактируют с сероводородной средой и происходит резкое понижение величины Еh, возникает восстановительный сероводородный барьер, на котором осаждаются многие металлы, поступающие с кислородными и глеевыми водами. Появление сероводородных барьеров лимитируется лишь наличием сероводорода. В рез-те вз-я растворенных солей или металлов с сероводородом обр-ся труднорастворимые сульфиды. Сероводородный барьер характерен для почв, грунтовых и подземных вод. Большое зн-е в ландш-тах имеют барьеры, связанные с процессами жизнед-ти сульфатредуцирующих бактерий. Такие бактерии, разлагая орг. в-во и сульфаты, выдел. угл газ и сероводород. При этом они отбирают у сульфатов кислород (он идет на ок-е органики), а выдел-ся энергия идет на поддержание жизнед-ти бактерий. Восстан. глеевые барьеры возникают в тех случаях, когда на участки с восстан. бессероводородной обстановкой попадает поток кислородных вод. Происх. резкое понижение величины Eh. Глеевые условия обычно возникают на участках разложения орг вещ-в без доступа кислорода или при его недостаточном поступлении, а также в зонах поступления водорода из глубинных слоев. Пок-ми глеевой обстановки может служить наличие углеводородов (чаще метана), а в водных потоках, кроме растворен орг соед-й, Fe2+, H+. К числу наиб. распр-х глеевых барьеров относятся краевые части болот. Из пов-х кислородных вод в этих частях при смене окислит обстановки глеевой начинается осаждение таких элементов, как Cu, Mo, U, Ag, Cr. Железо, марганец, свинец, цинк в этих усл-ях энергично мигрируют. С физико-хим миграцией в природных водах связаны и термодинамические геохимические барьеры, формирование которых происходит при довольно резком изменении давления и/или температуры в геохим. с-мах. Напр, обр-е травертина (карбоната кальция) из р-ров, продвигающихся по трещинам в горных породах. Испарит. геохим. барьеры представляют собой участки, на кот-х увеличение конц-и хим. эл-тов происх. в рез-те процессов испарения. Наиб распространены они в регионах с засушливым климатом (пустынях, сухих степях, саваннах), но встречаются и в черноземных степях и даже лесостепях. живое вещество, особенно растительный покров, является биргеохимическим барьером, на котором концентрируются воздушные мигранты - С, О, Н, N. В некоторых ландшафтах кон­центрируются и водные мигранты, а если считать накопление на золу, то на биогеохимическом барьере накапливаются Р, S, CI, Вг, В, в от­дельных ландшафтах к ним присоединяются Са, Mg, Na, Zn, Си, Mo и многие другие элементы. 26 Особенности геохим. процессов в ландшафтах различных широтно-климатических зон. Протекающие в ландшафтах геохимические процессы сопровождаются накоплением геохимической информации - формированием, транслокацией и аккумуляцией различного рода органических, оргаминеральных и минеральных соединений - новообразований. Их элементный и химический составы, уровни концентрации элементов и формы служат индикаторами определенных ландшафтно-геохимических процессов. Мобилизация, миграция и концентрация химических элементов в ландшафтах проявляются в формировании различных горизонтов и зон выщелачивания. Фазы аккумуляции химических элементов - следствия направленных ландшафтно-геохимических процессов - отмечаются, как было показано выше, различного рода новообразованиями. Многие ландшафтно-геохимические процессы приводят к концентрации орга­нических и минеральных веществ в таких масштабах, что образуются вторичные, специфические ландшафтно-геохимические месторождения торфа, сапропеля, озерных и болотных руд, различных солей. Большинство ландшафтно-геохимических процессов охватывает не одну, а несколько ландшафтных зон, но в отдельных зонах изменяются их соотношение и формы проявления. Процессы, идущие в супераквальных ландшафтах, менее зависящие от степени атмосферного увлажнения, распространены в более широком диапазоне ланд­шафтных зон, чем процессы в субаэральных ландшафтах. При всем многообразии процессов и их сочетаний в различных ландшафтных зонах могут быть выделены три главных типоморфных комплекса ландшафтно-геохимических процессов, характерных для ландшафтов: а) гумидных областей; б) аридных областей; в) проме­жуточных субаридных-субгумидных областей. В соответствии с климатическим делением территорий к гумидным областям относятся территории с индексом сухости, т.е. отноше­нием комплексной испаряемости к осадкам, меньше 1 (влажные и из­быточно влажные), к аридным - с индексом сухости больше 3 (сухие и засушливые); соответственно к субаридным-субгумидным - с индексом сухости от 1 до 3. Геохимические процессы в ландшафтах гумидных областей. Накопление в ландшафтах мертвого органического вещества в форме подстилок, торфов, сапропелей объединяется общим понятием - детритогенез. Формирование и накопление специфических органоминеральных комплексов и соединений называются гуматогенез и хелатогенез. В отличие от этого процессы образования и накопления ми­неральных веществ, объединяются общим названием минералогенез В него входят процессы оксидогенеза, опалогенеза, алюмосшикатогенеза, кальцитогенеза, глеегенеза, сульфидогенеза. Образующееся вещество дает название процессу. В тундрах, лесотундрах и таежных равнинных или горных облас­тях комплекс типоморфных процессов представлен пятью главными процессами, проявляющимися как в субаэральных, так и в суперак-вальных и аквальных ландшафтах: это хелатогенез, оксидогенез, дет-ритогенез, глеегенез, опалогенез. Соотношение между процессами изменяется в; различных ландшафтных зонах и существенно зависит от условий рельефа и водопроницаемости пород. В лесотундре, северной и средней тайге максимально развиты процессы детритогенеза ц хелатогенеза. В подзоне южной тайги и областях распространения широко­лиственных лесов вследствие более теплого климата и большей скорости разложения растительного опада детритогенез проявляется главным образом в супераквальных ландшафтах в виде скоплений низинного торфа. В ландшафтах широколиственных лесов преобла­дает выщелачивание, и автономный ландшафт с вертикальным и боковым стоком теряет многие подвижные элементы. Высокое содержание в растениях Са и его энергичное биологическое поглощение опреде­ляют кальциевый химизм БИКа в широколиственных лесах. Са -типоморфный элемент. Менее значим катион Н+ (не во всех ланд­шафтах). Оксидогенез во всех ландшафтах выражен наиболее интенсивно в северотаежной подзоне, где активно идущие процессы хелато- и глеегенеза способствуют местной миграции и аккумуляции гидроксидов железа и марганца в геохимически подчиненных ландшафтах. В гумидных ландшафтах субарктического и умеренно холодного поясов развивается, кроме названных выше процессов, опалогенез. В этих ландшафтах среда благоприятна для жизни диатомовых водо­рослей в холодных, насыщенных кислородом водах преимущественно проточных олиготрофных озер. В озерах таёжно-лесной зоны процессы детритогенеза проявля­ются в накоплении мощных отложений сапропеля. На лучше дренированных равнинах процессы глее- и детритогенеза имеют меньшее значение. Главное геохимическое отличие БИКа тайги от широколиственных лесов состоит в специфическом консервативном соотношении Б/П, в меньшей скорости разложения органических веществ, меньшем количестве водных мигрантов, вовлекаемых в БИК и поступающих с опадом, более кислом характере продуктов разложения. По ряду показателей БИКа (биолог. круговорот атомов) таежные ландшафты ближе к влажным тропикам, чем к широколиственным лесам.
Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...