ГЕОЛОГ АЛЕКСАНДР ФЕРСМАН

 

Миграция химических элементов в неионной форме

 

 

Для земной коры характерен как ионный тип связи между элементами, так и неионный. Поэтому ионная концепция не может объяснить все особенности физико-химической миграции. К некоторым системам она вообще неприменима. Любые попытки приложить представления о радиусах ионов, ионном потенциале и т. д. к неионной миграции методологически несостоятельны.

 

Важную роль неионная миграция играет в подземной и надземной атмосфере. Геохимия природных газов оформилась в самостоятельный раздел геохимии. Разработаны геохимические классификации газов, изучены процессы их образований, миграции. Много данных накопилось о составе надземной и подземной атмосферы, о газах гидросферы. Было показано, что зоны глубинных разломов, рифты, вулканы являются теми «отдушинами», по которым осуществляется миграция газов из земных глубин к поверхности. Изучена миграция гелия, ртути, горючих газов.

 

Поверхностные аномалии гелия в водах, по А. Н. Еремееву, А. Д. Ершову и И. Н. Яницкому, отражают тектоническое строение нижней части земной коры, глубинные разломы в фундаменте. Гелиевая съемка эффективна при прогнозно-металлогенических исследованиях, а также при ; поисках месторождений, в частности медноколчеданных. Миграция гелия усиливается при тектонических подвижках, поэтому гелиевая съемка может использоваться для прогнозирования землетрясений. После Ташкентского землетрясения 1966 г. в термальных водах из скважин, расположенных в зоне глубинного разлома, повышалось содержание гелия и радона. Концентрация радона возрастала при повторных толчках. В результате тектонических подвижек во время Анапского землетрясения 1966 г. на рудных месторождениях Северо-Западного Кавказа в штольнях наблюдалось резкое увеличение содержания метана, углекислого газа и гелия. Через два месяца после землетрясения повторная газовая съемка установила фоновое содержание газов, бывшее до землетрясения.

 

По В. 3. Фурсову, в зонах глубинных разломов повышено содержание окклюдированных паров ртути. Даже там, где глубинные разломы перекрыты молодыми осадками мощностью 0,1—1,5 км, они четко фиксируются аномальными концентрациями паров ртути в поверхностных отложениях. Характерно, что аномалии в подземной атмосфере наблюдаются только на участках тектонически активных разломов, в то время как над неактивными разломами содержание ртути в подземном воздухе не отличается от фона. Исследования Н. А. Озеровой привели ее к выводу, что ртуть может мигрировать из мантии.

 

Особенно детально изучена геохимия метана и других углеводородных газов. На этой основе разрабатываются методы поисков залежей нефти и горючих газов.

 

Миграция элементов в неионной форме характерна и для многих природных вод, в которых широко распространены недиссоциированные молекулы. Особенно в последние годы привлекает внимание растворенное органическое вещество. По В. М. Швецу, количество органических веществ в подземных водах земного шара в 10 раз превышает запасы нефти, в 2,5 раза — запасы торфа и лишь в 2 раза меньше запасов каменного угля. Больше всего органических соединений в болотных водах и подземных водах нефтяных и газовых месторождений. В последних найдены органические кислоты, фенолы, битумы, углеводороды и другие соединения.

 

Для Fe, Zn, Mn, Gu и других рудных элементов характерны органические комплексные соединения. Миграция металлов в этой форме имеет большое геохимическое значение. Например, в зоне гипергенеза минеральные формы золота малоподвижны, а в органо-минеральной форме благородный металл мигрирует. Органические вещества растворены и в термальных водах. Данная форма переноса элементов в гидротермальных растворах имеет важное значение. На многих гидротермальных месторождениях установлены битумы, в том числе и рудоносные.

 

Особым законам подчиняется миграция вещества в коллоидном состоянии, чему А. Е. Ферсман уделил много внимания во втором томе «Геохимии». Эти явления характерны главным образом для земной поверхности, но наблюдаются и в эндогенных системах (Ф. В. Чухров). В последние годы привлекали внимание преимущественно процессы сорбции, в том числе образование вторичных сорбционных ореолов рассеяния на рудных месторождениях. Такие ореолы формируются при фильтрации растворов через суглинки, глины и другие рыхлые отложения, содержащие коллоиды. При этом концентрация металлов часто не сопровождается образованием рудных минералов.

 

Исследования Л. В. Антроповой, Г. Ф. Ларионова, Ю. Е. Саета и др. показали, что на Урале, Алтае, в Центральном Казахстане и других рудных провинциях глинистые отложения, перекрывающие рудные тела, местами содержат с поверхности (в почвах) повышенные количества сорбированных металлов. При валовом анализе почв такие наложенные аномалии часто не выявляются, но при обработке почв слабыми кислотами, содой или другими реактивами их удается установить. Разработаны особые варианты литохимических поисков: сорбционно-солевой метод, почвенногидрохимическая съемка и т. д. (в зависимости от способа извлечения сорбированных элементов).

 

Сравнивая наши знания о миграции химических элементов в растворах в ионной и неионной форме, нельзя не отметить более слабую изученность неионной миграции. Роль ее вместе с тем в рудообразовании и некоторых других практически важных процессах очень велика. Все это, несомненно, диктует необходимость усиления исследований в данном направлении, особенно законов миграции металлов в составе растворимых органических комплексных соединений.

 

 

 

К содержанию книги: Биография и книги Ферсмана

 

 

Последние добавления:

 

ИСТОРИЯ АТОМОВ  ГЕОХИМИЯ ВОДЫ  ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОШЛОЕ ПОДМОСКОВЬЯ 

 

  КАЛЕДОНСКАЯ СКЛАДЧАТОСТЬ     Поиск и добыча золота из россыпей    ГЕОЛОГИЯ КАВКАЗА    Камни самоцветы