94314

Геохимические обстановки и геохимические барьеры. Окислительно-восстановительный потенциал и геохимические барьеры в природных водах

Доклад

Экология и защита окружающей среды

Окислительно-восстановительный потенциал и геохимические барьеры в природных водах. Геохимические барьеры Перельман 1961 год участки земной коры в которых на коротком расстоянии происходит резкое уменьшение интенсивности миграции химических элементов и как следствие их концентрация. Разделяют геохимические барьеры на два типа: природные и техногенные.

Русский

2015-09-11

28.58 KB

2 чел.

Геохимические обстановки и геохимические барьеры. Окислительно-восстановительный потенциал и геохимические барьеры в природных водах.

Геохимические барьеры (Перельман, 1961 год) - участки земной коры, в которых на коротком расстоянии происходит резкое уменьшение интенсивности миграции химических элементов и как следствие их концентрация.

Разделяют геохимические барьеры на два типа: природные и техногенные. Оба типа подразделяются на физико-химические, биогеохимические и механические. Первый связан с изменениями физико-химической обстановки в водах с различными окислительно-восстановительными и кислотно-щелочными условиями. Механические барьеры образуется там, где резко уменьшается интенсивность механической миграции. Биогеохимические барьеры по сути представляют собой накопление элементов растениями и животными.

Выделяют макро, мезо микробарьеры. Так в дельтах зона смешения пресных речных вод и солёных морских представляет собой макробарьер шириной в сотни и тысячи метров (при длине рек и морских акваторий в тысячи километров). Рудные тела в водоносных горизонтах артезиансих бассейнов имеют ширину в десятки и сотни метров при длине (по падению) водоносных горизонтов в тысячи и десятки тысяч метров (мезобарьеры). К мезобарьерам относятся так же краевые зоны болот, где накапливаются многие элементы, выщелоченные из водоразделов и склонов. Рудные прожилки мощностью в несколько сантиметров и миллиметров относят к микробарьерам.

Явление, которое ныне именуется геохимическим барьером, привлекало внимание исследователей и ранее, в частности при изучении условий образования минералов и руд, при трактовке процессов осаждения элементов из вод. В почвах, илах морей и океанов, корах выветривания, водоносных горизонтов артезианских бассейнов, подземных водах зон разломов и других системах земной коры протекают сходные процессы концентрации элементов. Это и позволило установить общие типы таких процессов, сформулировать понятие о геохимическом барьере, которое мы относим к фундаментальным понятиям геохимии. Главная особенность барьера – резкое изменение условий и концентрация элементов. Это зона где одна геохимическая обстановка сменяется другой.

Между понятием геохимический барьер и геохимическая обстановка имеется глубокая связь уменьшение пространства, занимаемого обстановкой, приводит к переходу количества в качеств , превращение обстановки в барьер (и наоборот).

На геохимических барьерах образуется рудные тела большинства месторождений, понятие о барьерах является одной из методологических основ изучения геохимических аномалий и, следовательно, оно важно для разработки методики геохимических поисков. Изучение барьеров также важно в борьбе с загрязнением окружающей среды, при организации подземного выщелачивания руд, закреплении грунтов в строительстве, при решении других практических задач.

В Земной коре происходит совмещение и комплексирование различных геохимических процессов, в связи с чем выделяются комплексные барьеры, образующиеся в результате наложения двух или нескольких взаимосвязанных геохимических процессов. Выделяются также двусторонние барьеры, которые формируются при движении различных элементов к барьеру с разных сторон. На двустороннем барьере происходит осаждение разнородной ассоциации химических элементов. Различаются так же латеральные барьеры, образующиеся при движении вод в субгоризонтальном направлении, например на границе фаций и радиальные (вертикальные) барьеры, формирующиеся при вертикальной миграции растворов в зонах разломов, корах выветривания и т.д. В зависимости от способа массопереноса различаются диффузионные и инфильтрационные барьеры.

ОВП. Окисление – отдача электронов, восстановление – принятие электронов!!

Показателем окислительно-восстановительного потенциала природных вод является Eh. Величина может быть измерена с помощью потенциометра и измеряется в Вольтах. Может иметь положительные значения при окислительных условиях и отрицательные - при восстановительных. Природная вода имеет окислительно-восстановительный потенциал, так как любая реакция отрыва или присоединения электрона обладает энергетической характеристикой, поэтому одни и те же условия могут быть окислительными и восстановительными. По окислительно-восстановительным условиям различают 3 класса природных вод:

  1.  Окислительные (практически только один окислитель O2, то есть кислородные воды).

Большинство Me способно мигрировать в форме катионов, а восстановителей лишь 2 – органическое вещество и H2S, так что есть воды:

  1.  Восстановительные без сероводорода (глеевые воды), обогащённые органикой, O2 – расходуется полностью на окисление органики, и она ещё остаётся, Fe и Mn подвижны, другие – малоподвижны;
  2.  Восстановительные воды с сероводородом, возникают в водах, богатых сульфатами и населённых сульфатредуцирующими бактериями. Организмы не жизнеспособны. Возникают воды в глубинных слоях морей со слабым водообменном (Чёрное море, в Норвежских фьордах), в подземных водах формируются с загрязнением (в районах нефтепереработки).

Геохимические барьеры образуются между разными типами вод, которые зависят от содержания в воде O2, H2, H2S и других газов. Важную роль играют и Fe2+, Fe3+, S2-, HS-, H+, OH- и другие ионы, а также молекулы органического вещества.

Для типа кислородных вод (с окислительной обстановкой) характерно присутствие в водах свободного кислорода или других сильных окислителей. Многие элементы находятся в высоких степенях окисления – Fe3+, Cu2+, S6+ и т.д. В зоне окисления сульфидных месторождений при pH 1-2 (кислая среда) Fe может быть и в двухвалентной форме. Осадочные горные породы, сформировавшиеся в окислительных условиях обычно имеют красную, бурую и жёлтую окраску. Так как в природных водах могут присутствовать ассоциации окислителей и восстановителей, то показатель окислительной обстановки служит свободный кислород, а если его нет, то трёхвалентное железо

Тип сероводородных (сульфидных) вод характеризуется H2S, HS-, местами S2-. Fe и многие другие металлы часто не мигрируют, так как образуют труднорастворимые сульфиды. Цвет пород – чёрный, серый, зелёный.

Показателем восстановительной среды типа глеевых вод (с восстановительной бессероводородной обстановкой) является CH4 и другие углеводороды, растворённые органические соединения, Fe2+, H2. В глеевой обстановке легко мигрируют многие металлы, часто в форме органических комплексов. Окраска горных пород белая, сизая, зелёная.

При резкой смене восстановительных условий на окислительные возникает окислительный барьер (кислородный и др.). Он возникает и при смене резковосстановительных условий слабовосстановительными или слабоокислительных – резкооксилительными, то есть при резком повышении Eh (окислительно-восстановительного потенциала). Для этого барьера особенно характерно образование минералов гидроксидов Fe и Mn, а также самороднойS. При резком понижении Ehвозникают восстановительные барьеры – сероводородные или сульфидные, и глеевые.

Сероводородные и сульфидные барьеры играют огромную роль в минералообразовании, так как на них концентрируются большое число минералов, главным образом сульфидов (пирит, галенит…), а также некоторые оксиды (настуран и др.) и самородные элементы (Au, Ag, Se и др.). Для глеевого барьераменее характерно минералообразование(сидерит, вивианит, самородныеCu, Au, Se и др.).



 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

16825. Частота съема шлихов 53.5 KB
  Частота съема шлихов От редакции. Больше золота можно получить за счет объемов промывки песков но для этого нужны солярка и запчасти. Можно также получить больше золота за счет качественной промывки песков. Наша редакция не может помочь золотодобытчикам соляркой и з...
16826. ЭНЕРГОЕМКОСТЬ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ КАРЬЕРОВ: ОЦЕНКА И ПЕРСПЕКТИВЫ 328 KB
  ЭНЕРГОЕМКОСТЬ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ КАРЬЕРОВ: ОЦЕНКА И ПЕРСПЕКТИВЫ Авторы: Ворошилов Г. А. главный инженер ОАО Институт Уралгипроруда.; Лель Ю. И. д.т.н. проф. зав. кафедрой разработки месторождений открытым способом Уральского государственного горного университета. ...
16827. Геологические особенности техногенных золотосодержащих минеральных образований хвостов обогащения золотоизвлекательной фабрики AGRC и геотехнология их рациональной переработки 605.45 KB
  Нарсесян Сурен Саакович Геологические особенности техногенных золотосодержащих минеральных образований хвостов обогащения золотоизвлекательной фабрики AGRC и геотехнология их рациональной переработки Автореферат диссертации на соискание ученой степе
16828. Золотопромышленность, добыча полезных ископаемых 77.24 KB
  Золотопромышленность добыча полезных ископаемых М.В. Шиловский История открытия и формирования основных центров по добыче золота в Сибири целиком укладывается в рамки ХIХ в. В 1812 г. русским подданным было разрешено разрабатывать серебряные и золотые руды на Ура
16829. Организация защиты населения в военное время. Медицинское обеспечение мероприятий гражданской обороны 246 KB
  Рассмотреть вопросы организации защиты населения в период подготовки к возможным боевым действия и в военное время. Изучить коллективные средства защиты (убежища, противорадиационные укрытия, простейшие), их классификацию, тактико-технические характеристики, санитарно-гигиенические характеристики
16830. Сложные типы данных 218 KB
  Лекция 3 2.4. Сложные типы данных Сложные типы данных характеризуются типами их компонентов и методом их объединения. К сложным структурированным составным типам данных агрегатам относят массивы записи множества и файлы. Массивы Массив это nмерная совоку...
16831. Организация обработки данных 1.3 MB
  Лекция 4 6. Организация обработки данных Как правило в программах не удается ограничиться операторами присваивания. Для большинства реально используемых алгоритмов характерна широкая разветвленность процесса вычислений. При этом в зависимости от конкретных исходн...
16832. Ввод-вывод данных Основные виды работ с файлами любых типов. Основные понятия. Классификация файлов 179.5 KB
  Лекция 5 Вводвывод данных Основные виды работ с файлами любых типов. Основные понятия. Классификация файлов В системах обработки больших объемов информации данные хранятся не в ОП а во внешней памяти ВП на внешних запоминающих устройствах например на жестком м
16833. Вывод данных в текстовый файл 404 KB
  Лекция 6 Вывод данных в текстовый файл Процедуры Write и Writeln Вывод данных в текстовый файл осуществляется в основном для просмотра и подготовки к печати результатов работы программы. Вывод данных производится с помощью процедур Write и Writeln. С их помощью можно выводить...