Эмпирические методы оценки относительной водной миграции химических элементов

                   Министерство образования Республики Беларусь

   Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины

                            Геолого-географический факультет

Практическая работа №4:

Эмпирические методы оценки относительной водной миграции химических
элементов

                                                                                Выполнил: Довженок Дмитрий

                                                                                         4 курс группа РВ-41

                                               Гомель 2008

Практическая работа №4

Эмпирические методы оценки относительной водной миграции химических элементов

Миграция в гидрогеохимии – это пространственно-временное перемещение компонентов в системах, образованных подземными водами с вмещающими породами, протекающее под воздействием свойств компонентов и пород и приводящее к качественным изменениям состава вод.

Миграция компонентов в подземных водах оценивается количественно и качественно. Качественно – путем сопоставления химического состава подземных вод разных участков или разных водоносных комплексов одного участке (горизонтальная и вертикальная миграция). Например, качественно установлено, что на сельскохозяйственных площадях NO₃^- проникли на глубину до 16 м.

Количественно впервые интенсивность водной миграции элементов с учетом их распространенности в земной коре определили американский ученый К.Х. Смит (1913), сравнивая кларки элементов в породах со средним составом сухого остатка речных вод. Он определил процент выноса окислов из пород, приняв интенсивность выноса СаО за 100% (таблица 1).

Таблица 1 – Относительная подвижность окислов (по К.Х. Смиту)

Русский ученый Б.Б. Полынов (1948) разработал метод количественной оценки интенсивности водной миграции химических элементов в зоне гипергенеза, построил модель выветривания и составил миграционные ряды элементов. Он предложил сопоставлять средний состав массивных кристаллических пород со средним составом минеральной части растворенных в воде веществ (сухой остаток). Так можно количественно оценить миграционную подвижность химических элементов в % от самого подвижного (Cl), содержание которого он принял за 100 %. Он построил модель выветривания горных пород, согласно которой за определенное время из рассматриваемой массы породы выносится весь содержащийся в ней хлор (все хлориды хорошо растворимы). «Если бы соединения серы обладали такой же подвижностью, как и соединения хлора, то в речной воде было бы в 3 раза больше сульфатов, чем хлоридов, что характерно для горных пород» – писал Б.Б. Полынов.

Выполнив расчет для основных породообразующих элементов, он получил значения относительной подвижности элементов при выветривании и объединил их в группы, соответствующие фазам выветривания (таблица 2).

Таблица 2 – Относительная подвижность химических элементов при выветривании

(по Б.Б. Полынову)

Дальнейшее развитие теория миграции элементов в системе «подземная вода-порода» получила в работах А.И. Перельмана (1955), который усовершенствовал миграционные ряды и для относительной количественной характеристики миграции предложил вычислять интенсивность водной миграции в виде коэффициента водной миграции К_i. Он представляет собой отношение содержания элемента в минеральном остатке воды к его содержанию в водовмещающих горных породах:

где m_i – содержание элемента i в воде (в г/л); n_i – содержание элемента