Interested Article - Геохимия

lorelei
  • 2021-02-26
  • 1

Геохимия (Химия Земли, от др.-греч. γῆ «Земля» + химия ) — наука о химическом составе Земли и планет , законах распределения и движения элементов и изотопов в различных геологических средах, процессах формирования горных пород , почв и природных вод.

В задачи геохимии входят:

  • Определение относительной и абсолютной распространённости элементов и изотопов в Земле и на её поверхности.
  • Изучение распределения и перемещения элементов в различных частях Земли ( коре , мантии , гидросфере и т. д.) для выяснения законов и причин неравномерного распределения элементов.
  • Анализ распределения элементов и изотопов в космосе и на планетах Солнечной системы ( космохимия ).
  • Изучение геологических процессов и веществ, производимых живыми или вымершими организмами ( биогеохимия ).

История

Термин геохимия в 1838 году был введён Кристианом Шёнбейном , который сказал: «Сравнительная геохимия должна быть запущена до того, как геохимия может стать геологией, и до того, как тайна бытия наших планет и их неорганических веществ могут быть раскрыты» , впервые опубликован в 1844 году.

Распространенным термином был также «химическая геология» .

Большой вклад в создание Геохимии как самостоятельной науки внесли В. М. Гольдшмидт , Ф. У. Кларк , В. И. Вернадский , А. Е. Ферсман , А. П. Виноградов и другие учёные.

Геохимия исторически сформировалась как химия элементов в геосферах и во многом продолжает оставаться такой. Это было оправдано во времена Ферсмана и Вернадского. Но свойства веществ — это свойства фаз. Один и тот же элемент может находиться в составе различных фаз и сам образовывать много фаз с очень разными свойствами (пример — несколько фаз углерода ). В XX веке появились методы анализа фаз, например . Поэтому дальнейшее развитие геохимии представляется, как химия фаз в геосферах. Общий элементный анализ геологических проб должен подкрепляться фазовым анализом. Иначе при рассмотрении свойств геологических пород происходит резкий переход через структурный уровень организации вещества: от химического элемента, минуя минеральную фазу, к породе и геологическому телу.

В течение первой половины XX века множество учёных использовали разнообразные методы для определения состава земной коры , и геохимия многих редких элементов была изучена с использованием появившегося метода эмиссионной спектроскопии . Кристаллические структуры большинства минералов были определены методом рентгеновской дифракции . В. И. Вернадский разработал основы биогеохимии .

Резкий прогресс в области науки и технологий во время Второй мировой войны привёл к появлению новых приборов [ источник не указан 1230 дней ] . Но геохимия в это время ещё развивалась сравнительно медленно. В 1950-х годах всего нескольких журналов было достаточно для публикации всех важных достижений в геохимии. На собрании было несколько геохимических сессий, большинство из которых было посвящено локальным проблемам и не выходили за рамки геохимии.

В середине 1950-х годов академик АН СССР Александр Павлович Виноградов основал новое направление в геохимии — изотопную геохимию — фракционирование в природных процессах изотопов лёгких элементов ( кислород , сера , углерод , калий и свинец ). Результатом работ Виноградова стало определение абсолютного возраста Земли , щитов — Балтийского , Украинского , Алданского и других, а также пород Индии, Африки и других регионов; изучен состав метеоритов (разные формы углерода, газов и других веществ) . Его исследования дали старт новому этапу развития геохимии .

В 1960-х годах атмосферная и морская геохимия интегрировались с геохимией литосферы; космохимия и биогеохимия внесли огромный вклад в наше понимание истории нашей планеты. Началось изучение Земли как единой системы.

Масштабные показали, как и насколько быстро смешиваются воды океанов, они продемонстрировали связь между морской биологией , физической океанологией и морским осадконакоплением. Открытие гидротермальных источников показало, как формируются . Были открыты прежде неизвестные экосистемы , и были выяснены факторы, которые управляют составом морской воды.

Теория тектоники плит преобразила геохимию. Геохимики, наконец, поняли пррироду поведение осадков и океанической коры в зонах субдукции , их погружение и эксгумацию. Новые эксперименты при температурах и давлениях глубин Земли позволили выяснить, какова трехмерная структура мантии и как происходит генерация магм . Доставка на Землю лунных пород, исследование с помощью космических аппаратов планет и их спутников и успешный поиск планет в других звёздных системах произвели революцию в нашем понимании Вселенной.

Геохимия имеет ряд смежных вопросов с экологией . Открытие озоновых дыр послужило недвусмысленным тревожным экологическим признаком и источником новых фундаментальных взглядов в фотохимии и динамике атмосферы. Увеличение содержания СО 2 в атмосфере вследствие сжигания ископаемого топлива и уничтожения лесов было и будет предметом основных дискуссий о глобальных антропогенных изменениях климата . Исследование этих явлений служит источником новой информации о взаимодействии атмосферы с биосферой, земной корой и океанами.

Разделы геохимии

Некоторые подразделы геохимии :

  • изучает роль различных элементов в водосборных бассейнах, в том числе меди , серы , ртути , и взаимный обмен веществ гидросферы с атмосферой и литосферой
  • Биогеохимия — это область исследований, изучающая влияние жизни на химию Земли .
  • Космохимия включает в себя анализ распределения химических элементов и их изотопов в космосе .
  • включает определение относительных и абсолютных концентраций элементов и их изотопов в оболочках Земли .
  • изучает процесы образования соединений, продуцируемых живыми организмами или образующихся из некогда живых организмов .
  • проводит исследования химических реакций, протекающих под действием света или с выделением света, которые происходят среди природных компонентов земной поверхности .
  • изучает практические вопросы геохимии, связанные с экологическими, гидрологическими и минеральными исследованиями для отдельных регионов или континентов Земли .

Методы

  1. Рентгено-флуоресцентный анализ (РФА, XRF) . В настоящее время наиболее широко используемый метод для определения главных и редких элементов в породах. Можно определить до 80 элементов в широком диапазоне концентраций, до г/т.
  2. Атомно-абсорбционная спектрометрия (ААС) . Высокая чувствительность, но невысокая производительность, не может сравниться с РФА и ІСР-MS.
  3. Нейтронно-активационный анализ .
    • инструментальный нейтронно-активационный анализ (ИНАА)
    • радиохимический нейтронно-активационный анализ (НАА)
  4. Гамма-спектрометрия . Измерение естественной радиоактивности трех элементов U, Th, K. С помощью детектора измеряется характерное излучение каждого элемента.
  5. Эмиссионная спектрометрия с индуктивносвязанной плазмой . Относительно новый вид анализа, в принципе могут быть определены все элементы ПС.
  6. Масс-спектрометрия . В различной форме это наиболее эффективный метод определения изотопных отношений.
    • Масс-спектрометрия с изотопным разбавлением
    • Масс-спектрометрия с индуктивносвязанной плазмой ІСР-MS
  7. Электронно-микропробный (микрозондовый анализ) . Определение петрогенных элементов в единичных малых зернах минералов. По принципу аналогичен рентгено-флуоресцентному методу, но образец возбуждается потоком электронов.
  8. Ион-микропробный анализ (ионный зонд) . Применяется для определения редких элементов и изотопов.

Интерпретация геохимических данных:

Редкоземельные элементы (РЗЭ) нормируются по хондриту С1 и по примитивной мантии. Полученные нормированные данные строятся на логарифмической шкале. Полученный тренд, выявленные максимумы и минимумы элементов указывают в каких условиях образовалась порода.

Геохимические организации и общества

  • 1955 — ( )
  • 1966 — (
  • ( ).

Организации и лаборатории в России:

Дальневосточный геологический институт ДВО РАН

Институт земной коры СО РАН

Институт минералогии, геохимии, кристаллохимии и редких элементов (ИМГРЭ)

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН

Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского

в составе

Институт геологии Карельского научного центра РАН

Институт геологии Коми научного центра УрО РАН

Съезды геохимиков

  • 1971 — .
  • 1991 — .

Геохимическая литература

Серийные издания

  • 1950 —
  • 1986 — »

Российским изданием по геохимии является журнал « Геохимия ».

Обзоры, монографии и учебники

К основополагающим монографиям по геохимии можно отнести следующие издания:

  • Rankama K., Sahama Th. G . Geochemistry. — Chicago: The University of Chicago Press, 1950. — 912 p.
  • Goldschmidt V. M. Geochemistry / Ed. Muir Alex. — Oxford: Clarendon Press, 1954. — 730 p.
  • Wedepohl K. H. H — Berlin—Heidelberg: Springer-Verlag, 1969. — 442 с. — ISBN 978-3-642-46302-0.
  • Wedepohl K. H. — Berlin—Heidelberg: Springer-Verlag, 1978. — 950 с. — ISBN 978-3-642-65935-5.
  • Cocco G,  Fanfani L.,  Zanazzi P. F. / Ed. Wedepohl K. H. — — Berlin—Heidelberg: Springer-Verlag, 1972. — 897 с. —ISBN 978-3-642-65041-3.
  • Wedepohl K. H. — Berlin—Heidelberg: Springer-Verlag, 1978. — 950 с. — ISSN 0072-9817.
  • Holland Heinrich D., Turekian Karl K. — Elsevier Science, 2014, ISBN 978-0-08-098300-4.
Советские и российские учебники
  • А. Е. Ферсман . Геохимия. — тома 1—4, 1933—1939.
  • В. И. Вернадский . Химическое строение биосферы Земли и её окружения. — М.: Наука , 1965. — 348 с.
  • А. И. Перельман. Геохимия. — М.: Высшая школа, 1988. — 527 с.
  • А. И. Перельман, Н. С. Касимов . Геохимия ландшафта. — М.: Астрея-2000, 1999. — 762 с.
  • В. А. Алексеенко . Экологическая геохимия. — М.: Логос, 2000. — 627 с.
  • и др. Геохимия окружающей среды. — М.: Недра, 1990. — 335 с.
  • Экогеохимия ландшафтов / Н. С. Касимов . — М.: ИП Филимонов М. В., 2013—208 с.
  • В. А. Алексеенко . Геоэкология. Экологическая геохимия. — Ростов- н/Д.: , 2016. — 688 с.

Другие учебники по геохимии:

  • Конспект лекций, прочитанных в ГЕОХИ РАН в зимнем семестре 2003—2004 г.
  • В. Ф. Барабанов. Геохимия. — Л.: Недра, 1985. — 423 с.
  • А. И. Тугаринов «Общая геохимия». — Атомиздат , 1978.
  • «Интерпретация геохимических данных». Под редакцией Е. В. Склярова. — Интермет Инжиниринг, 2001.

В области такой важной темы, как Геохимия осадочных пород, на русском языке сделано уже немало. В некоторых аспектах (Геохимия углей, Геохимия металлоносных черных сланцев, Литохимия — геохимия породообразующих химических элементов осадочных пород) — больше, чем на Западе.

Монографии
Прочая литература
  • Ферсман А. Е. Занимательная геохимия. — Ленинград, 1954.
  • Фор Г. , 1989 .

См. также

Примечания

  1. // Хвойка — Шервинский. — М. : Большая российская энциклопедия, 2017. — С. 793. — ( Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 34). — ISBN 978-5-85270-372-9 .
  2. ↑ Kragh, Helge. From geochemistry to cosmochemistry: The origin of a scientific discipline, 1915–1955 // (англ.) / Reinhardt, Carsten. — John Wiley & Sons , 2008. — P. 160—192. — ISBN 978-3-527-30271-0 . . — «a comparative geochemistry ought to be launched, before geochemistry can become geology, and before the mystery of the genesis of our planets and their inorganic matter may be revealed».
  3. John A. C. Fortescue. // Environmental Geochemistry / W. D. Billings, F. Golley, O. L. Lange, J. S. Olson. — New York, NY: Springer New York, 1980. — Т. 35 . — С. 7–17 . — ISBN 978-1-4612-6047-9 , 978-1-4612-6045-5 . — doi : .
  4. Александр Павлович Виноградов. Творческий портрет в воспоминаниях учеников и соратников. К 110-летию со дня рождения / Ответственный редактор академик Э. М. Галимов.. — Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН.. — Москва: Наука, 2005. — 382 с. — ISBN 5-02-033736-6 .
  5. . slavnyeimena.ru. Дата обращения: 16 февраля 2019. 17 февраля 2019 года.
  6. / А. М. Звягинцев // Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов . — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.
  7. . GPS Research Program . California Institute of Technology. Дата обращения: 2 октября 2017. 21 сентября 2017 года.
  8. Langmuir, Donald. Aqueous environmental geochemistry. — Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall , 1997. — ISBN 9780023674129 .
  9. Schlesinger, William H.; Bernhardt, Emily S. Biogeochemistry : an analysis of global change (англ.) . — Third. — Academic Press , 2013. — ISBN 9780123858740 .
  10. McSween, Jr, Harry Y.; Huss, Gary R. Cosmochemistry. — Cambridge University Press , 2010. — ISBN 9781139489461 .
  11. Kendall, Carol; Caldwell, Eric A. // Isotope Tracers in Catchment Hydrology / Kendall, C.; McDonnell, J. J.. — Amsterdam: Elsevier Science , 1998. — С. 51—86.
  12. Killops, Stephen D.; Killops, Vanessa J. Introduction to Organic Geochemistry. — John Wiley & Sons , 2013. — ISBN 9781118697207 .
  13. Doane, T. A. A survey of photogeochemistry // Geochem Trans. — 2017. — Т. 18 . — С. 1 . — doi : . — . — PMC .
  14. Garrett, R.G.; Reimann, C.; Smith, D.B.; Xie, X. From geochemical prospecting to international geochemical mapping: a historical overview: Table 1 (англ.) // Geochemistry: Exploration, Environment, Analysis : journal. — 2008. — November ( vol. 8 , no. 3—4 ). — P. 205—217 . — doi : .
  15. . web.archive.org (4 апреля 2005). Дата обращения: 6 января 2022. Архивировано 4 апреля 2005 года.
  16. 1 Международный геохимический конгресс: Москва, 1971. М.: ГЕОХИ АН СССР , 1972.

Ссылки

  • в каталоге минералов.
  • .
  • .
  • .
Источник —

lorelei
  • 2021-02-26
  • 1
  • Tags:

Same as Геохимия

The title for the last searches