Причины, способы и формы миграции химических элементов

 

Под формой химических элементов понимают их структурное состояние: это ионы, атомы, молекулы или более сложные структуры, такие как минералы и породы. Формы еще более сложной организации -геологические формации, земная кора, литосфера и в целом вся планета. Все формы вещества обладают подвижностью (способностью к миграции), под которой понимают как изменение формы, так и пространственного положения вещества. Миграция может осуществляться в потоках воздушной или водной среды, а также и в твердой среде или ее расплавах (магма).

В условиях земной поверхности формы миграции веществ разнообразны. Изменение форм миграции и скорости миграции происходит под влиянием внешних факторов, которые являются параметрами окружающей среды. Скорость миграции зависит как от свойств вещества (как внутренних факторов миграции), так и динамики среды миграции. Например, подвижность двухвалентного и трехвалентного железа разная в зависимости от условий среды, а вот относительная подвижность железа и марганца в одних и тех же условиях будет разной, что будет причиной различий их собственных свойств. Скорость миграции для одной и той же формы вещества может быть разной в зависимости от характера среды и ее энергетики. Например, подвижность аэрозолей или пылевых частиц в атмосфере будет зависеть, прежде всего, от скорости ветра, а подвижность в водном потоке как от размера частиц таки энергетики потока.

По мере транспортировки материала в той или иной активной среде миграции обычно происходит дииспергация (дробление) материала и изменение форм миграции. Это хорошо можно наблюдать в условиях поверхностного водного стока от самых верхних гипсометрических отметок до конечного базиса эрозии. Здесь по продольному профилю горной реки влекомый водным потоком материал разрушения горных пород меняется от огромных валунов до ионов, составляющих растворенную фазу истинных растворов. По фазовому характеру среды миграции различают расплавные, воздушные, водные и твердые (сухие) потоки.

Особый поток миграции вещества составляют их биогенные формы. Потоки миграции химических элементов могут принимать разные виды в зависимости от характера среды и энергоносителя: поверхностные и подземные водные потоки, атмосферные потоки, ледники, снежные лавины, перемещения блоков земной коры при тектогенезе, магматические и склоновые процессы, миграции животных. Все эти процессы проявляются в тесном взаимодействии и непрерывно, создавая на каждый момент времени свою мозаичную картину геохимического поля.

Причиной движения всегда является разность энергетических потенциалов между любыми точками геохимического поля, что заставляет физические тела в любой форме перемещаться от точки с большим потенциалом к точке с меньшим потенциалом. Различают четыре основных типа энергетических источников движения химических элементов на Земле: разность гравитационных, электрических потенциалов, давления растворов (инфильтрация) и диффузия, при которой выравниваются концентрации.

Разность гравитационных потенциалов вызывает миграцию веществ в любой форме, но более ярко она проявляется в так называемой механической форме, под которой понимают структуры макроуровня. Инфильтрация как способ миграции характерна для растворов, диффузия как способ выравнивания химических потенциалов характерна больше всего для миграции свободных атомов, молекул; разность электрических потенциалов вызывает движение ионов и электронов в истинных растворах и в проводниках любого фазового состояния

.