ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 28.09.2020

Просмотров: 4398

Скачиваний: 7

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
background image

 

156 

Метод 

Определяемые 

элементы 

Сущность метода 

Чувствительность 

метода 

Потенциомет-

рический 

H, NH

4

, Ag, Pb, 

Cd, Ca, Mg, Cu, 

J, Br, Cl, F, SO

4

HS, S, BF

4

, NO

2

3

 и др. 

метод основан на том, что 

мембранные электроды из 

специальных (для данного 

элемента) веществ избира-

тельно реагируют на этот 

элемент в присутствии дру-

гих ионов 

0,0 n 

Кинетический 

метод 

J, V, Au, Co, Mn, 

Mo, Re, Se, Ag, U 

метод основан на зависи-

мости скорости химической 

реакции от концентрации 

реагирующих веществ 

0,n–0,000n мкг/л 

Рентгеноспек-

тральный 

 

основан на использовании 

рентгеновских спектров 

элементов 

n мг/кг 

 
Для 

качественной  оценки 

используются  небольшое  количество  пробы  (1-5 

г), которая переводится в водный, кислотный или щелочной раствор. Для деталь-
ного ознакомления с микрохимическими реакциями на 21 элемент следует озна-
комиться с работой У. Энерглин, Л. Брили «Аналитическая геохимия». Л.: Недра, 
1975.  256  с.  В  ней  рассматриваются  также  количественный  химический  анализ 
макро-  и  микроэлементов,  спектральный,  фотометрический,  атомно-абсорбци-
онный,  рентгеноспектральный,  рентгеноструктурный,  флуорометрический,  хро-
матографический. 

Рассмотрим сущность отдельных видов анализа. 

Эмиссионная спектроскопия

 используется для определения более 70 элемен-

тов. Наиболее распространена при проведении аналитических работ. Метод высо-
кочувствительный.  Аппаратура  включает  источник  энергии,  спектрограф  и 
устройство  для  регистрации  и  оценки  относительной  интенсивности  спектраль-
ных линий. Приборы разнообразные по конструкции. 

Пламенная фотометрия

 используется для анализа растворов и вод. Раствор 

вводится в пламя газа. Он излучает лучи характерного цвета, интенсивность кото-
рых  изменяется  в  зависимости  от  количества  введенного  элемента.  Это  оптиче-
ский анализ. Приборы различные по конструкции. 

Атомно-абсорбционная  спектрофотомерия

.  Анализируемый  раствор  рас-

пыляется в лучах в виде аэрозоля и измеряется степень поглощения атомов иссле-
дуемого элемента излучения стандартным источником света. Абсорбционный ме-
тод  дополняет  эмиссионный,  имеет  преимущества  из-за  более  высокой  чувстви-
тельности и установления микроколичества элемента. Определяется более 60 хи-
мических элементов. 

Рентгеноспектральный анализ

  слабочувствительный,  определяется  элемент 

с количеством более 0,1% в породе. Анализируются металлы в виде образцов по-
рошка,  раствора  или  плавки.  При  воздействии  рентгеновских  лучей  на  образец 
появляется  вторичное  излучение.  Полученный  спектр  идентичен  спектру  при 
бомбардировке электронами. 


background image

 

157 

Рентгеноструктурный анализ

  используется  для  установления кристалличе-

ской  структуры,  для  идентификации  веществ  и  определения  состава  смесей,  со-
держания минералов в глинах. Разработано несколько методов определения. 

Флуоресцентный метод

 измеряет интенсивность флуоресценции растворов. 

Это  достигается  облучением  раствора  пробы  монохроматическим  светом  и 
наблюдением испускаемого излучения под прямым углом в отношении падающе-
го  луча.  Вещество  поглощает  свет  выборочно.  Для  определения  движения  под-
земных вод включается красящее вещество флуоресцин желтого цвета. 

Хроматография

 базируется на графическом использовании цвета при иден-

тификации соединений, изолированных  процессами диффузии. Делят  на абсорб-
ционную  и  распределительную  хроматографию:  существует  бумажная  тонко-
слойная,  колончатая,  парофазная  (газовая).  Используют  для  качественного  и  ко-
личественного разделения органических и неорганических веществ.  

Пирохроматография

  используется  для  определения  углеводородов  с  высо-

кой температурой кипения. 

Активационный

 

(нейтронный) метод

 основан на изучении ядерных реакций 

– производится облучение исследуемого образца медленными нейтронами в реак-
торе. 

Колориметрический метод

 основан на переводе определенного компонента 

в  окрашенное  соединение  и  установление  его  концентрации  по  интенсивности 
или оттенку окраски. 

Полярографический  (электрохимический)  метод 

основан  на  получении  и 

интерпретации кривых «ток-напряжение». 

Кинетический метод

 основан на зависимости скорости химической реакции 

от концентрации реагирующих веществ. 

При  наличии  выбора приборов для  анализа применяют  тот  метод, который 

характеризуется  высокой 

точностью,  чувствительностью  и  производительно-

стью

 

13.2.2.   Полевые геохимические методы анализа 

В полевых условиях при наличии приборов проводят некоторые виды ана-

лиза.  Это  вызвано  потерей  части  геохимической  информации  при  длительном 
хранении  отобранных  образцов.  Происходит  дагазация  ртути,  иода,  изменение 
состава  газов  в  атмогеохимических  пробах,  осаждение  элементов-индикаторов 
вод и т.д. При геохимических  поисках полезных ископаемых  многие элементы- 
индикаторы определяются экспрессивными полевыми ядерно-физическими мето-
дами.  Выбор  комплекса  необходимых  полевых  аналитических  методов  для  гео-
химического изучения геологических систем зависит от задач исследования и ти-
па изучаемых пород.

 

При  литогеохимических  исследованиях  используются  следующие  методы 

анализа:  ядерно-физические  методы  с  фиксированной  настройкой  каналов  на 
определенные элементы, со сканированием по спектру от 20 до 82 элементов. Их 
можно определять аппаратурой РКК–103, Барс–3, Гагара, полевая аналитическая 
лаборатория  «Геос»  с  приборами  АР–104,  АР–109,  Роса  2,  Спарк–2,  дукат–2.  В 
комплекте с АР–109, Фанта  имеются полевые вычислительные комплексы ПВК–


background image

 

158 

1,  ПВК–2,  позволяющие  обрабатывать  на  месте  аналитическую  информацию. 
Определение 

Ca, Fe, V, Th, K 

выполняется на аппарате ЭРА–111, фтора – на СП–

3М. Атомно-абсорбционные методы используются  для определения валовой рту-
ти (приборы АГП–01, РГА–10, ДАР–1), формы ртути – на приборе ТАР–2, золота 
и серебра – на АПЗ–1. Для определения халькофильных элементов подходит ла-
зерный анализатор керна ЛАК–1. 

При  гидрогеохимических  методах  исследования  элементы  определяются 

полевыми  лабораториями  ПЛАВ–2,  Комар–2,  Поиск,  рН      и  Еh-метры,  физико-
химическими методами на основе ионно-селективных электродов РХ «Автомат». 

Использование  биогеохимического  метода  позволяет  в  полевых  условиях 

определять  элементы-индикаторы  в  пробах  золы  и  измельченной  брикетирован-
ной  фитомассе,  древесных  спилах  с  использованием  приборов  АР–104, Спарк-2, 
Дукат. 

В отобранных пробах подпочвенного воздуха или в приземном слое в по-

левых условиях можно определять 

Не 

(приборы

 

ИНГЕМ–1, ИНГЕМ–2), 

СО

2

СН

4

, О

2

 (приборы ШИ–10, ИГД), 

H

2

S, SO

2

 ( 

приборы ФАР–2–11а, УГ–2), радон 

(приборы СГ–11, ЭМ–6), хроматографическое определение некоторых газов (при-
боры ХПМ–4, ХПМ–5, ХПЧ–1), газы 

СО, О

2

, СН

4

 и другие 

с помощью дистанци-

онных трассовых анализаторов на основе диодных лазеров (АГЛ–01, АГЛ–2). В 
полевых условиях для дегазации жидкости  используется аппарат МПД–1. 

 


background image

 

159 

14. ГЕОХИМИЧЕСКОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ И РАЙОНИРО-

ВАНИЕ 

Картографирование  содержания  химических  элементов  в  породах,  водах  и 

растениях  используется  для  прогнозирования  и  поисков    месторождений  полез-
ных  ископаемых,  решения  вопросов  охраны  природной  среды,  при  медико-
геохимической оценке территории. На основе геохимического картографирования 
производится районирование, которое необходимо для реализации эффективного 
и рационального природопользования. 

 

14.1. Геохимическое картографирование 

Основы  геохимического  картографирования  были  разработаны  А.Е. 

Ферсманом  в  начале  30-х  годов  ХХ  столетия.  Массовое  составление  геохимиче-
ских  карт  начато  в  период  использования  геохимических  методов  при  поисках 
полезных ископаемых. 

В  соответствии  с  общей  методологией  геохимии карты  разделяются на  три 

вида: 

элементов и их ассоциаций; систем; процессов

.  

Для  территории  СССР  составлена  геохимическая  карта  в  масштабе 

1:20 000 000 (автор А.И. Перельман). Для отдельных рудных полей  имеются кар-
ты масштаба 1:2 000. 

С целью поисков полезных ископаемых составляются карты 

элементов и их 

ассоциаций

. На их основе можно решать следующие задачи: 

 

деление изучаемой площади на участки по типам геохимической специали-
зации; 

 

выделение  потенциально  рудоносных  геологических  комплексов,  зон,  фа-
ции, метасоматитов, ореолов; 

 

оценку участка по коэффициентам (кларк-концентрации или рассеивания); 

 

отражать фоновое и аномальное содержание элементов в породах; 
На  геохимических  картах 

систем

  показывается  размещение  различных  си-

стем, для которых на самой карте или в условных обозначениях приводится гео-
химическая  характеристика.  Например,  геохимическая  карта  СССР  масштаба 
1:10 000 000 показывает сочетания геологических формаций с типом их дислоци-
рованности. Выделены комплексы платформенных чехлов и их деформированных 
частей, а также комплексы щитов, кристаллических массивов, геосинклинальных 
и  складчатых,  орогенных  и  активизированных  областей.  В  каждом  комплексе 
устанавливаются  участки  по  вещественному  составу,  приводится  геохимическая 
характеристика  с  выделением  литофильных,  халькофильных  и  сидерофильных 
комплексов с характерными для них ассоциациями химических элементов. 

Геохимические  карты 

процессов

  показывают  пространственное  распределе-

ние  щелочно-кислотных,  окислительно-восстановительных  условий,  осадкообра-
зования, выветривания и т.д. 

 


background image

 

160 

14.2. Геохимическое районирование 

Выделение  геохимических  территориальных  единиц  разных  рангов  пред-

ставляет собой 

геохимическое районирование

. Его проводят в результате накопле-

ния региональной информации по геохимии элементов на основе геохимического 
картографирования.  Таксономические  единицы  районирования  предложены  А.Е. 
Ферсманом  в  30-е  годы  ХХ  столетия.  Они  приживаются  с  трудом  в  геологии  и 
геохимии, хотя и представляют собой практический интерес при решении вопро-
сов  прогнозирования,  поисков  рудных  месторождений  и  др.  Используются  раз-
личные  критерии  для выделения  таксономических  единиц  геохимического  райо-
нирования. Рассмотрим геохимические объекты разного ранга. 

Геохимические  системы

  –  природные  сочетания  элементов,  которые  вызы-

ваются основными геотектоническими циклами земной коры или климатическим 
режимом широтных зон. 

В системах протекают 

геохимические циклы

 элементов – процессы, под вли-

янием которых элемент после целого ряда миграций возвращается в старое состо-
яние или соединение, чтобы сызнова начать миграцию. 

В ходе районирования представляет интерес генезис минералов или горных 

пород  для  установления  закономерностей  формирования  концентрации  элемен-
тов. 

Установление 

генезиса

 – это определение физико-химической обстановки, в 

которой  шло  образование  и  пребывание  минералов  и  пород.  При  установлении 
генезиса иногда получается сложная генетическая картина, так как общие законы 
равновесия физико-химических систем не всегда реализуются в чистом виде. 

В геохимической системе А.Е. Ферсман выделял таксономические единицы: 

пояса, поля, концентры, узлы, эпохи, провинции, области, формации, стадии, фа-
зы, фации.  

Геохимический пояс

 – области тектонического нарушения, окаймляющие бо-

лее  устойчивые  щиты  и  представляющие  районы  специфичной  геохимической 
миграции. Например, великий серебряный пояс Америки. 

Геохимические  поля

  –  определенные  участки  протекающих  геохимических 

процессов, связанные преимущественно с водными и материковыми накопления-
ми и перемещениями химических масс. 

Геохимические  концентры

  (первичные  и  вторичные)  –  зональное  распреде-

ление химических образований вокруг остывающих массивов или вторичных из-
менений минеральных ассоциаций. 

Геохимические узлы

 – наложение нескольких тектонических, климатических 

типов  или  циклов  и  вызванные  ими  особенности  геохимической  концентрации 
элементов. 

Геохимические  эпохи

  –  периоды  специфического  накопления  отдельных 

элементов или ассоциации элементов. 

Геохимические провинции

 – участки геохимически однородные и характери-

зующиеся определенными ассоциациями химических элементов. 

Геохимические  области

  –  участки  земной  коры,  отличающиеся  определен-

ным накоплением некоторых элементов значительно выше кларка данной геосфе-
ры, например, пегматитовые поля, соляные озера.