Description:

"В С. Голубев, А.А.Гаринц "Гетерогенные процессы геохимической миграции". Издательство "Недра", Москва -1968. УДК 550.44. Текст излагает теорию геохимической миграции, обусловленной фильтрацией и диффузией с учетом взаимодействия мигрирующих веществ с породами и друг с другом. Представлены аналитические решения задач геохимической миграции в следующих случаях: 1) диффузионный процесс без учета взаимодействия с вмещающими породами, 2) диффузия с учетом сорбции и ионного обмена, 3) диффузия с учетом химических реакций, 4) фильтрация без учета взаимодействия с вмещающими породами, 5) фильтрация с учетом сорбции и ионного обмена, 6) фильтрация с учетом химических реакций мигрирующего вещества с породами. Пользуясь полученными уравнениями, можно рассчитать длину миграции веществ в залежах, количество мигрировавших веществ за определенное время и закон распределения веществ в пространстве на зависимости от констант равновесия и скоростей процессов взаимодействия веществ с породами, коэффициентов диффузии и скорости фильтрации. На основе полученных результатов теоретически обосновывается эмпирический принцип дифференциальной подвижности веществ в земной коре. Развитая теория применяется для описания формирования геохимических ореолов, гидротермальных руд и нефтяных залежей. Диффузия сопровождается сорбцией и ионным обменом в среде. Получены распределения аномальных концентраций над бесконечной и конечной залежами, над линейными и точечными источниками диффундирующего вещества. Приведены экспериментальные результаты по изучению кинетики ионного обмена на породах, фильтрации, полученные авторами. Обсуждается концепция "фильтрационного эффекта". В книге сведены основные результаты исследований по диффузии веществ в породах, равновесию, кинетике и динамике процессов взаимодействия веществ с породами, выполненных в GGGP и за границей. Таблиц 13, иллюстраций 48, библиография 2-8. Классификационная схема факторов миграции качественно охватывает основные виды миграции элементов на Земле и является теоретической базой последующих геохимических исследований. Логическим развитием идей основоположников геохимии - В.И. Вернадского, В.М. Гольдшмидта, А.Е. Ферсмана - должен явиться переход от качественных представлений и статистических интерпретаций к количественному функциональному анализу геохимических процессов миграции. Такой переход, характеризующийся введением координаты времени в качестве независимой переменной, возможен благодаря теоретическим и экспериментальным достижениям в научных областях, смежных с геохимией, и прежде всего в области физической химии. Однако в геохимии не получили достаточного развития идеи термодинамики необратимых процессов, кинетики и динамики физико-химических процессов, имеющих непосредственное отношение к проблеме геохимической миграции. В настоящее время проводятся экспериментальные работы по изучению фильтрации и диффузии растворов и газов в породах, адсорбции и ионного обмена. Как правило, эти работы не связаны с проблемой геохимической миграции и ведутся с другими научными и техническими целями. В то же время все более широкое распространение получает геохимический метод поисков месторождений полезных ископаемых. Существует определенное несоответствие между потребностями практики и геологической науки с одной стороны, и теорией и уровнем экспериментальных работ в области миграционных процессов с другой. Это несоответствие может быть устранено наряду с экспериментальными исследованиями построением единой теории, охватывающей основные миграционные процессы - фильтрацию и диффузию - и учитывающей основные процессы взаимодействия мигрирующих веществ с вмещающими породами и друг с другом - адсорбцию, ионный обмен, химические реакции. Наиболее важное значение для геохимии имеют гетерогенные процессы геохимической миграции, происходящие на границе раздела фаз или сопровождающиеся образованием новых фаз. Теоретическое рассмотрение гетерогенных процессов геохимической миграции составляет цель данной книги. Категория гетерогенных процессов геохимической миграции является более широкой по содержанию, чем категория метасоматических процессов. Метасоматические процессы следует рассматривать как часть гетерогенных процессов геохимической миграции. Остановимся вкратце на истории исследований в области геохимической миграции. Первые опыты по изучению диффузии солей в почвах вероятно не были замечены геологами. Несколько позже диффузионные представления, внесенные в геологию Р.Б. Ли зегангом, были немедленно популяризированы в нашей стране А.Е. Ферсманом. В 1930 г. В.А. Соколов выдвинул идею для поисков нефтяных и газовых месторождений. Направившись от того, что углеводородные газы мигрируют из залежей к поверхности путем диффузии и фильтрации, Соколов предполагал, что по присутствию или отсутствию углеводородных газов в подпочвенном воздухе можно судить о наличии или отсутствии месторождения на глубине. Идея В.А. Соколова полностью не была реализована главным образом потому, что возникновение углеводородов приурочено не только к нефтяным или газовым месторождениям. Несмотря на свою недостаточность, идея нефтегазосъемки сыграла положительную роль в геохимии, так как попытки ее применения на ненарушенных структурах стали стимулом для изучения диффузионных потоков газов в осадочных отложениях. Наиболее существенные теоретические и экспериментальные результаты в области изучения диффузии углеводородных газов в осадочных породах получены П.Л. Антоновым. Однако им исследовался наиболее простой случай, так как диффузионные потоки, которые он изучал, химически индифферентны по отношению к горным породам. Среди зарубежных геологических публикаций обращают внимание статьи Р.Перрена и М.Рубо, в которых авторы пытаются качественно обсудить сочетание молекулярной и главным образом ионной диффузии с ионнообменными реакциями. Этими процессами они пытаются объяснить генезис метаморфических и изверженных пород. Перрен и Рубо не могли использовать количественный подход для описания геологических процессов из-за отсутствия теории кинетики гетерогенных реакций в потоке, а также теории динамики растворов в пористых средах, которые появились позже. В отечественной геологической литературе представления о диффузионном и фильтрационном массообмене реагентов в породах впервые обсуждала Д.С. Коржинский, внесшим существенный вклад в учение о метасоматических процессах. Им качественно сформулирована зависимость скорости метасоматоза от механизма и скорости подвода и отвода реагентов к породе. Обсуждая проблему метасоматоза, Д.С. Коржинский ввел в геологию представления о системах с подвижными и инертными компонентами и о кинетическом и термодинамическом методе исследования метасоматических процессов. Отмечая, что диффузия и фильтрация связаны с кинетическим методом, сам Коржинский при изучении метасоматоза в основном применял термодинамический метод. Объясняя минералогический состав породы в рамках правила фаз Гиббса и минералогического правила Гольдшмидта, термодинамический метод имеет существенный недостаток - с его помощью невозможно описать протекание в пространстве и времени процессов геохимической миграции и минералообразования." Ключевые слова: координата, залежь, диффундировать вещество, вещество диффундирующий, мгу, определённый, концентрационный кривая, щелочноземельный металл, теория, солевого экран, фаза смола, структурный состав, учет взаимодействие, полимолекулярный реакция, молекула, растворенный вещество, температура, вид, система, мгновенный источник, формула, система уравнение, дальность миграция, п л, нии, коэффициент адсорбция, следовательно, рис, вмещать, постоянный, объем, кинетический диффузионный, следующий, зерно, ст ин, диффузионный, ореол рассеяние, хлорид калий, всесоюзн, диффузия, мочь, влажность, ось, член, кинетика сорбция, литература, природный обстановка, граничный, рудный, начальный, слой сорбент, константа скорость, продольный диффузия, существенный роль, фильтрационный эффект, газовой съемка, жин, капиллярный конденсация, протекать, описание, ломаный линия, вмещающий порода, взаимодействие, равенство, случай, растворить, сформулированный, фаза, решение уравнение, свободный пористость, миграция, радиоактивный индикатор, полученный, ол уб, разделение ион, гл, значительный, очн, порода, постоянный источник, тело, твердый, растворить вещество, высшая школа, подвод вещество, лит, вып, ий ме, результат, кварцевый песок, вода, газовый месторождение, ионный, соль, способ подвод, ьфе, миграция вещество, щелевой прорез, экспериментальный, ир н, коэффициент диффузия, вещество, минерал, земной кор, изучение кинетика, изд, гетерогенный, пора, опыт, закон фика, задача, гидродинамика поток, петрографический характеристика, решение, химический, ионный обмен, свободный объем, заполненный вода, учёт, равновесие, горный порода, счет диффузия, зерно сорбент, синтетический сорбент, функция, вассерберг, химия, решение задача, величина, путь, точка, поток, диффузия растворенный, адсорбция, сечение, гетерогенный процесс, кинетика, линейный, стр, реакция, процесс, образ, месторождение, молекулярный вес, фильтрационным эффект, коэффициент, объём, раствор, фильтрационного эффект, равный, смешанный область, поиск нефть, материальный баланс, гдет, кинетический область, фильтрация, геохимический миграция, химический реакция, ия, диффузионный область, ион, ц ия, неподвижный фаза, момент, скорость, обмен, диффундировать, изучение обмен, изд-во, внутренний диффузия, диссертация мгу, глина, малый, отсутствие месторождение, изв, растворенный, частица, внутридиффузионная область, изучение, фронт, выражение, ряд, почва, работа, сорбционный емкость, условие, слой, изотерма, диффундирующий вещество, сечение слой, соответствие, источник, ореол, метод, константа, солевой раствор, начальный граничный, ч ин, ана, геохимический, горный, постоянный скорость, свободный раствор, кривая, катион, гетерогенный реакция, размывающий фактор, изменение, ар п, образование, уравнение, ий д, граничный условие, пористый, непрерывный поступление, б ы, компонент, баланс, концентрация, порядок, ая ре, полимолекулярный адсорбция, тонкопорист адсорбент, количество, изд-ва, среда, смесь, исследование, адсорбировать, поверхность, сорбция, зависимость, кинетический, время, закон, рассмотрение диффузия, область, газ, шина, распределение, диффундирующий, сорбция ионный, геохимический ореол