Кислород и его изотопы. Их значение в геохимии.

Элемент главной подгруппы VI Группы, второго периода периодической системы химических элементов Менделеева, с атомным номером 8.

Самый распространённый на Земле элемент, на его долю(в составе различных соединений, главным образом силикатов) приходится около 47.4% массы твёрдой ЗК. Морские и пресные воды содержат огромное количество связанного кислорода - 88.8%(по массе),. в атмосфере содержание свободного кислорода составляет 20.95% по объёму и 23.12% по массе. Более 1500 соединений ЗК в своём составе содержат кислород. Кислород входит в состав многих органических веществ и присутствует во всех живых клетках. По числу атомов в живых клетках он составляет около 25% по массовой доле - около 65%.

О^2- определяет кислотность – основность.

На других планетах О₂ нет, он образует в основном оксиды и другие кислородные соединения. ~4 тыс. минералов О. В магматических процессах- влияние на структуру силикатных расплавов, активности О2 определяет свойства силикатных расплавов.

SiO₂ + O₂ –> SiO₄^2- (кислоты)

MgO –> Mg²⁺ +О^2- (основания) => по Коржинскому рО – мера основности. fO₂ определяется реакциями.

кислородные буферы: HM (гематит-магнетит) 2Fe3O4+1/2O2 = 3Fe2O3

NNO (Ni-NiO) Ni+1/2O2 = NiO

QFM (кварц-фаялит-магнетит) 3Fe2SiO4+O2 = 2Fe3O4+3SiO2

WM (вюстит-магнетит) 3FeO+1/2O2 = Fe3O4

IW (железо-вюстит) Fe+1/2O2 = FeO

в магм породах содержание кислорода увеличивается от гипербазитов к кислым породам, т к MgO концентрирует 1 атом, а SiO2 - 2атома O

Изотопы: ¹⁶ О, ¹⁷ О, ¹⁸ О, легкий элемент.

16O-99.76%(наиболее легкий и самый распространённый), 17O-0.039%(меньше всего), 18O- 0.202%. Изотопы широко фракционируют.

Отношение изотопов SMOW 16O/18O = 500.1 (изменения только в последнем знаке). Поэтому взят стандарт - coотношение в морской воде (SMOW).

¹⁸О= ((¹⁸О/¹⁶О)_обр / (¹⁸O/¹⁶O)_SMOW -1)*1000%_о

Масс-независимое фракционирование изотопов:

О₂ (под воздействием УФ) –> ³О (¹⁷О ¹⁸О ¹⁶О). Аномалии ¹⁷О – маркер: в атмосфере есть озон => есть кислород.

Мантия: +5,6%_о отн. SMOW

*Здесь должна быть Диаграмма Тейлора*- изменение состава вод по линии Крейга (см.вопр 47)

опалы максимально обогащены тяжелыми изотопами

22. Геохимия брома. Cl/Br коэффициент.

Бром распространён меньше, чем хлор, его кларк около 10^(-4)%. Часто бром ведет себя как аналог хлора, выделено всего 6 минералов брома, хотя изоморфизм Cl-Br не всегда полный. Есть исключение AgBr – бромаргерит, хуже растворим, чем AgCl – аргерит. Примерно 75% всего Br находится в океане. У брома два изотопа 75 и 81 их по 50,69 и 42,91 соответственно. Br избыточно летучий.

Важным является отношение Cl/Br (здесь большее делят на меньшее): для метеоритов =197, для земной коры =110, для океана =286,4. Т.е. бром меньше накапливается в океане и больше на континенте, чем хлор. Это отношение позволяет различать происхождение вод. Что важно при отработке соляных месторождений, если значение отношения около 300, то это остаточный рассол. ЕСЛИ Cl/Br < 300 признак участия остаточных рассолов, если больше, то это рассолы ващелачивания (растворение галита), надо бить тревогу.

Бром может выделяться в вулканических газах, накапливаться в морской воде, выветривается из неё. Может быть в газовой фазе Br2Ю, что можно понять по соотношению Br/Cl в дождях.

Бром является биофильным элементом, накапливается в организме, только Br2 является ядом.

23. Роль С в биосфере. Геохимия угля, нефтей, битумов. Цикл С. ¹⁴С и его значение для геохимических исследований.

Разумеется с С связан процесс фотосинтеза: H2O+CO2⇌CH2O+O2↑. Часть органического вещества захаранивается в осадках. # Кераген,сложная молекула, размер которой больше 200 дальтон.

Фульва и гуминновые кислоты - продукты переработки органического в-ва. Образуются на маргинальном барьере, а потом переходят в кераген

Во время извержения много восставовленных газов и при QFM буфере в базальтах и … образуется СН ₄

Парниковый эффект - атмосфера поглащает и/к излучения

Цикл СО2

Океан - источник углекисоты.

СаСО₃+СО₂+Н₂О=>Са²⁺+2НСО₃

¹⁴С путем ß распада до ¹⁴N за 5730 лет, объектом исследования служит древесина, кости в пределах 70 тыс. лет

Калибруют на 5 тыс. лет по секвойе

В атмосфере такое соотношение, первый пик подбросил в 10 тыс. разве выше нормы.

график 3T -год

Распространение С подчиняется солнечным циклам. А активность на солнце связана с пятнами. Чем больше пятен, тем больше солнечного ветра и меньше ядерных реакций на Земле.

Калибровочный график для 14С нелинейный и сложный, современную шкалу строят по кораллам.

Дата добавления: 2015-08-17