CHEM 323: Геохимийн үндэс

Лекц №2

Геохимиийн үндсэн

ойлголт, ухагдахуунууд

• Геохимийн үндсэн нэр томьѐо, ойлголтууд.

o Геологийн нэр томьѐо

o Физик-химийн нэр томьѐо

o Геохимийн нэр томьѐо

• Экологи, биологийн нэр томьѐо, ойлголт

• Геохимийн ландшафт ба барьерын тухай

ойлголт

• Ноосфер, техногенезийн тухай ойлголт

1

2

1. Геохимийн үндсэн нэр томьѐо, ойлголтууд:

1.1 Геологийн нэр томьёо

• Дэлхийн бөмбөрцгийн бүрхүүлАтмосфер, Гидросфер, Литосфер, Газрын гадарга, Манти

• Биосфер Өгөршил, Седиментац, Диагенез, Эпигенез, Уулын чулуулгын метаморфизм,

Минерал, Уулын чулуулаг, Магмын чулуулаг, Тунамал чулуулаг, Метаморф

чулуулаг, Ашигт малтмал, Ашигт малтмалын орд (эндоген, экзоген, метаморф

гаралтал, магиын, магмын дараах, гидротермал гаралтай орд), Шлих

1.2 Физик химийн нэр томьёоТалст тор, Атом ионы радиус, Координацын тоо, Туйлшрал, Атомын эзэлхүүн,

Электрон талт байдал, Ионжилтын энерги, Цахилгаан сөрөг чанар

1.3 Геохимийн нэр томьёоГеохимийн индикатор, Кларк (Кларк агууламж), Химийн элементийн геохимийн

ангилал, Химийн элементийн диффузийн шилжилт, Механик денудац, Химийн

денудац, Усан миграцын коэффицент, Шаварлаг төрх, Хүхэрустөрөгчийн

ангижруулагч, Хүчилтөрөгчийн ангижруулагч

2. Экологи, биологийн нэр томьѐо, ойлголт

Биокосын тогтолцоо , Хөрс , Гумус, Гумин,

Гумин хүчил, Фульвокислот, Хөрсний ангилал, Хөрсний профиль ...(Хөрсний төрөл, түүний тархалт, ангилал, шинж чанартай холбоотой хөрс

судлалын нэр томьѐнууд)

3

3. Геохимийн ландшафт ба барьерын тухай ойлголт

4. Ноосфер, техногенезийн тухай ойлголт

Элементар ландшафт, геохимийн ландшафт, геохимийн холбоо, орон

нутгийн ландшафт, ландшафт илэрхийлэх талбай, Ландшафтын хүч,

ландшафтын босоо оготлол, геохимийн барьер ...

Ноосфер, техногенез, Өөрөө цэвэрших потенци, рекреацийн ачаалал ,

антропоген эрози, телиорация (хөрс сайжруулах) , Энгэрлэсэн

дэнжүүд, Терринок, Технофильность , Химийн элементийн

ашиглалтын харьцангуй үзүүлэлт , Химийн элементийн техноген

хуримтлалын харьцангуй үзүүлэлт, Ядохимикат ...

4

• Дэлхийн бөмбөрцгийн бүрхүүл:физик, хими, геохимийн шинж чанараараа бие биеэс ялгардаг нэг нь

нөгөөгөө бүрхэн байдаг өтгөн давхрагууд

Атмосфер (агаар мандал ) : усны уур, нүүрсхүчлийн хий болон ховор,

үнэт элементийн хийн хольц агуулсан үндсэндээ азот болон

хүчилтөрөгчөөс тогтох хийн бүрхүүл

Гидросфер (усан мандал ): байгалийн уснаас тогтох дэлхийн усан

бүрхүүл. Үүнд далай тэнгис, гол, нуур, газрын доорх ус, чулуулгын

ус орнр

Литосфер (чулуун мандал ): гранит, базальт, занар, элс, шохойн чулуу

зэрэг чулуулгаас тогтох хатуу давхрага

Газрын гадарга (дэлхийн царцдас): атмосфер, литосфер, гидросферийг

холбож байдаг, агрегат төлөв байдлаараа нэгэн төрөл биш хуурай

газрын гадаад давхрага

Манти : дэлхийн цөм, гадрын гадрагын хооронд орших, сеймсийн

долгионы хурд 6.6 - 6.7 км/сек –ээс 7.8 - 8.2 км/сек хүртэл

өөрчлөгдөж байдаг дэлхийн бөмбөрцгийн бүрхүүл

1.1 Геологийн нэр томьёо

5

• Биосфер : амьд организм оршин тогтнож, тэдгээрийн геохимийн үйл

ажиллагаа илэрч байдаг дэлхийн онцгой бүрхүүл. Амьд организм

оршин байдаг атмосфер, литосфер, гидросферийн хэсгийг багтаадаг

Өгөршл: дэлхийн гүнд үүсэн уулын чулуулаг, минералууд биосферийн

нөхцөлд зохицон өөрчлөгдөх явц (ус, салхин элэгдэл)

Седиментац: биосферт болж байгаа физик, хими, биологийн процессын

нөлөөгөөр бүх төрлийн тунадас үүсэх явц

Диагенез: тунадас уулын чулуулагт хувирах процесс

Эпигенез: үүссэн уулын чулуулагт явагдаж буй бүх төрлийн процессуд

Уулын чулуулгын метаморфизм: өгөршлийн бүсийн хязгаараас илүү гүнд

эсвэл тодорхой орчин нөхцөлд уулын чулуулаг өөрчлөгдөх процесс.

Тухайн чулуулаг тодорхой температур, даралтын дор аль хир химийн

идэвхт бодис агуулж байгаагаас метаморф өөрчлөлтийн хэмжээ

хамаарна.

Минерал: тодорхой физик, химийн шинж чанартай, химийн элементийн

атом, молекулаас тогтсон дэлхийн химийн урвалын бүтээгдэхүүн

бодис.

Уулын чулуулаг: газрын гадрагыг бүрдүүлэгч нягт болон хөвсгөр агрегат.

Нэгэн төрлийн болон өөр төрлийн минерал, бусад чулуулгын

хэлтэрхийнээс тогтоно.

6

Седиментац:

Өгөршл:

Диагенез:

метаморфизм:

7

Минерал: Уулын чулуулаг:

8

Магмын чулуулаг: магма хөрч хатуурах үед үүссэн чулуулаг. Магмын

чулуулаг дахь цахиурын оксид (SiO2 кремнезем) –ыг үндэслэн хүчиллэг

магма (80-60% SiO2 ), дундач магма (60% SiO2 ), хэт суурьлаг магма (45%

-оос бага SiO2 ) гэж ангилна.

Тунамал чулуулаг: химийн болон механик үйлчлэлийн дүнд усан орчнд

үүссэн тунадас, амьтан, ургамалын үйл ажиллагаа болон өгөршлийн

явцад үүссэн тундасаас тогтох гадрын гадрагын чулуулаг

Метаморф чулуулаг: Өгөршлийн бус бүст, тодорхой нөхцөлд (тогтсон Р,Т

–ын мужид) үүссэн чулуулаг .

Ашигт малтмал: үйлдвэрлэл, аж ажуйн зориулалтаар ашиглаж болох

байгалийн бүтээгдэхүүн.

Ашигт малтмалын орд (эндоген, экзоген, метаморф, магиын, магмын

дараах, гидротермал гаралтай орд): Тухайн цаг үеийн эдийн засгийн

үзүүлэлтээр үйлдвэрлэлийн чанартай ашиглах боломж (тоо хэмжээ,

байрлал, шинж чанар) нь тогтоогдсон минералын бодис агуулсан газрын

гадрагын хэсэг.

Шлих: уулын чулуулаг, минералыг нунтаглах, сэвсгэр хэсгийг угаахад

үүссэн хүнд минералын маяжмал

9

1.2 Физик химийн нэр томьёо

Талст тор: орон зайд тодорхой зүй тогтолоор байрласан молекул , ион,

атомын эгэл үүрүүдийн цогц.

Атом ионы радиус: идеал бөмбөлөг хэлбэрийн атом ба ионы радиус.

Тодорхойлох аргаас хамааран радиус зууны /0,01Ǻ / хэмжээнд зөрж

болно

Координацын тоо: тухайн талст торын нэг зангилааны ионтой шууд

харилцан үйлчлэлд орж буй ионы тоо

Туйлшрал: цахилгаан орон дахь атом, ионы деформацлагдах хэмжээ. Энэ

нь ионы радиус, валент чанар, цахилгаан сөрөг чанар, электрон үүлний

хэлбэр дүрс зэрэг олон хүчин зүйлээс хамаарна.

Атомын эзэлхүүн:, хатуу төлөвт байх нэг моль элементийн эзэлхүүн,

Vатом = mатом/ρатом

Талст тор, Атом ионы радиус, Координацын тоо, Туйлшрал, Атомын

эзэлхүүн, Электрон талт байдал, Ионжилтын энерги, Цахилгаан сөрөг чанар ...

10

Геохимийн индикатаор: ашигт малтмалын орд газрыг нээн олоход

чиглүүлэгч болдог, тодорхой геохимийн обьектод тархсан тархалт,

өөрчлөлтөөрөө онцлог шинж чанар үзүүлдэг химийн элемент. Ашигт

малтмалын үндсэн биетэд агуулагддаж байвал шууд индикатор, дагалдагч

элемент байдлаар агуулагдаж байвал хажуугийн индикатор гэнэ

Кларк (Кларк агууламж): дэлхий бүх орон зай боло, дэлхийн

бөмбөргцгийн тодорхой хэсэг дэх химийн элементийн дундач агуулга.

Химийн элементийн геохимийн ангилал: химийн элементийн геологийн

тархац, минералд агуулагдах хэмжээ, геохимийн циклд орох шинж,

дэлхийн мандлуудад агуулагдах хэмжээ зэргээс хамааран ангиласан

ангилалууд багтана. Одоогоор химийн элементийн ангиласан М.В.

Гольдшмидт, И.В. Вернадский, А.И Перельманы, А.Е. Ферсманы

ангилалыг хамгийн өргөн хэрэглэдэг

1.3 Геохимийн нэр томьёо

11

Химийн элементийн диффузийн шилжилт(миграц): хий, шингэн, хатуу биетүүд

болон коллойд бодисын жижиг хэсгүүд концентрац буурах чиглэлд шилжих

шилжилт. Хатуу биед 3 төрлийн диффуз явагдана. Байгаль дээрх диффузийн

шилжилт хэдэн арван мянган жил үргэлжилнэ.

•гадаргуугын диффуз буюу адсорбцтой холбоотой шилжилт

•дотоод хилийн дагуу өндөр даралтын дор явгдах шилжилт

•талт торийн дагуу түүний деффекттэй холбоотой явгдах шилжилт

Механик денутац: Уулын чулуулгийн эвдрэн, зөөгдөх процесс. Энэ үед бүс

нутгийн хотгор гүдгэр хэсгийн тэгширэл, эвдрэл болно. Голын хөндийгөөр

зөөгдөх жигнэгдэх хэсгийн жилийн зарцуулалт (mж.х)-ыг усан бассейны талбай

(S)-д харцууулсан харцаагаар илэрхийлнэ.

МД = mж.х / S [т/км2]

Химийн денутац: Уулын чулуулгын уусаар зөөгдөх процесс. Голын тодорхой

хөндийгээр зөөгдөх усанд ууссан бодисын жилийн зарцуулалт (mу.б)-ыг усан

бассейны талбай (S)-д харцууулсан харцаагаар илэрхийлнэ.

МД = mу.б / S [т/км2]

Усан миграцын коэффицен: усан уусмал дахь элементийн шилжилт (миграц)-ын

эрчмийг хэмжих үзүүлэлт. Kx = Mx 100/ a ·nx

Kx – х- элементийн усан миграцын коэффицент

Mx – х- элементийн усан дахь агуулга, г/л

a – усны минералжилтийн үзүүлэлт, г/л

nx – х- элементийн кларк агууламж

12

Шаварлаг төрх: хүхэрустөрөгч агуулаагүй

ангижруулагч шинж. Уулын чулуулаг, хөрсөнд

агуулагдах нүүрсустөрөгч, ууссан органик

нэгдэл, Fe2+, Н2- ийн агуулгаас тэдгээрийн

шаварлаг төрх хамаарна. Шаварлаг хөрс цагаан,

саарал , ногоон, хөхөмдөг өнгөтэй байна.

Хүхэрустөрөгчийн ангижруулагч төрх:

хүхэрустөрөгчийн нөлөөгөөр болох

ангижруулагч шинж. Н2S, HS-, S2- -ийн

ангижруулагч үйлчлэлийн нөлөөгөөр үүссэн

агуулга. Хүхэрустөрөгчийн ангижруулагч

нөлөөгөөр үүссэн уулын чулуулаг, хөрс хар,

саарал , бүдэг ногоон өнгөтэй байна.

Хүчилтөрөгчийн ангижруулагч төрх: Ууссан

болон чөлөөт хүчилтөрөгчийн агуулгаар

тодорхойлогдох ангижруулагч шинж.

Хүчилтөрөгчийн орчинд үүссэн тунамал

чулуулаг ихэвчлэн шар, бор, улаан өнгөтэй

байна.

13

2. Экологи, биологийн нэр томьѐо, ойлголт

Биокосын тогтолцоо: Өөр хоорондоо салшгүй холбоотой косын

(менералын бодис буюу органик биш бодис) болон амьд организм

оршин тогтнож буй тогтолцоо. Түүнийг байгалийн ба техникийн

биокос гэж 2 ангилна.

Хөрс : Биокосын тогтолцоо. Биеэ даасан байгаль түүхийн биет.

Хөрс нь цаг агаар, амьтан, ургамал, бичил организм, бүс нутгийн

хотгор гүдгэр тогтоц, улс орны хөгжил, хүний үйл ажиллагаа цаг

хугацаа зэрэг харилцан хамааралт үйлчлэлийн нөлөөгөөр үүснэ.

Гумус: хөрсөнд агуулагдах нийлмэл органик бодис. C, H, O, N –

гумус үүсгэх үндсэн элемет, S, P, Ca, K - өндөр агуулгатай элемент

болдог.

Гумин хүчил : ус ба шүлтэнд үл уусах органик бодис. Хар өнгөтэй

бүтэц бүрэн тогтоогдоогүй.

Гумин: практикт ямарч уусгагчид үл уусах гумусын бодисын хэсэг

14

Фульвокислот: усанд сайн уусдаг өндөр молекулт нэгдэл.

Бор шар өнгөтэй. Минералыг задалж металлын ионтой

комплекс нэгдэл үүсгэдэг

Хөрсний профиль: хөрсний босоо бүтцийн зузаан.

Дээрээсээ доошоо тодорхой зүй тогтлоор үелэн

өөрчлөгдөнө.

Тухайлбал, навчит ойн

хөрсний хувьд хөрсний

дараах үечлэл үүсснэ

А0 -ойн дэвсгэр хөрс

А1 -гумусын бүс

А2 -угаагдах бүс (элювиаль)

В – хуримтлалын бүс

(иллювиаль)

С -хөрс үүсэх эх чулуулаг

Д -хөрсний суурь чулуулаг

15

16

3. Геохимийн ландшафтын нэр томъѐо

Элементар ландшафт – өөрийн гэсэн ургамал ургасан, нарийн

нийлмэл боловч нэгэн төрөл чулуулаг, хурдастай , тодорхой

тогтсон рельфийн (хотгор гүдгэр) хэлбэр үүсгэж буй биокосын

тогтолцоо.

Нэгэн ижил элементар ландшафтуудын хөрс үүсэлт, өгөршлийн явц

геоморфологийн ижил нөхцөлд болдог тул ижил ургамалаар

хучигдсан байдаг. Ижил элементар ландшафтуудын гүний усны

химийн найрлага, химийн элементийн миграцын төрх адил байна.

Геохимийн ландшафт – өөр хоорондоо элементийн миграцаар

холбогдсон зэргэлдээх элементар ландшафтуудын парагенетик

холбоог хэлнэ.

Экосистем – нийлмэл биокосын бүтэцтэй, илүү ерөнхий, өргөн

хүрээтэй (тодорхой бүс, хил байхгүй) биокосын тогтолцоо.

Ландшафт (Landschaft, орон нутгийн төрх гэсэн герман үг,

Land - газар, schaft - харилцан хамаарал гэсэн дагавар)

17

Геохимийн холбоо (сопряжение) – геохимийн ландшафтыг үүсгэгч

элементар ландшафт бүрийн бий болгож байгаа зүй ѐсны хослол,

холбоосын төрх.

Орон нутгийн ландшафт – өөрийн өвөрмөц геоморфологийн бүтэц бүхий

элементар ландшафтын нийлбэр. Усны хагалбар, голын хөндий, бэл,

энгэр (склон), дэнж (террасан)

Ландшафт илрэх талбай – тухайн ландшафтын бүх шинжийг багтаасан

хамгийн бага талбай

Ладшафтын босоо огтлол: ландшафтад ургасан хамгийн өндөр

ургамалын орйноос суурь чулуулаг хүртлэх хэмжээс

1) ландшафтын хөрсөн дээрх хэсэг

2) хөрс

3) усны нөөцийн бүс

4) суурь чулуулын өгөршлийн бүс2

1

3

4

18

19

Ландшафтын хүч – тропосферт дэлхийн тоос тархах зоноос гүний ус

хүртлэх зайг хэлнэ.

Практикт ландшафтууды хүчийг харьцуулахдаа гүний ус хүртлэх гүнээс уг

ландшафтад ургасан хамгийн өндөр ургамал хүртлэх зайг авдаг.

Геохимийн барьер: Химийн элементийн миграцын эрчим огцом буурч

байгаа дэлхийн бөмбөрцгийн тодорхой орон зай

Барьерын нөлөөгөөр тодорхой элементийн концентраци ихсэнэ.

Барьерыг механик, физик химийн, биохимийн социаль (техноген) гэж

ангилна

h = k∙m1-m2 / a1-a2

h - барьер дах элементийн агуулга

k - барьер дах инерт(идэвхгүй) массаас хамаарах коэффицент.

m1- миграцын урсгал дах тухайн элементийн агуулга

m2 – барьерийн дараах миграцын урсгал дах элементийн агуулга

a1 - барьерын өмнөх бүх элементийн агуулга

a2 - барьерын дараах бүх элементийн агуулга

20

•Ноосфер /Вернадский/ – хүн төрөлхтөний амьдралын таатай орчин

болж байгаа биосферын хэсэг

•Техногенез /Ферсман/ – хүний бүтээсэн техник, технологитой

холбоотойгоор химийн элементийн шилжилт болон хуримтлал

(саатал) болох үйл явц

•Өөрөө цэвэрших потенциал – геохимийн ландшафт өөрөө

устахгүйгээр хаягдал-хорт бодисыг задлах, амьдралд нөлөөлөх

хоруу чанарыг устгах чадвар. (Арктикийн бүсийн өөрөө цэвэрших

потенциал төвийн болон туйлийн бүсээс бага байна).

•Ландшафтын (рекреацийн) ачаалал – байгалийн (биоген)

ландшафтад хүний үзүүлэх нөлөөлөл (тээвэр холбоо, барилга гэх

мэт)-ийн зэрэг. Тодорхой хугацаанд, ландшафтын нэгж талбайд

нөлөөлөх хүний дээд хжмжээгээр тогтоогдоно.

Жишээ нь: 5 -7 жилийн хугацаанд, төв оросын 1 га нарсан ойн

ландшафтын ачаалал 7 хүн, хусан ойд ачаалал 25 - 30 хүнээр

тогтоогдсон байдаг.

4. Ноосфер, техногенезийн нэр томъѐо, ухагдахуун

21

•антропоген эрози: тодорхой ландшафт-геохимийн

нөхцлөөс үл хамаарсан, хүний үйл ажиллагаа, үйлдвэр, аж

ахуй эрхлэлтэй шууд холбоотойгоор ус, салхиар хөрс болон

дэвсгэр чулуулаг эрчимтэй эвдрэх явц

•Мелиорация (хөрс сайжруулах) – аж ахуйн үйл ажиллагаа,

хүний амьдралын таатай орчинг бүрдүүлэхийн тулд байгаль

орчинг үлэмж өөрчлөх явц. (усжуулалт, хатаалт, физик

химийн хөрс сайжруулалт зэрэг орно).

•Энгэрлэсэн дэнжүүд : зохиомлоор байгуулсан энгэр налуу

газар, тодорхой мөргөцөг, толгод. Ой, нуга, х.а.а, газар

тариалан, усжуулалтын ажил, хот суурин байгуулах явцад

үүснэ.

22

•Терринок: уулын чулуулгийн конус хэлбэртэй хаягдал

(нүүрсний баяжуулалт, уурхайн олборлолтын үед үүснэ)

•Технофильность: элементийн жилийн олборлолтыг түүний

газрын гадарга дах кларк агууламжид харьцуулсан харьцаа.

•Химийн элементийн ашиглалтын харьцангуй үзүүлэлт:

Нэг жилд тухайн орон нутаг, мужид авчрах элементийн

хэмжээг(T) тухайн орон нутаг дах уг элементийн кларк

агуулгад харьцуулсан үзүүлэлт

•Химийн элементийн техноген хуримтлалын харьцангуй

үзүүлэлт: Тухайн ландшафтад хуримтлагдсан элементийн

агуулгыг (T) ижил төстэй ландшафт дахь элементийн кларк

агууламжид харьцуулсан харьцаа

•Ядохимикат: хортон шавьж, өвчин устгахад хэрэглэдэг

химийн бодис