big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Развитие геохимии в СССР

Геохимия возникла в начале нашего века и за короткий срок существования превратилась в самостоятельную область знания.

Хотя слово «геохимия» впервые было произнесено более ста лет назад, толчком к формированию геохимии явилась книга Кларка «Данные геохимии», появившаяся в печати в 1908 г., и ряд позднейших его работ, в которых собраны многие известные к тому времени числовые данные о химическом составе горных пород, минералов, руд, воды рек и морей и т. п. На основании этих сведений он рассчитал средний состав различных горных пород, земной коры и ее регионов. Однако он еще не сформулировал задач и целей нарождавшейся науки. Это было сделано позже и прежде всего В. И. Вернадским. «Представление о геохимии как науке об истории земных атомов возникло на фоне новой атомистики, новой химии и физики в тесной связи с теми представлениями о минералогии, которые проводились в Московском университете в 1890—1911 гг.»,— писал в своих воспоминаниях В. И. Вернадский. Он не только поставил перед наукой определенную задачу — изучение «истории земных атомов», но и организовал в Московском университете экспериментальные исследования по геохимии редких и других элементов, которые в 1911 г. перенес в Петербург, создав в Академии наук лабораторию, где впервые были произведены спектральные исследования пород и минералов. Вокруг В. И. Вернадского как на кафедре в университете, так и позже в Академии наук образовалась группа энтузиастов, среди них первое место принадлежит его выдающемуся ученику А. Е. Ферсману, который в 1912 г. первым прочел курс лекций по геохимии.

Становление геохимии происходило в полном смысле слова накануне Октябрьской революции, и все развитие этой науки в нашей стране протекало в советское время. Геохимическая школа Вернадского и Ферсмана росла и развивалась, обмениваясь идеями с геохимиками Запада, в частности со школой В. М. Гольдшмидта, идеи которого по кристаллохимии получили особенно широкое признание в геохимии. Вместе с тем с каждым годом конкретизировались задачи перед новой областью знания — химией Земли.

Геохимические исследования вещества и процессов, происходящих на Земле, опирались на идеи, законы и методы химии. Основной единицей в геохимических исследованиях стал химический элемент в форме атома или иона. Если вначале в геохимии изучали химический состав оболочек Земли, горных пород, а также законы распространения, распределения, сочетания и миграции химических элементов, то постепенно геохимия стала изучать химический состав и процессы, идущие в мантии Земли, в Земле в целом, при образовании метеоритов, на Луне и других планетах. Возникло новое направление — космохимия. Наконец, изучение в том же аспекте геохимических процессов, в которых принимают участие организмы, населяющие Землю,— «живое вещество», положило основание еще одному новому направлению в науке — биогеохимии, родиной которой является Советский Союз.

В развитии советской геохимии можно различать по крайней мере два периода — до Великой Отечественной войны и после нее.

В довоенный период в СССР практически все исследования проводились под общим руководством В. И. Вернадского и А. Е. Ферсмана. В 1924 г. появилась книга В. И. Вернадского «La geochimie», а в 1927 г.— «Очерки геохимии» на русском языке, издававшиеся не один раз. В течение семи лет (1933—1939) публиковалась четырехтомная «Геохимия» А. Е. Ферсмана, сыгравшая большую роль в развитии геохимии в нашей стране. Наибольший размах эти исследования получили в Академии наук — в Минералогическом музее, где вел исследования К. А. Ненадкевич, в Радиевом институте у В. Г. Хлопина, главным образом по природной радиоактивности, а также частично в Ленинградском политехническом институте у Ф. Ю. Левинсона-Лессинга, в Ломоносовском институте, где был директором А. Е. Ферсман, наконец, в Биогеохимической лаборатории Академии наук, заново организованной В. И. Вернадским в 1929 г. Геохимические исследования развивались в Москве в Институте минерального сырья, в Киеве в лаборатории у Е. С. Бурксера и т. д.

После Великой Отечественной войны все изменилось. Если до войны международным центром геохимии являлся Геттингенский геохимический институт Гольдшмидта, то после войны он утратил свою славу. Центр геохимической мысли переместился в СССР и США, но в 1945 г. советская наука почти одновременно потеряла В. И. Вернадского и А. Е. Ферсмана. К этому времени было понято огромное практическое значение геохимических исследований для поисков и разведки полезных ископаемых, благодаря чему изменились методы исследований. В геохимии стали широко пользоваться не только традиционным спектральным анализом, но рентгеноспектральным, масс-спектральным и другими физическими методами. Необходимо было вовлечь в эту работу не только геологов-химиков, но и физиков. Уровень исследований химического состава вещества Земли и геохимических процессов приобрел физико-химический характер.

В 1934 г. Академия наук переехала в Москву, в связи с чем и центр исследований по геохимии переместился.

Открытие и освоение атомной энергии отразилось на всем нашем знании. В геохимии это открытие повлияло прежде всего на развитие идей в космохимии и работ по метеоритике, усилило исследования по радиоактивности горных пород и минералов и, наконец, привело к созданию изотопной геохимии и широкому развертыванию работ по определению абсолютного возраста пород.

В Москве на базе биогеохимической лаборатории АН СССР был создан Институт геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского АН СССР. В Москве же был организован Институт геохимии редких элементов, а в 1957 г.— Институт геохимии в Иркутске. В 1956 г. начал издаваться журнал «Геохимия». Геохимические исследования в СССР получили широкое и глубокое развитие. Дальше мы можем остановиться лишь на главных результатах в области геохимических исследований за прошедшие годы и начнем обзор с космохимических проблем, которые сегодня больше других волнуют человечество.

В 1921 г. по инициативе В. И. Вернадского при Минералогическом музее Академии наук был организован Метеоритный отдел. Затем при Президиуме Академии наук был создан Метеоритный комитет. Начались систематические сборы и описание метеоритов. С тех пор было собрано около половины всей коллекции метеоритов. За это время особенно много труда было положено на выяснение условий падения в 1908 г. Тунгусского метеорита и на поиски самого метеорита, а также на изучение места падения огромного железного метеорита в Сихотэ-Алине. Изучение места падения Тунгусского метеорита было начато еще в 1918 г. Л. А. Куликом и неоднократно возобновлялось под руководством Е. Л. Кринова, К. П. Флоренского и др. Однако Тунгусский метеорит найден не был. Возникли теории, объясняющие причины тунгусской катастрофы — появление метеоритной пыли, приближение кометы и т. д. Недавно американские ученые на основании изучения содержания изотопа С14 в годичных кольцах деревьев, в частности исследования колец,, соответствующих 1908 г., высказали гипотезу проникновения на Землю антивещества; в результате реакции с нейтронами при этом увеличивается содержание С14 в атмосфере и, следовательно, в деревьях. Однако наши определения показали, что содержание С14 в атмосфере вообще несколько колеблется во времени и для 1908 г. нет сколько-нибудь заметного

Владимир Иванович Вернадский

увеличения. Таким образом, загадка Тунгусской катастрофы остается неразгаданной.

В 1947 г. в отрогах хр. Сихотэ-Алинь упал огромный железный метеорит. Раздались сильные удары, похожие на взрывы, мощные световые явления и т. п. Говорили даже, не взрывы ли это атомной бомбы, памятуя недавние взрывы атомных бомб в Хиросиме и Нагасаки. Метеорит разбился на куски и образовал в тайге около 30 больших воронок. Под руководством В. Г. Фесенкова была организована экспедиция, которая собрала более 5 т осколков метеорита.

Вначале работы по метеоритам носили описательный характер, позже получили развитие петрографические, минералогические и химические исследования метеоритов; первые два направления развивались при непосредственном участии А. Н. Заварицкого. Минералогические исследования вела Л. Г. Кваша, которая обнаружила в ряде метеоритов связанную воду. В настоящее время многие метеориты изучены и химически (А. А. Явнель, М. И. Дьяконова и др.).

Исключительный интерес к метеоритам возник в связи с идеями космохимии. В результате облучения вещества метеоритов космическими лучами — «солнечным ветром» — в их веществе возникают ядерные реакции (реакция скалывания), вследствие чего образуются новые изотопы с определенной продолжительностью жизни. По содержанию в каменных и железных метеоритах U, Th и изотопов Рв, а также аргоново-калиевым и другими методами у нас был определен абсолютный возраст ряда метеоритов, приближающийся к 4—4,5∙109 лет (И. Е. Старик, И. К. За-дорожный и др.), а на основании содержаний продуктов от реакции с космическим излучением — их радиационный возраст, т. е. время пребывания под космическим излучением, которое проникает лишь на десятки сантиметров внутрь тела). Э. К. Герлинг неожиданно обнаружил значительное содержание тяжелых нейтральных газов в каменных метеоритах, например изотопов Хе, который имеет до девяти изотопов. Их изучение позволяет понять время и способ образования хондр и другие свойства каменных метеоритов. Космогенные, радиогенные нейтральные газы изучались нами, И. К. Задорожным, Ю. А. Шуколюковым и др. Но это лишь частный случай. Многие другие «твердые» изотопы образуются в ядерных процессах, идущих в метеоритах, которые систематически стали изучаться с этой точки зрения А. К. Лаврухиной. Можно сказать, что метеоритное вещество хранит признаки своего происхождения. В нем как бы записаны космические события за огромный интервал времени от допланетной стадии до наших дней.

Особо надо сказать об органическом углистом веществе каменных метеоритов. В них были обнаружены микроводоросли, бактерии, которым приписывали «космическое» происхождение. Оказалось, что это результат загрязнения вещества метеоритов уже на Земле. Далее выяснилось, что в каменных метеоритах, особенно углистых, помимо графита, присутствуют алмазы, битумообразное вещество, содержащее сложные ароматические и другие органические соединения. Нам с Г. П. Вдовыкиным удалось выделить такие алмазы. Они очень мелкие и образуются, по всей вероятности, в результате ударов метеорита (например, о Землю). Битумообразное вещество, которое мы изучали, содержит разнообразные соединения — NH3 и др. Были установлены свободные органические радикалы. Как известно, обнаружение этих веществ вызвало представление о биогенном их происхождении. Однако они оптически не деятельны и образуются, по-видимому, под влиянием космического излучения из вульгарных газов и Н2O, т. е. радиогенным путем.

Помимо вещества метеоритов и тектитов, изучался состав и масса падающей метеоритной пыли, содержащей в составе Ni, Сo и другие элементы. Были проведены исследования метеоритной пыли на ракетах и спутниках и т. п. Однако строго оценить количество падающей на Землю метеоритной пыли пока трудно, его считают равным от 106 до 109 т в год.

В космохимии в настоящее время возникло много проблем, представляющих исключительное значение для понимания процесса образования и эволюции Земли и других планет. 3 апреля 1966 г. Космическая станция «Луна-10» была выведена на селено-центрическую орбиту. На борту станции находился 32-канальный сцинтилляционный γ-спектрометр. Это позволило впервые определить интенсивность и спектральный состав γ-излучения поверхностных пород Луны. Нами было получено шесть спектров γ-излучения в диапазоне энергии 0,3—3,1 Мэв. Затем во многих точках измерена интегральная интенсивность γ-излучения. Оказалось что γ-спектр Луны резко отличается от γ-спектра Земли, форма которого всецело определяется содержанием естественных радиоактивных элементов в земных породах. В лунном спектре присутствует много жестких γ-квантов с энергией более 1,5 Мэв. Это результат взаимодействия космических лучей с лунным веществом и распада космических изотопов. Если общий уровень γ-излучения лунных пород приближается к уровню гранитов, то основной вклад (≈90%) дают процессы взаимодействия с космическими излучениями. Интенсивность γ-излучения, обусловленного U, Th, К40, составляет не выше 10%. На этом основании можно полагать, что лунные породы «морей» представлены примитивными базальтами. Такие же данные, подтверждающие ранее сделанные наблюдения, получены на станции «Луна-12».

Многие исследователи в настоящее время исходят из представления о первично холодном состоянии Земли и последующем ее разогревании и дифференциации на оболочки. Изучение баланса тепла Земли, генерируемого радиоактивными элементами, показало, что происходило разогревание недр Земли, вещества мантии, близкого, как мы теперь уверены, по составу к веществу наиболее распространенных каменных метеоритов — хондритов.

В течение всей геологической истории Земли происходил направленный и необратимый процесс обогащения поверхности Земли веществом из глубоких недр Земли, более легкоплавким и легколетучим, чем вещество мантии. В результате этого процесса образовалась оболочечная структура Земли, и породы верхней мантии, как мы теперь хорошо знаем, отличаются по составу от пород континентальной и океанической земной коры, как последние от гидросферы и атмосферы. Возник основной вопрос о механизме образования оболочек Земли, который объяснил бы извлечение из твердой в целом Земли и подъем к ее поверхности вещества, слагающего сейчас ее внешние оболочки, в частности океаническую кору, водную оболочку и атмосферу. Все геохимические данные свидетельствуют, что дифференциация Земли на оболочки определяется процессом выплавления и дегазации легкоплавких и легколетучих компонентов мантии Земли. Нам представилось возможным экспериментально показать, что подобная дифференциация вещества на оболочки Земли идет по типу зонного плавления.

Если иметь в виду вещество мантии Земли и взять для эксперимента вещество метеоритов-хондригав, например ев форме цилиндра, и нагревать его в узкой полосе до проплавления, то образуется зона расплава, которая имеет поперечное сечение, несколько отличное от сечения остального твердого тела. Так как плотность этой зоны в нашем случае меньше, чем плотность твердого вещества, то мениск будет иметь выпуклую форму и сечение его будет несколько больше, чем в твердой фазе. Это обстоятельство не должно забываться геологами и геофизиками. Если при этом нагреватель медленно двигать в одну сторону, например снизу вверх, т. е. от нагретого тела к холодному, то произойдет следующее: часть вещества будет в виде паров и газов дегазироваться, твердое же вещество разделится на две фазы — легкоплавкую, которая соберется, как мы наблюдали при эксперименте, у верхнего конца цилиндра, и тугоплавкую, которая займет остальное пространство до нижней границы цилиндра. В процессе зонного плавления все компоненты вещества метеоритов или мантии закономерно распределяются по этим фазам. Вещества, понижающие температуру плавления (щелочи, многие литофильные элементы, например U, Ca, Th и многие другие), преимущественно переходят в легкоплавкую фазу, а компоненты, повышающие температуру плавления (как правило, элементы мафического характера — Fe, Ni, Go, Mg, а также Cr и другие), преимущественно остаются в тугоплавкой фазе. Распределение различных компонентов по фазам в простых случаях поддается известной математической обработке. При зонном плавлении эффект расщепления вещества на фазы совсем не требует полного расплавления вещества.

С точки зрения химии расщепление вещества метеоритов или мантии Земли при высоких температурах и давлениях на две фазы представляется как результат реакции инконгруэнтного распада метасиликатов: 2MeSiO3Me2SiO4 (+примеси, растворенные в тугоплавкой фазе) + SiO2 (+ примеси, растворенные в легкоплавкой фазе) + легколетучие вещества. Таким образом, в процессе выплавления и дегазации мантии по механизму зонного плавления происходит расщепление вещества мантии на тугоплавкую фазу — перидотиты, дуниты, т. е. горные породы верхней мантии, на легкоплавкую фазу — базальтическое вещество, т. е. горные породы земной коры, в частности океанической коры, и, наконец, на легколетучие вещества — пары Н2О и главным образом отгоняемые с Н2О легко летучие газообразующие вещества и дымы.

Механизм зонного выплавления вещества мантии дает объяснение малой мощности земной коры, особенностям ее химического состава и другим геологическим и геохимическим свойствам этой оболочки. Процесс выплавления вещества и дегазации мантии привел к образованию и гидросферы, и частично современной атмосферы. Только вещество мантии могло обеспечить создание этих земных оболочек.

Появление в условиях мантии Земли расплавленной зоны требует, очевидно, пересечения кривых температуры плавления с глубиной и хода реальной температуры. В возникшей таким образом зоне расплава, достаточно протяженной на глубину, должен установиться температурный градиент, равный градиенту температуры плавления в этих условиях. По имеющимся данным этот градиент (порядка 2—3° градусов на километр) приблизительно на порядок выше адиабатического градиента (около 0,5 градуса на километр), который является предельным условием стабильности любой системы в гравитационном поле. В силу указанных соотношений в расплавленной зоне эти условия стабильности оказываются нарушенными, расплав станет механически неустойчивым, и в нем должны начаться процессы конвективного перемешивания. В процессе перемешивания нижние участки расплава, поступая к верхней границе зоны в адиабатическом процессе, окажутся перегретыми, будут отдавать принесенное с собой тепло, которое расходуется на подогрев и плавление пород кровли. С другой стороны, верхние участки расплава, поступая также по адиабате к нижней границе, окажутся там переохлажденными, начнут кристаллизоваться с выделением теплоты кристаллизации, нагреваясь до температуры плавления в этих условиях. Продолжающееся перемешивание расплава и связанный с этим перенос тепла от нижней границы вверх будет непрерывно сопровождаться кристаллизацией внизу и плавлением вверху, и вся расплавленная зона будет перемещаться вверх по механизму зонного плавления. Этот процесс, как уже указывалось выше, будет сопровождаться химической дифференциацией вещества с накоплением и тем самым подъемом вверх более легкоплавких и легколетучих компонентов расплава, понижающих температуру ликвидуса.

Таким образом, основным источником тепла, за счет которого происходит плавление пород кровли и перемещение расплавленной зоны вверх, является процесс кристаллизации на нижней границе зоны. В этом отношении зонное плавление в условиях земных оболочек является механизмом, который несет с собой необходимый ему для перемещения и дифференциации запас тепла в известной степени вне зависимости от температурного режима окружающих пород мантии. Этот запас тепла, равный скрытой теплоте плавления вещества, расплав получает в момент своего образования. Конвективный перенос тепла и вещества является фундаментальной характеристикой процесса зонного плавления, отличающей его от всевозможных диффузионных механизмов, малая скорость которых даже в масштабах геологического времени не может обеспечить переноса значительных масс вещества на ощутимые расстояния. Итак, в результате плавления и дегазации мантии по механизму зонного выплавления на поверхность Земли поступали не легкие вещества, а легкоплавкие, в основном три фракции вещества мантии: 1) базальтическая магма, 2) растворенная в ней вода и 3) растворенные в ней газы.

Излияние базальтов всегда приносило в результате дегазации на поверхность Земли в среднем до 7 вес. % ювенильной воды в виде водяного пара или жидкой воды. Совершенно так же, по-видимому, за геологическое время мало изменялось в процессе дегазации отношение между количеством воды и газами. Можно видеть, что отношение Н2О к С, а также к НС1 и ко многим другим газам и дымам на поверхности Земли не отличается, как известно, от аналогичных отношений Н2О к газам при вулканических эксгаляциях. Так, например, в среднем в парах воды при вулканической дегазации выносится 3,5% С или 2% HС1 и т. д. Если допустить постоянство этих отношений, считаясь, конечно, с возможностью некоторого их колебания во времени, то нужно признать, что океаническая вода, вследствие дегазации кислых дымов и нейтрализации их веществом разрушившихся эффузивных и других горных пород земной коры, уже изначально содержала растворенные в ней соли примерно в тех же отношениях, как и теперь.

Современная атмосфера — лишь частично продукт дегазации мантии. Главная масса ее газов биогенного, вторичного происхождения. Это значит, что состав атмосферы также эволюционировал.

Распространенность, или встречаемость, отдельных элементов, выраженная в их процентном содержании или в атомах по отношению к числу атомов, принятых за стандарт (обычно Si), рассчитывалась В. И. Вернадским, А. Е. Ферсманом и другими, причем эти величины относились ими к земной коре в понимании Кларка. Построения таких кривых распространенности элементов всецело зависят от числа и точности аналитических определений. Естественно, что в наше время, в результате широких исследований содержания элементов в различных породах, эти сведения во многих случаях могут быть обработаны статистически. За эти годы благодаря новым методам определения появились новые данные о распространенности Be, В, Sc, Ga, Ge, Se, Br, TR, Cd, In, Sb, Bi, Те, Cs, W, Re, Au, Tl, U, Th. Это не могло не сказаться на эмпирической кривой распространенности элементов на Земле, в метеоритах и на Солнце. По существу такие таблицы для земной коры должны выпускаться в международном порядке ежегодно. Вместе с тем ученые нередко обращались к галактической распространенности химических элементов в звездах и планетах. Это, по-видимому, не реально, так как звезды разного класса в процессе эволюции имеют разный спектральный состав.

В результате сделанных автором за последние годы сопоставлений распространенности химических элементов в метеоритах (каменных) и Солнце (внешнем его слое) получены однородные кривые.

Большое значение приобретают средние данные по составу отдельных (главных типов) пород земной коры до поверхности Мохоровичича, по ним также были составлены таблицы. Эти таблицы для отдельных пород земной коры с каждым годом все более приобретают практическое значение. Они позволяют подойти к балансу вещества земной коры — количеству разрушенных пород и количеству осадочных пород, в частности, на дне океана.

В. И. Вернадский был увлечен проблемой радиоактивности, или, как он говорил, «бренности атомов». Он работает в лаборатории М. Кюри, накануне Октябрьской революции организует радиевые экспедиции, в частности в Среднюю Азию, где впервые у нас добывались U и Ra. Он создает Радиевый институт, привлекая к работам по радиоактивности В. Г. Хлопина, который добывает первые миллиграммы бромистого Ra. В. И. Вернадский стремился обратить внимание общества на значение радиоактивности. В 1922 г. он писал: «Мы подходим к великому перевороту в жизни человечества, с которым не может сравниться все, им ранее пережитое. Недалеко время, когда человек получит в свои руки атомную энергию, такой источник силы, который даст ему возможность строить свою жизнь, как он захочет. Это может случиться в ближайшие годы, может случиться через столетие, но ясно, что это должно быть. Сумеет ли человек воспользоваться этой силой, направить ее на добро, а не на самоуничтожение. Дорос ли он до умения использовать эту силу, которую неизбежно должна дать ему наука? Ученые не должны закрывать глаза на возможные последствия их научной работы, научного процесса. Они должны себя чувствовать ответственными за последствия их открытий. Они должны связать свою работу с лучшей организацией всего человечества».

В Радиевом институте развиваются исследования по радиоактивности по различным направлениям. Здесь Г. Н. Флеров и К. А. Петржак открывают спонтанное деление U и Th. Открываются богатые Ra межпластовые воды в СССР (Кавказ). Нас преимущественно интересует здесь геохимия радиоактивных элементов, прежде всего U, Th, Ra и др. В этих исследованиях принимают участие В. Г. Хлопин, К. А. Ненадкевич, Д. И. Щербаков и молодые ученые.

После окончания Великой Отечественной войны быстро развиваются исследования по геохимии U и Th в связи с открытием деления урана под действием нейтронов, а затем и овладения атомной энергией. В короткое время выяснились закономерности в поведении U в земной коре, в разных геохимических процессах. Определилось среднее содержание U в горных породах и форма его нахождения. Описаны новые минералы (В. В. Щербина, В. И. Герасимовский, А. А. Сауков, А. И. Тугаринов, В. Г. Мелков, Л. В. Комлев и др.). Кристаллохимически показано, что окислы U образуют гомологический ряд UnO2n+2 (E. С. Макаров). Большое внимание было уделено миграции U в гидротермальном процессе, быиш изучены многочисленные химические равновесия в различных безводных и водных системах с U. Оказалось, что наиболее обычно U мигрирует в карбонатных системах, в виде силикатов и т. д. Г. Б. Наумов, В. Л. Барсуков. Особенно многочисленные исследования были проведены по поведению U в осадочном процессе. В природных водах U находится также преимущественно в виде карбонатов U6+ (И. Е. Старик, А. И. Германов). При этом наблюдается нарушение отношения U238/U234 (В. В. Чердынцев). Показан и изучен процесс сорбции U из природных вод органическим веществом (А. В. Коченов, С. М. Манская). Благодаря всем этим исследованиям геохимия U стала известна значительно больше, чем для многих других химических элементов.

Помимо U, были изучены пути миграции ТЪ, а также сделаны попытки обнаружения в природных условиях трансурановых элементов.

Нужно сказать, что среднее содержание U, Th, К40 в породах представляет исключительное значение для расчета теплового баланса Земли. Только за последние годы удалось точно определить U, ТЪ и К40 в ультраосновных породах и каменных метеоритах, где их содержание минимально. Это положило основание для более точного расчета баланса тепла Земли и Луны.

Если 50 лет назад ученый (встречался с распространенностью ^ 80 химических элементов, то за эти годы обнаружилось существование в природных условиях более 300 изотопов химических элементов. А если считать искусственно полученные изотопы, то их число превысит 1000. Среди них много и радиоактивных и стабильных изотопов. После открытия изотопии элементов было показано, что в природе — в горных породах, минералах, почвах и организмах — наблюдаются изменения изотопных отношений. Изучение их в геологии оказалось ключом к пониманию многих геохимических и геологических процессов.

Наибольший интерес был привлечен к определению абсолютного геологического возраста горных пород радиохимическим методом. В 20-х годах по идее и под руководством В. И. Вернадского была создана Комиссия по определению абсолютного возраста. С тех пор эти исследования успешно развивались и все более входили в практику геологических работ. Определения абсолютного возраста вначале велись в Радиевом институте (И. Е. Старик, Л. В. Комлев), в Лаборатории докембрия (Э. К. Герлинг), Институте геохимии и аналитической химии (А. П. Виноградов, А. И. Тугаринов) и т. д.

В настоящее время в стране более 20 лабораторий определяют возраст. Были определены возрасты горных пород щитов — Балтийского, Украинского, Алданского, Анабарского и др. В результате этих исследований были исправлены многие геологические представления (Н. П. Семененко, Д. И. Щербаков) и организовано составление шкалы абсолютного возраста для пород СССР (Г. Д. Афанасьев и др.).

Другим приложением изотопного анализа явилось определение абсолютного возраста или скорости накопления донных осадков океана. Метод основан на одновременном осаждении из морской воды двух изотопов, например Th232 и Io230 или Ра231 и Iо230 и т. п. Удалось показать, что скорость отложения донных осадков, например красного ила, радиоляриевого ила и других, различается в зависимости от их состава (В. И. Баранов, И. Е. Старик). К этому методу примыкает определение возраста осадков по содержанию в них изотопов, образовавшихся под влиянием космического излучения в атмосфере — Т3, С14, Be7, Si32 и др. Имеют практическое применение С14, Be7, Si32, для которых известен полупериод их жизни.

Немалый интерес представляли изменения изотопных соотношений стабильных изотопов, в первую очередь легких атомов Н, С, N, О, S и др. Возможность использования этих изотопных вариаций в горных породах и минералах для понимания геохимических процессов возникла с усовершенствованием техники масс-спектрального анализа. У нас появились новые, более современные марки масс-спектрометров. Исследования по изотопной геохимии со стабильными изотопами сосредоточивались в Институте геохимии и аналитической химии имени Вернадского АН СССР. Было показано, что при фотосинтезе кислород мобилизуется не из СО2, как думали в течение ста лет, а из воды. Была объяснена причина утяжеления О2 атмосферы вследствие преимущественного поглощения легкого кислорода при биологических процессах, дыхании, гниении и т. п. Был найден закономерный ряд магматических пород и минералов по содержанию О18, благодаря чему по этому изотопу можно определить в породах магматогенное и осадочное происхождение вещества. Изучена зависимость содержания О18 в кварце от температуры (Е. И. Донцова).

Палеотермометрическим методом (по содержанию О18 в карбонатах скелетов некоторых низших животных моря) была составлена карта температур древних морей Русской платформы и позднемеловых и раннеюрских бассейнов СССР (Р. В. Тейс, Д. П. Найдин).

Изучение изотопов S32, S34 дало возможность подойти к проблеме источников рудного вещества (В. А. Гриненко). Совершенно так же были использованы для геохимических целей изотопные отношения С1413, N14/N15 в горных породах. Обширный круг исследований по распространенности D2 в природных водах, газах, нефтях был проведен во Всесоюзном научно-исследовательском институте ядерной геофизики (ВНИИЯГ). Если к этому добавить работы по Pb210, Mg24, В, Li6, то можно считать, что изучение изотопных отношений внесло в геохимию много нового и позволило понять ряд процессов на основе не только химических, но и изотопных равновесий.

По мере того как выяснилось, что породы темной коры по физическим и химическим свойствам отделяются от пород мантии поверхностью Мохоровичича, началось интенсивное изучение состояния вещества в глубинах Земли под высоким давлением и при высокой температуре. Как у нас, так особенно в США изучались различные силикатные системы путем составления диаграмм состояния при различных давлениях и температуре. Системы были преимущественно «сухие», безводные, при низких давлениях, без летучих. Полученные данные нельзя было переносить на состояния веществ при высоких температурах и давлениях в присутствии летучих или при нахождении воды в надкритическом состоянии, в глубине Земли, на границах верхней мантии и земной коры.

Многие геологи полагали, что процессы в этих глубоких областях Земли определяют всю последующую картину магматической дифференциации горных пород в земной коре.

Изучение безводных систем при высоких температурах и давлениях привело, как известно, к синтезу алмазов. С другой стороны, выяснилось, что и другие вещества в этих условиях испытывают полиморфные изменения. Был найден коэсит — SiO2 с плотностью 3,01. У нас был получен стишовит SiО2 с плотностью 4,3 (С. М. Стишов). Затем фазовые превращения были обнаружены для ТiO2, карбида Ni (А.Ф.Верещагин и др.) и т. д.

Для главных пород — базальтов, гранитов и ряда других — были изучены процессы кристаллизации под давлением паров Н2О при больших температурах (Н. И. Хитаров с сотрудниками). Была показана последовательная кристаллизация минералов в этих расплавах при высоких температурах (Ю. П. Рябинин и др.). Изучены многочисленные минералы и соединения — их изотермы растворения, в частности, в присутствии H2S и Н2О. Эти и подобные исследования велись в ряде лабораторий (ИГЕМ, ИФЗ и др.). Показано, что при изменениях давления и температуры происходят значительные изменения свойств вещества, в частности электрических и тепловых характеристик. Термодинамический анализ этих явлений служит основой наших представлений о взаимоотношениях вещества различных оболочек Земли.

Полевые исследования разнообразных горных пород, в которых использовались и геохимические критерии, позволившие излагать соображения об их генезисе, принесли огромный материал, однако, как правило, не привели к однозначным решениям. Одни ученые предпочитали рассматривать дифференциацию горных пород как результат процесса, развивавшегося на больших глубинах, в подкоровых областях. Другие держались представления о дифференциации горных пород в земной коре в результате остывания магмы, усложняя его привлечением процессов ассимиляции и т. п.

Наиболее разносторонне у нас был изучен пегматитовый процесс, начало исследования которого было положено А. Е. Ферсманом. Он рассматривал гранитный пегматит как конечную остаточную фазу кристаллизации гранита. А. Е. Ферсман дал схему фаз пегматитового процесса и показал последовательность кристаллизации, установил обилие в пегматитах редких элементов и их геохимическое поведение в рассматриваемом процессе.

В своей монографии он дает подробный анализ гранитных и агпаитовых пегматитов. К проблеме пегматитов обращались многие геохимики (К. А. Власов, А. А. Беус, И. И. Гинзбург), особенно на примерах Кольского полуострова и Забайкалья.

Привлекал внимание генезис щелочных — нефелин-сиенитовых пород, богатых многими редкими элементами, а также апатитов (В. И. Герасимовский). Область процессов метаморфизма и метасоматоза сланцев и других пород, происходящих на глубине (т. е. при больших давлениях в присутствии СО2 и др.), исследовалась Д. С. Коржинским на основе термодинамических представлений, позволивших вычислить направления реакций. Он выделил различные глубинные фации — от более поверхностных до более глубинных.

За последние годы у нас были изучены карбонатиты, в частности системы карбонатов Со, Sr, Nb, Th и др.

Распространение химических элементов в породах и рудах, по минералам или отдельным фазам сложных природных систем регулируется не только температурой и давлением, но в значительной мере зависит от характера кристаллической решетки того или иного минерала и, следовательно, от законов изоморфного замещения, смесимости (атом за атом, ион за ион или группа атомов за группу атомов и т. д.). Вот почему значение эффективного радиуса иона (или атома) и его заряда для понимания законов распределения элементов по фазам в породах и рудах приобрело исключительное значение в геохимии еще в 30-х годах. Была проделана большая работа по изучению структур сложнейших минералов, построена их систематика и изучены многочисленные системы расплавов и растворов (Н. В. Белов, Е. Е. Макаров, В. Г. Хлошга, Б. А. Никитин).

Появилось энергетическое направление, стремившееся на основе численного значения энергии решетки определить последовательность кристаллизации минералов, т. е. фаз в процессе дифференциации горных пород (А. Ф. Капустинский, В. И. Лебедев, А. С. Поваренных) и т. п. К сожалению, идея парагена, высказанная А. Е. Ферсманом, не разрабатывалась, но постепенно понятие изоморфизма, столь прочна существовавшее в науке в течение десятков лет, усложнялось. Появились представления об «изоморфной емкости» и т. п. Обнаружилось, например, что центральные ионы (или атомы) имеют различного значения связи с координирующими ионами (или атомами) и т. д. Появились представления об электронной плотности. В наше время мы переживаем стремление многих ученых прийти к более точному пониманию явлений изоморфизма.

В Советском Союзе велись обширные исследования по рудному процессу, в которых с каждым годом усиливались идеи и методы геохимии. Всеобщая теория происхождения рудоносных растворов как продуктов магматической дифференциации подверглась глубокому пересмотру.

Исследования охватывали три основные задачи: установление источника «веществ руды, способа переноса этого вещества и, наконец, способа его отложения. Не менее важной проблемой являлась проблема приуроченности рудных месторождений к различным типам горных пород.

Хромиты, платиноиды, ассоциированные с ультраосновным комплексом пород (дуниты, перидотиты) на Урале, Казахстане, а за последние годы на севере Украины, изучались многими учеными. Особенно детальные исследования, представляющие геохимический интерес, провел на Урале Г. А. Соколов. Весьма вероятно, что подобные магматические ассоциации являются земными аналогами многофазного вещества каменных метеоритов-хондритов.

Сульфидные медно-никелевые месторождения, ассоциированные с основными породами, также подверглись глубокому анализу. Руды Норильска, Монче-тундры (Печенги и др.) исследовались на содержание многих элементов-примесей. Изучалось время их отложения по изотопам РЬ; генетические особенности руд были показаны по изотопному составу S.

Изучались также системы сульфидов Сu, Ni, Co при разных температурах. В связи с этим можно указать на геохимические исследования рудных элементов и элементов-примесей сибирских траппов.

Исключительно много проводилось исследований по генезису месторождений Sn, W, Mo, Си и многих других металлов, связанных с кислыми интрузиями,

В отношении сульфидных гидротермальных месторождений (вновь возникли сомнения об их связи с магмой. Появились взгляды на происхождение вещества этих руд из толщи осадочных пород. Однако не было работ на современном физико-химическом уровне, которые дали бы основания для решения проблемы источника рудного вещества в гидротермальных процессах.

Значительное место занимали проблемы переноса вещества в рудном процессе. Была изучена растворимость многих сульфидов металлов в карбонатах, сульфатах и других разнообразных средах (Г. Б. Наумов и др.), а также диаграммы состояния безводных сульфидов металлов в присутствии FeO, СаСОз и других соединений при повышенных температурах (Я. О. Ольшанский, И. А. Островский, И. И. Гинзбург, В. С. Сырокомский). Ф. В. Чухров предложил гипотезу о коллоидном способе переноса вещества гидротерм. Многие геохимики работали с комплексными соединениями тяжелых металлов, предполагая возможность переноса рудных элементов в этой форме (В. Л. Барсуков и др.).

Еще больше факторов было привлечено при попытках установить способ отложения рудного вещества гидротерм как на основе изучения околорудных изменений, так и путем постановки специальных экспериментов. Нет сомнения, что привлечением современных средств исследования эти кардинальные вопросы процесса рудообразования будут решены.

Геохимические исследования вулканических процессов в Советском Союзе вначале носили феноменологический характер и касались газовых и гидротермальных проявлений на Кавказе. Затем основное внимание вулканологов было перенесено на камчатские, а (затем и курильские вулканы.

Изучение состава вулканических выделений представляло интерес тем, что указывало на состав и состояние глубоких частей земной коры и верхней мантии (В. И. Влодавец, Б. И. Пийп и др.). Следует напомнить об андезитовом поясе на нашем Дальневосточном побережье. Химический состав соответствующих пород, особенно содержание элементов-примесей, указывает на способ их образования путем ассимиляции базальтовой магмой сиалических, континентальных пород.

Были изучены изменения горных пород в зоне активной вулканической деятельности и показан своеобразный процесс метаморфизма (С. И. Набоко). Большая серия геохимических исследований относится к изучению состава фумарольных конденсатов, собранных и детально исследованных из вулканов Камчатки и Курил (Л. А. Башарина, Г. С. Горшков и др.)- Агрессивные вулканические газы, как и повсюду, содержали Cl, F, S, В и многие другие ингредиенты. Был изучен изотопный состав серы, выделяемой вулканами, и т. п.

В настоящее время на Камчатке существует Институт вулканологии СО АН СССР, комплексно ведущий исследования вулканической деятельности. Может быть, здесь следует кратко упомянуть о находках углеводородных газов в магматических породах, например, на Кольском полуострове (И. А. Петерсилье и др.). Вероятно, это результат реакции воды горных пород с рассеянным в них углеродом. Чтобы определить температуру образования пород, а также для других целей, широко использовались пузырьковые включения в горных породах, содержащие воду, соли и газы (Н. П. Ермаков и др.).

Химия процессов образования осадочных пород привлекла внимание не только геохимиков. Многие геологи и петрографы изучали различные физико-химические факторы, вызывающие разрушение пород и образование осадков. Например, А. Д. Архангельский изучал содержание элементов-примесей в железных рудах осадочного происхождения, пытаясь подойти к процессу их образования и источникам вещества. Н. М. Страхов создал в геологии осадочных пород направление, в котором химические стороны процесса играли значительную роль. Он изучал геохимию процессов образования отложений и месторождений Fe, Mn, Ca, Mg и других элементов, которые изложил в «Основах теории литогенеза». Геохимический аспект имели исследования Л. В. Пустовалова по петрографии осадочных пород, И. И. Гинзбурга по корам выветривания, Я. В. Самойлова и многих других.

Велись исследования по геохимии осадочных пород Русской платформы — карбонатов, песков и глин. Было показано, что, например, карбонаты разного возраста закономерно изменяют свой химический состав, т. е. осадочные породы эволюционируют во времени (А. П. Виноградов, А. Б. Ронов).

На основе огромного числа наблюдений было установлено различие в составе осадков платформ и геосинклинальных областей. А. Б. Ронов показал пути миграции в осадочном процессе продуктов гидролиза.

Геохимия фосфора экспериментально изучалась А. В. Казаковым, который полагал, что месторождения фосфоритов возникают при определенных условиях на прибрежных склонах дна морей в результате химической садки фосфатов. Было признано, что процесс образования бокситов в основном связан с десиликацией пород. Поведение многих других химических элементов в зоне осадкообразования было рассмотрено в работах Е. В. Рожковой, В. В. Щербины, С. М. Катченкава и многих других.

Самостоятельное значение имеют исследования по солевым химическим равновесиям, проводившиеся в нашей стране школой Н. С. Кутрна-кова. Благодаря этому были найдены пути поисков калийных и других солей. Геохимический характер таких исследований за последние годы особенно проявился в работах М. Г. Валяшко и др.

Обширные исследования за эти годы были проведены в области геохимии отдельных элементов, особенно редких. Без знания геохимических критериев вообще было бы невозможно обнаружить эти элементы, часто находящиеся в очень малых концентрациях. Между тем в Советском Союзе была создана промышленность Ti, U, Ge, Be, Zr и многих других элементов, образующих скопления с невысоким содержанием полезного компонента. Распределение редких элементов в горных породах, рудах, минералах широко изучалось на материалах крупных регионов и месторождений.

Было установлено, что наибольшая концентрация редких элементов относится к апикальным частям интрузий, к поздним фазам многофазных горных массивов, к глубоко дифференцированным интрузиям, постштматическим образованиям, т. е. конечным стадиям процессов дифференциации.

Впервые для Советского Союза были обнаружены и использованы In, Tl, Re, V, Rb, Th, Se, Zr, Mo, Sc, Nb, W, Та и т. д. Были изданы оригинальные монографии по геохимии ряда редких элементов, например по Hg — А. А. Саукова, Ga — Л. А. Борисенок, Be — А. А. Беуса, U — А. И. Тугаринова и других, Se — Н. Д. Синдеевой, TR — Е. И. Семенова и др. Особенно многочисленные данные по геохимии получены для Ge в связи с его использованием в качестве полупроводникового материала. Ge добывался из углей (В. А. Зильберминц). Была изучена связь Ge и U с органическим веществом и причины их концентрации. Многие пары близких элементов — Nb/Ta, Zr/Hf, Al/Ga, Ca/Sr, TR и другие — оказались хорошими индикаторами процессов образования горных пород и минералов. Необходимо упомянуть работы по геохимии V (Ф. Я. Аносов), Те (В. В. Щербина) Pt и Аи (О. Е. Звягинцев) и многих других.

Пути миграции редких элементов в геологических процессах и условия их концентрации рассмотрены в монографиях К. А. Власова, а затем В. М. Герасимовского, посвященных пегматитам и щелочным породам Кольского полуострова. «Геохимия редких и рассеянных элементов в почвах» была опубликована А. П. Виноградовым в 1957 г.

Изученные в природных условиях и экспериментальным путем законы распределения и ассоциации редких элементов в породах и минералах использовались для выяснения процессов генезиса пород и руд (Л. С. Павленко, Л. В. Таусон, В. В. Щербина).

Особенное значение приобрели исследования по геохимии галогенидов в горных породах, по изотопному составу РЬ в породах и рудах в связи с проблемой генезиса месторождений редких элементов. Появились исследования по статистическим методам поиска редких элементов.

Все эти и многие другие исследования создали научную основу поисков и разведки редких элементов в Советском Союзе. В результате в ряде случаев пришлось отказаться от ставших привычными представлений, например, о форме нахождения редких элементов, имеющих промышленное значение. Мы все привыкли считать берилл основным сырьем на бериллий. Оказалось, что бериллий дает месторождения и в виде фенакита. Бор добывали из отложений сухих озер. Были показаны запасы эндогенного бора и т. д.

Значительный масштаб у нас приобрели региональные геохимические исследования, без которых нельзя было бы в короткие сроки выявить многие месторождения редких и других металлов. Из комплекса работ, которые ©елись во многих регионах, очень трудно выделить геохимические исследования. Остановимся лишь на их самых основных чертах.

На Урале они велись при ближайшем участии А. Е. Ферсмана, а также А. Г. Бетехтина, А. Н. Заварицкого, И. И. Гинзбурга, Я. М. Овчинникова и других ученых и касались редкометальных пегматитов, платины, хромитов, образования колчеданных и других руд.

Минеральные богатства Хибинских и Ловозерских тундр Кольского полуострова — апатиты и редкие элементы щелочных горных пород — были открыты А. Е. Ферсманом и его сотрудниками. Региональная геохимия была представлена здесь особенно сильно вначале благодаря участию А. Е. Ферсмана, Е. Е. Костылевой, В. И. Герасимовского и К. А. Власова. Затем был организован Кольский филиал Академии наук СССР, который в основном и изучал этот край необъятных богатств.

Вследствие работ многих экспедиций Средняя Азия оказалась страной полиметаллических руд, редких элементов и золота. Геохимические исследования были начаты Д. И. Щербаковым. В них участвовали А. А. Сауков (Hg, Sb), Б. А. Гаврусевич и многие другие. Идеи геохимии нашли отражение в трудах X. М. Абдуллаева.

В Казахстане Геологический институт АН Казахской ССР возглавлял К. И. Сатпаев, который ясно представлял значение геохимии исследований в этом крае, богатом минеральным сырьем. Изучение джезказганских и других руд сопровождалось глубоким изучением их состава. Проводником идей геохимии в Казахстане был В. С. Коптев-Дворников.

Сибирь, особенно Забайкалье с его пегматитовыми полями, богатыми редкими элементами, изучали многие геохимики — Н. И. Гинзбург, К. А. Власов, Л. В. Таусон и их сотрудники.

Дальний Восток и Приморье — новые регионы со своеобразными минеральными богатствами. Геохимия олова и вольфрама здесь была глубоко освещена С. С. Смирновым, а ныне разрабатывается В. Л. Барсуковым и др. Приморье — богатая полиметаллами рудная провинция, где геохимические работы только начинаются (И. Н. Говоров).

На Украине, которая никогда ранее не была регионом с полиметаллическими месторождениями и редкометальным оруденением, обнаружены богатые россыпи Ti в ассоциации с ультраосновными породами, сульфиды Ni, Co и другие месторождения. Н. П. Семененко, Е. С. Бурксер, Б. А. Гаврусевич успешно вели геохимические исследования в стенах Академии наук Украинской ССР.

Дмитрий Иванович Щербаков

В. И. Вернадский в многочисленных работах показал единство вод суши. Развивая это учение, М. Г. Валяшко считает, что вообще все воды суши — метаморфизированные морские воды.

Химия поверхностных вод у нас изучалась главным образом в Гидрологическом институте (Ленинград) и в Гидрохимическом институте (Новочеркасск). Благодаря накоплению многочисленных данных по обычному составу поверхностных вод О. А. Алекин рассчитал количество континентального стока Евразии и ионный сток. За последние годы в воде многих рек Советского Союза было определено содержание микроэлементов, что имеет практическое значение при использовании воды для питьевых целей. С другой стороны, были составлены карты подземных вод. С геологической точки зрения большую роль играет формирование химического состава подземных вод (обмен порода — вода). С этой стороны интересны исследования А. М. Овчинникова по генезису подземных вод и источников Кавказа. Генезис нефтеносных вод с большим количеством солей систематически изучался В. А. Сулиным, А. Н. Бунеевым, Л. А. Гуляевой. Среди этих вод имеются межпластовые бессульфатные воды, богатые Ra (Б. А. Никитин, Л. В. Комлев и др.).

А. П. Виноградов указал на генетическое значение хлорбромного коэффициента природных вод. Были обнаружены воды, богатые Sr, В и Li. Примером могут служить рассольные воды Иркутского амфитеатра, с геохимической стороны изученные М. Г. Валяшко и его сотрудниками. Хлоркальциевые воды (например, воды девонских отложений Русской" платформы) возникают в результате метаморфизации морских растворов. Интересно отметить исследования состава поровых вод горных пород, прекрасно в методическом отношении проведенные у нас П. А. Крюковым.

Следует сказать о геохимических исследованиях в океане. Общие сведения о развитии океанологии тоже приведены в специальной части этой книги. Мы коснемся лишь некоторых геохимических проблем. Во-первых, содержания микроэлементов, формы их нахождения и времени пребывания в океанической воде. Эти вопросы были освещены у нас в ряде работ. Затем следует указать на результаты, полученные при изучении состава иловых вод морей и океанов. Режим их оказался различным. Если в захороненных иловых водах морей глубоко идут процессы восстановления, которые изменяют их состав, то в океане захороненные воды в илах мало отличаются от состава воды самого океана (С. В. Бруевич, О. В. Шишкина).

В течение последних лет у нас начались работы по определению скорости образования донных осадков с помощью радиохимических методов, а именно по С14, Th Io, Th — Ра и др. Они показали, что скорость образования осадков различна для илов разного химического состава (В. И. Баранов, И. Е. Старик и др.).

Со дна океана поднимались горные породы ультраосновного характера. Экспедиции на «Витязе» удалось поднять со дна Индийского океана в области рифтовой долины Срединно-Индийского вала серию пород от основных (габбро) до типично ультраосновных оливиновых пород. Ближайшее петрологическое и химическое изучение этих пород показало, что они являются дериватами пород верхней мантии (Г. Б. Удинцев, Л. В. Дмитриев и др.). Это заставляет думать, что срединные хребты в океане с их рифтовыми долинами являются аналогами континентальных геосинклинальных разломов земной коры. В 1967 г. вышла из печати книга А. П. Виноградова «Введение в геохимию океана».

В результате геохимических исследований, проведенных в нашей стране, возникли геохимические методы поисков полезных ископаемых. Основные геохимические методы основаны либо на изучении ореолов рассеяния различных элементов или их соединений, либо на прямых методах определения отдельных элементов.

Ореолы рассеяния (первичные или вторичные) различного характера — механические, водные, газовые — определялись у нас с помощью спектральных методов. Вся же интерпретация результатов производилась на геохимической основе (Г. А. Соколов, В. О. Поликарпочкин, А. А. Сауков и др.). Был предложен и вошел в практику биогеохимический метод поисков и разведки, основанный на анализе растений и почв (Д. П. Малюга и др.). Прямые методы применялись для обнаружения радиоактивных элементов, например Th и U по их γ-излучению.

Поиски бора были организованы с помощью нейтронного каротажа, позволившего обнаружить эндогенные месторождения бора. Далее были поставлены опыты обнаружения олова по эффекту Мессбауэра, увенчавшиеся успехом. Наконец, определение изотопного состава S, РЬ и других элементов дало возможность использовать этот прием для общего направления геохимических поисков.

В настоящее время лицо геохимических лабораторий и экспедиций совершенно изменилось даже по сравнению с тем, что было 15—20 лет назад. Спектральная аппаратура широко вошла в обиход лабораторий и экспедиций. Многие экспедиции, не говоря уже о работе лабораторий, получают количественные данные. Все чаще для аналитических целей стал применяться метод поглощения инфракрасного спектра твердыми минералами.

Во многих случаях более рационально стало использование рентгеноспектрального метода анализа для редких земель, Zr, Hf, Nb, Та и т. д. По-видимому, электронный зонд — локальный микроанализ рентгеноспектрографа — начал широко применяться в геохимии. Еще большее значение приобретает масс-спектральный анализ, в частности, при определении абсолютного возраста по изотопным данным. Но область применения масс-спектрального анализа в геохимии с каждым годом увеличивается.

Если к этому добавить эксперименты по моделированию состояния вещества при высоких давлениях и температуре или моделированию звеньев рудного процесса и других явлений, использование счетно-решающих машин в тех же целях, то можно понять, насколько изменился характер исследований в области наук о Земле.

В заключение можно сказать, что в ближайшем будущем геохимические исследования возрастут. Ясно, что решение кардинальных проблем геологии, таких, как источники рудного вещества, выяснение причин разнообразия пород в земной коре и других, сегодня невозможно из-за неполноты знаний, которые лежат в области физико-химического понимания всех природных процессов. Их придется изучать и проверять экспериментально. И мы не можем закрывать глаза на то, что экспериментальных данных у нас еще недостаточно и нам придется их добывать. Только тогда наша наука станет вполне рациональным знанием.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.