X
تبلیغات
بزرگ ترین وبلاگ تست زمین شناسی در ایران
مباحث تخصصی علوم زمین+ سوالات چندین دوره کارشناسی ارشد زمین شناسی

مختصری در مورد علم زمین شیمی یا ژئو شیمی(Geochemistry )

ژئوشیمی از دو کلمه‌ Geo به معنی زمین و chemistry به معنی شیمی تشکیل شده است. در ساده‌ترین شکل ژئوشیمی را می‌توان به عنوان علمی تعریف کرد که با شیمی کل زمینی و اجزای تشکیل دهنده آن سرو کار دارد. علم ژئوشیمی به تعبیری هم محدود‌تر و هم گسترده‌تر از زمین شناسی می‌باشد. این علم با توزیع و مهاجرت عناصر شیمیایی در درون زمین و در ابعاد زمان و مکان سرو کار دارد. علم رخداد و توزیع عناصر در جهان ، بطور کلی شیمی فضایی نامیده می‌شود. جهت درک درست شیمی زمین حائز اهمیت است که تا حد امکان از شیمی و تاریخ خورشید و سایر اجسام سیاره‌ای منظومه شمسی و همچنین شیمی ستارگان و فضای بین سیاره‌ای و میان ستاره‌ای مطلع باشیم. بطور کلی وظایف اصلی ژئوشیمی را می‌توان به صورت زیر خلاصه کرد :
تعیین فراوانی نسبی و مطلق عناصر و انواع اتمها ( ایزوتوپها ) در زمین.
مطالعه توزیع و مهاجرت هر یک از عناصر در بخشهای مختلف زمین ( اتمسفر ، هیدروسفر ، پوسته و غیره ) و همچنین در کانیها و سنگها به منظور کشف اصول اداره کننده این توزیع و مهاجرت.
تاریخچه ژئوشیمی
علم ژئوشیمی عمدتا در طی قرن اخیر توسعه یافته است. با این وجود ، مفهوم نظامی مستقل که با شیمی زمین سر و کار داشته باشد، مفهوم کهن است و واژه ژئوشیمی نیز برای اولین بار توسط شیمیدان سوئیسی به نام شون بین (کاشف اوزون) ، در سال 1838 معرفی گردید. مفهوم جدید یک عنصر را می‌توان به زمان لاووازیه و کتاب معروف وی در مورد عناصر شیمیایی ( 1789 ) نسبت داد.
در سال 1860 بنزن و کیرشف چگونگی کاربرد طیف سنج در تشخیص و شناسایی عناصر را به نمایش گذاشتند، پس از آن عناصر Cs ، Rb و Tl به سرعت و پی در پی به وسیله این دستگاه جدید کشف شدند. با بر پا شدن سازمان زمین شناسی آمریکا در سال 1884 و انتخاب کلارک به عنوان شیمیدان اصلی ، سازمانی مرکزی برای تحقیقات شیمیایی زمین ، در قاره آمریکا بنا نهاده شد.
تاسیس آزمایشگاه ژئوفیزیکی بوسیله موسسه کارنگی واشنگتن در 1904 ، موجب پیدایش پیشرفتهای بزرگی در ژئوشیمی گردید. گلدشمیت که در سال 1911 از دانشگاه آسلو ، فارغ‌التحصیل گردید، رساله دکترای وی کمکی اساسی به ژئوشیمی بود.
سال 1912 ، از بسیاری جهات می‌تواند تاریخی حیاتی برای توسعه و پیشرفت علم ژئوشیمی به حساب آید. در این سال فون‌لو نشان داد که ترتیب قرار گرفتن منظم اتمها در بلورها می‌تواند به صورت شبکه انکساری در مقابل اشعه‌های ایکس عمل کند و بنابراین به اکتشافی دست یافت که می‌توانست ساختار اتمی اجسام جامد را تعیین کند.
یک مرکز مهم ژئوشیمی نیز در سال 1917 در اتحاد جماهیر شوروی تاسیس شد. بزرگان نامی این مرکز را ورنادسکی و همکاران جوانتر وی ، فرسمن و وینوگرادف تشکیل می‌دادند. بازدهی علمی این مرکز بسیار زیاد بوده است. ژئوشیمی در اتحاد جماهیر شوروی بخصوص در راستای جستجو و استخراج مواد معدنی خام قرار داشته، و ظاهرا موفقیت قابل ملاحظه‌ای در این زمینه کسب کرده است.
در اختیار داشتن نمونه‌های کره ماه ، داده‌های کاوش از راه دور اتمسفرها و سطوح سیارات و پذیرش مفهوم تکتونیک صفحه‌ای در سالهای 1960 و 1970 ، دیدگاهی نوین برای نمونه برداری و نظریه ژئوشیمی فراهم آورد. افزوده شدن داده‌های گسترده‌ای از ماه و داده‌های زمین و شخانه‌ها ، این امکان را بوجود آورد که بسیاری از نظریه‌های ارائه شده در مورد سیاره شناسی و شیمی فضایی آزمایش شوند.
اهداف ژئوشیمی
هدف زمین شیمی ‌امروزی ، بررسی قوانین اشتراک عنصرها و کانه‌هایی است که در بخشهای گوناگون پوسته در معرض فشارها و دماهای بینهایت متغییر زمین قرار دارند. برخی عنصرهای شیمیایی (اسکاندیم ، هافنیم) نمی‌توانند متراکم شوند و همچنان پراکنده‌اند، بطوری که در سنگها بیش از یکصد میلیونیم درصد آن یافت نمی‌شوند. این گونه عنصرها ، که می‌توان آنها را عنصرهای بی‌نهایت پراکنده توصیف کرد، تاکنون استخراج نشده‌اند، تا ارزش عملی‌شان ظاهر گردد. در حال حاضر به نظر می‌رسد در یک متر مکعب گونه‌ای کانی ، با بکار بردن روشهای تجزیه‌ای بی‌اندازه دقیق همگی عنصرهای رده‌بندی دوره‌ای را بتوان پیدا کرد.
نباید فراموش کرد که روشهای تازه در سرنوشت دانش نقش بسیار موثرتری از فرضیه‌های تازه دارند. عنصرهای دیگر (سرب و آهن) ، برخلاف عنصرهای بینهایت پراکنده ، در جابجایی‌های دائمی‌ خود ، وقفه‌های متناوب دارند و در این دوره‌ها در ترکیبهایی که از خود می‌سازند، بدون اشکال متراکم می‌گردند و مدتها در آن محفوظ می‌مانند. اینک بدون توجه به تغییرات بهم پیچیده پوسته زمین در طی سرگذشت آن ، عنصرهای مزبور به صورت تراکمهایی باقیمانده‌اند و توده‌های مهمی ‌را گرد آورده‌اند که برای استخراج صنعتی آماده‌اند.
وظیفه علم ژئوشیمی
وظیفه دانش مزبور پی‌گیری و روشن کردن حالت عنصرهای شیمیایی است که شالوده طبیعت هستند، بر حسب نظام معینی قرار یافته‌اند و معرف رده‌بندی دوره‌ای مندلیف‌اند (جدول تناوبی‌). پژوهش "زمین شیمی" ‌در زمینه عنصر شیمیایی و اتم آن است.
گستره ژئوشیمی(confine Geochemistry)
دانشی که کانی‌ها را بررسی می‌کند، کانی شناسی و آنکه وضع سنگها را بیان می‌نماید، سنگ شناسی‌ توصیفی (Petrographic) است، در حالی‌‌که ، ژئوشیمی ذره‌های بنیادی سازنده سنگها و مهاجرت طبیعی آنها را بررسی می‌کند. این علم طبیعت زمین ، سرگذشت آن ، دگرگونی‌‌هایش ، پیدایش کوهها ، رودها و دریاها ، آتشفشانها و گدازه‌ها و انباشتگی پیاپی لجنها و ماسه‌های ته اقیانوس را به ما می‌شناساند.
ژئوشیمی کاربردی
رفتار هر عنصری با نهایت دقت بررسی شده است، ولی برای ساختن اندیشه‌ای درست از آن ، باید خواص و مشخصات این عنصر و میل ترکیبی آنرا با سایرین یا برخلاف چگونگی جدا شدن آن را بشناسیم. بنابراین ژئوشیمی‌دان یک مامور اکتشاف از نظر کانی تعیین می‌کند که در چه موضع از پوسته زمین کانه سنگ آهن یا منگنز پیدا می‌شود، در چه سنگی نهشت پلاتین کشف می‌گردد. همچنین زمین‌شناسان را وادار به جستجوی آرسنیک و آنتیموان در سازنده‌های زمین شناسی و کوههای جوان می‌کند و آنان را در برابر یک ناکامی ‌احتمالی حفظ می‌کند که این ناکامی‌ از جستجوی بیهوده این فلزها در جایی که شرایط لازم برای انباشتگی آنها وجود ندارد، حاصل می‌شود.
ولی این امکان تنها در صورتی وجود دارد که حالت عنصرهای شیمیایی را بخوبی بشناسیم، همانطور که اگر بدانیم یک شخص در زندگی چه راهی پیش گرفته است، می‌توان کارهای او را از پیش اندیشید و طرز رفتارش را در فلان یا فلان موقعیتها پیش‌بینی نمود. بنابراین نمی‌توان نقش عملی این دانش نوین را بیش از حد آن ارزشیابی کرد. به کوتاه سخن ، گسترش ژئوشیمی به موازات شیمی ‌و زمین شناسی است.
ژئوشیمی‌ نوین (modern Geochemistry)
ژئوشیمی ، تنها قوانین پخش و مهاجرت عنصرهای شیمیایی را در زمین بررسی نمی‌کند، بلکه در شرایط زمین شناسی ویژه برخی نواحی به پژوهش آنها می‌پردازد. مثلا در قفقاز یا اورال ، راه اکتشاف کانه‌های مفید را پیدا می‌کند. بدین ترتیب بنیانهای نظری زمین شیمی‌ نوین بیش از پیش با مسایل عملی ‌یکی می‌شوند. بنابراین اصول کلی دانش مزبور سعی دارد تعیین کند که در کجا قادر خواهیم بود تا با یک عنصر شیمیایی نامعینی برخورد کنیم، کجا و در چه شرایطی. به عنوان مثال ، می‌توان یک تمرکز وانادیم یا ولفرام را یافت و چه فلزهایی مانند باریم و پتاسیم در همجواری «پیشدستی» می‌کنند و غالبا چه فلزهای دیگری مانند تلور یا تانتال «دوری می‌جویند».
ژئوشیمی و ارتباط آن با کانی شناسی
همچنین می‌دانیم کانی شناسی دانشی است که کانی‌ها را بررسی می‌کند. یک کانی ترکیبی از عناصر شیمیایی است که بدون دخالت آدمی‌ به حالت طبیعی درست شده است. نوعی ساختمان است مرکب از مقادیر متفاوت لاشه سنگهای گوناگون که به موجب قوانین بسیار مشخص قرار یافته‌اند. به خوبی می‌دانیم با همان مقدار مصالحی که در ساختمان بنایی بکار می‌رود، می‌توان بناهایی به شکلهای گوناگون برافراشت، همین‌طور ، یک کانی به فرمهایی بسیار گوناگون مشاهده می‌شود که همه آنها دارای یک ترکیب شیمیایی هستند. ما در بنای طبیعت یکصد گونه لاشه سنگهای عنصری می‌شناسیم. این عنصرها یا گاز هستند، مانند : اکسیژن ، نیتروژن ، هیدروژن و ... ؛ یا از فلزهایی، مانند سدیم ، منیزیم ، آهن ، طلا ، جیوه ، یا عنصرهایی مانند سیلیسیم ، کلر ، برم و ... تشکیل شده‌اند. از ترکیب عنصرهای نامبرده به شکلهای گوناگون و به مقادیر مختلف چیزی حاصل می‌شود که آنرا کانی می‌نامند. مانند کلر و سدیم که نمک دریا را می‌سازند و دو بخش اکسیژن و یک بخش سیلیسیم که ایجاد سیلیس یا در کوهی می‌کند. تقریبا 3000 کانی موجود در زمین (سیلیس ، نمک ، فلدسپات و ...) از عنصرهای شیمیایی با ترکیب‌های گوناگون درست شده‌اند و از انباشته شدن کانی‌ها آنچه را که سنگ می‌نامند، درست می‌شود. (سنگ خارا ، آهن ، بازالت ، ماسه و دیگر سنگها).

اولين حوادث زمين
زمين هسته ای دارد که احتمالا از ترکيب آهن، نيکل و سولفور ساخته شده است. بيشتر شواهد اشاره به تشکيل هسته در اوائل تاريخ سياره، احتمالا در 100 ميليون سال اول، دارند. اطلاعات هسته تهی شدگی سنگهای گوشته و ماگماهای مشتق شده از آنها، در مقايسه با فراوانی آهن در جهان، اشاره دارند. از آنجا که تمايل به توزيع برخی عناصر به مذابهای دارای آهن فلزی 10000 بار بيشتر از مذابهای سيليکاته است، چنين فلزات سيدروفيل(آهن دوست) در لايه های بيرونی زمين به شدت تهی شده اند. اين امر يکی از دلايلی است که باعث می شود طلا و فلزات گروه پلاتين در سطح زمين بسيار کمياب و ذيقيمت باشند. در حقيقت، چنين فلزاتی بسيار فراوانتر از حضور در هسته فلزی می باشدو آنها فراوانی بسيار کمی دارند.
يک توضيح برای اين تضاد اين است که طلا و PGE اضافی که بعد از تشکيل هسته رسيده اند، تمام شده اند، عامل تحويل بوسيله خرده های متئوريتی به طور پيوسته در نيم ميليارد سال اول تاريخ منظومه شمسی بمباران شده اند. توضيح ديگر اين است که تمايل چنين فلزاتی به آهن در فشارهای بسيار بالا کاهش می يابد. ژئوشيميستهای آلمانی، کانادايي و استراليايي(Holzheid،A. et al،2000،Evidence for a late chondritic Veneer in the Earth s mantle from high-pressure partitioning of palladium، Nature،V. 406،p. 396-399) نشان دادند که چنين کاهشی، حداقل در 500 کيلومتر بيرونی زمين، اتفاق نمی افتد. اين امر به حملاتی که گوشته فوقانی را با فلزات نجيب بذز پاشی کرده، البته با مسائل جانبی آن، اشاره دارد. اين موضوع بحث قديمی افزايش همگن يا ناهمگن زمين را دوباره مطرح کرد که با اين حقيقت که فلزات سيدروفيل متداولتر، مثل نيکل و کبالت فراوانی گوشته را نشان نمی دهد که در عدم تعادل با تشکيل هسته می باشد. برای بيشتر تحول زمين که از ترکيب درونی آن مشتق شده اند بخصوص محتوای آب و راديو اکتيو آن، تمايز جزئي نيست.
ماه به نظر می رسد به عنوان نتيجه ای از برخورد عظيم يک توده به اندازه مريخ با زمين اوليه حاصل شده باشد. از آنجا که ماه هسته و ترکيب جهانی آهن را ندارد، چنين آغاز مصيبت باری(به طور موثر "سال صفر " برای ژئوشيمی دو توده) بايد بعد از تشکيل هسته زمين صورت گرفته باشد. به علت اينکه سنگهای ماه با حوادث بعدی تغيير کمی کرده اند، سن آن با کمی تصحيح به عنوان سن مبنا در تظر گرفته می شود- Land Highlands در حدود Ma450 سن دارند. مقايسه فراوانی طلا وPGE بين زمين و ماه مي تواند جالب باشد، چون دوره ای را که بمباران عناصر سيدروفيل را تحويل داد، مشخص می کند. تا 8/3 ميليارد سال پيش، هر دو برخوردهای فراوان داشته اند که درفاصله 8/3 تا 0/4 ميليارد سال پيش به حداکثر خود رسيده و کراترهای بسيار بزرگ ماه تشکيل شده است که اختر شناسان به آنها اصطلاح Maria يا " درياها " را داده اند.

جنگ براي الماس!
طولاني‌ترين و ويران كننده‌ترين جنگها در طول تاريخ بيشتر به علت مسائل اقتصادي بوده تا مسائلي مثل ملي پرستي يا حمايت جوانمردانه از اصول، و در برخي موارد يك كالاي خاص باعث حل بسياري از مشكلات مي‌شود. به عنوان مثال،‌جنگ 18-1914 مربوط به مخازن نفت دلتاي نيجر بود و چون كنگو مركز مخازن فلزات با ارزش Copper Belt به خصوص منابع استراتژيك كوبالت در بخش Congolese مي‌باشد جنگهاي زيادي در آن رخ مي‌دهد. مسئله دلخراش در مورد درگيريهاي اخير آفريقا – آنگولا، كنگو، سيرالئون، ليبريا – اين است كه توسط افراد ثروتمند خودخواه و تنبل حمايت مالي مي‌شوند. اين جنگلهاي الماس ارتباط مستقيم با زمين‌شناسان دارد، چون چه كسي كيمبرليتها و آثار توزيع طبيعي الماسها در آنها را پيدا كرد؟
با گذشت بيش از 30 سال از كشتار مربوط به جواهرات در آفريقا، در حاليكه دلالان و شركتهاي معدني بزرگ به فكر زيورآلات خود هستند، مردم محلي به قاچاق الماس مبادرت مي‌كنند و معيشت آنها به علت خطر و ناامني دائمي نابود شده است. Eugenie Samuel در مورد راههاي ممكن تعيين منبع الماسهاي «Fenced» با تجارت الماس از نواحي در حال درگيري مي‌نويسد
(Diarond wars, New Scientist,25 may 2002,P.6-7 Samuel, E.,2002, ) به نظر مي‌رسد كه پوشش بسيار نازك الماسهاي سخت يك ويژگي ژئوشيميايي است كه از كيمبرليت‌ها و ديگر سنگهاي غير معمول گوشته مشتق شده است. تحقيق انجام گرفته شده بر روي سنگهاي سخت از هر ايالت كيمبرليتي مي‌تواند براي اين راهبرد Forensic ممكن باشد تا شايد خونين‌ترين تجارت جهان را فرونشاند.
مشكلات زياد است. در شروع، تجارت در «الماسهاي درگير
(Conflict diamonds)» اكنون غير قانوني است، بنابراين بعيد است كه سنگهاي سختي كه براي كاليبره كردن به كار مي‌رود نمونه واقعي آن باشد. يك ژئوشيميست مشتاق بايد براي نمونه‌گيري به درون كنگو، آنگولا، ليبريا يا سيرالئون برود. روش نياز به پول دارد، با اين وجود كمپانيهاي تجاري و معدني بزرگ مشغول به طرحهاي بر چسب‌زني هستند كه بوسيله پرتوهاي يوني محصولات خود را در يك مقياس كوچك‌ كدگذاري مي‌كنند. روش برچسب‌زني در يك حالت كاملا سري براي تشخيص الماس حقيقي از نوع مصنوعي توسط ژئو شيميدانهاي روسي ابداع شد. پيدا كردن الماس نياز به اكتشاف دقيق دارد كه شامل نمونه‌برداري منظم رسوبات در طول رودخانه‌هاي زهكشي شده سرزمينهاي كيمبرليتي مي‌باشد. الماسهاي با كيفيت بالا را مي‌توان از زمين‌شناسان كاشف خريد و الماسهاي كوچك نيز ممكن است در انبار كمپانهاي معدني و سازمانهاي زمين‌شناسي وجود داشته باشد. الماس واقعي براي كاليبره كردن روش بايد در اختيار ژئوشيميدانهاي Forensic قرار بگيرد. به عنوان مثال در اوايل دهه 1950 زمين‌شناسان سازمان زمين‌شناسي Overseas كه اكنون سازمان زمين‌شناسي بريتانيا ناميده مي‌شود، نواحي الماس‌دار را تعيين مكان كردند. بلژيك و پرتغال نيز به ميزان مساوي مواد ذخيره از كنگو و آنگولا دارند.

فلورین بیشتر در چه جاهائی تمركز دارد؟
در صورتی‌كه میزان بالائی از یون كلیسم در آب‌ها وجود نداشته باشد تمركز فلورین در آب بالا خواهد بود این مسئله به دلیل میل تركیبی زیاد فلورین با كلسیم در محیط است بنابراین تمركز فلورین در آب‌های زیرزمینی كه میزان كلسیم در آنها بسیار پایین است وبا سنگ‌های دارای بیوتیت وكانی‌های غنی از فلورین در تماسند بالاست. آب چشمه‌های گرم فلورین بالائی دارد.

رادون چیست؟
یك گاز رادیو‌اكتیو است كه در اثر واپاشی رادیواكتیو اورانیوم و توریم ایجاد می‌شود. این گاز با سنگ‌های اورانیوم دار همراه است
در چه مناطقی گاز رادون فراوان است؟
سنگ‌ها و مناطق برشی اغلب غنی از اورانیوم هستند به‌همین دلیل چنین مناطقی تمركزهای بالائی از گاز رادون دارند. در طول گسل‌ها این افزایش به سبب افزایش میزان رادون در اثر مهاجرت آن است زیرا نفوذ پذیری آن در طول گسل‌ها زیاد است
خطر گاز رادون از نظر زیست محیطی چیست؟
این گاز از نظر زیست محیطی می‌تواند خطرناك باشد زیرا موجب ایجاد ذرات آلفا می‌شود و اگر این ذرات خورده یا استنشاق شود به بافت‌های بدن صدمه وارد می‌سازد.

عناصر

1.      به غير از گازهاي اتمسفر تنها 20 عنصر به صورت آزاد و طبيعي يافت مي‌شوند. اين عناصر در سه گروه زير طبقه‌بندي مي‌شوند:
1) فلزات........................ طلا، نقره، پلاتين، مس، سرب
2) شبه فلزات ................ ارسنيك و ...
3) غيرفلزات ................. گوگرد، كربن

نحوه تشکيل زئوليتها به روش طبيعى

زئوليتها داراى منشا طبيعى بوده و به روش مصنوعى نيز توليد مى‌شوند.درياچه‌هاى قليايى و نمکى درياچه‌هاى قليايى و يا نمکى واقع در مناطق گرم و خشک در بخشى از آب اسيديته PH آن به حدود 9.5 مى‌رسد، محيط مناسبى براى تشکيل زئوليتهاست. موادى که در اين درياچه‌ها مى‌توانند به زئوليت تبديل شوند عبارتند از شيشه‌هاى طبيعى، توفها، کائولينيت، مونتموريونيت و پلاژکلاز. زئوايتهاى که در اين محيط تشکيل مى‌شوند، عبارتند از فيليسپيت، کلينوپتاليت، اريونيت و به مقدار کمتر موردنيت و منشا بازيت. علاوه بر زئوليتها، فلدسپات سديم، فلدسپات پتاسيم و کانيهاى بردار نيز تشکيل مى‌شوند.تشکيل زئوليتها در محدوده زمانى کمتر از 1000 سال انجام مى‌شود. زون بندى در يک لايه توف واقع در يک درياچه قليايى از حاشيه به طرف مرکز درياچه شامل، توف تازه به همراه مقدار جزئى کانى رسى (به دليل PH کمتر از 8)، وزن تشکيل زئوليت‌ها به دليل افزايش PH و ميزان نمکها، زون آناليست و زون تشکيل فلدسپات به دليل غلظت زياد نمکها. زون بنديى که در يک منطقه حاوى زئوليت ديده مى‌شود عبارت است از وزن شيشه طبيعى، زون کانيهاى رسى، زون کلينوپتاليت و فيليپسيت، زون آناليسم و زون پتاسيم فلدسپات.آلتراسيون از تاثير محلولهاى گرمايى در شرايط مناسب زئوليتها تشيل مى‌شوند. معمولا کلينوتپاليت و موردنيت در اعماق کمتر (دماى کمتر) و آناليست، هيولانديت، لامونتيت و واراکتيت در اعماق بيشتر (دماى بالاتر) تشکيل مى‌شوند.مناطق با سيستم آبهاى باز خاکستر و ديگر مواد پيروپلاستيکى اسيد - حد واسط سخت نشده (تفرا) تحت تاثير آبهاى سطحى و زيرزمينى قرار گرفته و تغييراتى از سطح به عمق در آنها ايجاد مى‌شود. از هيدروليز شيشه و ساير مواد در نزديکى سطح زمين کانيهاى رسى بويژه اسمکتيت تشکيل مى‌شود. با محل مواد به اعماق بيشتر ضمن افزايش PH شرايط براى تبديل شيشه به زئوليتها فراهم مى‌شود. خاکستر و مواد پيروپلاستيکى که در محيط خشکى تشکيل شده‌اند تا اعماق 20 تا 500 متر حاوى کانيهاى رسى بوده و بعد از آن در صورت مناسب بودن PH آبهاى زيرزمينى زئوليتها تشکيل مى‌شوند.خاکهاى محيطهاى قليايى در محيطهاى خشک و نيمه خشک به دليل تبخير زياد کربنات و بى‌کربنات سديم در افق سطحى خاک افزايش يافته و با افزايش PH محيط براى تشکيل زئوليتها مناسب مى‌شود. محدوده تشکيل زئوليتها از سطح آبهاى زيرزمينى به طرف سطح زمين است.رسوبات عميق دريا توفها و رسوبات عميق دريايى تحت تاثير چرخه‌هاى آبهاى گرم قرار گرفته در شرايط مناسب مى‌توانند به زئوليت آلتره شوند.توليد زئوليت به روش مصنوعى ابتدا 2H2O، AL2O3 را در محلول داغ NaOH حل و سپس با سيليکات سديم (Na2SiO3) مخلط مى‌نمايند، مخلوط حاصل به مخازن ويژه تشکيل ژل منتقل مى‌شود. بلورهاى زئوليت در دماى حدود 94 درجه سانتيگراد از محلول ژل شروع به تبلور مى‌نمايند.آلتراسيون کائولين : ابتدا کائولين حرارت داده مى‌شود تا به متاکائولين تبديل شود بعد از آن را کلسينه نموده و سپس با استفاده از محلول اسيدى مقدارى از سيليس آن را آزاد نموده محصول را با NaOH شستشو مى‌دهند

ژئوشيمي چيست؟

در يك تعريف ساده ژئو شيمي عبارتست از مطالعه شيمي عناصر موجود در زمين و اجزاء تشكيل دهنده آن.. وظيفه اصلي يك ژئو شيميست عبارت است از تعيين فراواني عناصر و ايزوتوپهاي آنها در زمين و همچنين مطالعه پراكند

وضعیت شیمایی و تکامل ژئوشیمیایی سطح زمین در محیط ارتباط تنگاتنگی با فعالیتهای بیولوژیکی دارد. وجود اتمسفر اکسیژن دار به عنوان مثال تولید اکسیژن رابطه مستقیمی با ارگانیسمهای فوتوسنتتیک دارد. فعالیتهای بیولوژیکی روی فرایندهای ژئوشیمی و زمین شناسی تاثیر مستقیم دارد. تولیدات اولیه و بیومینرالیزه شده در مقیاس جهانی افزایش داشته که این افزایش به علت آتشفشانها و آب و هوای شیمیایی است. این فرایندها توسط رهاسازی مواد موجود در لیتوسفر کنترل می شود. تحقیقات بیولوژیکی نشان داده است که مکانیسمهای پیشرفته در مدلهای کمی و کیفی در فرایندهای ژئوشیمی و بیولوژیکی در محیط زیست وجود دارد. به طوری که به صورت اصلی سیستمهای بیوژئوشیمی پیشرفته به صورت جامع برای کار صحرایی و آزمایشهای متحرک آزمایشگاهی و مدلهای استفاده می شود. در کارهای آزمایشگاهی می توان از روشهای شیمیایی و ژئوشیمی و میکروبیولوژیکی استفاده نمود.

تشکیل زمین از دیدگاه ژئوشیمی
جهان همیشه در حال تحول بوده و هست و اگر از عصر خود به عقب برویم، به حالتی می‌رسیم که جهان بصورت یک کانون فوق‌العاده متراکم کوچک و حجم ناچیزی که تمام ماده در آن گنجانیده شده است در می‌آید. زمین ، جزئی از جهان است و هنگامی زمین شکل گرفته است. با تخمین میزان انبساط ثابت می‌کنند که جهان لایتناهی امروزه بیش از پنج میلیارد سال عمر دارد (برای دستیابی به اطلاعات بیشتر به مقاله عمر جهان مراجعه کنید).
● اثبات عمر جهان از روی عمر عناصر
اگر فرض کنیم که تمام عناصر در آن واحد بوجود آمده و تفاوت سنی برای آنها قائل نشویم، می‌توانیم از روی این زمان صفر که مبدا قرار می‌گیرد، عمر جهان را با تقریب جزئی بدست می‌آوریم، زیرا با کشف مواد رادیواکتیو و واکنشهای آن توام با واکنشهای حرارتی هسته می‌توانیم نیم عمر ماده رادیواکتیو را معلوم کنیم یا به عبارت دیگر چون عناصر در یک زمان بوجود آمده با واکنشهای رادیواکتیو و هسته‌ای تبدیلاتی در آنها به وقوع پیوسته و عناصر دیگری از عناصر مادر تولید شده‌اند. با بررسی عمر مواد رادیواکتیو می‌توانیم عمر عناصر دیگر را درک کنیم.
● وفور عناصر در جهان و عمر عناصر
مدارک در مورد وفور عناصر نشان می‌دهد که تمام عناصری که عدد اتمی آنها از ۴۰ بیشتر است، به یک میزان در جهان فراوان هستند. از این نکته فهمیده می‌شود که هسته‌هایی که آرایش الکترونی مشابه دارند، به یک میزان تقریبا بوجود می‌آیند و نحوه تشکیل و طریقه ایجاد آنها دخالتی ندارد. مثلا اورانیوم ۲۳۸U با نیم عمر ۴ ۴.۴x۱۰ سال با بیسموت و جیوه که عناصر پایداری می‌باشند، به یک میزان در عالم وجود دارند. بنابراین عناصر اخیر نمی‌توانند بیش از چند هزار میلیون سال عمر داشته باشند و گرنه اورانیوم فوق الذکر تا به حال به کلی متلاشی شده بود و از آن اثری باقی نمی‌ماند.
به همین نحو ، پتاسیم ۴۰K که ماده رادیواکتیو طبیعی ایزوتوپی با نیم عمر متوسط ۱.۳x۱۰۹ سال است، به میزان کم وجود دارد و همین وفور کم دلیل بر این می‌شود که هسته این عنصر ایزوتوپ ، باید چندین هزار میلیون سال قبل تشکیل شده باشد تا وقت کافی برای متلاشی خود داشته باشد و وفور آن نقصان یابد. همین استدلال درباره پلونیوم ۲۳۷NP با نیم عمر ۲۲۵x۱۰۴ و پلونیوم ۲۳۹Pu با نیم عمر ۲۴x۱۰۳ سال که تقریبا در طبیعت وجود ندارند و به کلی از بین رفته‌اند، صدق می‌کند.
● نظریه پیوستگی اولیه عناصر
از راه غیر مستقیم نیز می‌توان به نتیجه‌ای که قبلا ذکر شده رسید، به این معنی که اورانیوم ۲۳۸U با نیم ‌عمر ۴.۴x۱۰۱۰ سال و اورانیوم ۲۳۵U با نیم‌ عمر ۷.۱x۱۰۸ سال در آغاز به یک میزان وجود داشته‌اند. ولی اکنون نسبت اولی به دومی برابر با ۱۴۰/۱ شده است و این نکته مشخص می‌کند که باید ۵x۱۰۹ سال بگذرد تا نسبت مذکور صدق نماید و اگر در آغاز میزان ۲۳۵U کمتر از میزان ۲۳۸U می‌بود، زمان کمتری لازم می‌شد تا وفور کنونی برقرار شود. چنین شواهدی با نظایر آن معلوم می‌دارد که به یک عنصر ، عمری تعلق می‌گیرد که از حیث مقدار با عمر نجومی عالم تطبیق می‌کند و از روی این نکته ، می‌توان قائل شد که عناصر در آغاز انبساط عالم و هنگام تشکیل خود باهم پیوستگی داشته‌اند
این نظریه را می‌توان از روی ایزوتوپهای سرب ۲۰۸ , ۲۰۷ , ۲۰۶ , ۲۰۴ تایید کرد به این معنی که ایزتوپ ۲۰۴ که در اصل رادیواکتیو نیست، به همان مقداری که در پیدایش وجود داشته ، اکنون هم وفور دارد و وجود قسمتی از ایزوتوپهای دیگر را باید در آغاز انبساط تشکیل یافته دانست
و قسمت دیگر را از متلاشی شدن اتمهای ۲۳۲U , ۲۳۶U , ۲۳۵U پنداشت. باید انتظار داشت که وفور نسبی آنها در طول زمان افزایش می‌یابد. مشاهدات چنین نظریه‌ای را تایید کرده است. چنانکه وقتی به آزمایش سنگهای معدن سرب که عمر زمین شناسی آنها معلوم است می‌پردازیم، ملاحظه می‌کنیم که Pb۲۰۴ تدریجا" نسبت به سایر ایزوتوپهای سرب در کانیهای جوانتر کمتر فراوان می‌باشند
● تخمین عمر عالم از روی عمر زمین
می‌توان از روی بررسی عمر زمین نیز به عمر عالم پی‌برد. پیرترین سنگی که در پوسته زمین یافت شده حداقل عمر زمین و در نتیجه ، عمر عالم را معین می‌دارد. سنگهای پگماتیت که در جنوب شرقی "مینی توبا" (Manitoba) پیدا شده ، در حدود ۲x۱۰۹ سال عمر دارند. این سنگها با سنگریزه‌هایی که از مبداهای قدیمیتری در رسوبات داخل شده‌اند، مخلوط می‌باشند. یعنی در حقیقت برای آنها دو دوره سدی مانتاسیون یا ترتیب قبلی وجود داشته است. بدین ترتیب قدیمیترین صخره ، قاعدتا" باید بیش از ۲x۱۰۹ سال و شاید ۲.۵x۱۰۹ سال عمر داشته باشد و عمر زمین که آن را باید یک جرم منفرد تلقی کرد و تمامی جهان بطور قطع بیش از این عدد می‌باشد.
● مبدا عالم از دیدگاه شیمی و وابستگی ژئوشیمی به آن
عالم قبل از اینکه انبساط حاصل کند، در حالت اولیه خود در حجم بسیار کوچکی گنجانیده شده و در این حجم ، تمام ماده موجود در جهان به صورت متراکم ذخیره گشته بود. بدیهی است که تحت چنین شرایطی ، فشار داخلی شگرف و درجه حرارت هم خیلی بالا خواهد بود و شیمی امروزه می‌فهماند که در چنین شرایطی عناصر نمی‌توانند وجود داشته باشند و ماده تحت این شرایط به صورت یک شاره مجتمع و متراکم که بیشتر آن را نوترونها تشکیل می‌دهد، بوده است. بیشتر نظریه‌های امروزی برای بسط جهان از این مبدا و حالت اولیه ، سرچشمه می‌گیرد و معتقدند که آغاز انبساط و تشکیل عناصر بوجود آمده‌اند.
همین که انبساط آغاز شد، در دور کانون متلاطم ماده منبسط شده ، تراکمی حاصل می‌شود که در نتیجه آن ، ماده ، حالت اجتماعی حاصل می‌کند و به صورت کهکشان یا سحابها و یا ستارگان مستقل در می‌آید. با شرح فوق ملاحظه می‌شود که مطالعه ژئوشیمی بدون مطالعه منظومه شمسی ، جنبه علمی پیدا نمی‌کند با اینکه منظومه شمسی کاملا در دید کهکشان ما قرار نمی‌گیرد و نسبت به کلیه جهان ناچیز می‌باشد، نظریات مختلفی در طول تاریخ مبنی بر تشکیل زمین و سایر سیارات ارائه شده است.
● تئوری فن وایز زاکر مبنی بر تشکیل زمین و سایر سیارات
این تئوری خورشید را جرم چرخنده‌ای دانسته که از یک غلاف عدسی شکل بسیار گسترده‌ای از مواد جامد و گاز که حرکت گردبادی دارند احاطه شده است. در این غلاف عدسی شکل ، چرخشهای گردباد مانند و مارپیچی وجود دارند که موجب اجتماع موضعی ماده می‌گردد. بعدا از الحاق و تراکم این توده‌های پراکنده سیاره تشکیل می‌شود. دلیل این مطلب از یک طرف فواصل منظم گردبادهاست و از طرف دیگر اختلافی که در بزرگی و چگالی سیارات درونی و بیرونی وجود دارد.
از روی این تئوری قابل قبول تلقی می‌شود. زیرا در این غلاف عدسی شکل که از آن سیاره متراکم می‌گردد، هر چقدر از مرکز دورتر شویم درجه حرارت طبق قانون عکس مجذور نقصان می‌پذیرد و در نتیجه قسمت خارج بیش از قسمت داخل ماده متراکم می‌شود و حال آنکه مواد متراکم شده در نواحی خارجی بیشتر از اجسامی تشکیل شده‌اند که درجه حرارت بحرانی آنها کوچک می‌باشد. سبب همین اختلاف در مورد مقدار مواد متراکم ، سیارات برونی سریعتر از سیارات درونی نمو و رشد می‌نمایند و زودتر بزرگ می‌شوند.

فراوان ترين عناصر در پوسته زمين
The 8 most abundant elements in Earth�s crust (by mass):
46.6% Oxygen (O)
27.7% Silicon (Si)
8.1% Aluminum (Al)
5.0% Iron (Fe)
3.6% Calcium (Ca)
2.8% Sodium (Na)
2.6% Potassium (K)
2.1% Magnesium (Mg)

+ نوشته شده در  19 Feb 2007ساعت 3 AM  توسط مهدی داودی(کارشناس ارشد چینه فسیل) | 
 
صفحه نخست
پست الکترونیک
آرشیو وبلاگ
عناوین مطالب وبلاگ
درباره وبلاگ

پیوندهای روزانه
اولین کنگره بین المللی زمین شناسی کاربردی ایران
اکتشاف ژئوشيميايي اورانيوم
سنگهاي ساختماني
سنگ هاي رسوبي ايران
نفت
آرشیو پیوندهای روزانه
نوشته های پیشین
87/12/01 - 87/12/30
87/11/01 - 87/11/30
87/09/01 - 87/09/30
87/04/01 - 87/04/31
87/02/01 - 87/02/31
87/01/01 - 87/01/31
86/12/01 - 86/12/29
86/11/01 - 86/11/30
86/10/01 - 86/10/30
86/09/01 - 86/09/30
86/08/01 - 86/08/30
86/05/01 - 86/05/31
86/04/01 - 86/04/31
85/11/01 - 85/11/30
85/10/01 - 85/10/30
83/02/01 - 83/02/31
78/10/01 - 78/10/30
لیست موضوعات ومطالب
کپه داغ ماگماتیسم پلوتونیسم تکتونیک چینه شناسی و..
نمونه سوالات کنکور کارشناسی ارشد زمین شناسی
نمونه سوالات کارشناسی ارشد زمین شناسی ایران
نمونه سوالات کارشناسی ارشد زمین شناسی(رسوب شناسی)
نمونه سوالات کارشناسی ارشد زمین شناسی(ژئوشیمی)
نمونه سوالات کارشناسی ارشد زمین شناسی(اقتصادی 85)
نمونه سوالات چهارگزینه ای دیرینه شناسی1(ماکروفسیل)
برخی از منابع احتمالی آزمون کارشناسی ارشد89
نمونه سوالات کارشناسی ارشد زمین شناسی(ایران 85)
دانلود سوالات کنکور کارشناسی ارشد سال 1376سری اول
دانلود سوالات کنکور کارشناسی ارشد سال 1376سری دوم
دانلود سوالات کنکور کارشناسی ارشد سال 1377سری اول
دانلود سوالات کنکور کارشناسی ارشد سال 1377سری دوم
دانلود سوالات کنکور کارشناسی ارشد سال 1378سری اول
دانلود سوالات کنکور کارشناسی ارشد سال 1378سری دوم
دانلود سوالات کنکور کارشناسی ارشد سال 1379سری اول
دانلود سوالات کنکور کارشناسی ارشد سال 1379سری دوم
دانلود سوالات کنکور کارشناسی ارشد سال 1380سری اول
دانلود سوالات کنکور کارشناسی ارشد سال 1380سری دوم
سنجش از راه دورRemote sensingچیست؟
ژئومورفولوژی
زمین شناسی زغال سنگ ها از معدن تا صنعت
وضعيت كاريابي واستخدام زمين شناسان
سوالات کنکور(طنز)
درآمدی بر ماگماهای آذرین
زمین شناسی ساختمانی وتکنونیک
تاریخچه و تئوری ﮊئوسنکلینال
گالری تصاویر از فسیل ها
سنگ‌هاى آتشفشانى کرتاسه درایران
فسیل شناسی
چرخه ی حیات
خلاصه ای ازبلور شناسی
مروری برجنگل های کربونیفر
فسیل ها ی جنوب غربی پنسیلوانیا
مختصری راجع به ژئوشیمی
آتشفشان چیست؟
پیوندها
وبلاگ مباحث تخصصی زمین شناسی
این هم وبلاگی جالب راجع به کامپیوتر
تصاویر کانی ها
بازارسنگ ایران
تصاویر هوایی مناطق مختلف زمین
پهنه هاي برشي
وبلاگ تخصصی معدن
تلفيق نقشه هاي زمين شناسي
وبلاگ مهندس سيد مجيد ميركاظميان
مباحث علم ژئوشيمي + گزارش كار آزمايشگاه شيمي عمومي 1
طنز(پیامد های زلزله در نقاط مختلف دنیا)
فروشگاه الکترونیکی 24
وبلاگ زمین شناسی کاربردی دانشگاه صنعتی شاهرود
وبلاگ زمين شناسي زنجان
انجمن علمی زمین شناسی دانشگاه آزاد شیراز
وبگاه زمین شناسان
دانشجويان زمين شناسي دانشگاه باهنر كرمان
وبلاگ انجمن علمي زمين شناسي دانشگاه آزاد اسلامي واحد ساري
بچه های زمین شناسی ورودی 89 دانشگاه دولتی شیراز
بچه های زمین شناسی ورودی 89 دانشگاه تبریز
زمین شناسی دانشگاه ازاد زاهدان
وبلاگ زمین شناسی مسعود تجویدی دانشجوی پیام نورکرج
 

 RSS

POWERED BY
BLOGFA.COM