Cercetarea Litogeochimica – curs 1

Introducere

Folosirea principiilor generale ale geochimiei pentru rezolvarea unor necesităţi de ordin

practic a condus la apariţia metodelor geochimice de prospectare, care se reunesc într-o

ramură aplicativă distinctă în domeniul ştiinţelor geologice. Prospectarea geochimică aplică

principiile şi datele geochimice şi biochimice pentru identificarea acumulărilor de minereuri,

petrol şi gaze naturale de interes industrial. În acest scop prospectarea geochimică şi-a

dezvoltat metode şi tehnici proprii care au la bază măsurătorile sistematice asupra

proprietăţilor chimice ale unui sau mai multor elemente chimice, în oricare dintre materialele

naturale. Proprietatea chimică urmărită şi măsurată, obişnuit, în procesul de căutare a

acumulărilor de substanţe minerale utile este conţinutul unuia sau a mai multor elemente

urmă, şi chiar a unor combinaţii chimice. Materialele naturale pe care se realizează

măsurătorile de conţinut sunt reprezentate prin: roci, formaţiuni neconsolidate, sedimente de

râu şi lac, ape superficiale şi subterane, vegetaţie, gaze etc., care se prezintă ca tot atâtea

medii favorabile probării geochimice. Scopul final al acestor măsurători este identificarea

unor anomalii geochimice şi, prin intermediul lor, să se asigure, pe căile cele mai directe,

descoperirea unor noi zăcăminte. În jurul zăcămintelor de minereuri şi acumulărilor de

hidrocarburi abundenţele unor elemente chimice prezintă creşteri importante în diferite medii,

recunoscute ca aureole geochimice. Deşi natura aureolelor geochimice este complexă, ele

se manifestă de regulă prin creşteri importante ale conţinuturilor unuia sau mai multor

elemente chimice spre zăcământul sau corpul de minereu de care sunt legate. În acest

context aureolele geochimice se prezintă drept căi directe în identificarea şi localizarea

focarului din care au fost dispersate elementele chimice, adică a sursei mineralizate.

Aureolele goechimice reprezintă ţintele exclusive ale tuturor programelor de prospectare

geochimică.

Metodele de prospectare geochimică prezintă avantaje care decurg din dezvoltarea

spaţială a aureolelor primare şi secundare de toate tipurile. Aureolele geochimice de toate

tipurile au întotdeauna o dezvoltare mai mare în plan orizontal decât zăcământul pe care îl

acompaniază, iar extinderea pe verticală a aureolelor primare depăşeşte spectaculos

zăcământul. Tocmai aceste caracteristici de dezvoltare spaţială a aureolelor asigură

eficacitatea ridicată a metodelor de prospectare geochimică în cazul zăcămintelor ascunse,

care nu se manifestă la zi prin indici geologici.

Metodele de prospectare geochimică ocupă un loc recunoscut în arsenalul complex de

metode aflate la dispoziţia prospectorilor. Poziţia ocupată de tehnicile geochimice a fost

câştigată prin succesele înregistrate în descoperirea a noi zăcăminte, prin aplicarea

independentă sau simultană cu tehnicile geofizice de prospectare.

Metodele geochimice de prospectare diferă de cele geologice şi geofizice prin tehnicile

specializate, pe care le aplică în vederea atingerii unui obiectiv comun: identificarea şi

localizarea zăcămintelor ascunse (oarbe). Metodele geochimice au un spectru mai larg de

aplicare faţă de cele geofizice care au eficacitate ridicată în cazul zăcămintelor radioactive şi

a celor cu proprietăţi magnetice sau electrice. Un avantaj indiscutabil al metodelor

geochimice este preţul de cost foarte redus în comparaţie cu cel al lucrărilor miniere.

Studiul distribuţiei elementelor indicatoare din diferite formaţiuni naturale în vederea

descoperirii zăcămintelor, reclamă recoltarea unui număr mare de probe, care se analizează

prin metode analitice adecvate (sensibile, precise, rapide şi ieftine) capabile să furnizeze

date precise, necesare interpretărilor cantitative riguroase. Rezultatele analitice obţinute se

supun prelucrărilor statistice pentru estimarea parametrilor distribuţiei elementelor

indicatoare, sau a altor parametri geochimici, necesari pentru întocmirea hărţilor geochimice.

Obţinerea unor rezultate analitice credibile, prelucrarea şi interpretarea lor corectă,

elaborarea şi interpretarea hărţilor geochimice pot fi realizate astăzi numai de un personal cu

o specializare distinctă, cu o pregătire geochimică ridicată.

În ultimii ani este folosit tot mai des termenul de geochimie aplicată care are un înţeles

mai larg decăt cel de prospectare geochimică a zăcămintelor. A devenit tot mai clar că datele

obţinute de prospectarea geochimică au aplicabilitate mai largă, putând fi folosite şi în

rezolvarea altor probleme practice cu care se confruntă societatea modernă. Utilitatea

datelor geochimice rezultate din prospectare, pentru domeniile agriculturii şi silviculturii

reprezintă deja un lucru recunoscut. În prezent se conturează noi domenii ale geochimiei

aplicate care dezvoltă concepte specializate şi tehnologii proprii, ce probabil vor stimula

dezvoltarea viitoare a metodelor de prospectare geochimică.

Geochimia agricolă continuă să fie un domeniu practic interesat în sursele geologice

pentru elementele chimice majore şi minore necesare în nutriţia plantelor şi animalelor.

Geochimia mediului este deja un domeniu angajat activ în cercetarea poluării mediului

ambiant cu reziduuri industriale, inclusiv metalele şi subprodusele radioactive scăpate din

reactoarele nucleare.

Geochimia îşi poate aduce contribuţia în sectorul sănătăţii publice oferind date privind

elementele minore în alimente şi apa potabilă.

Nu au fost epuizate încă aplicaţiile geologice ale geochimiei. Cresc preocupările pentru

folosirea emanaţiilor gazoase din crustă în localizarea faliilor şi în prevederea cutremurelor şi

a erupţiilor vulcanice.

Curs 2.

I.Bazele teoretice ale prospectării geochimice

I.1. Compoziţia chimică a crustei terestre

Crusta terestră este principalul obiect de studiu al tuturor geologilor angajaţi în

rezolvarea problemelor de prospectare şi explorare.

Crusta terestră este reprezentată prin stratul material situat deasupra discontinuităţii

Mohorovičić (Moho), care este determinată de saltul produs în vitezele de propagare ale

undelor seismice longitudinale şi transversale. La scară planetară se disting două tipuri de

crustă: cea continentală şi cea oceanică, dispuse în medii geotectonice diferite. Mediile

geotectonice şi-au pus amprenta asupra proprietăţilor fizice şi chimice caracteristice crustei

continentale şi celei oceanice. Cele două tipuri de crustă sunt diferite între ele prin: vârstă,

grosimi, volume, structură şi compoziţie chimică. Crusta continentală a apărut şi s-a

dezvoltat în timp geologic prin mecanisme de diferenţiere ireversibile care au acţionat asupra

mantalei terestre (Priem, 1987). Datele obţinute din măsurătorilor izotopilor radiogene (Pb,

Hf, Nd, Sr) ne arată cu claritate o vîrstă mult mai mare pentru unele roci din crusta

continentală (3,9Ga) faţă de cele din crusta oceanică (max. 200Ma). Există unele dovezi

care indică existenţa unor porţiuni de crustă continentală la suprafaţa Pământului chiar cu

4,3 Ga în urmă. Tinereţea crustei oceanice este explicată prin permanenta ei reciclare prin

manta sub acţiunea mecanismelor care determină mişcarea plăcilor tectonice.

Crusta continentală (inclusiv platformele continentale submerse) ocupă cca. 40% din

suprafaţa Pământului şi are o grosime medie estimată la aproximativ 40 km, în contrast cu

cea oceanică care are o grosime medie de doar 5 – 6 Km. O altă diferenţă remarcabilă între

cele două tipuri de crustă este una de ordin structural. Dacă la scară planetară crusta

continentală este alcătuită de trei straturi numite convenţional, sedimentar, granitic şi

bazaltic, în crusta oceanică stratul granitic lipseşte. Aceste particularităţi structurale au

importante consecinţe compoziţionale, nu numai pe verticala crustei dar şi lateral.

Din punct de vedere compoziţional marea neomogenitate geochimică a crustei

constitue o caracteristică fundamentală exprimată prin concentrări sau puternice dispersii

locale ale unor elemente chimice. Marea neomogenitate geochimică a crustei terestre a fost

determinată de următoarele două cauze majore :

a) raportul dintre diferite specii atomice, sau izotopice, existent în porţiunea

nebuloasei solare primordiale din care a acreţionat Pământul;

b) acţiunea proceselor de diferenţiere şi de creştere a crustei din materialele mantalei

terestre

Recunoaşterea neomogenităţii geochimice marcante din crusta terestră a constituit un

stimulent constant pentru dezvoltarea unor modele cât mai precise de compoziţie crustală pe

ansamblu, pentru diferite straturi sau compartimente şi pentru tipurile de roci dominante din

crustă. Estimările de compoziţie chimică crustală sunt puternic dependente de modelul

structural adoptat. Se consideră că cele mai bune estimări de compoziţie a crustei au fost

realizate de Taylor şi McLennan (1985; cf. Priem, 1987), care indică o compoziţie

granodioritică pentru primii 10 km ai crustei continentale şi una apropiată bazaltului aluminos

pentru crusta inferioară. În această concepţie crustei ca intreg îi corespunde o compoziţie

dioritică.

În tabelul I.1 sunt prezentate compoziţiile chimice medii corespunzătoare crustei ca

întreg şi unor straturi componente, estimate de Ronov şi Yaroshevski (1972).

Tab. I.1. Compoziţiile chimice medii (%) ale crustei şi straturilor componente (Ronov şi

Yaroshevski)

OxiziCrusta

continentală (toată)

Stratul sedimentar continental

Stratul granitic

Stratul bazaltic

Crusta (oceanică şi continentală)

SiO2 60,22 49,90 63,94 58,23 57,60TiO2 0,73 0,65 0,57 0,90 0,84Al2O3 15,18 12,97 15,18 15,49 15,30Fe2O3 2,48 2,99 2,00 2,86 2,53FeO 3,77 2,80 2,86 4,78 4,27MnO 0,14 0,11 0,10 0,19 0,16MgO 3,05 3,06 2,21 3,85 3,88CaO 5,51 11,70 3,98 6,05 6,99Na2O 2,99 1,70 3,06 3,10 2,88K2O 2,86 2,04 3,29 2,58 2,34P2O5 0,24 0,16 0,20 0,30 0,22CO2 1,20 8,20 0,84 0,51 1,40

S 0,05 0,18 0,04 0,03 0,04Cl 0,06 0,21 0,05 0,03 0,05

H2O+ 1,37 2,90 1,53 1,00 1,37

Trebuie subliniat că deşi datele prezentate în acest tabel au la bază informaţii precise,

în ceea ce priveşte compoziţia chimică medie a tipurilor majore de roci crustale, ele includ

diferite grade de aproximaţie, datorate unor limitări de cunoaştere inevitabile în prezent.

Principalele surse de erori care intervin în astfel de estimări pot fi grupate după cum

urmează:

a) lipsa datelor precise asupra rapoartelor cantitative dintre granite şi granodiorite,

chiar dacă ne referim strict numai la suprafaţa crustei;

b) lipsa datelor precise asupra rapoartelor cantitative în grupa rocilor metamorfice şi

raportul dintre ele şi rocile intrusive;

c) lipsa completă de date asupra transformărilor pe care le pot suporta diferite tipuri

de roci, la adâncimi variabile, în crusta terestră. Toate aceste neajunsuri decurg din

informaţiile geologice incomplete privind zonele mai adânci din crustă. În ciuda

acestor limitări şi aproximaţii valorile prezentate în tab. I.1 pun în evidenţă cu

claritate diferenţele vizibile dintre compoziţiile chimice ale straturile crustale precum

şi compoziţia dioritică corespunzătoare pentru crustă ca întreg. În plus tabelul

subliniază că doar 8 elemente, sub formă de oxizi, participă în cantităţi importante

la compoziţia crustei, adică: O, Si, Al, Fe (ca Fe3+ şi Fe2+), Mg, Ca, Na şi K,

cunoscute şi ca elemente petrogene. La acestea se adaugă unele elemente minore

(Ti, Mn, P, C, S şi Cl) şi apa legată chimic (H2O+) în unele minerale (amfiboli, mice,

etc.). Toate elementele enumerate mai sus dau cca. 99,5% din masa crustei sau

straturilor sale şi intră relativ rar în sfera preocupărilor prospectorilor geochimişti (Ti,

P, Mg, Na, K, S, Cl) şi doar în cadrul unor probleme deosebite ridicate spre

rezolvare prospecţiunii geochimice.

Cele cca. 0,5% din masă revin tuturor celorlalte elemente rămase din sistemul periodic

al elementelor, dintre care multe prezintă o importanţă specială pentru prospecţiunea

geochimică. Se poate afirma că marea neomogenitate geochimică a crustei este cel puţin tot

atât de bine evidenţiată şi de aceste elemente care dau doar 0,5%, numite elemente minore

şi urmă, sau microelemente. Această afirmaţie este ilustrată într-o formă generalizată de

clasificarea geochimică a elementelor elaborate de Vernadski (cf. Beus şi Grigorian). La

baza acestei clasificări stă criteriul cantitativ, adică valoarea de conţinut, estimată pentru

fiecare element, în crusta terestră. Pe această bază Vernadski a grupat elementele chimice

în 12 decade, în funcţie de ordinul de mărime al conţinutului în crusta terestră (tab.I.2).

Tab. I.2. Conţinuturile medii (% masă) ale elementelor chimice în crusta terestră după

Vernadski (Beus şi Grigorian, 1975)

DecadaMărimea conţinutului

mediu în decadă (% de masă)

Numărul elementelor în decadă

Elemente în decadă

I >10 (20-50) 2 O, SiII 100 - 101 6 Al, Fe, Ca, Mg, Na, KIII 10-1 - 100 4 Ti, P, H, CIV 10-2 – 10-1 9 Mn, S, F, Ba, Sr, V, Cr, Zn, Cl

V 10-3 – 10-2 14Ni, Rb, Zn, Cu, Co, Ce, Y, La,

Nd, Sc, N, Li, Ga, Nb

VI 10-4 – 10-3 25Pb, B, Th, Sm, Gd, Pr, Dy, Er,

Yb, Hf, Br, Cs, Sn, As, Be, Ar, U, Ge, Mo, Ho, He, Eu, Tb, W, Ta

VII 10-5 – 10-4 8 Lu, Tl, I, In, Sb, Tm, Cd, SeVIII 10-6 – 10-5 5 Ag, Hg, Bi, Ne, PtIX 10-7 – 10-6 4 Pd, Tl, Au, OsX 10-8 – 10-7 3 Re, Ir, KrXI 10-9 – 10-8 1 XeXII 10-10 – 10-9 1 Ra

Preocupările legate de cunoaşterea distribuţiei microelementelor nu s-au limitat numai

la crustă în ansamblul ei, ci s-au extins şi la straturile ei componente cât şi asupra

principalelor tipuri de roci crustale. Estimările de abundenţă a elementelor în principalele roci

crustale, realizate până în prezent, reflectă necesităţile teoretice şi practice de cunoaştere

cantitativă a crustei şi a rocilor componente. În tab. I.3. sunt prezentate abundenţele

microelementelor (ppm) în principalele roci crustale (Beus şi Grigorian, 1975).

Tab. I.3. Abundenţele unor microelemente în principalele roci crustale (Beus şi Grigorian, 1975)

Nr. ord. element

Granite Granodiorite Roci intermed. Roci bazice Ultrabazice Nisipuri

3. Li 38 30 25 15 2 154. Be 3,5 2,5 1,8 0,4 0,2 0,n5. B 15 12 9 5 3 359. F 830 630 500 400 100 27017. Cl 200 130 100 60 50 1021. Sc 7 14 20 30 15 123. V 44 88 150 250 40 2024. Cr 10 22 55 17 160 3527. Co 1 7 9 48 150 0,328. Ni 4,5 150 50 130 2000 229. Cu 10 26 40 87 10 130. Zn 39 56 75 105 50 1631. Ga 20 20 17 17 1,5 1232. Ge 13 13 13 13 15 833. As 15 19 20 20 10 1034. Se 0,14 0,14 0,14 0,13 0,05 0,0535. Br 1,3 4 0,45 3,6 1 137. Rb 210 160 110 50 5 638. Sr 110 440 450 470 1 2039. Y 40 34 29 21 0,n 4040. Zr 180 160 140 110 45 22041. Nb 21 20 20 19 16 0,n42. Mo 1,3 1,2 1,1 1,5 0,3 0,245. Pd n∙10-4 n∙10-4 n∙10-3 2∙10-3 5∙10-3 -47. Ag 3,7∙10-2 5,1∙10-2 7∙10-2 11∙10-2 6∙10-2 n∙10-2

48. Cd 0,13 0,16 0,18 0,22 0,1 0,n49. In 0,26 0,24 0,22 0,22 0,1 0,n50. Sn 3 2,5 1,6 1,5 0,5 0,n51. Sb 0,2 0,2 0,2 0,2 0,1 0,0n52. Te 1·10-3 1·10-3 1·10-3 1·10-3 0,n·10-3 -53. I 5∙10-3 5∙10-3 5∙10-3 0,5 0,5 1,755. Cs 5 2 1,5 1,1 0,n 0,n56. Ba 840 450 380 330 4 n x 1057. La 55 40 30 15 n x 10 3058. Ce 92 80 65 48 n x 10 9259. Pr 88 7,5 6,2 4,6 0,n 8,860. Nd 37 32 27 20 0,n 3762. Sm 10 8,5 7,5 5,3 0,n 1063. Eu 1,6 1,4 1,2 0,8 0,n 1,664. Gd 10 8,5 7,5 5,3 0,n 1065. Tb 1,6 1,4 1,2 0,8 0,n 1,666. Dy 7,2 6,1 5,2 3,8 0,n 7,267. Ho 2 1,8 1,5 1,1 0,n 268. Er 4 3,2 2,8 2,1 0,n 469. Tm 0,3 0,3 0,2 0,2 n∙10-2 0,370. Yb 4 3,2 2,8 2,1 0,n 471. Lu 1,2 1 0,8 0,6 0,n 1,272. Hf 3,9 3,2 2,8 2,2 0,5 3,973. Ta 2,5 1,8 1,2 0,5 0,2 n74. W 2,2 1,7 1,2 0,7 0,1 1,6

75. Re 6,7·10-4 - - 7,1·10-4 - -77.Ir 1∙10-4 - - 2,2∙10-4 - -79. Au 0,8∙10-3 1,2∙10-3 2,8∙10-3 3,6∙10-3 6∙10-3 n∙10-3

80. Hg 6,7∙10-2 6,7∙10-2 7,5∙10-2 6,5∙10-2 6,4∙10-2 7,4∙10-2

81. Tl 2,3 1,5 1 0,2 6∙10-2 0,882. Pb 19 15 12 6 1 783. Bi 1∙10-2 1∙10-2 8∙10-3 7∙10-3 1∙10-3 -90. Th 17 12 8,5 4 4∙10-3 0,4592. U 3 2,5 2 - - -

Datele prezentate în tab. I.3. ne pun în evidenţă diferenţe însemnate de conţinut pentru acelaşi microelement în diferite tipuri de roci, dar şi importante variaţii între conţinuturile diferitelor elemente. Această ultimă observaţie este evidenţiată şi în clasificarea geochimică a elementelor elaborată de Vernadski (tab. I.2).

Din punct de vedere al prospecţiunii geochimice este important să se cunoască care dintre microelemente formează sau nu minerale proprii. Multe dintre microelemente formează minerale proprii (vezi tab. II.1).

Curs 3

II. Medii geochimice

Pământul este un sistem dinamic în care materialele componente sunt deplasate

dintr-un loc în altul, suportând simultan transformări de compoziţie şi formă sub acţiunea

unor procese variate. Un rol major în deplasarea şi transformarea materiei terestre revine

proceselor de topire, cristalizare, eroziune, solvire, precipitare, evaporare şi dezintegrare

radioactivă. Comportarea materiei în sistemul Pământ este extrem de complexă, fiind

controlată de factorii: temperatură, presiune şi concentraţia unor compuşi chimici. Acţiunea

simultană a acestor factori favorizează sau nu stabilirea anumitor faze minerale şi fluide.

Luând în consideraţie marile diferenţe dintre temperaturile şi presiunile caracteristice

unor zone diferite din Pământ cercetătorii (Rose et al., 1979) disting două grupe majore de

medii geochimice: profunde şi superficiale.

Mediul profund se extinde, pe verticală, începând de la nivelul inferior de circulaţie a

apelor superficiale şi mergând până în zonele cele mai adânci ân care are loc formarea

rocilor obişnuite. În această zonă predomină procesele magmatice şi metamorfice. Mediul

profund este caracterizat prin temperatură şi presiune ridicate, prin circulaţie restrânsă a

fluidelor şi un conţinut relativ scăzut de O2 liber. Fenomenele vulcanice, izvoarele fierbinţi şi

manifestările înrudite sunt incluse, pe baza temperaturii şi sursei materiale, în mediul

profund. Termenii : ” hipogen”, ”endogen” şi ”primar” sunt utilizaţi cu înţelesuri oarecum

restrânse pentru localizarea unor fenomene care se desfăşoară în mediul geochimic profund.

Mediul geochimic superficial corespunde domeniului de la suprafaţa Pământului în care

acţionează procesele de alterare, eroziune şi sedimentare. Acest mediu este caracterizat

prin temperaturi joase, presiune aproape constantă, mişcarea liberă a soluţiilor şi prin

abundenţa O2 liber, H2O şi CO2. În literatura geologică sunt folosiţi termenii: ”supergen”,

”secundar” şi ”exogen” cu referire la procesele care se petrec în acest mediu, însă termenul

superficial este preferat când se au în vedere mediile.

Între mediile geochimice profunde şi superficiale are loc un continuu transfer de

materie, transfer care poate fi prezentat cu ajutorul ciclului geochimic (fig. II.1).

Fig. II.1. Ciclul geochimic (modoficat după Rose et al., 1979)

Prin gradul său de generalizare ciclul geochimic se prezintă ca un sistem ”închis”

puternic simplificat. Plecând de la partea dreaptă superioară (fig. II.1), în sensul acelor de

ceasornic, rocile sedimentare sunt metamorfozate prograsiv odată cu creşterea temperaturii,

presiunii şi a aportului de materie din exteriorul sistemului. În condiţii favorabile rocile

metamorfice pot fi topite, topitura rezultată urmând, prin recristalizare, diferenţierea

magmatică, generatoare de diferite roci magmatice. Procesele tectonice pot să aducă rocile

magmatice astfel generate în mediul geochimic superficial unde sunt supuse eroziunii şi

alterării. Ca urmare elementele chimice suportă noi redistribuiri ceea ce duce la formarea

unei noi serii de roci sedimentare, care închide ciclul geochimic. Prin gradul de generalizare

ciclul geochimic implică multe simplificări. De exemplu nu este obligatoriu ca toate rocile

plutonice să fie supuse eroziunii şi alterării, aşa cum gresiile şi rocile argiloase pot să suporte

eroziunea şi alterarea fără a fi supuse metamorfismului sau topirii. Aceste exemple ne

sugerează existenţa unor cicluri minore importante care nu pot fi surprinse convenabil la

această scară. Astfel circulaţia H, C şi O2 din aer în plantele vii, în animale, zăcăminte

organice şi de aici în aer nu este prezentată.

Ciclul geochimic surprinde procesele geologice majore care se desfăşoară în mediile

profunde şi superficiale şi schimbul material dintre ele.

II.1. Distribuţia elementelor chimice în roci şi formaţiuni naturale

Distribuţia unui element chimic în oricare dintre rocile sau formaţiunile naturale se

prezintă ca o caracteristică definitorie. În sens statistic frecvenţa conţinuturilor unui element

în roci şi alte formaţiuni naturale poate fi prezentată în mod convenabil print-o lege de

distribuţie (model statistic), caracterizată printr-un set propriu de parametri statistici ai

distribuţiei. În cazul cel mai simplu conţinuturile unui element chimic într-un număr oarecare

de probe din acelaşi tip de rocă poate să concorde cu legea normală de distribuţie, căreia îi

corespunde parametrii statistici: media aritmetică (x ¿, dispersia (s2) şi abaterea standard (s)

a conţinuturilor. Cercetări detaliate au stabilit că în cazul multor microelemente apropierea de

legea normală de distribuţie se realizează numai după logaritmarea conţinuturilor, ceea ce a

dus la adoptarea legii lognormale de distribuţie pentru descrierea statistică adecvată a

comportării elementelor chimice în roci (Ahrens, 1954, 1957). Parametrii statistici ai legii

lognormale de distribuţie sunt: media aritmetrică a logaritmilor conţinuturilor ( lgx ), dispersia

(s2lg) şi abaterea standard (slg) a logaritmilor conţinuturilor. Ideea distribuţiei lognormale a

elementelor minore şi urmă a stârnit vii controverse, aducându-se argumente că nici această

lege de distribuţie sau oricare alta nu are aplicabilitate universală. Au fost aduse argumente

convingătoare pentru situaţii în care conţinuturile unoe elemente chimice în formaţiunile

naturale pot fi descrise prin legi de distribuţie beta şi gamma (Oertel, 1969), sau prin cele de

tip Pearson (Tolstoi et al., 1965).

În ciuda criticilor formulate, practica lucrărilor de prospectare geochimică arată că în

multe situaţii conţinuturile elementelor au mai degrabă o distribuţie lognormală decât una

normală şi rezultate utile pot fi obţinute admiţând o comportare lognormală a elementelor.

Pentru majoritatea selecţiilor geochimice care interesează prospecţiunea folosirea unor

distribuţii mai complexe aduce doar avantaje mici (Rose et al., 1979).

Media aritmetică a conţinuturilor (sau a logaritmilor conţinuturilor), luată separat, oferă

o informaţie geochimică limitată arătând numai tendinţa de centrare, dar nu şi pe aceea de

împrăştiere în selecţia geochimică luată în studiu. Parametrul statistic care ne arată gradul

de împrăştiere în selecţia geochimică este abaterea standard.

Orice interpretare fundamentală privind particularităţile de compoziţie chimică a

informaţiilor naturale impune prelucrarea statistică a datelor geochimice, care permite

precizarea legii de distribuţie şi estimarea parametrilor statistici ai distribuţiei. Aceşti

parametri sunt utili în:

a) evaluarea preciziei cu care au fost obţinute datele geochimiei;

b) comportarea rezultatelor obţinute cu etaloanele (modelele) de distribuţie naturală;

c) punerea în evidenţă a relaţiilor naturale dintre elemente;

d) calculul probabilităţii de apariţie în populaţia geochimică cercetată a unor valori de

conţinut interesante pentru prospecţiunea geochimică.

Ca sursă primară de informaţii asupra compoziţiei chimice a formaţiunilor naturale,

servesc datele cercetărilor analitice asupra probelor geochimice, obţinute prin probarea

sistematică în timpul lucrărilor de teren. Datele analitice se grupează în selecţii geochimice în

funcţie de particularităţile petrografice ale rocilor probate, sau de cele ale formaţiunii naturale

probate (ape, sedimentele reţelei hidrografice, vegetaţie, etc.). selecţiile geochimice astfel

constituite devin disponibile pentru prelucrarea statistico-matematică în vederea evidenţierii

legii de distribuţie şi estimarea parametrilor de distribuţie în conformitate cu legea

corespunzătoare. Parametrii obţinuţi pot să descrie distribuţia conţinuturilor elementelor

chimice la orice scară începând cu formaţiunile cu arie redusă de dezvoltare şi mergând

până la crusta terestră ca întreg. În funcţie de scara obiectului geologic descris parametrii

distribuţiei pot fi: globali, regionali şi locali.

Parametrii globali caracterizează distribuţia elementelor chimice în grupele şi tipurile de

roci la scara întregii cruste terestre. Ei sunt utili în măsurarea abaterilor de la normă a

parametrilor regionali. Fersman (cf. Beus şi Grigorian, 1975) a propus, în cinstea

geochimistului american F.M. Clarke, termenul de clarkeul unui element chimic care

defineşte conţinutul mediu al acelui element într-un sistem determinat cosmochimic sau

geochimic (atmosfera solară, crusta terestră, etc.), fiind exprimat în procente din masa

sistemului sau prin numărul total al atomilor prezenţi în sistem. Termenul de ”clarkeul

elementului” este larg utilizat în literatura geochimică sovietică; în literatura din celelalte ţări

s-a adoptat, ca echivalent, termenul de ”conţinutul mediu al elementului”.

Parametrii regionali caracterizează distribuţia elementelor chimice în tipuri şi grupe de

roci care reprazintă o regiune concretă sau o provincie geochimică. Sunt folosiţi la evaluarea

de la normă a parametrilor locali.

Parametrii locali caracterizează distribuţia elementelor în masive magmatice izolate, în

suite sedimentare sau metamorfice dezvoltate în limitele unor suprafeţe restrânse. În rocile

neafectate de procese metalogenetice, care duc la formarea zăcămintelor endogene sau

exogene, parametrii locali definesc fondul geochimic.

Precizia cu care se estimează parametrii distribuţiei oricărui element chimic este

puternic dependentă de volumil informaţiilor geochimice folosite, adică de numărul de probe

care reprezintă obiectul studiat, dar şi de exactitatea datelor analitice.