CURS 1

INTRODUCERE

Rolul şi locul geochimiei între ştiinţele pământului

Termenul de “geochimie” a fost utilizat pentru prima oară în anul 1838, de către

Christian F.Schönbein, profesor de chimie la Universitatea din Basel (Elveţia). După cum

rezultă din etimologia acestui termen, geochimia aplică principiile chimiei pentru rezolvarea

problemelor geologice şi de aceea nu s-a putut dezvolta până când chimia şi geologia nu s-au

consolidat ca discipline ştiinţifice. Deoarece geochimia studiază comportarea elementelor

chimice din globul terestru, ea este o disciplină geologică şi nu una chimică. În trecut, Chimia

şi Geochimia nu erau nişte ramuri distincte ca în zilele noastre, ele derivând împreună din

Alchimie. Legăturile dintre Chimie şi Geochimie sunt foarte strânse, dealtfel Antoine

Lavoisier, considerat unul dintre fondatorii chimiei moderne (Lavoisier a fost cel care a

formulat prima lege a conservării materiei, un citat de al său pe această temă fiind următorul:

"Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme"; susţinea astfel că în urma oricărei

reacţii chimice, masa materiei nu se schimbă), a fost de fapt şi un eminent geolog. El a

realizat in perioada 1767-1770 împreună cu Jean-Étienne Guettard, un geolog francez, 16

harti geologice ale unei parti din teritoriul Frantei (Lavoisier A., Guettard J.E., 1767-1770,

“Atlas minéralogique de la France exécute sous les ordres de Monseigneur Bertin Ministre et

Secrétaire d'Etat”, Paris; Gould (1998) a subliniat recent că Lavoisier a dedus succesiunea

verticală a straturilor de rocă din harta distribuției tipurilor de roci și, prin urmare, a translatat

geometria prezentului dintr-o secvență trecuta de evenimente, reprezentată de succesiunea de

straturi de rocă). Deşi geochimia are multe în comun cu chimia, obiectivele lor actuale diferă;

spre exemplu, obiectivele geochimiei nu includ elucidarea naturii legăturilor chimice sau

sinteza de noi compuşi, deşi acestea sunt utilizate uneori şi de către geochimie, iar chimiştii s-

au ocupat multă vreme de descoperirea de noi elemente, pe care le-au căutat în materialele

naturale.

Primul curs de geochimie a fost organizat în anul 1912, la Universitatea din Sankt

Petersburg (Russia), de către Alexandr E.Fersman.

Ca ştiinţă, geochimia s-a dezvoltat datorită modului de abordare cantitativ care a

caracterizat cunoaşterea în cea de-a doua jumătate a secolului XX.

1

Până la sfârşitul secolului XVI, se credea că materia este alcătuită din patru elemente:

pământ, apă, foc şi aer, ale căror calităţi de bază au fost descrise ca rece, cald, uscat şi umed.

Metalele aur, argint, cupru, fier, mercur, plumb, staniu, împreună cu sulful şi carbonul au fost

cunoscute cu mult timp înainte, dar nu au fost recunoscute ca elemente chimice în sensul

actual al termenului. Arsenul, bismutul, stibiul şi fosforul au fost studiate la rândul lor de

către alchimişti, în timpul Evului Mediu.

Dezvoltarea chimiei analitice în secolul al XVIII-lea a condus la descoperirea a 46 de

elemente chimice între 1720 şi 1850. În perioada 1850 – 1925, după inventarea de către

Bunsen şi Kirchhoff a spectrografului optic de emisie, alte 30 de elemente au fost

descoperite. Uraniul, elementele transuranice şi câteva dintre celelalte elemente radioactive

au fost descoperite mai târziu.

Geochimia modernă s-a lansat odată cu anul 1950, când geochimiştii au început să

cerceteze mai intens reacţiile chimice şi procesele naturale. Începuturile acestor cercetări s-au

regăsit însă mult mai devreme, în lucrările lui A.Fersman, primul care a utilizat conceptele

termodinamicii pentru a studia stabilitatea mineralelor în mediul natural; ulterior, între anii

1933 şi 1939, acesta a şi publicat patru volume intitulate “Geokhimiya”. În aceeaşi perioadă,

J.H.van Hoff studia la Berlin cristalizarea sărurilor obţinute prin evaporarea apei marine iar în

1904 a fost fondat Laboratorul de Geofizică la Carnegie Institution (Washington, S.U.A.).

Principalul obiectiv al acestui laborator a fost studierea originii rocilor şi a zăcămintelor prin

metode experimentale. Rezultatele activităţii desfăşurate în Laboratorul de Geofizică de la

Carnegie Institution au folosit lui N.L.Bowen şi colegilor săi la fundamentarea petrologiei

moderne. The evolution of the Igneous Rocks, lucrare publicată în 1928, a schimbat scopurile

petrologiei, de la descrierea şi clasificarea rocilor către cunoaşterea originii şi diferenţierea

geochimică a Terrei.

De atunci şi până acum, contribuţia geochimiei la dezvoltarea cunoaşterii umane a

fost enormă:

- multe din ceea ce ştim despre formarea Terrei şi a Sistemului Solar au

provenit din studiile efectuat de geochimişti asupra meteoriţilor;

- a contribuit la înţelegerea formării crustei terestre (cum şi când s-a format);

- a contribuit la înţelegerea formării atmosferei terestre şi a evoluţiei ei;

- a contribuit la descoperirea curenţilor de convecţie din manta;

- a condus la cunoaşterea temperaturii şi presiunii la care s-au format rocile

metamorfice;

2

- a condus la cunoaşterea a cât de mult şi cât de repede s-au înălţat lanţurile

muntoase şi cât de repede s-au erodat;

- ne-a oferit informaţii despre perioada de la începuturile vieţii pe Terra (3,8

miliarde de ani), perioadă în care fosilele au fost absente şi de la care nu ne-

au rămas decât urmele chimice ale vieţii.

După 1950, geochimia s-a diversificat în multe subdiviziuni, dintre care amintim:

- prospecţiunea geochimică;

- geochimia anorganică;

- geochimia organică;

- hidrogeochimia;

- geochimia izotopică;

- geochimia mediului;

- geochimia medicală;

- cosmochimia.

În 1952, B.Mason a publicat prima ediţie a lucrării Principles of Geochemistry, care a

fost frecvent utilizată în universităţi şi a contribuit la edificarea geochimiei ca ramură a

Ştiinţelor Pământului. În următorii 10 ani, R.Garrels şi K.Krauskopf au utilizat

termodinamica pentru a determina mobilitatea elementelor, inspirând generaţia modernă de

geochimişti prin cercetările lor.

Aproape toate elementele chimice sunt implicate în cicluri care le conduc alternativ

din profunzime spre suprafaţă. Singurele elemente care fac excepţie sunt cele stocate în aşa

zisele rezervoare de acumulare; acesta este cazul azotului şi gazelor rare din atmosferă şi al

fierului şi nichelului din nucleu. Geochimia are drept obiect recunoaşterea şi descrierea

acestor cicluri şi stabilirea bilanţului de transfer de materie.

Prospecţiunile geochimice, aşa cum sunt cunoscute astăzi, au fost iniţiate de către

U.S. Geological Survey în anul 1947 (Hawkes şi Larkin, 1949) iar tehnicile dezvoltate în

S.U.A. au fost utilizate în 1953 pentru prospecţiuni pedogeochimice în Marea Britanie şi

Africa (Webb, 1953). Concomitent, Geochemical Prospecting Research Center de la Imperial

College of Sciences and Technology (Londra) a devenit un centru al activităţii în acest

domeniu al geochimiei. Actual, prospecţiunea geochimică continuă să fie una dintre cele mai

importante aplicaţii practice ale geochimiei, bucurându-se şi de ajutorul celor mai sofisticate

tehnici analitice.

Geochimia mediului a devenit recent o ramură importantă a geochimiei, din

necesitatea de a monitoriza dispersia metalelor şi componenţilor organici pe care activităţile

3

antropice i-au introdus în mediu. Această nouă aplicaţie a geochimiei este strâns legată de

geochimia medicală şi hidrogeochimie.

Prospecţiunea geochimică şi geochimia mediului au o importanţă deosebită, datorită

contribuţiei pe care o au la continuarea şi dezvoltarea activităţii speciei umane. Totodată,

probleme actuale cum ar fi ploile acide, găurile de ozon, efectul de seră şi încălzirea globală a

atmosferei, poluare apei şi solului sunt probleme geochimice, ori rezolvarea lor necesită

cunoştinţe geochimice.

Geochimia izotopică este cea care ne permite cunoaşterea nu numai a vârstei rocilor,

ci şi a întregii lor istorii, până în cele mai intime detalii. Drept exemplu se poate da cazul

belemniţilor din Jurassicul şi Cretacicul sup. al Marii Britanii, Danemarcei şi Statelor Unite,

despre care Urey şi colab. (1951) au arătat că s-au născut toamna şi au murit patru ani mai

târziu, în primăvară; măsurarea izotopilor oxigenului a făcut posibilă această afirmaţie.

Descoperirea spectaculoasă a unor componenţi organici (aminoacizi şi baze azotoase)

în rocile terestre cele mai vechi a deschis calea unei Paleontologii moleculare, atât de

fascinante încât a inspirat şi industria cinematografică.

Asociată cu Cosmochimia, ea vizează identificarea proceselor care, plecând de la o

nebuloasă protosolară omogenă, au dus la diferenţierile planetare şi interplanetare.

Din cele relatate mai sus rezultă că Geochimia este o ştiinţă completă, omniprezentă

în tot ceea ce priveşte Terra şi celelalte planete, sintetizând tot materialul şi toate concluziile

acumulate de celelalte discipline geologice.

Pentru scopurile noastre, obiectivele majore ale geochimiei sunt:

- determinarea distribuţiei elementelor chimice pe Terra şi în Sistemul Solar;

- determinarea chimismului geosferelor, de la atmosferă până la nucleul intern al

Terrei;

- studierea reacţiilor chimice de relevanţă geologică, evidenţierea schimbului de

elemente dintre geosfere şi studierea evoluţiei geosferelor în timp;

- studierea relaţiilor dintre procesele menţionate mai sus şi materia vie;

- asamblarea acestor informaţii pentru a înţelege cum au acţionat în trecut procesele

geologice şi cum vor opera acestea în viitor.

În prezent, creşterea necesităţilor umane datorate expansiunii populaţiei a făcut ca

geochimia să fie implicată în rezolvarea multor probleme globale, incluzând:

- cunoaşterea circuitului global al apei, inclusiv calitatea şi cantitatea acesteia;

- cunoaşterea dinamicii schimburilor între elementele cheie ale atmosferei, cum este

cazul CO2 şi CH4;

4

- cunoaşterea concentraţiei elementelor chimice din soluri, ape, biomasă şi a

relaţiilor lor cu sănătatea umană şi nutriţia;

- cunoaşterea dinamicii elementelor în sol şi influenţa acestora asupra

bioproductivităţii (hranei);

- cunoaşterea ciclului geochimic al elementelor toxice, cum este cazul mercurului şi

arsenului;

- cunoaşterea proceselor critice pentru managementul durabil al deşeurilor, de la

gazele responsabile pentru „efectul de seră” până la deşeurile nucleare;

- localizarea de noi resurse de materii prime.

Noţiuni generale de geochimie

Un factor foarte important în distribuţia elementelor din scoarţa terestră este natura

atomilor şi ionilor.

Fiecare atom al unui element este compus dintr-un nucleu în jurul căruia orbitează

electroni. Un atom este compus din trei tipuri de particule:

- relativ grele şi încărcate pozitiv, numite protoni;

- relativ grele şi neutre, numite neutroni;

- relativ uşoare şi încărcate negativ, numite electroni. Cei mai importanţi

electroni, care dau şi proprietăţile chimice ale atomului, sunt cei de pe

ultimul orbital (electronii de valenţă).

Protonii şi neutronii formeaza nucleul.

Atomul de hidrogen, care are numărul atomic Z = 1 (numărul de ordine Z reprezintă

numărul sarcinilor electrice pozitive conţinute în nucleu, număr egal cu cel al sarcinilor

electrice negative, adică cu numărul electronilor care gravitează în jurul nucleului), are un

proton şi un electron. Pentru fiecare creştere cu o unitate a numărului atomic al elementelor

din tabelul periodic, este adăugat un proton şi un electron, împreună cu un număr variabil de

neutroni.

Atomii cu acelaşi număr de electroni, dar cu număr diferit de neutroni poartă

denumirea de izotopi. Notarea unui izotop se face în felul următor: , unde

Z = numărul atomic (numărul de protoni) şi A = numărul de masă (numărul de masă =

numărul întreg cel mai apropiat de masa atomică M; M = numărul Z de protoni + numărul N

de neutroni; unitatea de măsură pentru masa atomică este unitatea atomică de masă sau

elementAZ

5

dalton = a 12-a parte din masa atomului izotopului neutru cel mai abundent de carbon - 12C =

1,6604 10-27 kg). Exemple de izotopi: U şi U, 12 C şi C etc. Izotopii sunt stabili sau

radioactivi. Cei stabili sunt în număr de 274, în timp ce numărul izotopilor instabili a depăşit

1200 până acum. Numai 21 dintre elementele tabelului periodic sunt alcătuite dintr-un singur

izotop, cea mai mare parte a elementelor prezentând mai mulţi izotopi.

× 23592

23892 6

146

Masa atomică a unui element este deci suma maselor atomice ale diferiţilor izotopi,

ponderată cu abundenţa lor.

Din fig.1, în care numărul de protoni este raportat la numărul de neutroni, se poate

constata că toţi nuclizii sunt repartizaţi după o „linie de stabilitate”, care pentru elementele

uşoare corespunde primei bisectoare (adică numărul de protoni este egal cu numărul de

neutroni). Elementele care au masa atomică >20 prezintă o creştere progresivă a numărului de

neutroni, nuclidele cele mai grele având de 1,5 ori mai mulţi neutroni decât protoni.

Fig.1. Graficul nuclizilor. Cercurile pline reprezintă nuclizii stabili şi cele goale nuclizii instabili. Izotopii cu viaţă foarte scurtă, care nu există în natură, nu sunt reprezentaţi.

Structura atomilor diferitelor elemente dictează proprietăţile lor chimice, precum şi

modul în care acestea se asociază pentru a forma compuşi şi deci comportarea lor în mediile

geochimice.

6

Când electronii de pe ultimul strat sunt îndepărtaţi sau sunt adăugaţi noi electroni pe

ultimul orbital, se formează particule încărcate electric, denumite ioni. Dacă electronii sunt

îndepărtaţi, se formează o particulă încărcată pozitiv, denumită cation. Dacă sunt adăugaţi

electroni, se formează o particulă încărcată negativ, denumită anion. Numărul de electroni

care poate fi adăugat sau îndepărtat depinde de structura electronică a atomului.

Unitatea de măsură utilizată în geochimie este partea pe milion (ppm).

1 ppm = 10-6 g = 1 mg/kg (pentru solide); 1% = 10 000 ppm. Relaţia de conversie din mg/kg

în mg/litru este următoarea:

[kgmg ] = [

lmg ] ×

ρ1 unde ρ = densitatea.

Cum densitatea apelor naturale este 1 kg/l, rezultă o egalitate între mg/kg şi mg/l. Acest lucru

este valabil pentru apele relativ diluate, cu temperatura de 25ºC şi aflate la presiunea de 1 bar;

pentru apele foarte saline sau pentru apele geotermale subterane, această egalitate nu mai este

valabilă.

Clark, fond şi prag geochimic

Primele cercetări mai ample asupra compoziţiei chimice a scoarţei terestre au fost

efectuate de către Frank W.Clarke (1847-1931). Între anii 1948 – 1925 acesta a fost

geochimist şef la U.S.Geological Survey iar în anul 1908 a publicat lucrarea intitulată ”The

Data of Geochemistry”. În această lucrare a prezentat rezultatele privind repartiţia

elementelor chimice în scoarţa terestră, exprimate în procente; lucrarea a fost reeditată şi

revizuită în anii 1911, 1915 şi 1924. Clarke a folosit datele a circa 6000 de analize chimice

ale diferitelor roci, calculând media lor aritmetică. El nu a ţinut seama însă de suprafeţele

ocupate de diferitele roci, ci a considerat că numărul analizelor este aproape proporţional cu

gradul de răspândire a rocii. S-a pornit de la premiza că scoarţa terestră este constituită în

proporţie de 95% din roci magmatice şi metamorfice şi numai 5% roci sedimentare (dintre

care 4% erau argile, 0,75% gresii şi 0,25 calcare), formate la rândul lor tot pe seama primelor,

astfel încât pentru aprecierea globală a compoziţiei chimice a crustei continentale este

suficientă o medie a rocilor magmatice şi metamorfice. Pentru a scoate în evidenţă rolul

deosebit pe care l-a avut Clarke la dezvoltarea teoriei referitoare la răspândirea elementelor

chimice în scoarţa terestră s-a propus ca frecvenţa elementelor în scoarţă să fie denumită

clark; şi în prezent, în loc de răspândirea elementului se foloseşte clarkul elementului. Aceste

rezultate au fost completate de alţi cercetători, dintre care s-au evidenţiat Victor

7

M.Goldschmidt (1933), Aleksandr P.Vinogradov (1962), Hans H. Wedepohl (1991) şi John

A.Fortescue (1992).

Clarkul este conţinutul mediu al unui element, raportat la volumul scoarţei terestre. În

natură există 92 de elemente stabile – de la hidrogen la uraniu (se poate considera că 238U,

principalul constituent al uraniului natural - 99,2745%, care are timpul de înjumătăţire de

4470 milioane de ani - Ma, este practic stabil). Pe baza clakurilor, aceste elemente au fost

împărţite în patru grupe, la baza stabilirii grupelor stând ordinul de mărime. Din prima grupă

fac parte 2 elemente, cu clarkuri de ordinul zecilor de unităţi: O (45,6%), Si (27,3%). În cea

de-a doua au fost grupate elementele cu clarkuri de ordinul unităţilor: Al (8,36%), Fe

(6,22%), Ca (4,66%), Mg (2,76%), Na (2,27%) şi K (1,84%). În ultimele două grupe au fost

cuprinse elementele ale căror clarkuri au valori subunitare. Clarkurile elementelor în scoarţa

terestră sunt prezentate în tabelul 1. Evident, valorile din acest tabel nu sunt definitive, ci

reprezintă numai valori aproximative, mai mari sau mai mici decât valoarea reală, şi

corespund nivelului actual al cunoştiintelor ştiinţifice.

Tabelul 1.

Clarkurile elementelor în scoarţa terestră (Fortescue, 1992).

Z Element Simbol Clarke Z Element Simbol Clarke ppm % ppm %

8 Oxigen O 456000 45,6 62 Samariu Sm 7,02 0,00070214 Siliciu Si 273000 27,3 64 Gadoliniu Gd 6,14 0,00061413 Aluminiu Al 73600 8,36 66 Dysprosiu Dy 5 0,000526 Fier Fe 62200 6,22 72 Hafniu Hf 3,3 0,0003320 Calciu Ca 46600 4,66 70 Yterbiu Yb 3,1 0,0003112 Magneziu Mg 27640 2,764 68 Erbiu Er 3 0,000311 Sodiu Na 22700 2,27 55 Cesiu Cs 2,6 0,0002619 Potasiu K 18400 1,84 35 Brom Br 2,5 0,0002522 Titan Ti 6320 0,632 92 Uraniu U 2,3 0,00023 1 Hidrogen H 1500 0,150 63 Europiu Eu 2,14 0,00021415 Fosfor P 1120 0,112 50 Staniu Sn 2,1 0,0002125 Mangan Mn 1060 0,106 4 Beriliu Be 2 0,00029 Fluor F 544 0,0544 33 Arsen As 1,8 0,0001856 Bariu Ba 390 0,039 73 Tantal Ta 1,7 0,0001738 Strontiu Sr 384 0,0384 32 Germaniu Ge 1,5 0,0001516 Sulf S 340 0,034 67 Holmiu Ho 1,2 0,00012 6 Carbon C 180 0,018 42 Molibden Mo 1,2 0,0001240 Zircon Zr 162 0,0162 74 Wolfram W 1,2 0,0001223 Vanadiu V 136 0,0136 65 Terbiu Tb 0,94 0,00009417 Clor Cl 126 0,0126 81 Taliu Tl 0,72 0,00007224 Crom Cr 122 0,0122 71 Lutetiu Lu 0,54 0,00005428 Nichel Ni 99 0,0099 53 Iod I 0,46 0,00004637 Rubidiu Rb 78 0,0078 69 Thulium Tm 0,45 0,00004530 Zinc Zn 76 0,0076 49 Indiu In 0,24 0,00002429 Cupru Cu 68 0,0068 51 Stibiu Sb 0,2 0,00002

8

58 Ceriu Ce 66 0,00664 48 Cadmiu Cd 0,16 0,00001660 Neodymiu Nd 40 0,00396 80 Mercur Hg 0,086 0,000008657 Lantan La 35 0,00346 47 Argint Ag 0,08 0,00000839 Yttriu Y 31 0,0031 34 Seleniu Se 0,05 0,00000527 Cobalt Co 29 0,0029 46 Paladiu Pd 0,015 0,000001521 Scandiu Sc 25 0,0025 83 Bismut Bi 0,0082 0,0000008241 Niobiu Nb 20 0,002 79 Aur Au 0,004 0,0000004 7 Azot N 19 0,0019 52 Telur Te 0,004 0,000000431 Galiu Ga 19 0,0019 75 Reniu Re 0,0026 0,00000026 3 Litiu Li 18 0,0018 76 Osmiu Os 0,0018 0,0000001882 Plumb Pb 13 0,0013 44 Ruteniu Ru 0,001 0,0000001 5 Bor B 9 0,0009 45 Rodiu Rh 0,0007 0,0000000759 Praseodymiu Pr 8,7 0,00087 78 Platina Pt 0,0005 0,0000000590 Thoriu Th 8,1 0,00081 77 Iridiu Ir 0,0004 0,00000004

Conform tabelului 1, cele mai răspândite sunt elementele din primele două grupe,

totalizând 99.01% greutate, celorlalte elemente revenindu-le numai 0,99%. În cazul în care ne

referim la Univers, hidrogenul este elementul cel mai abundent, având o pondere de 75% din

masa Universului şi 90% din atomi; clarkul hidrogenului în crusta terestră este de numai

0,15%.

Se consideră că în orice punct din scoarţă se găsesc toate elementele stabile, numai că

unele dintre ele se caracterizează prin acumulare şi altele prin dispersie. Starea cea mai

obişnuită a elementelor în natură este cea de dispersie (dispersia = tendinţa naturală a

elementelor de a se repartiza omogen în globul terestru). Cum, în general, concentrarea

(procesul de concentrare are loc atunci când o serie de factori dirijează un element spre o

anumită zonă a globului) este cea care suscită interesul, în geochimie acest proces este

urmărit în mod deosebit.

În migraţia unui anumit element pot apărea alternativ etape de concentrare şi de

dispersie, în conformitate cu factorii care intră treptat în acţiune, iar clarkul apare ca o

rezultantă a acestor procese. Un exemplu este dat de perechea de elemente Pb – Ga.

Clarkurile lor sunt asemănătoare – Pb 13 ppm şi Ga 19 ppm, dar plumbul, deşi are clarkul

mai mic, are capacitate de acumulare foarte mare (formând zăcăminte), pe când la galiu

prevalează capacitatea de dispersie (nu formează minerale proprii şi nici zăcăminte). Galiul

are capacitatea de a urma în migraţie aluminiul, fapt care explică de ce clarkul lui este un pic

mai mare decât cel al plumbului. Un alt exemplu este dat de perechea Au – Ag. Clarkurile lor

sunt diferite – Ag 0,08 ppm şi Au 0,004 ppm, dar amândouă se caracterizează prin capacitate

de concentrare.

9

În funcţie de procentajul elementelor în roci sau minerale se utilizează diferiţi termeni

cum ar fi: elemente majore, elemente minore, elemente disperse. În accepţiunea generală

elementele majore sunt acelea a căror cantitate este de ordinul procentelor (> 1%) şi participă

la formarea rocilor comune (Si, O, Al, Fe, Ca, Na, K şi Mg). Elementele minore sunt acele

elemente care se află într-o cantitate de ordinul părţilor pe milion şi au tendinţa de a forma

minerale accesorii în roci (Zr, Ti, Cr, Ba etc.). Elementele disperse nu formează minerale

independente ci sunt cuprinse în reţeaua cristalină a altor minerale (Rb, Ga, Hf, Re etc.);

conţinuturile acestora pot fi adesea semnificative sau din contră foarte mici. Faptul că un

element este minor sau major nu depinde de clarkul lui ci de formaţiunea geologică în care se

află.

Concentraţia normală în orice element pe care o prezintă rocile, solurile, apele sau

vegetaţia poartă denumirea de fond geochimic (fig.2). Fondul geochimic nu trebuie confundat

cu clarkul, fiind în general mai scăzut decât acesta. Fondul geochimic se determină prin

metode statistice pentru fiecare zonă în parte, fondul fiind o valoare medie, alcătuită deci din

valori mai mari şi mai mici de conţinut. Trebuie acordată o mare atenţie fondului geochimic

al zonei, pentru că orice depăşire a lui se datorează unei contaminări (naturale sau antropice).

Pragul geochimic (fig.2) reprezintă concentraţia în orice element peste a cărei valoare

toate celelalte concentraţii sunt considerate anomale, caracterizând o anomalie geochimică.

Anomalia geochimică contrastează deci cu fondul, de care este separată prin prag. Valoarea

contrastului se obţine prin compararea valorilor ce caracterizează zona anomală cu valoarea

fondului geochimic. Cu cât valoarea contrastului este mai mare, cu atât se identifică şi se

conturează în spaţiu aureola geochimică (zona anomală). Aceste anomalii pot fi izolate

(valori întâmplătoare ; lipsite de semnificaţie) sau pot caracteriza suprafeţe mai întinse. De

obicei pragul geochimic se stabileşte prin metode statistice sau se poate considera prin

convenţie ca fiind de 2-3 ori fondul geochimic.

Fig.2. Profil geochimic orientat perpendicular pe directia unui filon polimetalic : 1 = andezit ; 2 = filon ; 3 = sol.

10

11

Fondurile şi pragurile geochimice variază de la o zonă la alta, în funcţie de o serie de

factori, dintre care puterea de migrare şi de concentrare a elementelor în diferite tipuri de

roci, soluri, ape sau plante trebuie considerată ca având o importanţă deosebită.

Concentraţiile anomale din unele zone pot fi normale pentru altele (ex. : zona Baia Mare, care

prezintă în mod natural valori crescute ale concentraţiei unor elemente ca Pb, Zn, Cd,

datorate existenţei mineralizaţiilor polimetalice). În cazul aceleiaşi roci, în provincii

geologice diferite, aceasta poate prezenta concentraţii diferite ale aceluiaşi element, dar nu

semnificativ (ex.: andezitele din M. Apuseni şi cele din Baia Mare au concentraţii diferite ale

elementelor chimice constituente, dar acestea nu diferă foarte mult).

Clarke F.W. (1908) – The data of geochemistry. U.S. Geological Survey Bull., 330.

Fortescue J.A.C. (1992) – Landscape geochemistry – Retrospect and prospect.

Applied Geochemistry, 7, pp. 1-53.

Garrels R.M., Christ C.L. (1965) – Solutions, Minerals and Equilibria. Harper & Row,

New York, 450 p.

Hawkes H.E., Larkin H.W. (1949) – Vestigial zinc in surface of residuum associated

with primary zinc ore in east Tennessee. Economic Gology, 44, pp. 286-295.

Mason B. (1952) – Principles of Geochemistry. Willey, New York

Urey H.C., Lowenstam H.A., Epstein S., McKinney C.R. (1951) – Measurements of

paleotemperatures and temperatures of the Upper Cretaceous of England, Denmark and the

southeastern United States. Bulletin of the Geological Society of America, 62, pp. 399-416.

Webb J.S. (1953) – A review of American progress in geochemical prospecting. Inst.

Mining Metallurgy Trans., 62, pp. 321-348.