Геохимия и геофизика

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ  

 

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ 

ПОЛИТИКИ И РЫБОХОЗЯЙСТВЕННОГО КОМПЛЕКСА  

 

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ     

УНИВЕРСИТЕТ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ 

 
 

 
 
 
 

 

Барышев А.Н. 

 
 
 
 
 

ГЕОХИМИЯ И ГЕОФИЗИКА 

 

Учебно-методическое пособие 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Санкт-Петербург 

2021 

УДК  [550.4:550.3](075.8) 
 
 
 
Барышев А.Н. Геохимия и геофизика: учебно-методическое пособие / 

А.Н. Барышев ; МСХ РФ, СПбГУВМ.- Санкт-Петербург  : Изд-во 
СПбГУВМ, 2021. - 46с. 

 
 
 
В учебно-методическом пособии приведены перечень теоретических 

вопросов для подготовки по всем  разделам программы, а так же примеры 
лабораторных работ. Учебно-методическое пособие предназначено для 
студентов 3 курса очной формы обучения, по курсу "Геохимия и 
геофизика", по направлению подготовки 06.03.01 - Биология. 

 
 
 

 
 
Автор 

к.х.н., доцент кафедры неорганической химии и биофизики Барышев А.Н. 

 
 

Рецензент 

к.ф-м.н.  Карулина Е.А. 

 
 
 
 

Рекомендовано для издания методическим советом ФГБОУ ВО СПбГУВМ      

Протокол № 9 от 13.12.21г. 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

© ФГБОУ ВО СПБГУВМ, 2021 

ВВЕДЕНИЕ 

 
Геохимия является сравнительно молодой геологической наукой, 

возникшей в конце XIX века. Представляет собой наука, возникшую на 
стыке геологии и химии. При этом она тесно связана с физикой, а по ряду 
вопросов - с биологией и астрономией. 

Основоположник 
геохимии 
- 
выдающийся 
русский 
ученый  

В.И. Вернадский, давший определение геохимии как науки, указавший объект 
и предмет исследования. По В.И. Вернадскому, геохимия научно изучает 
химические элементы, их историю, распределение и движение в пространствевремени. По А.Е. Ферсману, она изучает историю химических элементов в 
земной коре и их поведение при различных геохимических процессах [1]. 

А.И. Перельман отмечал, что геохимия – это история атомов Земли. 

По словам В.И. Лебедева геохимия является наукой о распределении 
химических элементов в земной коре [4]. 

Задачи и проблемы геохимии сегодня многообразны. По Ф.У. Кларку, 

каждая порода - это химическая равновесная система, которая может 
изменяться под действием различных агентов с образованием новой 
системы, стабильной в новых условиях. И задачей геохимии является 
определение того, какие возможны изменения, где и как они происходят [2].  

В.М. Гольдшмидт отмечал, что основная задача геохимии - это 

количественное определение состава Земли и установление законов, 
контролирующих распределение отдельных элементов.  

Сегодня геохимии доступно исследование только земной коры. И 

одной из задач геохимии является рассмотрение вопросов миграции 
химических элементов в земной коре. Различают разные виды миграции: 
механическая, физико-химическая, миграция газов, водная, биогенная и 
техногенная миграция [3]. 

Задачей реферата является рассмотрение кинетики и динамики 

физико-химической миграции элементов при геохимическом исследовании. 

 

 

ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ ЛАНДШАФТ 

 
По 
определению 
Полынова, элементарный 
ландшафт в 
своем 

типичном проявлении – один определенный тип рельефа, сложенный одной 
породой или наносом и покрытый в каждый момент своего существования 
определенным 
растительным 
сообществом. 
Эти 
условия 
создают 

определенную разность почвы и свидетельствуют об одинаковом на 
протяжении элементарного ландшафта развитии взаимодействия между 
горными породами и организмами. 

При отнесении участка земной поверхности к элементарному 

ландшафту 
важно 
учитывать 
возможность 
(хотя 
бы 
мысленную) 

распространения данного элемента ландшафта на значительно большей 
территории (например, пятно солончака 10м2 является ландшафтом, т. к. 
солончаки могут быть размером в десятки и сотни раз больше; кочка на 
болоте имеет весьма ограниченные размеры). Образования ограниченных 
размеров 
(кочка) 
называются предельными 
структурными 
элемен
тами или деталями ландшафта. 

Наименьшая 
площадь, 
на 
которой 
размещаются 
все 
части 

элементарного ландшафта, называется площадью выявления. Она тем 
больше, чем сложнее ландшафт. 

Расстояние от верхней до нижней границы элементарного ландшафта 

называется мощностью 
элементарного 
ландшафта. 
Верхняя 
граница 

находится в тропосфере и определяется зоной распространения пыли 
земного происхождения, обитания организмов. Нижней границей обычно 
является горизонт грунтовых вод (включительно). Мощность ландшафта 
обычно, как и площадь выявления, пропорциональна его сложности. 

Характерной особенностью элементарного ландшафта является 

резкая дифференциация вещества и физико-химических условий по 
вертикали на ярусы. Эта дифференциация и составляет 
структуру 

элементарного ландшафта. 

 

Геохимический ландшафт 

Элементарные ландшафты образуют связанные между собой 

ассоциации, 
названные 
Полыновым 
геохимическими 
ландшафтами 

(собственно ландшафты). Геохимический ландшафт – парагенетическая 
ассоциация сопряженных элементарных ландшафтов, связанных между 
собой миграцией элементов. (Совокупность элементарных ландшафтов, 
свойственных 
определенному 
геоморфологическому 
элементу 
– 

водоразделу, склону, террасе - Полынов предложил именовать местным 
ландшафтом). 

Характерное для каждого геохимического ландшафта закономерное 

сочетание 
элементарных 
ландшафтов 
называется 
его геохимическим 

сопряжением. Это присущий геохимическому ландшафту тип обмена 
веществ, энергии и информации между элементарными ландшафтами. 

Решающую роль в формировании связей между элементарными 

ландшафтами 
играет 
поверхностный 
и 
подземный 
сток, 
каждый 

геохимический ландшафт характеризуется определенным типом стока. 

По условиям миграции химических элементов элементарные 

ландшафты делятся на следующие группы: 

автономные ландшафты; 
трансэлювиальные ландшафты; 
элювиально-аккумулятивные ландшафты; 
супераквальные ландшафты; 
аквальные ландшафты. 

Полынов выделял три основных группы элементарных ландшафтов – 

элювиальные, супераквальные и субаквальные. 

Объем понятий ―элювиальные‖, ―супераквальные‖ и ―субаквальные‖ 

ландшафты в настоящее время несколько изменился. Так, к супераквальным 
ландшафтам относят верховые болота, хотя они занимают водораздельные 
поверхности и питаются только атмосферными водами. 

Полынов 
также 
выделял 
орто-, 
пара- 
и 
неоэлювиальные 

ландшафты. Ортоэлювиальный 
цикл проходят 
массивно
кристаллические и изверженные породы, впервые попадающие в зону 
выветривания; параэлювиальный 
цикл испытывают 
осадочные, 

преимущественно морские или древние континентальные породы, 
основу которых образуют не только остаточные, но и вторичные 
минералы; неоэлювиальный 
цикл осуществляется 
в 
молодых, 

преимущественно 
четвертичных 
отложениях 
при 
выведении 
их 

вследствие новейшей тектоники и эрозии из областей аккумуляции в 
приподнятые, часто водораздельные позиции. 

 

Распространение элементов в земной коре. Кларки.  

Концентрация и рассеяние 

Средний химический состав части литосферы, доступной для 

исследования, установлен довольно точно. Среднее содержание элемента в 
земной коре называется кларком этого элемента. Величины кларков 
литосферы различаются в миллиарды раз (у разных элементов). Кларк 
элемента К в земной коре – основная геохимическая константа, с которой 
сравнивается распределение элемента в любой системе. 

Можно говорить о кларках атмосферы, гидросферы, почв. 
Содержание элемента в данной пород (или вообще какой-нибудь 

системе) характеризуется кларком концентрации. Кларк концентрации КК 
представляет собой отношение содержания элемента в данной породе С к 
его кларку (содержанию в земной коре) К: 

КК = С/К. 

Величина, обратная кларку концентрации, называется кларком 

рассеяния: 

КР = К/С. 

Поскольку К и С не могут равняться нулю (в силу закона 

Вернадского-Кларка) КК и КР также всегда отличны от нуля. Наибольшие 
величины КК характерны для ртути и сурьмы (в области месторождений – 
сотни тысяч), наименьшие – для железо, магния, калия (не больше 10-100). 
Зная кларк элемента и максимальное значение КК, можно представить себе 
те пределы, в которых данный элемент будет встречаться в ландшафте. 

Каждая отдельная порода характеризуется своим геохимическим 

спектром – графиком содержания (кларков) различных элементов. Часто 
строят графики кларков концентрации элементов в какой-либо скважине с