Nyomelemek szerepe a geológiában

Szerző

Szerkesztő

Lektor

Budapest

'Nemecz Ernő: Nyomelemek szerepe a geológiában ' összes példány

Kiadó:	Magyar Földtani és Geofizikai Intézet
Kiadás helye:	Budapest
Kiadás éve:	2012
Kötés típusa:	Ragasztott papírkötés
Oldalszám:	234 oldal
Sorozatcím:
Kötetszám:
Nyelv:	Magyar
Méret:	29 cm x 21 cm
ISBN:	978-963-671-290-7
Megjegyzés:	Színes és fekete-fehér ábrákkal, képekkel illusztrálva.

Értesítőt kérek a kiadóról

A beállítást mentettük,
naponta értesítjük a beérkező friss
kiadványokról

Előszó

Nem kedvelem, ha egy könyvet hosszú előszó vezet be. Előszó helyett inkább maga a könyv beszéljen. Most mégis kissé el kell térnem e felfogásomtól, mert előzetes eligazítást kívánok adni arról, hogy miről akar, és miről nem akar szólni a könyv. Ha az általános nyomelemfogalom használatát a geológia körére szűkítjük is, használnunk kell a tágabb szakmai terület alapismereteit. Amikor az elemek és izotópjaik szerepéről van szó és megemlékezünk az elemek eredetéről nyilvánvaló, hogy nem kívánjuk az atomfizikus szerepét vállalni. Vagy ha a kőzetek osztályozásáról és a geológia egyéb fejezeteiről van szó, ez nem jelenti a kérdés kimentő petrológiai, geológiai tárgyalását. Mindenből csak oly kevés kerül említésre, amely okvetlenül szükséges a fogalmak értelmezésének bemutatásához a nyomelemek szerepének, jelentőségének tárgyalásához. E téren tehát az adott diszciplína szempontjából nem hiányosságról lehet szó, hanem a tudományág néhány fontos és a nyomelemek tárgyalásában nélkülözhetetlen eredményének felhasználásáról. A tárgy természetéből adódik, hogy az ismeretanyagot nem lehet egy vezérfonalra felfűzni, hanem előbb röviden ama földtani jelenségek összefoglalását kell adni, amelyek mélyebb megértéséhez később a nyomelemvizsgálat nyújtotta segítséget lehet felhasználni.
Miután a látható világ, benne a Föld anyaga kémiai elemekből áll e fogalom kialakulásának történetére is érdemes rövid kitérőt tenni. A görögök, Arisztotelészt is ideértve, még úgy gondolták, hogy minden anyag a tűz, víz, levegő és föld keverékéből áll. A kémia elnevezés Egyiptomból ered, ahol a Khem szó a föld termékenységét jelentette. Amikor Nagy Sándor Kr. e. 332-ben meghódította Egyiptomot a görögöknél kialakult a Khemia kifejezés Egyiptom elnevezésére. A 7. században az arabok hódították meg Egyiptomot és ekkor a Khemia kifejezés al-Khemiára változott és fekete földet jelentett. Az alkémia fogalma az arabok révén a 8. században került Spanyolországba, ahonnan gyorsan elterjedt az egész akkori Európában.
Az arabok azt hitték, hogy a fémek a higany és kén keveredése révén keletkeznek. Európában az aranyat tartották tökéletes fémnek s az alkémia terjedése nyomán felmerült és általánossá vált a gondolat, hogy a tökéletlen elemek a „bölcsek köve" segítségével arannyá változtathatók. Európában a 16. században az alkémia művelésében két irány bontakozott ki: az egyik a vegyületek előállítására és reakciók tanulmányozására fókuszálódott, amalgámok, egyéb vegyületek előállítási módjának, eszközök felfedezéséhez vezetett, a másik az alkémia spirituális, metafizikai lényegét hangsúlyozta és a halhatatlanságot, valamint az arany transzmutációs úton történő előállítását kutatta.
Ez után Paracelsust (1493-1541) szokás említeni, aki szakított a görögök négy elem felfogásával és a gyógyszerhatású anyagok, alkémiai ismeretekkel történő előállításával, jatrokémiai elméletét képviselte. Az első, aki valóban szakított az alkémiával Róbert Boyle (1627-1691) volt, ő azonban atom helyett a korpuszkulák, mint az anyagi tulajdonságok meghatározójának jelentőségét hangoztatta. Végül a mai kémia megalapozója Antoine Lavoisier volt, aki 1789-ben kimondta a tömegmegmaradás tételét, s ezzel megvetette a kvantitatív kémiai tudomány alapját. Az alkémiával foglalkozóknak fogalmuk sem volt a tényleges kémiai elemről. Meglepő, hogy természettudományi szempontból elfogadható megoldás a középkorban, a skolasztika delelőjén, a teológiai felől érkezett. Aquinói Szent Tamás (1225-1274) aki egyébként az arisztotelészi gondolatok hű követője és fejlesztője volt „De mixtione elementorum " munkájában az elem mai fogalmának elvi alapjait vetette meg.
Rátérve a Föld anyagi összetételére, mintegy kétszáz éves tudományos vizsgálódásból látjuk, hogy a 90 kémiai elem 339 stabilis és mintegy 30 radioaktív izotópból áll. A 90 elemből a kőzetek 99%-ában csak 11 elem gyakori, a többi 1000 ppm és 1 pbb közé eső nyomelem. A kevés számú főelem, kevés fajta ásványban fordul elő s így a szilárd kéreg kőzetei ásványfajták tekintetében egyhangúak. Mégis a kőzetek azonosítása (osztályozása) szempontjából nagy bonyodalmak származnak a főásványok egymáshoz viszonyított mennyiségi ingadozása következtében. Több mint 40 ezer eruptív kőzet teljes kémiai elemzéséből az tűnik ki, hogy a kőzetek összetétele, bizonyos határok között, hézag nélküli folytonossággal változik. Ugyanakkor kérdés az is, hogy a földköpeny részleges olvadása, majd az olvadék frakcionált kristályosodása, hogyan alakítja ki az összetétel határértékeit, amit semmilyen kőzet nem lép át. Még több probléma merül fel a nyomelemek eloszlása tekintetében. Amíg nyomelemet nem vizsgáltak (az analitika fejletlensége miatt) a világ kőzeteinek összehasonlítása csak a fő oxidos összetétel alapján volt lehetséges. Vissza

Tartalom

ELŐSZÓ 7
A KÉMIAI ELEMEK EREDETE 11
Az első elemek megjelenése 12
Az elemek szerkezeti felépítése, az izotópok 13
A hélium (He) keletkezése és szerkezete 13
Nehezebb elemek keletkezése 14
Összefoglalás 18
AZ UNIVERZUM ÖSSZETÉTELE 19
A naprendszer és a Nap összetétele 19
A FÖLD KELETKEZÉSE 21
A Föld kémiai összetétele 22
Föld öves szerkezetének kialakulása 23
A Föld magjának összetétele 25
A földköpeny összetétele 25
A felső köpeny összetétele 29
A litoszféra és földkéreg összetétele 30
A köpeny és kéreg szerkezete 31
A geoszinklinális elmélet 31
A lemeztektonika elemei 32
Az óceán középi hátságok vulkanizmusa (MOR) 33
A kéreglemezek szubdukciója és ezt követő vulkanizmus 34
Szigetívek vulkanizmusa (OAV) 36
Forró foltok, mélyköpeny áramok (plum) vulkanizmusa 36
Az óceáni szigetek vulkanizmusa (OIB) 39
Nagy magmás kőzetprovinciák 39
A kontinentális kéreg extrakciója a köpeny anyagából 40
A kontinensek koreloszlása 43
A geosziklinális és lemeztektonikai elmélet összehasonlítása 43
A KÖPENYANYAG DIFFERENCIÁLÓDÁSÁHOZ VEZETŐ FOLYAMATOK ÉS TÉNYEZŐK 45
A Föld hőháztartása 45
A Föld felszíni hőmérséklete 48
Forrásanyag kémiai és ásványos összetétele 49
Az olvadáskor fennálló nyomás és hőmérséklet 49
Részleges és frakcionált olvadás 50
A parciális olvadás mértéke 51
Az elemek megoszlása (particionálódása) a szilárd anyag és az olvadék között 51
Frakcionált kristályosodás 54
Asszimiláció 56
Magmamegújulás 57
Magmakeveredés 57
A viszkozitás jelentősége 57
NYOMELEMEK ÉS IZOTÓPOK FELHASZNÁLÁSA A FÖLDSZERKEZETI FOLYAMATOK VIZSGÁLATÁBAN 59
Az izotópokkal kapcsolatos néhány alapismeret 59
Nyomelemek és izotópok eloszlásmódja a geofázisokban 61
Nyomelemek és izotópok felhasználása a földszerkezet vizsgálatában 63
A köpeny/kéreg folyamatok a nyomelemek tükrében. A földkéreg keletkezése 66
Az óceáni kéreg 68
A MORB 70
Az OIB 74
A DMM, IAV, OIB és MORB összehasonlítása 76
Az ólomizotópok szerepe 78
Az ólomizotópok anomális viselkedése a MORB-ban, OlB-ban és IAV-ban 79
Szubdukciós folyamatok nyomelem-vonatkozásai 80
A plumok nyomelem-vonatkozásai 82
A kontinentális kéreg 83
A nyomelemkomponensek és a kőzetek kapcsolata 84
A kontinentális kéreg kőzetei és osztályozásuk 85
A kontinentális kéreg keletkezése 86
A kontinentális kéreg mafikus kőzetei. A bazaltok 89
Példák a szakirodalom köréből 93
Mafikus kőzetek 93
Bazanit, alkáli bazalt, trachit - Westerwald, Vogelsberg (Eifel-hegység) Németország 93
Bazanit - Rhön vidék. Németország 94
Bazalt - ÉNy-Szíria 94
Bazalt - Shalatein, Vörös-tenger partja, Egyiptom 94
Alkáli bazalt és gabbró - Pápua Új-Guinea 94
Neogén bazaltok - Nyugat-USA 95
Bazalt - Dél-Aucklandi vulkáni terület, Új-Zéland 95
Alkáli bazalt, bazanit - Nyugati-Kárpátok, Szlovákia 95
Mészalkáli és K-dús magmatizmus - Monti Ernici vulkáni terület, Latium, Közép-Itália 95
Bazalt - Columbia River Bazalt Formáció és Picture Gorge Basalt Formációcsoport 96
Bazalt - Maguan Kelet-Tibet 96
Kenyai vulkanizmus 96
A kőzetek 97
Alkáli bazaltok - Kamcsatka-Aleuti-szigetív 97
Alkáli bazaltok - Északnyugat-Törökország 98
Bazalt lávaárak 98
Andezit (riolitig terjedő sorozat) 99
Andezit keletkezése magma keveredéssel 104
Az andezit változatai 104
Orogén andezitek 104
Andezit - Cascade-hegység, (Washington, Oregon, Kalifornia) 106
Adakitos andezitek 106
Mg-dús andezitek Ryukyu-ív (Japán) 107
Mg-andezit - Yixian Formáció, Sihetun-ív, Nyugat-Liaoning (Kína) 107
Bazaltos andezit - (Átmenet alkáli és tholeiites magma között). Orosei Dorgali, Szardínia
(Olaszország) 107
K-dús andezitek 107
A Tirrén-tenger déli területének andezitjei 108
Riolitok 108
A riolitmagma eredete 108
Riolit fenokristályok Középső-É-Izland és Új-Zéland riolitos láváiban 110
Riolit - Új-Zéland, középső északi sziget 110
Eslamy vulkán kőzetei 110
Riodácit - Santorini-sziget (Görögország) 111
Riolit - Eucarro Riolit, Gawler Range, Dél-Ausztrália 111
Granitoidok keletkezése 112
A gránit eredete geokémiai szempontból 114
Az I-típusú gránit 114
Az S-típusú gránit 115
Metaszedimentek 117
Gránit-migmatit 118
Gránit - Gouldsboro. Main állam partmenti magmás provinciája, USA 119
Gránit (charnockitos gránit) - Rogaland terület, DNy-Norvégia 120
Gránitok - Hidalgó és Grant Country (prekambrium), Burro-hegység (kainozoikum) Új-Mexikó 120
Gránitok-Oripaa. Közép-Finnország gránitkomplexuma (CFGC) 120
Gránit - Singhbhum Gránit a Chaibasa központi masszívumban, India 122
Gránit - Asszuán, Egyiptom 122
Gránitos aplit, pegmatit - Arcozelo da Serra Gouveia, Portugália 122
Monzogránit, granodiorit - Negash-pluton, Észak-Etiópia 123
Gránit (S-típus) és granodiorit (I-típus) - Guoveia, Ibériai-masszívum, Portugália 123
Gránit pegmatit - Magas-Tátra nyugati része 123
Greizengránit 123
Gránit - Raumid-pluton, (Dél-Pamír) 124
Pleokroos biotitok a gránitokban 124
Gneisz 124
Granitoidok - Barberton hegyvonulat, (Dél-Afrika) 125
Pánafrikai granitoidok - Kaoko-medence, ÉNy-Namíbia 126
Granitoid gneiszek - Közép-Tiensan, ÉNy-Kína 126
Granitoid gneiszek - Bastari-kraton (India) 126
Granulit xenolit - Kilbourne Hole vulkáni kráter, Új-Mexikó, USA 127
Granitoid kőzetek a Himalájában 127
Szemes gneisz - Mahesh Khola, Központi-Nepál 129
A leukogránit Zanskar, Himalája 130
Leukogránit - Galway, Írország 131
Gránáttartalmú gránit - Gabal Abu Diab, (Közép-Kelet-Egyiptom) 131
Ércesedés gránitoidokban - Kormeghatározás U-Pb, Re-Os, Ar-Ar módszerrel 131
Nyomelemek sorsa a metamorfózis során 132
Nemesgázok geokémiája 133
A nemesgázok geokémiai jelentősége 134
A 3He geokémiai szerepe 135
A 3He fizikai tulajdonságai 135
3He földi előfordulása 136
A 3He/4He (R) rendszer 136
A He-eloszlás és a köpeny szerkezete 136
Az argonhiány 137
Atmoszféra 139
Az atmoszféra fejlődése 139
Nyomelemek a környezeti tanulmányokban 142
A víz jelenléte a Földön 142
A víz az Univerzumban 142
Víz a naprendszerben 143
A földi víz eredete 144
A primordiális víz 145
A Földön kívülről származó víz 145
Óceánok geokémiája 148
Az óceáni üledékek 149
ZÁRÓ FEJEZET 153
FÜGGELÉK
1. Az elemek keletkezése 157
2. A nukleoszintézis legfontosabb folyamatai 157
2.1. A PP folyamat 157
2.2. A CNO ciklus 159
2.3. A szén égetésének folyamata 159
2.4. A neonégetés folyamata 159
2.5. Az oxigénégetés folyamata 160
2.6. A vasnál nehezebb elemek lassú és gyors szintézise 160
3. A Nap és a Föld geofázisainak összetétele 163
3.1. A Nap összetétele 163
3.2. A Föld geofázisainak összetétele 164
4. Az elemek radioaktív bomlása 173
5. Izotópok 173
6. A peritektikus pont 174
7. A kőzetek osztályozása 176
7.1. Osztályozás QAPF alapján 177
7.2. Osztályozás a TAS szerint 177
7.3. Osztályozás a TAS MgO szubdivíziójában 177
7.4. Osztályozás a TAS alkáli szubdivíziójában 178
7.5. Fontosabb mafikus kőzetek és azokat jellemző nyomelemek 179
7.5.1. A bazalt 179
7.5.2. A peridotit 181
7.5.3. Az eklogit 181
7.6. Egyéb mafikus kőzetek 181
7.6.1. Norit 181
7.6.2. Komatiit 181
7.6.3. Boninit 182
7.6.4. Kimberlit 182
7.6.5. Ofiolit 182
7.6.6. Adakit 182
8. A radioaktív bomlás sebessége és radioaktív kormeghatározás 182
8.1. A bomlási sebesség 183
8.2. Radiometrikus kormeghatározás 184
8.2.1. A Rb-Sr módszer 185
8.2.2. Az U-Pb módszer 185
8.2.3. Pb-Pb módszer 186
8.2.4. K-Ar módszer I87
8.2.5. Re-Os módszer 187
8.2.6. A C-C módszer 187
8.2.7. (U-Th)/He módszer 187
8.2.8. Sm-Nd, Nd-Nd módszer 188
8.2.9. CHIME módszer (Chemical Th-U-total Pb Isochron Method) 189
8.3. Rövid felezési idejű radionuklidok 190
8.4. A Föld kora 190
9. Nyomelemek geokémiai felhasználásának fontosabb szabályai 190
9.1. Nyomelemek előfordulását befolyásoló tényezők 191
9.2. A gyakran használt nyomelemek 192
9.2.1. A ritkaföldfémek 192
9.2.2. Egyéb sorozatok 192
9.2.3. Az átmeneti fémek 193
9.2.4. Sun és McDonough (1989) nyomelemsorrend 193
9.2.5. Az ólom geokémiai szerepe 194
9.3. Ásványok jellemző(„finger print") nyomelem-lenyomatai 195
9.4. Nyomelemek tipikus előfordulása ásványokban 195
9.4.1. Nyomelemek szubdukcióban 196
9.5. Nyomelemekés kőzetek 196
10. Nyomelem adatok ábrázolása I93
11. Nyomelemek a környezetben 202
11.1. Nagy magmás kőzetprovinciák keletkezésének környezeti hatásai 202
12. A víz szerkezete és tulajdonságai 203
13. Részlet Aquinoi Szt. Tamás: De mixtione elementorum ad magistrum Philippem, (1273) c. művéből 204
14. Periódusos tábla 205
FELHASZNÁLT ÉS AJÁNLOTT IRODALOM 209
A KÖNYVBEN HASZNÁLT BETŰSZAVAK ÉS RÖVIDÍTÉSEK 229

Témakörök

Nemecz Ernő

Nemecz Ernő műveinek az Antikvarium.hu-n kapható vagy előjegyezhető listáját itt tekintheti meg: Nemecz Ernő könyvek, művek

Megvásárolható példányok

Nincs megvásárolható példány
A könyv összes megrendelhető példánya elfogyott. Ha kívánja, előjegyezheti a könyvet, és amint a könyv egy újabb példánya elérhető lesz, értesítjük.

Előjegyzem