Przemieszczanie się pierwiastków

Aby zrozumieć czym zajmuje się geochemia, mu­simy uświadomić sobie, że skały i tworzące je mi­nerały podlegają nieustannym przemianom. W trak­cie różnych procesów geologicznych pojedynczy pierwiastek może przemieszczać się z jednej ska­ły do drugiej, wchodząc w różne związki chemicz­ne. Zachowuje się tak na przykład krzem, pierwot­nie jako kryształ w skaleniach tworzących magmę, która stygnąc, po pewnym czasie zamienia się w granit. Następnie, pod wpływem działania at­mosfery albo wody (w hydrosferze) granit, a więc i kryształy krzemu, rozpadają się i przekształcają się w glinę. Glina zawierająca krzem jest następnie transportowana przez rzekę i złożona w postaci ko­lejnej warstwy osadów głęboko na dnie oceanu. Pod wpływem nacisku kolejnych warstw osadów zachodzi proces diagenezy, czyli stwardnienia osa­dów i przekształcenia ich w skały osadowe. Osta­tecznie glina zawierająca atomy krzemu ulega me-tamorfizacji i powstają z niej, na przykład iły lub łupki. Atomy krzemu mogą wejść w nowe związ­ki chemiczne i powstają z nich metamorficzne krze­miany, np. andaluzyt, czyli krzemian glinu.

Opisany cykl odpowiada powstawaniu i trans­formacji skał, jednak w tym przypadku geochemi-cy zwracają uwagę nie tyle na strukturę skał, co na zachowanie tworzących je pierwiastków i substan­cji chemicznych. Podlegające takim przemiesz­czeniom niektóre pierwiastki skupiają się w okre­ślonych miejscach. Nie wszystkie przechodzą każdą fazę opisanego cyklu, zaś cykle dla poszcze­gólnych przekształceń niejednokrotnie są bardzo skomplikowane. Geochemicy odkryli wiele pra­widłowości w rozmieszczeniu pierwiastków; znaczna ich część, na przykład skupienia ołowiu i cynku, występuje w żyłach z siarką, glin i potas często pojawiają się w krzemianach.

Geochemia jest bardzo użyteczna, kiedy zacho­dzi potrzeba ustalenia złóż konkretnych pierwiast­ków lub minerałów. Najbardziej poszukiwane są metale, które mają duże znaczenie gospodarcze. Opierając się na wynikach analizy chemicznej, np. gleby lub wód gruntowych, geochemicy potrafią ocenić, czy w danym miejscu należy spodziewać się występowania określonych pierwiastków lub minerałów, a więc czy miejsce to może mieć zna­czenie ekonomiczne. Wody gruntowe, czyli wody płynące szczelinami między skałami, lub przeni­kające przez same skały, często wypłukują związ­ki chemiczne ze skał. Uwolnione w ten sposób mi­nerały i pierwiastki mogą następnie ulegać dalszym transformacjom. Na przykład mogą się przedostać do biosfery; za pośrednictwem korzeni wnikają w rośliny a następnie, gdy rośliny zostaną zjedzo­ne - do organizmów zwierząt. Oczywiście do tych ostatnich mogą również wniknąć bezpośrednio, wraz z wypitą wodą. Niektóre pierwiastki wzbo­gacają glebę. Kiedy woda wyparowuje, powstają warstwy osadów zawierające rozpuszczone wcze­śniej w wodzie związki metali, m.in. żelaza i gli­nu. Pierwiastki mogą również docierać rzekami do morza, gdzie osadzają się w postaci dużych sku­pisk, np. chloru lub bromu.