Розподіл розсіяних елементів у педосфері

Відносний вміст більшої частини хімічних елементів у ґрунтах різних районів може відрізняться в 100-1000 разів.

Найменші варіації властиві тільки макроелементам: Si та Al. Тут у зв'язку з високою варіабельністю концентрацій значущими стають статистичні методи аналізу даних. При цьому незадовільним виявляється використання средньоарифметичного і средньогеометричного, а об'єктивно можна судити про рівні концентрації на певній території тільки за модальними (зустрічаються найчастіше) значеннями. На модальні значення впливає багато факторів, і головне - вміст високодисперсних мінералів (< 0,001мм) і органічної речовини. Зі збільшенням вмісту глинистих мінералів і органічної речовини збільшується концентрація розсіяних важких металів. На рівні модальних концентрацій розсіяних елементів впливають провінційні геохімічні особливості покривних відкладень, на яких сформований ґрунт, і мінерально-петрографічні відмінності корінних порід, які є джерелом уламкових мінералів, що складають покривні відкладення, важливі також гідрологічний режим і інтенсивність промивання профілю ґрунту.

Концентрація елементів змінюється відповідно до профілю ґрунтів, причому зміни не однакові в різних типах ґрунтів. Тому при характеристиці концентрації елементів у ґрунтовому покриві конкретної території мається на увазі їх концентрація у верхньому гумусовому горизонті. З причини, що основна частина суші покрита автоморфними (так називаними зональними) типами ґрунтів, відомості про середню концентрацію елементів у ґрунтовому покриві великих регіонів або всієї суші базуються на даних щодо автоморфних ґрунтів. Найкоректнішим є подання даних про середні концентрації для певних геохімічних провінцій і великих регіонів.

У процесі взаємодії живої речовини суші з мінеральним субстратом ґрунтова товща диференціюється на генетичні горизонти, які в сукупності утворюють профіль ґрунту. В різних типах ґрунтів будова профілю і процеси біогеохімічної трансформації органічної речовини суттєво розрізняються, тому неоднаково розподіляються хімічні елементи по профілях різних ґрунтів.

 

Наприклад, біогеохімічні процеси в чорноземі.

Тут при трансформації залишків рослин утворяться нерозчинні гумінові кислоти та гумати. Їх гелі склеюють дисперсні частки у водостійкі агрегати, які не переміщаються ґрунтовими водами, що фільтруються. Гумінові кислоти, утворюють міцні комплексні сполуки з металами утримують їх від вимивання. Саме тому в чорноземах більш висока концентрація металів і розсіяних елементів, ніж в дернисто-підзолистих ґрунтах. Зміст гумінових кислот поступово зменшується униз по профілю і відповідно зменшується концентрація металів.

Підвищена концентрація розсіяних елементів у верхньому гумусовому шарі ґрунту пов’язана з поглинанням елементів рослинами і надходженням їх у ґрунт з відмираючими органами рослин. Концентрація в нижньому горизонті обумовлена їх вмістом у грунтоутворюючому субстраті - пухких покривних відкладеннях. Вони складаються з перемішаних компонентів місцевих корінних порід і алохтонного матеріалу перенесеного поверхневими водами або вітром.

Отже, склад покривних відкладень відбиває інтегрований мінералогічний склад корінних порід відносно великого регіону. З цієї причини в покривних відкладеннях і мінеральній частині ґрунтів добре виражені провінційні риси мінералогічного складу певних територій.

В силу того, що мінерали є носіями розсіяних елементів, в мінеральній частині ґрунтів різних регіонів рівні вмісту розсіяних елементів розрізняються. В наслідок закономірної зміни вмісту і співвідношення мінералів-носіїв розсіяних елементів у товщині покривних відкладень в педосфері утворилися мінералого-геохімічні провінції. Неоднакові рівні концентрації розсіяних елементів на різних теріторіях позначаються на біогеохімічних циклах масообміну таких елементів. Зміни вмісту розсіяних елементів у товщі пухких покривних відкладень проявляються не тільки на великій території в вигляді мало контрастних провінційних розходжень, але і на обмеженій площі дуже контрастно, у вигляді геохімічних аномалій.

Малопотужні відкладення, в складі яких переважають уламки місцевого матеріалу, сприятливі для виходу на поверхню - відкритих ореолів. Там, де у відкладеннях домінують алохтонні компоненти, формуються мало виражені пригнічені ареали. Перерва в нагромадженні відкладень і збільшення в них алохтонного матеріалу сприяє екрануванню геохімічних аномалій і утворенню похованого ареалу розсіювання, що не виявився на поверхні.

Процеси взаємодії рослинності і ґрунтової біоти з мінеральним субстратом сприяють формуванню геохімічних аномалій, на поверхні ґрунту. У лісовій підстилці акумулюються метали розсіяні з рудного тіла, у той час як їх концентрація в горизонті вимивання і в ґрунтоутворюючій породі не відрізняється від місцевого геохімічного тла. У цьому випадку деревна рослинність діє як геохімічний насос, що перекачує рудні елементи із глибини на поверхню. Геохімічна аномалія в лісовій підстилці або гумусі може бути більш виразною ніж у деревних рослинах.

Взяття проб з поверхні ґрунтів і пухких відкладень із наступним визначенням металів для виявлення покладів руд називається металометрією.

Зміна концентрації металів та інших розсіяних елементів на поверхні суші в формі ґрунтово-геохімічних провінцій і ґрунтових аномалій - широко розповсюджене явище, можна припускати, що мінливість концентрацій розсіяних елементів, що мають важливе фізіологічне значення, відіграла певну роль в еволюції наземного життя і різноманітті його форм.