Tło geochemiczne jest to poziom zawartości składnika reprezentatywny dla badanego
regionu (obszaru) lub dla analizowanego materiału geologicznego( gleby, typ osadu& )
Anomalia jest to regionalne lub lokalne odstępstwo od przyjętego poziomu(tła) zawartości
składnika badanego lub mierzonego parametru(pH, Eh, mętność wody& ). Anomalie są z
reguły jednostkowymi wyskokami ponad wartości przeciętnego tła. Stanowią Maxima w
obrębie generalnie podwyższonych wartości czy występują w aureolach. Anomalia może być
ujemna lub dodatnia. Anomalie istotne(rzeczywiste) wskazuje bezpośrednio na lokalizacje
złoża lub z
ródła zanieczyszczeń. Anomalie są większe od obszaru zmineralizowanego
niekiedy kilkadziesiÄ…t lub kilkaset razy.
Anomalie fałszywe powstają w wyniku migracji a następnie nagromadzenia pierwiastka lub
składnika z dala od z
ródła. Wskazują lokalną zmianę fizyczną i chemiczną warunków
transportu w wyniku czego mobilne składniki stają się nie mobilne i powstają ich
nagromadzenia czyli bariera geochemiczna.
Bariera geochemiczna może powstać np. w wyniku zmian odczynu
pH, zmiany środowiska redukcyjno utleniającego Eh, zmiany prędkości i siły nośnej cieku
wodnego,
spadku prędkości migracji wód podziemnych, raptownej zmiany litologii osadu na skały ilaste
o wysokich własnościach sorpcyjnych itp.
Klarkiem jest średnia zawartość pierwiastka w górnych 16 kilometrach litosfery.
Współczynnik koncentracji złożowej oznacza stosunek najmniejszej zawartości pierwiastka
w złożu, upoważniającej do wszczęcia eksploatacji, do wartości klarka tego pierwiastka dla
litosfery.
Pierwotne rozproszenie  rozmieszczenie pierwiastków w utworach skalnych
niezwietrzałych , niezależnie od ich pochodzenia, a oprobowane skały są nazywane skałami
podłoża.
Pierwiastki wskaz
nikowe są związane z danym typem mineralizacji, Mogą tworzyć wokół
strefy rudnej anomalie o kształtach i rozmiarach różniących się od anomalii pierwiastków
głównych
Rozpuszczanie  całkowite lub częściowe przeprowadzenie minerału do roztworu wodnego
z utworzeniem jonów prostych lub kompleksowych.
Rozpuszczanie niekongulentne  tworzÄ… siÄ™ nierozpuszczalne fazy i nierozpuszczalne
minerały.
Hydratacja (uwodnienie) polega na przyłączeniu wody w wyniku czego z minerału
bezwodnego tworzy się minerał uwodniony a z minerału niżej uwodnionego wyżej
uwodniony.
Hydroliza minerał ulega rozkładowi pod wpływem wody na część zasadową i kwasową , a
jego aniony złożone na aniony proste. Najczęściej jeden związek jest nierozpuszczalny lub
słabo rozpuszczalny a drugi rozpuszczalny lub ługowany.
 Karbonatyzacja (uwęglanowienie)  kwas węglowy wypiera aniony innych kwasów w
wyniku czego węglany zastępują inne związki chemiczne.
Utlenienie (oksydacja)  przyłączenie tlenu atmosferycznego przez pierwiastek lub związek
chemiczny , w wyniku czego wartościowość pierwiastka rośnie.
Iloczyn rozpuszczalności  określa w przybliżeniu podatność danej substancji mineralnej na
rozpuszczenie w danych warunkach naturalnych, po którym następuje przemieszczenie
materii pierwiastkowej.
Potencjał jonowy  stosunek ładunku jonu do promienia tego jonu
Potencjał redox  parametr kontrolujący mobilność pierwiastków w warunkach
przypowierzchniowych. Określa stabilność danego jonu zależną od energii związania lub
oderwania elektronu. Jest wartością względną mierzoną wobec standardowej reakcji.
pH  wykładnik stężenia jonów H+, = -log [H+]
Eh  ilościowa miara warunków redoksowych. Stwierdza , czy reakcja jest w kierunku
utleniania czy redukcji.
Gdy red = utl to Eh = E0 (ln1=0)
Wzrasta Eh  utlenianie, maleje Eh  redukcja
Im wyższe Eh tym trudniej utlenić
AMD  kwaśne wody kopalniane, wysoko zmineralizowane
PEW (EC)  przewodność elektrolityczna w 1S (simens)
BTX  węglowodory aromatyczne
WWA - wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne
OWO  ogólny węgiel organiczny
TIC  węgiel nieorganiczny
CHZT (COD)  chemiczne zapotrzebowanie na tlen czyli ilość mocnego utleniacza
niezbędnego do rozkładu substancji organicznej
BZT  biochemiczne zapotrzebowanie na tlen
Sorpcja  proces fizyczny lub chemiczny prowadzący do przyłączenia substancji (sorbatu) do
innej substancji (sorbentu) : adsorpcja, absorpcja, wymiana jonowa. Cechy sorbentu :
drobne uziarnienie, struktura warstwowa, kanałowa, centra aktywne, duża powierzchnia
właściwa, duża porowatość , plastyczność, przepuszczalność.
Koloidalne wodorotlenki żelaza manganu i glinu mają własności amfoteryczne i w zależności
od pH środowiska uzyskują ładunek dodatni lub ujemny. Charakter ładunku zależy od
zachowania się ich przypowierzchniowych grup hydroksylowych, które przy niskim pH
przyłączają ze środowiska protony a przy wysokim pH tracą swoje jony wodoru na rzecz
otaczajÄ…cego je roztworu.
 Wskaz
nik migracji wodnej K  wskaz
nik zdolności wymywania pierwiastka ze skały,
ilościowo równy zawartości pierwiastka w wodzie powierzchniowej( lub gruntowej), do
zawartości tego pierwiastka w skale przez nią drenowanej.
K = 1000m/aN
Analiza dzieli się na jakościową (identyfikacja składników) oraz ilościową (pomiar stężeń i
zawartość w roztworach)
Metody analityczne :
LM  mikroskopia optyczna polaryzacyjna, badania pod mikroskopem polaryzacyjnym
minerałów i skał, oznaczanie przy 1N(barwa, pleochroizm,relief,łupliwość) XN
(b.interferencyjne, zbliz
niaczenia)
ASA  atomowa spektroskopia absorpcyjna (AAS)  analiza ilościowa kationów metali,
pochłanianie kationu, można robić kilka jednocześnie, są określone wzorce kalibracyjne,
metoda względna.
ICP  plazmowa spektroskopia emisyjna  wymuszanie promieniowania na pierwiastkach,
można 20 jednocześnie, metoda względna
ISE  elektrody jonoselektywne , przenośna, do wykrywania głównych Najbardziej
popularne elektrody: pH, Cl, K, Na, Pb.
XRD  defraktometria rentgenowska  identyfikacja krystalicznych ciał stałych, wynikiem są
piki rentgenowskie(tworzą one odmienną sekwencję dla każdej struktury) Metoda ta pozwala
na jakościową i ilościową analizę pierwiastkową ciała
stałego, bez konieczności przeprowadzania go do roztworu.
XRF  fluorescencja rentgenowska  jakościowa i ilościowa analiza pierwiastka stałego bez
wprowadzenia do roztworu. Badanie pierwiastków głównych i śladowych.
FTIR  rozpoznanie grup atomów tworzących związek chemiczny ( katalogi widm dla każdego
pierwiastka)
SEM (skanuje), TEM (prześwietla) EMP (mikrosonda analiza ilościowa i jakościowa) =
mikroskopia elektronowa Metody te pozwalają na badanie pod powiększeniem dowolnych
substancji stałych. W zależności od typu
mikroskopu probka może być napylona bardzo cienką warstwą węgla lub złota. Probkę umieszcza się
w prożniowej komorze mikroskopu, a następnie  bombarduje strumieniem elektronow
emitowanym
przez tzw. działo elektronowe. Strumień elektronowy w zależności od rodzaju mikroskopu skanuje
(SEM),
bÄ…dz
prześwietla (TEM) probkę, ktorej obraz następnie ukazuje się na ekranie. Mikroskop
elektronowy może być wyposażony w rożne dodatkowe detektory chemiczne. Mikrosonda
elektronowa pozwalana precyzyjne, wykonanie jakościowej i ilościowej analizy pierwiastkowej
substancji o niewielkich rozmiarach.
WYKRYWALNOŚĆ  najmniejsze stężenie graniczne lub ilościowe składnika, jakie można
wykryć jakościowo w danej metodzie
OZNACZALNOŚĆ  najmniejsze stężenie składnika jakie można oznaczyć ilościowo
DOKA
ADNOŚĆ  WBP = (w eksperymentalne  w rzeczywiste ) / w rzeczywiste * 100%
PRECYZJA  różnica między największym i najmniejszym wynikiem, to też względne
odchylenie procentowe = odchylenie standardowe : wartość rzeczywistą.
H2O (-)  zaabsorbowana wilgoć (suszenie w 105 st do stałej masy)
H2O (+) - zawartość wody krystalizacyjnej i grup OH- , prażenie w temperaturze powyżej
105st, jest to woda wbudowana w strukturę krystalizacyjną minerału
LOI  straty prażenia, wynik prażenia w 1000 st pomniejszone o masę H2O + i - .
IZOWALENTNE  zastępuje jony o tej samej wartościowości
HETEROWALENTNE  zastępuje jony o różnej wartościowości
Przyczyny powstania stopu magmowego :
- lokalny spadek ciśnienia powoduje obniżenie temperatury topnienia
- doprowadzenie nowych składników powoduje obniżenie temperatury topnienia
- lokalny wzrost temperatury
Przyczyny zróżnicowania skał magmowych:
- różne z
ródła materiału
- mieszanie siÄ™ magm
- asymilacja i kontr asymilacja ( magma przeciska się ku powierzchni lub reaguje ze skałami
otaczającymi wchłaniając składniki obce)
- krystalizacja frakcjonalna
LOKALNE CZ
ÅšCIOWE STOPIENIE MATERIAA
U  dekompresja, podgrzanie, uwolnienie
fluidów
WPB  bazalty śródpłytowe występujące w obrębie płyt
OIB  bazalty wysp oceanicznych nad plamami gorąca, najbardziej kwaśne skały magmowe
TOLEITY  bazalty uboższe w alkalia a bogatsze w krzemionkę
MORB  typ toleitu, występuje na granicy płyt w strefie ryftu
IAB  bazalty Å‚uku wysp
Lokalizacja różnych genetycznie skał bazaltowych :
- podmorski wulkanizm efuzywny
- oceaniczny śródpłytowy wulkanizm efuzywny
- wulkanizm stref subdukcji i granic płyt
- kontynentalny wulkanizm ryftowy eksplozyjno  efuzywny
FELZYTY - to dioryt/andezyt lub granit/ryolit
STOPY KRUSTALNE  stopy magmowe ze skorupy ziemskiej
PODZIAA
GRANITOIDÓW
1. Orogeniczne
VAG  ze strefy subdukcji
COLG  ze strefy kolizji kontynentalnych
ANATEXIS  lokalne nagromadzenie ciepła z ruchów tektonicznych i rozpadu pierwiastków
promieniotwórczych
2. Postorogeniczne
POG  w obrębie skorupy ziemskiej
3. Anorogeniczne
WPG  skały powstałe przy otwieraniu się ryftu kontynentalnego
I  powstałe z magmy i przetopienia skał magmowych
S  powstałe po przetopieniu skał osadowych
A  anorogeniczne
M  przy udziale materiału z płaszcza ziemi
WSKAy
NIK NASYCENIA Al2O3  obliczany względem CaO, Na2O, K2O w molach. Wyróżnia
się skały :
- peraluminiowe  Al2O3 = CaO + Na2O + K2O
- meta aluminiowe  Na2O + K2O < Al2O3 - subaluminiowe  Al2O3 = Na2O + K2O
- per alkaliczne  Al2O3 < Na2O + K2O
REE  pierwiastki ziem rzadkich ( w ppm, 14 pierwiastków od La do Lu), normalizacja zaw.
Pierw w skale / zawartość pierwiastka w chondrycie
TAS  stosunek alkaliów do krzemionki
DIAGRAM DYSKRYMINACYJNY  pierwiastki niedopasowane, niekompatybilne  majÄ…
tendencjÄ™ do pozostawania w stopie magmowym
Pierwiastki dopasowane, kompatybilne  preferują fazę stałą
LIL  duże jony pierwiastków litofilnych, kationy o dużym promieniu jonowym i niskim
ładunku , niekompatybilne, które mają tendencję do podstawień izomorficznych za potas
HFSE  Jany o małym promieniu jonowym i dużym ładunku, tworzą silne pole elektryczne,
silnie niekompatybilne, mogą wytwarzać własne minerały
SYSTEM ZAMKNI
TY  składniki nie mogą być wymieniane z otoczeniem
SYSTEM OTWARTY  następuje wymiana składników
SYSTEM IZOLOWANY  nie może być wymieniane ani ciepło ani składniki
WIELKOŚĆ EKSTENSYWNA  ADDYTYWNA  masa, objętość, całkowita energia
WIELKOŚĆ INTENSYWNE  NIE ADDYTYWNE  temperatura, ciśnienie
TEMPERATURA  intensywność ruchów cząstek budujących system
ENTALPIA  miara energii wewnętrznej przy stałym ciśnieniu , jeśli wzrasta temp to entalpia
tez
ENALPIA TWORZENIA  ilość ciepła teoretycznie wydzielona lub pobrana podczas powstania
1 mola minerału w warunkach standardowych
Ujemna  reakcja egzotermiczna  wydzielenie ciepła
Dodatnia  reakcja endotermiczna  dostarczenie ciepła
ENTROPIA  funkcja nieuporzÄ…dkowania
ENERGIA SWOBODNA GIBBSA  funkcja zależna od temperatury, ciśnienia i składu systemu
Rozpuszczalność rożnych tlenkow w zależności od pH. W większości przypadkow wzrost pH zmniejsza
rozpuszczalność.
Jednym z wyjÄ…tkow jest SiO2  stÄ…d jego odprowadzanie ze strefy wietrzenia laterytowego
1. analiza  na mokro (klasyczna metoda, rozpuszczenie probki minerału w kwasach i oznaczenie
zawartości jego składnikow w otrzymanym roztworze);
2. analiza instrumentalna metodami spektroskopowymi np. metodÄ… fluorescencji rentgenowskiej
XRF (oświetlanie promieniami X probki sproszkowanego minerału powoduje, że pierwiastki obecne
w probce wysyłają własne promieniowanie pozwalające je zidentyfikować i oznaczyć ilościowo ich
zawartość);
3. analiza metodami mikroanalitycznymi (najczęściej stosowana jest technika mikrosondy
elektronowej,
w ktorej oświetlanie polerowanego preparatu mikroskopowego elektronami powoduje, że
pierwiastki obecne w probce wysyłają charakterystyczne promieniowanie X pozwalające je
zidentyfikować
i oznaczyć ilościowo ich zawartość, przy czym probka może być bardzo mała, do kilku
mikrometrow średnicy).
rozpuszczalność, czyli maksymalna ilość substancji, jaka może znalez
ć
się w danej ilości roztworu (jest to więc stężenie roztworu nasyconego). Wyraża się ją w g/100 g
roztworu,
czasem w g/dm3 lub w mol/dm3. Dla substancji słabo rozpuszczalnych, a takimi jest większość
minerałow
skałotworczych, podaje się zwykle iloczyn rozpuszczalności KSP, czyli iloczyn stężeń (aktywności)
jonow
w roztworze nasyconym (pozostającym w rownowadze z osadem). Iloczyn rozpuszczalności to nic
innego,
jak stała rownowagi dla reakcji rozpuszczania danego minerału. Im mniejszy jest iloczyn
rozpuszczalności
minerału, tym jest on słabiej rozpuszczalny (Tabela 5.1). Warto zapamiętać, że często
nierozpuszczalne lub
słabo rozpuszczalne związki tworzą kationy o dużym ładunku (+2, +3, +4) z anionami o wyższych
Å‚adunkach
(SO4
2 , CO3
2 , PO4
Utlenianie to proces oddawania przez atom (jon) elektronow, w wyniku czego podwyższa od swoj
stopień utlenienia. Przeciwnym procesem
jest redukcja, wiążąca się z przyłączaniem elektronow, a tym samym obniżaniem stopnia utlenienia.
Ponieważ procesy te są związane z transferem elektronow, zawsze zachodzą razem. Jon lub atom,
ktory utlenia
się nazywany jest reduktorem, gdyż dostarcza do układu elektronow, ktore zostają  wyłapane
przez inny
atom (jon), umożliwiając tym samym jego redukcję. Przeciwnie  jon lub atom, ktory się redukuje
nazywamy
utleniaczem, gdyż przyłączając elektrony umożliwia utlenianie innej substancji.
Wody mineralne są specyficznym rodzajem wod, a ich nazewnictwo oraz wymagania jakościowe są
regulowane
odrębnymi rozporządzeniami prawnymi. Poza pewnymi warunkami ogolnymi, jakie powinny
spełniać takie wody (jak np. stałość składu chemicznego w czasie, brak zanieczyszczeń
mikrobiologicznych,
szczegolnie toksycznych i promieniotworczych pierwiastkow śladowych, odpowiednia wydajność
z
rodła
etc.), muszą one charakteryzować się rownież specyficznym składem chemicznym, ktory jest rownież
podstawÄ…
ich klasyfikacji i oznakowania
Oblicz pH wynikajÄ…ce z reakcji 0,1 g pirytu z 1 dm3 wody.
FeS2 + 7/2O2 + H2O Òð ðFe2+ + 2SO4
2 + 2H+
utlenianie 1 mola FeS2 generuje 2 mole H+, zatem:
119,85 g FeS2  2 mole H+
0,1 g FeS2  x moli H+
x = 1,67 û0 10 3 mol Òð ðpH =  log [H+] = 2,78
3 ) oraz grupami hydroksylowymi. Praktycznie nierozpuszczalne sÄ… ponadto siarczki
pierwiastkow chalkofilnych (Pb, Cd, Hg, Fe
0,01 molowego roztworu HNO3.
Kwas azotowy(V) jest mocnym elektrolitem, więc całkowicie dysocjuje na jony:
HNO3 Ô! H+ + NO3

z tego powodu [H+] = [HNO3] = 0,01 mol/dm3
z definicji pH =  log[H+] =  log (0,01) = 2
Oblicz stężenie ołowiu w nasyconym roztworze PbSO4.
PbSO4 Ô! Pb2+ + SO4
2 K = 10 7,8
PbSO4 jako czysta faza stała ma aktywność = 1
K = [Pb2+][SO42 ] = 10 7,8 = 1,58 û0 10 8
[Pb2+] = [SO42 ] = x
x2 = K
[Pb2+] = x = K1/2 = 10 3,9 [mol/dm3]
1 mol Pb = 207,2 g
[Pb2+] = 26,08 mg/dm3
Przykład 2: Oblicz stężenie ołowiu w nasyconym roztworze CaSO4 i PbSO4.
CaSO4 Ô! Ca2+ + SO42 K1 = 10 4,5
PbSO4 Ô! Pb2+ + SO42 K2 = 10 7,8
[Ca2+] + [Pb2+] = [SO4 2 ]
z porownania stałych rownowagi K1iK2 wynika, że CaSO4 jest znacznie bardziej rozpuszczalny niż
PbSO4, zatem stężenie Ca2+ w roztworze będzie znacznie większe niż stężenie Pb2+
[Ca2+] >> [Pb2+], czyli [Ca2+] + [Pb2+] = [Ca2+]
[Ca2+] + [Pb2+] = [SO42 ]
[Ca2+] = [SO42 ] = x
K1 = [Ca2+][SO4 2 ] = 10 4,5 = 3,16 û0 10 5
x = [SO4 2 ] = K11/2 = 10 2,25 = 5,62 û0 10 3 mol/dm3
otrzymaną wartość wstawiamy do rownania na K2
K2 = [Pb2+][SO42 ] = [Pb2+] û0 5,62 û0 10 3
[Pb2+] û0 5,62 û0 10 3 = 1,58 û0 10 8
[Pb2+] = 2,81 û0 10 6 mol/dm3
[Pb2+] = 0,58 mg/dm3
Widać, że w drugim przypadku stężenie (a zatem i rozpuszczalność) ołowiu jest niższe. Zatem
obecność
CaSO4 zmniejsza rozpuszczalność ołowiu. Zjawisko to nazywa się efektem wspólnego jonu.
Oblicz rozpuszczalność Pb(OH)2 przy pH = 2,0blicz rozpuszczalność Pb(OH)2 przy pH = 2,0, pH = 7,0 i
pH = 9,0.
Pb(OH)2 Ôð ðPb2+ + 2OH K = [Pb2+][OH ]2 = 5,01 û0 10 16
przy pH = 2,0 stężenie jonow wodorowych wynosi 10 2 mol/dm3, zatem [OH ] = 10 12 mol/dm3
[Pb2+] = K/[OH ] = (5,01 û0 10 16)/(10 12)2 = 5,01 û0 108 mol/dm3
co oznacza, że w tych warunkach Pb(OH)2 jest w całości rozpuszczony
przy pH = 7,0 stężenie jonow wodorowych wynosi 10 7 mol/dm3, zatem [OH ] = 10 7 mol/dm3
[Pb2+] = K/[OH ] = (5,01 û0 10 16)/(10 7)2 = 5,01 û0 10 2 mol/dm3 = 10381 mg/dm3
czyli Pb(OH)2 w tych warunkach jest znacznie słabiej rozpuszczalny niż przy pH = 2,0
przy pH = 9,0 stężenie jonow wodorowych wynosi 10 9 mol/dm3, zatem [OH ] = 10 5 mol/dm3
[Pb2+] = K/[OH ] = (5,01 û0 10 16)/(10 5)2 = 5,01 û0 10 6 mol/dm3 = 1,04 mg/dm3
czyli Pb(OH)2 w tych warunkach jest jeszcze słabiej rozpuszczalny
Wzory minerałów
BEZTLENOWY Um = %wag/masa molowa, Sa przepisuje z Um, W = Sa / Sa dla siarki
S = 1 i od najmn do największego
TLENOWY OLIWIN Um , Sk przepisać z Um, Sa Um * tleny, W = Sk *ilość tlenu we wzorze / sumaSa
Normalizacja : W1 = 2,0 * W / np. 2,022
PIROKSEN = Um, Sa = Um * ilość tlenów, Sk = Um*kat, W = Sk *il tlenu we wzorze / suma Sa
T=2, M1 = 1, M2 najpierw wpisać Mg i Fe2+
Diagram Q-J
Q = Ca+Mg+Fe2+
J = 2*Na*0,066
Q+J
En= Mg/Q , Wo = Ca/Q, Fs=Fe/Q  przeliczyć do 100% I na trójkąt
TAS  stosunek alkaliów (Na2O +K2O) do krzemionki (SiO2) w % wag
Suma  LOI i przeliczać składnik/nowa suma bez LOI
AFM w % wag A=Na2O+K2O, F=FeO + 0,8998Fe2O3 M = MgO
Diagram dyskryminacyjny w ppm najpierw wyliczyć ile Ti jest w TiO2 i zamienić na ppm
..Ti - & Ti02
x% - & %
to do 100% i na trójkąt.