geochemická bariéra

geochemická bariéra — hranica medzi oblasťami v zemskej kôre, v ktorých prevládajú určité geochemické procesy. Geochemické bariéry sa uplatňujú vo všetkých útvaroch hypergénnej zóny (v ktorých prebiehajú hypergénne procesy, napr. zvetrávanie, tvorba pôd, sedimentácia), sú prítomné v pôdach, v kôrach zvetrávania, vo vodonosných horizontoch a v sedimentoch. Vyskytujú sa v oblastiach, kde sa jeden geochemický proces nahrádza iným, v dôsledku čoho nastáva ostrá zmena migračných podmienok prvkov, ktorá spôsobuje zadržanie a skoncentrovanie prvkov niekedy až v takom rozsahu, že vznikajú ložiská. Existencia geochemických bariér tak vysvetľuje vznik akumulácií prvkov aj bez špeciálneho zdroja, napr. magmatického, vulkanického a pod. Rozlišujú sa geochemické makrobariéry a mikrobariéry. Na makrobariérach sa hromadí veľké množstvo prvkov často ložiskového významu, mikrobariéry sú charakteristické najmä pre pôdy (hrúbka a niekedy i plošná akumulácia prvkov v nich je nízka). Podľa pôvodu sa geochemické bariéry rozdeľujú na biogeochemické (biologické), fyzikálno-chemické a mechanické. Biogeochemické bariéry vznikajú v dôsledku životnej činnosti organizmov (mikroorganizmov, rastlín, živočíchov). Napr. rastliny čerpajú základné stavebné prvky z prostredia, v ktorom žijú, po ich odumretí sa usádzajú v nich nahromadené prvky a v priebehu geologickej doby vznikajú organogénne sedimenty; sírne aeróbne baktérie oxidujú sulfán na síru (môže tvoriť ložiská) alebo až na kyselinu sírovú, ktorá reaguje s uhličitanmi a vznikajú sírany. Na fyzikálno-chemických bariérach nastáva zmena fyzikálno-chemických podmienok (napr. pH, oxidačno-redukčného potenciálu a i.), ktorá spôsobuje zadržanie a akumuláciu prvkov. Rozlišuje sa niekoľko druhov fyzikálno-chemických bariér nazvaných podľa druhu prostredia (resp. podľa druhu chemického procesu), ktoré na nich existuje (resp. prebieha, napr. oxidačné bariéry vznikajú na miestach zmeny redukčných podmienok na oxidačné): oxidačné, redukčné, alkalické, kyslé, výparné, adsorpčné, termodynamické a iné bariéry. K oxidačným geochemickým bariéram patria napr. železité alebo železito-mangánové bariéry vznikajúce na kontakte glejových pôd so vzdušným kyslíkom (generujú sa hydroxidy železa a mangánu), charakteristické pre horizonty glejových pôd, vodonosné horizonty a bažiny (vznikajú bahenné rudy a pod.), ako aj sírne bariéry (oxidáciou sulfánu vzniká síra). K redukčným geochemickým bariéram patria napr. sulfidické bariéry vznikajúce v pôdach a vo vodonosných horizontoch, ak sa vody dostanú do styku so sulfánom (kovy sa tam redukujú na sulfidy; tieto bariéry zohrávali významnú úlohu napr. pri vzniku niektorých ložísk medi a uránu). Alkalické geochemické bariéry vznikajú na miestach výraznejšieho vzostupu pH, napr. pri stretnutí kyslých vôd (roztokov kovov pochádzajúcich z hornín) s alkalickými roztokmi alebo horninami (napr. vápencami), pričom sa kovy vyzrážajú vo forme sekundárnych minerálov (takto vznikli niektoré ložiská niklu a železa). Kyslé bariéry vznikajú pri znížení pH a z hľadiska koncentrovania kovov migrujúcich v kyslom prostredí nemajú veľký význam. Adsorpčné geochemické bariéry vznikajú v prostredí bohatom na adsorbenty (ílové sedimenty, rašelina a i.), na ktoré sa adsorbujú predovšetkým katióny, výparné bariéry na miestach s veľkým odparovaním vody s obsahom solí, ktoré sa postupne z roztokov vylučujú, a vznikajú tak kontinentálne a morské usadeniny evaporitov, karbonátové kôry, karbonátové alúviá a spraše. Termodynamické geochemické bariéry sú zvláštnym typom fyzikálno-chemických bariér. Sú to bariéry s výraznými zmenami tlaku a teploty a v okolí miest, kde na povrch vystupujú termálne vody, na nich vznikajú travertíny, gejzirit a i. Mechanické bariéry sú spojené so zmenou rýchlosti prúdenia vody alebo vzduchu, nastáva na nich mechanická diferenciácia látok. Vznikajú na nich rozsypy zlata, cínu, titánu, tória, zirkónia, prvkov vzácnych zemín a i. Ovplyvňujú charakter sekundárnych aureol rozptylu okolo rudných ložísk. Zvláštnou kategóriou sú technogénne bariéry vznikajúce činnosťou človeka (priemyselné centrá, mestá, cesty a i.), na ktorých sa do geochemických systémov vnášajú nové prvky. Technogénne bariéry majú osobitný význam z hľadiska ochrany životného prostredia. Keďže sa jednotlivé typy geochemických bariér v prírode často prekrývajú alebo vyskytujú spolu (napr. termodynamické a oxidačné bariéry), vznikajú komplexné bariéry, ktorých poznávanie býva zložité najmä v starších geologických útvaroch.