迁移的内在因素

化学元素迁移的内在因素取决于它的物理和化学性质,其中主要是指原子的热力性质(键性)、原子和离子的引力性质以及原子的化学性质和放射性质等。

  1. 化学键。化学元素的迁移与单质或化合物硬度、溶解度、熔点和沸点等性质有关,而这些性质又受到化学键的影响。自然地理环境的常温条件下,极大多数元素都呈化合物状态。由于形成了化合物,受化学键作用,元素的性质便有了改变,也就造成元素迁移能力的变化。例如,由游离态 C 构成的金刚石、石墨很难挥发,迁移能力弱;而 C 的化合物 CO2 容易挥发,迁移能力大大增强。

  2. 重力性质。原子和离子的重力性质决定着它们在地球重力场中的迁移特点。在地圈形成过程中、在物质的风化—搬运—沉积过程中以及岩浆融体结晶形成岩石等过程中,都由于元素的重力性质不同而发生分异作用。

  3. 化学性质。以化合物状态存在的元素其迁移性受到化合物化学性质的影响。化合物的化学性质越稳定,迁移能力越弱,反之则越强。化合物化学性质稳定性与化合物形成时的生成热有关,生成热大的化合物化学稳定性大于生成热小的化合物。一般地,氧化物生成热大于硫化物及卤化物,因而在地表条件下,氧化物比硫化物稳定,其迁移能力也就不如硫化物。

  4. 晶格性质。固体化合物在环境中的稳定性也与晶格能有关,凡晶格能高的化合物(如 Sn4+,La3+,Ce3+等形成的化合物)不易分解,迁移力弱; 而晶格能低的化合物(如 Na+,K+等形成的化合物)易分解,迁移力强。

  5. 放射性质。铀、钛、钾及某些其他元素的放射性同位素具有放射作用。在地球物质演化过程中,放射作用对于这些元素原子数目的减少和放射衰变产物(即 Pb,He,Ar,Sr 等)原子数目的相应增加具有明显的作用。同时,放射作用所放出的能量可以作为所有其他元素迁移的一个重要的外界因素。