Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Химический состав земной коры

На оглавление

Земная кора образована различными по составу и происхождению гор­ными породами. Любая горная порода представляет собой естественную ас­социацию минералов. Минералы в свою очередь являются химическими эле­ментами или их природными соединениями. Вещество земной коры в порядке усложнения степени его организации образует такой последовательный ряд: химический элемент-минерал-горная порода-комплекс (формация) горных пород.

Изучением химического постава земной коры, закономерностей его изменения в пространстве и времени занимается геохимия. Установлено, что в земной коре присутствует 93 химических элемента (в космосе -97). Большинство из них являются сложными, т.е. представлены смесью различных изотопов, Проблема распространенности химических элементов в земной коре принадлежит к числу важнейших проблем геохимии и имеет ог­ромное практическое значение, поскольку среднее содержание химического элемента в технически доступных частях Земли относится к числу важней­ших факторов, определяющих его ценность. Поиски, добыча в виде руды и извлечение малораспространенного элемента, как правило, обходятся значительно дороже, чем более распространенного элемента. Расчет сред­него химического состава земной коры связывают с именем американского исследователя Ф.Кларка. Исходя из предположения, что земная кора до глубины 5 км на 95% состоит из магматических пород, на 5%- из осадочных по­род, он вычислил средние содержания 50 главнейших химических элемен­тов. Изучением распространенности химических элементов в земной коре занимались многие ученые. Наиболее обоснованными и используемыми явля­ются данные, полученные А.П.Виноградовым и Р.Тейлором. Средние содер­жания отдельных элементов в земной коре называются кларками. Различают кларки весовые (массовые), атомные и объемные. Весовые кларки - это средние массовые содержания элементов, выраженные в процентах или в граммах на грамм породы. Атомные кларки выражают процентные количества числа атомов элементов. Объемныекларки показывают, какой объем в про­центах занимает данный элемент. По А.П.Виноградову, в земной коре наиболее распространены следую­щие химические элементы (%); 47,2 - О; 27,6 - Si; 8,3- А1; 5,1- Fе; 3,6- Са; 2,64- Na; 2,6- К; 2,1- Мg; 0,6- Ti; 0,15- Н; 0,1- С. Таким образом, из 93 химических элементов, установленных в земной коре, на 11 элементов при­ходится 99,99% массы, а на остальные 82 элемента - 0,01%.

Распространенность химических элементов в земной коре крайне не­равномерна и характеризуется большими контрастами. Кларки отдельных элементов изменяются от десятков процентов до 10 % и ниже. Следует отметить, что понятие "распространенность химических эле­ментов" часто не соответствует представлениям об их обычности и ред­кости. Например, такие обычные элементы, как Си, Zn, РЬ, имеют кларки, во много раз меньшие, чем считающиеся редкими Zг, V, У. Причиной тако­го несоответствия является различная способность химических элементов к образованию значительных концентраций в земной коре. Эта способность определяется их химическими свойствами, зависящими от структуры внеш­них электронных оболочек атомов, а также термодинамическими условиями земной коры.

Существует целый ряд геохимических классификаций элементов. Г.Ва­шингтон разделил все элементы периодической системы горизонтальной ло­маной линией так, что часть из них оказалась выше, а часть - ниже этой линии. Элементы верхней части таблицы были названы петрогенными (Si, О, Са, К, Nа, Mg; А1). Они слагают основную массу земной коры - масси­вы горных пород и месторождения неметаллических полезных ископаемых. Элементы, находящиеся в нижней части таблицы, было предложено назвать металлогенными. Эти элементы содержатся в земной коре в крайне ограни­ченных количествах и слагают главным образом рудные месторождения (Сu, РЬ, Zn, Мо и др.). Часть элементов, располагающихся на гра­нице по ломаной линии (Fе, Мп и др.), играют в природе двойственную роль: с одной стороны, они участвуют в образовании минералов, входящих в состав горных пород, как петрогенные элементы, с другой - дают ти­пичные соединения тяжелых металлов как металлогенные элементы.

Сравнение содержаний химических элементов (в %) в Земле в целом (28,56- 0; 14.47- Si; 1.22- А1; 37,04- Fе; 11,03- Мг; 1,38- Сa; 0,15 К; 0,52 Nа) с содержанием их в земной коре позволяет заключить, что последняя по сравнению с внутренними геосферами резко обогащена такими химическими элементами, как 0, Si, А1, К, Na, Са, и обеднена Fе и Mg (а также тяжелыми металлами Ni, Сг, Со).

Химический состав земной коры изменяется в течение всего геологи­ческого времени. Согласно расчетам В.И. Вернадского за счет ядерных превращений ежегодно обновляет свой химический состав 106 - 1010 т ве­щества земной коры. Продолжаются процессы миграции химических элемен­тов из одной геосферы в другую. Происходят изменения и за счет поступ­ления метеоритного вещества в виде метеоритов и космической пыли.

Загрузка...

 


Дата добавления: 2015-09-12; просмотров: 12 | Нарушение авторских прав

Диагностика компетенции студента | Объекты изучения, методы и науки геологического цикла | Общие сведения о Земле | Строение Земли | Методы изучения внутреннего строения и состава Земли | Сейсмическая модель Земли | Вещественный состав мантии и ядра Земли | Распределение массы между внутренними геосферами. | Тепловое поле Земли. Источники тепловой энергии. | Магнетизм Земли |


lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2019 год. (0.01 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав