Лекция 7-1. Типы кларков. Методы оценки кларков

Так что миграция химических элементов в земной коре – это, по большому счету, функция строения электронных оболочек их атомов.

Итак, в земной коре преобладают ядра с небольшим и четным числом протонов и нейтронов.

Основные законы распространенности элементов в земной коре, очевидно, заложились еще в первые этапы развития Земли как планеты, т.к. в самых древних архейских породах, как и в самых молодых, преобладают те же самые O, Si, Al, Fe. Все же кларки некоторых элементов изменились. Так, например, в результате радиоактивного распада стало меньше U и Th и больше Рb – конечного продукта их распада. Известную роль в изменении кларков некоторых элементов играла диссипация легких газов, выпадение метеоритов и др.

Особенность кларков земной коры:

1.распределение атомов в Космосе определяется историей и свойствами атомных ядер: их синтезом и устойчивостью;

2.распределение элементов на Земле (и в особенности в ее внешних геосферах – атмосфере, гидросфере, литосфере и пронизывающей их биосфере) определяется свойствами электронных оболочек атомов.

Вот эту эмпирическую закономерность (кларки зависят в основном от строения ядер, а распределение, обязанное миграции – от строения электронных оболочек) А.И.Перельман в своем учебнике (1989, с. 54) называет основным геохимическим законом Гольдшмидта.

В проблеме кларков можно выделить 4 аспекта:

– уровень, на котором выполняется расчет: земная кора в целом, отдельные блоки коры, регионы и т.д.;

– объект, для которого вычисляется кларк: литосфера, изверженные горные породы, отдельные типы горных пород, минералы;

– способ расчета и характер использованных данных в статистическом смысле;

– то же, но уже в геологическом смысле; сюда же тяготеют и все косвенные методы расчета кларков.

Расчеты кларков разных уровней иллюстрируются рис. 2

Всякий кларк как оценка состава некоторого объекта представляет собою случайную величину – этот основополагающий термин математической статистики вам уже знаком. В свою очередь, эта случайная величина есть функция двух других случайных величин:

– базисных содержаний,

– весовых коэффициентов.

Базисные случайные величины могут быть непосредственным результатом анализа единичных проб, либо же оценками средних значений более простых объектов, из которых состоит оцениваемый. В первом случае кларк – это оценка математического ожидания результатов анализов, а во втором – оценка математического ожидания кларков низших уровней.

Возьмем, например, кларк типа D₃ – содержание Mn в базальтовых формациях континентов. Мы его можем вычислить двумя способами:

(а) тотальным усреднением всех отдельных анализов; базисными величинами будут результаты тысяч анализов всех континентальных базальтов;

(б) усреднением кларков D₂, т.е. средних содержаний марганца в базальтовых формациях континентов с учетом относительного распространения этих формаций в пределах континентов.

Кларки, рассчитанные первым способом, назовем первичными, а вторым – вторичными. Если точность первичного кларка зависит просто от числа анализов (и, разумеется, точности этих анализов), то для вторичных кларков оценка точности – гораздо более тонкая задача. В самом деле, точность вторичного кларка будет зависеть:

– от числа базисных кларков более низкого уровня (или более простого вида);

– от точности каждого из этих базисных кларков;

– от разброса их значений вокруг среднего;

– от отношения объема базисных кларков к объему опробуемой совокупности.

Формулы для расчетов во всех мыслимых вариантах разработаны Ю.А.Ткачевым и их можно найти в монографии (Ткачев, Юдович, 1975).

Дата добавления: 2014-01-03