Хімічний склад земної кори

Тема 4.

Контрольні питання

1. Чому атмосфера, гідросфера і біосфера Землі знаходяться в постійному русі?

2. Назвіть головні компоненти повітря і поясніть їх походження.

3. У чому полягає захисна роль озонового шару для органічного життя на Землі?

4. Поясніть чому в більш щільних середовищах швидкості поширення сейсмічних хвиль зростають?

5. Як за допомогою сейсмічних хвиль отримуються дані про існування та агрегатний стан ядра Землі?

6. Які геосфери Землі перебувають в рідкому агрегатному стані і чому?

7. Яка середня щільність Землі і яким чином її визначили?

8. Накресліть розріз Землі та охарактеризуйте склад основних її оболонок.

9. Що означає поняття «фізичне поле Землі»? Які фізичні поля Вам відомі?

10. Назвіть фактори, від яких залежить величина сили ваги в будь-якому пункті поверхні Землі.

11. Які джерела теплової енергії формують внутрішню геотермічну зону теплового поля?

Речовинний склад земної кори. Геологічне літочислення (геохронологія)

Різноманітні мінерали а разом з ними і гірські породи земної кори складаються з різних хімічних елементів. Тому характеристика речовинного складу земної кори починається саме з цього – хімічного рівня організації речовини в природі.

Одне з основних питань вивчення хімії земної кори – визначення середніх величин процентного вмісту в ній окремих хімічних елементів. Такі параметри необхідні для встановлення закономірностей міграції елементів у земній корі з метою розробки методів пошуку їх родовищ. Без даних про середній вміст елементів неможливо також оцінювати перспективи нових рудопроявленнь, планувати напрямок пошуків і розвідки окремих видів корисних копалин, вирішувати багато інших завдань.

Єдиним способом одержання інформації про середні вмісти є масове випробовування гірських порід земної кори і визначення елементарного хімічного складу відібраних зразків. Перед початком таких робіт було ясно, що випробовування повинне охоплювати усю різноманітність гірських порід на всіх континентах, що вірогідність результатів буде прямо залежати від загальної кількості проб, які прийняті для розрахунків. Такий підхід був зумовлений надзвичайною складністю будови земної кори.

Роботи, які пов’язані із вивченням середніх вмістів окремих хімічних елементів, почали проводитися наприкінці XIX сторіччя американським геохіміком Ф.В. Кларком, який до 1924 року узагальнив дані близько 6000 хімічних аналізів порід. З метою уточнення результатів роботи проводилися й у наступні періоди. Кількість проб надалі збільшилася в багато разів. Це дозволило уточнити результати, але для більшості елементів мало змінило первісні дані.

Кларки хімічних елементів. Середні масові частки хімічних елементів у земній корі одержали назву кларків за іменем першого їх дослідника. Елементи, які найбільш поширені в земній корі наведені нижче.

Елементи	За Ф.В. Кларком (1924 р.)	За О.П. Вино-градовим (1949 р)	За О.О. Ярошевським і А.Б. Роновим(1976 р)
Кисень	49,52	47,20	46,50
Кремній	25,75	27,60	25,70
Алюміній	7,51	8,30	7,65
Залізо	4,70	5,10	6,24
Кальцій	3,29	3,60	5,79
Натрій	2,64	2,64	1,81
Магній	1,94	2,10	3,23
Калій	2,40	2,60	1,34
У сумі (%)	97,75	99,14	98,26

За А.Б. Роновим і О.О. Ярошевським відносно великі кларки мають ще 5 елементів:

Титан Вуглець Водень Марганець Сірка

0,52 0,46 0,16 0,12 0,11

У сумі вони дають 1,37%, що разом з найбільш поширеними елементами складає 99,63%. Таким чином, усі інші (понад вісімдесят) елементи таблиці Д.І. Менделєєва складають лише 0,37% маси земної кори. Це найбільш важлива і цікава особливість, яка пояснює всю складність пошуків, розвідки і видобутки багатьох корисних копалин.

Приклади кларків деяких елементів (за О.Є. Ферсманом):

Сірка Мідь Молібден Ртуть Срібло

0,1 0,01 0,001 1·10^-4 1·10^-5

Найбільш поширені вісім елементів, а також вуглець, фосфор, хлор, фтор і деякі інші відіграють головну роль в утворенні мінералів і гірських порід. Їх називають породоутворюючими або петрогенними елементами.

Становлення хімічного складу земної кори. Хімічний склад кори формувався поступово протягом усього часу її існування. І цей процес продовжується, тому що продовжуються ендогенні та екзогенні процеси. Вони викликають безупинну міграцію хімічних елементів, їх розсіювання, або навпаки – концентрацію в окремих частинах кори. Вивченням особливостей та закономірностей міграції хімічних елементів у земній корі займається геохімія.

Основним механізмом становлення земної кори і її хімічного складу є процес диференціації (розділення) речовини верхньої мантії. Цей процес активніше здійснювався на ранніх стадіях розвитку Землі, коли за умов високих температур мантійна речовина перебувала переважно у розплавленому, рухливому стані. Але й зараз диференціація мантії продовжується за допомогою магматичних явищ. Унаслідок цього з мантії вилучаються переважно легкоплавкі сполуки (K₂O, NaО, SiО₂,Al₂O₃), які й складають основну масу земної кори.

Атоми хімічних елементів у земній корі, як відзначалося раніше, утворюють різноманітні сполуки – мінерали.

Дата добавления: 2014-01-07