ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Вопросы геохимии из "Избранные главы неорганической химии. В.2" Что изучает геохимия. Гео.чимня возникла в результате творчества многих исследователей. Однако выделение геохимии как отдельной науки — результат главным образом работ знаменитого русского ученого, академика В. И. Вернадского, в течение долгих лет бывшего профессором Московского университета. [c.232] Перед геохимией стоит задача установить законы распространения и распределения химических элементов на земном шаре и в первую очередь в земной коре [1—4]. Под земной корой условно подразумевают толщу Земли вглубь на 15—20 км (литосфера), а кроме того, атмосферу, окружающую земной шар, и гидросферу — водную оболочку, которая покрывает 3/4 поверхности земного шара. В составе земной коры выделяют также биосферу (среда обитания животных и растений). Она включает прилегающие к поверхности Земли слои атмосферы, гидросферы и литосферы. Это тонкая по сравнению с радиусом Земли пленка, толщиной около 8 км [1]. [c.232] Если минералогия изучает состав отдельных минералов, встречающихся в земной коре, а геология — распределение в земном шаре этих минералов, то геохимию интересует распределение именно элементов. Поэтому задачи геохимии шире, чем задачи геологии и минералогии. Для изучающих неорганическую химию очень важно познакомиться с основными законами геохимии необходимо знать, какие элементы более, а какие—менее распространены почему и для каких элементов можно рассчитывать на обнаружение богатых месторождений, а для каких элементов более характер1ю рассеянное состояние и месторождения с высоким содержанием данного элемента вообще не могут существовать. [c.232] Долгое время практически не было сведений о химическом составе Земли и, как указывал виднейший советский минералог н геохимик академик А. Е. Ферсман [2, 4], в этом вопросе было больше смелых догадок и теоретических представлений, чем точно обоснованных и фактически доказанных положений. [c.232] Даже в наши дни лишь около 1 % земного вещества доступно прямому изучению. [c.232] Суждение о строении земной коры в ее глубинной части можно составить также и но тем сведениям, которые получены при изучении ее слоев, расположенных б шзко к поверхности Земли. Геологи обнаружили, что определенные сочетания минералов и горных пород в земной коре то углубляются в недра Земли, то выходят на ее поверхность. Таким образом, в земной коре существует нечто вроде складок. Глубину складки можно рассчитать, зная наклон пластов. Тогда можно предсказать, какие по составу горные породы залегают на интересующей нас глубине (тот же состав, что и у выхода складки на поверхность земной коры). Правильность такого метода предсказания состава горных пород на различных глубинах была подтверждена результатами, полученными при бурении большого числа нефтяных скважин. Этот способ (экстраполяция поверхностных данных на глубины) позволяет получить сведения о строении земного шара на довольно большой глубине—15—20 км. [c.233] Судить о химическом составе недр Земли помогает также изучение состава метеоритов. Каждый год на Землю выпадает (по разным данным [4]) от 10 до 4000 т метеоритов. По сравнению с массой Земли (6-102 т) это, конечно, очень маленькое количество. Метеориты бывают трех типов — каменные , железные и сульфиды . Каменные метеориты, в основном силикатные, много раз вскипавшие, имеют пустоты — раковины . Это так называемые хондриты. Железные метеориты состоят из сплавов на основе железа, их называют сидеритами. Наконец, метеориты, состоящие главным образом из сульфидов металлов, называют сульфидами. Метеориты этих трех типов попадают на Землю не одинаково часто. Так, обычно на 100 каменных метеоритов приходится примерно 20 железных. [c.233] Было высказано предположение, что средний состав метеоритов и нашей планеты одинаков. С этой точки зрения Земля должна содержать каменную оболочку, сульфидную и железную составные части. Такое предположение хорошо согласуется с геофизическими измерениями, согласно которым средняя удельная масса Земли (примерно 6) гораздо выше, чем средний удельный вес верхних ( каменных ) оболочек земного шара (около 3). [c.233] Хотя в метеоритах найдены все элементы периодической системы Менделеева и установлен их исходный изотопный состав, все же наблюдаются существенные различия в распространенности химических элементов на Земле и в других космических телах, в том числе в метеоритах. [c.233] Существует гипотеза [4], что метеориты, падающие на Землю, образовались при распаде космического тела, меньшего, чем Земля, и находившегося между Марсом и Юпитером. [c.233] В настоящее время при изучении состава Земли широко используются также данные сейсморазведки. Для этой цели пригодны сведения, получаемые сейсмическими станциями при естественных землетрясениях и при искусственных взрывах. [c.233] Данные, полученные геофизикамтг при изучении прохождения сейсмических волн через земной шар при землетрясениях или искусственных взрывах, указывают, что внутри земной шар неоднороден, в нем имеются Гранины раздела. Для различных неоднородных частей земного шара наблюдается неодинаковая скорость распространения сейсмических волн. На основании данных сейсмографии было высказано мнение, что в недрах Земли имеются границ . раздела на глубине 100, 1200 и 2900 км п, по-видимому, па этих глубинах в радиальном на-правлеи11и изменяется химический состав залегающих пород. [c.234] Кроме указанных способов для изучения состава Земли используют химический анализ горных пород и минералов, а также результаты физических измерений (сведения о давлении, температуре, плотности, упругости всей Земли и отдельных ее сфер), данные о фазовом составе вещества, распределении радиоактивных элементов в земной коре и земном шаре и др. [c.234] Водяная оболочка Земли — гидросфера неодинакова по своей глубине в различных местах земного шара. Максимальная толщина гидросферы— 10,8 км — зафиксирована вблизи Марианских островов. [c.234] В недрах Земли н на ее поверхности постоянно происходит разрушение горных пород, включающих первичные минералы, образовавшиеся при застывании земной коры. Разрушающее действие оказывают высокая и низкая температуры, резкое колебание температур, вода, СОг и О2 атмосферы. Однако возникающие при этом вторичные минералы и осадочные породы, например глины, известняки, составляют только 5% всей массы земной коры. Остальные минералы — это глубинные первичные минералы и горные породы, состоящие также из первичных минералов. [c.235] В литосфере могут быть условно выделены две оболочки (см. табл. 11.1)—кислая и основная. Породы, слагающие кислую оболочку, содержат много кремнезема, основные породы включают большую долю связанных в силикаты оксидов металлов. [c.235] Оболочка литосферы, содержащая кислые породы (например, метасиликат кальция СаЗЮз), имеет глубину 100 км от поверхности Земли, а основные породы (напрнмер, ортосиликат магния Mg2Si04) залегают до глубины 1200 км. Кислая оболочка литосферы состоит главным образом из гранитов и сланцев. Основная оболочка литосферы содержит оливин и другие родственные ему минералы. [c.235] Интересно, что между кислой и основной оболочками литосферы есть резкая граница, а вот между халькосферой и основной оболочкой литосферы такой четкой границы нет. Поэтому основную оболочку литосферы и халькосферу иногда объединяют под названием мантия Земли . [c.235] Вернуться к основной статье