Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №2

Оказалось, что в земной коре преобладают легкие атомы, занимающие начальные клетки периодической системы, ядра которых содержат небольшое количество протонов и нейтронов. Также преобладают элементы с четными порядковыми номерами и атомными массами.

Родственные по периодической системе элементы ведут себя в земной коре далеко не одинаково. Так, К и Na, Fe и Ni, Cl и I, Сr и Mo — аналоги в химии, но в земной коре мигрируют по-разному. Это связано с тем, что для геохимии часто основное значение имеют такие свойства элементов, которые с общехимических позиций второстепенны: обратимость или необратимость миграции, радиоактивность, способность давать минералы и т. п.

Многие элементы с одинаковыми кларками ведут себя в земной коре резко различно (Ga, N и Со, Sn и U и т. д.), а элементы с различными кларками — сходно (S и Se, Са и Sr и т. д.). Таким образом, миграция элементов в земной коре зависит не только от их химических свойств, но и от кларков.

Химические элементы, ионы и соединения, определяющие условия миграции в данной системе, именуются ведущими. Число их невелико. Например, геохимия гидротермальных систем во многом определяется S, SiO₂, F, Cl, СO₂, Н⁺ и ОН — ионами. Геохимическое своеобразие океанов определяется О, растворенным в воде, Cl, Na⁺

и небольшим числом других элементов. В таежных болотах ведущими являются Fe²⁺, Н⁺, Мn²⁺ и т. д. Химические элементы с низкими кларками не могут быть ведущими из-за малых концентраций в системах — они вынуждены мигрировать в той обстановке, которую создают ведущие элементы. Различия в кларках определяют ведущую роль S и второстепенную Те, ведущее значение Na и не ведущее Rb, Li, Cs. Редкие элементы в местах их концентрации (например, в месторождениях) становятся ведущими (Hg, U, Мо и т. д.).

Ведущее значение элемента зависит не только от его кларка и концентрации в данной системе. Важно, чтобы элемент мигрировал и накапливался в системе. Распространенные, но слабо мигрирующие элементы не являются ведущими. Один и тот же элемент в разных системах может быть и ведущим, и второстепенным. Например, Fe имеет ведущее значение во многих гидротермальных системах, но его роль невелика в почвах пустынь, водах океана. Наконец, если элемент энергично мигрирует, но не накапливается, он также не является ведущим. Так, Na и Сl энергично выщелачиваются из кислой коры выветривания и не являются там ведущими. Только в соляных озерах, где Na и Сl мигрируют и накапливаются, они становятся ведущими.

Понятие о парагенезисе элементов ввел в 1909 г. В.И.Вернадский, имея в виду их совместную концентрацию. Парагенная ассоциация элементов обусловлена единым процессом, она может быть как одновременной, так и неодновременной, связанной, например, с последовательным осаждением элементов при постепенном охлаждении расплава или раствора. В дальнейшем парагенезису элементов уделялось много внимания в Трудах В.М.Гольдшмидта, А.Е. Ферсмана, А.А.Саукова, В.В.Щербины, А.С.Уклонского, К.А.Власова и других геохимиков, так как одна из главных задач геохимии и состоит в изучении парагенных ассоциаций элементов. Чисто пространственную ассоциацию элементов и минералов, не связанную генетически, В.И. Лебедев именует парастерезисом. Наиболее изучены парагенные ассоциации элементов в минералах. Парагенезис главных элементов, как правило, объясняется законами кристаллохимии (например, Fe и S в пирите, Fe, Mg, Si, О в оливине и т. д.).

Более сложны и разнообразны парагенезисы элементов — примесей. Так, для оливина характерна примесь Ni, Со, для халькопирита — часто Re, In, Se, Те, Ge, An, Ni, Co, Ag, Cd, Tl, As, Sb, Pt, Pd, для полевых шпатов — Rb, Cs, Li, Tl, Be, Ca, Ba, Sr и др., для уранинита — Pb, Ra, He. Причины образования подобных ассоциаций различны: близость ионных радиусов, радиоактивный распад, сорбция и т. д. Хорошо изучены также парагенные ассоциации элементов в горных породах и рудах. Например, для ультраосновных пород характерна ассоциация Mg, Cr, Ni, Со, Fe, Мп, Pd, Pt, для пегматитов — К, Rb, Li, Cs, Be, TR, Zr, Nb, Та, F, В и др., для многих экзогенных урановых руд — Mo, Se, V, Re.

Кроме парагенных, различают запрещенные ассоциации элементов (отрицательный парагенезис), т. е. ассоциации, невозможные в данной системе. Примером отрицательного парагенезиса служат Ni и Ва в минералах, Сг и U в рудах, Си и Мп в осадочных формациях.

_{Источник: А.И.Перельман «Геохимия», М., Высшая школа, 1989.}

• ВОПРОС № 42: Сколько планет в солнечной системе имеют кольца? Как и почему они образовались? Какое значение они имеют для планет?

ОТВЕТ: Открытые в XVII в. кольца Сатурна постоянно будоражили воображение исследователей своей уникальной формой. Кольца Сатурна исследовали такие блестящие астрономы, механики и математики, как Г.Галилей, X. Гюйгенс, Ж.Д.Кассини, П.С. де Лаплас, Дж. К.Максвелл,