Неорганическая геохимия - Хендерсон П.
Скачать (прямая ссылка):
халькофильные элементы — те, которые концентрируются в сульфидной фазе. Типичные элементы: Бе, АБ, 1п, Са;
литофилы — концентрируются в силикатной фазе. Типичные примеры: А1, Ыа, К, Са;
атмофилы — газообразные элементы, находящиеся в несвязанном состоянии: Ы, Аг и др. Гольдшмидт ввел еще биофильную группу. Более детальное обсуждение и перечень элементов приведены в работе [137]. Очевидно, что такое разделение на группы относится к химическим условиям, преобладающим во время дифференциации фаз, и не имеет более широкого химического значения. Некоторые элементы попадают в две или более групп. Например, никель обнаруживает и халькофильные, и сидерофильные свойства. Однако эта классификация до сих пор широко используется в исследованиях метеоритов и планет и особенно часто употребляется в работах, посвященных рудообразованию, так как в этом процессе могут участвовать сульфидные, силикатные и окисные минералы.
Рекомендуемая дополнительная литература
McElhinney M. W., ed. The Earth: Its Origin, Structure and Evolution. Academic Press, 597 pp., 1979.
Ringwood A. E. Origin of the Earth and Moon. Springer-Verlag, New York, Heidelberg, Berlin. 295 pp., 1979.
Smith J. V. Mineralogy of the planets: a voyage in space and time. Mineralo-gical Magazine, 43, 1—89, 1979.
Windley B. F., ed. The Early History of the Earth. J. Wiley & Sons, London, New York, Sydney, Toronto. 619 pp., 1976. [Русский перевод: Ранняя история Земли./Под ред. Б. Уиндли. — М.: Мир, 1980, 620 с]
Часть II
МАГМАТИЧЕСКИЕ И
МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
5. Сведения о распределении элементов
5.1. Введение. Начало XX в. ознаменовалось важной вехой в геохимической науке — публикацией в 1908 г. работы Кларка Data of Geochemistry. В этой работе не только обобщалось, но и критически оценивалось огромное количество уже имевшихся геохимических данных. В ней был рассмотрен химизм природных вод, вулканических газов, горных пород, минералов и полезных ископаемых, включая нефть и уголь. В то время геохимия развивалась как преимущественно описательная наука, но вскоре, опираясь на химические, физические и математические методы, она постепенно стала более сложной дисциплиной. Сегодня мы используем имеющиеся геохимические наблюдения для того,.-чтобы описать и понять процессы происхождения разнообразных веществ на Земле и в Солнечной системе. Для этой цели полезно рассмотреть то, что уже известно о поведении элементов в различных геохимических системах.
Вторая часть этой книги посвящена системам изверженных и метаморфических пород, для которых имеется большое количество аналитических данных. Многие из них рассмотрены и суммированы в геохимической литературе (список работ приведен в приложении VII). Читатель отсылается к этим работам за сведениями о средних составах типов пород и об уровнях концентраций отдельных элементов в распространенных минералах и породах. В этой главе изложены только отдельные аспекты геохимической информации, имеющей отношение к современной геохимии и петрологии. В следующих трех главах рассматриваются процессы, контролирующие распределение элементов, а в последней главе второй части обсуждается значение изотопных исследований для" решения проблем петрогенезиса и рудообра-зования.
5.2. Аналитические данные. 5.2.1. Анализы горных пород и минералов. Концентрации всех главных элементов любой породы или минерала обычно приводятся в виде весовых процентов
5. Сведения о распределении элементов 87
соответствующих окислов (как в табл. 5.1). В ряде случаев предпочтительно записать анализ в мольных процентах окислов, а составы сульфидов и галогенидов лучше всего давать в весовых процентах отдельных элементов. Анализы минералов приводятся также в виде количества катионов (или атомов) каждого элемента, приходящегося на фиксированное число анионов. Обычно такими анионами являются ионы кислорода, серы или галогенов в зависимости от типа минерала.
Общепринятого определения рассеянного элемента не существует, однако на практике этот термин употребляется по отношению к элементу, содержание которого в обычно употребляемых единицах измерения не превышает 1000 млн-1 (т. е. 1000 мкг/г). Для определенных целей, например для термодинамического анализа перераспределения элементов между фазами (см. гл. 7), могут потребоваться молярные концентрации этих элементов.
Графический способ представления индивидуальных анализов пород и минералов используется редко потому, что трудно дать простое изображение содержаний большого числа элементов. Примечательным исключением являются редкоземельные элементы (р.з.э.), для которых стало обычным графически изображать зависимость от атомного номера их содержаний, нормализованных (т. е. разделенных) по их концентрации в хондри-товых метеоритах. Преимущество таких диаграмм состоит в том, что устраняется влияние различной распространенности элементов с четными и нечетными атомными номерами (см. гл. 2, разд. 2.2) и четко проявляется различная степень фракционирования р.з.э. с меньшими и большими атомными номерами. Эти графики названы диаграммами Масуды — Кориэлла по имени предложивших их авторов '[258, 71]; пример для двух минералов из горной породы приведен на рис. 5.1. При необходимости некоторые авторы используют зависимость нормированных по хондритам содержаний р.з.э. от их ионного радиуса, но этот способ не может быть рекомендован, так как радиус есть функция координационного числа и ионного заряда, причем первое меняется от минерала к минералу, а второе для некоторых р.з.э. имеет больше чем одно значение в одной и той же системе (см. гл. 6, разд. 6.5).
