|
Мы проследили основные этапы образования кристаллического вещества земной коры. Две стороны этого планетарного процесса должны привлечь наше внимание. Во-первых, движение химических элементов, которое зарождается в недоступных глубинах, охватывает верхнюю часть мантии, пронизывает всю толщу земной коры. Это движение не одностороннее, хотя преимущественно направлено от мантии к земной коре. В последнее время все больше выясняется, что между земной корой и верхней мантией происходит обмен веществ. Отдельные блоки земной коры захватываются и ассимилируются веществом мантии, чтобы затем еще и еще раз расплавиться и войти в состав кристаллического силикатного вещества.
Во-вторых, на фоне этого движения происходит закономерная сортировка атомов и объединение их в определенные ассоциации. Обширным группам горных пород, образующих этажи земной коры, соответствуют свои ассоциации химических элементов. Атомы, которые прошли через фильтр кристаллохимических структур силикатов, либо задерживаются в виде рудных концентраций, либо уходят за пределы земной коры с газовыми струями и глубинными водами.
Можно ли дать количественную оценку перераспределению химических элементов между природными объектами? Конечно, можно, если известно содержание элементов в сравниваемых объектах. Поэтому для геохимии особо важное значение имеет определение среднего содержания химических элементов в разных природных образованиях, прежде всего в земной коре.
Мы уже говорили, что первым, кто занялся этой трудоемкой работой, был Ф. Кларк. Вначале его стремление установить средние данные содержания химических элементов не нашло понимания. Многим ученым казалось, что это совершенно ненужное дело. Они считали, что надо изучать особенности химического состава конкретных минералов и горных пород, а не определять какие-то абстрактные цифры. Но идеи Ф. Кларка вскоре получили поддержку в научных центрах, где зарождались основы геохимии: в столичном университете Норвегии и в Московском университете в России.
Внимание Ф. Кларка в основном было сосредоточено на главных десяти химических элементах, слагающих земную кору. В дальнейшем круг элементов был расширен, но для большей части элементов подсчеты средних содержаний встречали большие трудности. Во-первых, это касалось металлов и, во-вторых, малораспространенных химических элементов.
В Норвегии давно сложилась сильная научная школа минералогов, химиков и металлургов, длительное время настойчиво изучавших руды железа, меди, никеля, свинца и цинка. Крупный норвежский минералог Иоганн Фогт преимущественно интересовался распространением рудных металлов. Он определил соотношение между железом и некоторыми другими металлами (никелем, марганцем, кобальтом). На этом основании, используя данные Ф. Кларка о содержании железа, И. Фогт рассчитал среднее содержание рудных металлов в земной коре. Для расчета содержания цинка, свинца, олова и некоторых других металлов он оригинально использовал экономико-статистические сведения. Эти данные были напечатаны в 1899 г. в статье «Об относительном распространении элементов».
Оставалась большая группа элементов, которые с трудом определялись методами химического анализа. На кафедре минералогии Московского университета под руководством В. И. Вернадского был использован спектроскопический анализ для определения элементов, содержащихся в незначительном количестве.
В результате всех этих усилий ко второму десятилетию XX в. накопился достаточный фактический материал, чтобы получить общее представление о содержании и распространении химических элементов в земной коре, атмосфере, природных водах и даже в различных космических телах. В честь ученого, который наметил путь к количественной оценке распространения химических элементов, А. Е. Ферсман в 1933 г. предложил называть кларком среднее значение содержания элемента в Земле в целом или в других природных телах.
|