|
Итак, кристаллическое вещество в земной коре в любой точке состоит из ограниченного числа минералов, которые в свою очередь состоят из немногочисленных химических элементов. Вспомним гранит. 99% его массы составляют все те же восемь химических элементов: О, Si, Al, Fe, Са, Na, К, Mg. Эти элементы образуют минералы, слагающие гранит: кварц, полевые шпаты, слюды и роговую обманку.
Казалось бы, о составе гранита больше нечего говорить. Но если при помощи специальных высокочувствительных приборов провести точный анализ, то обнаружится, что в граните, кроме восьми главных элементов, присутствуют титан, фосфор, марганец, сера, фтор, хлор, барий, стронций, литий, хром, рубидий, ванадий, цирконий, никель, медь, цинк и многие другие элементы. И все они в сумме составляют меньше 1%! В каком же состоянии находятся эти элементы? Некоторые из них образуют самостоятельные минералы. Правда, последние присутствуют в столь незначительном количестве и имеют такие ничтожные размеры, что не оказывают никакого влияния ни на состав, ни на внешний вид гранита. Их так и называют — акцессорные минералы или минералы-примеси (лат «акцессориус» — дополнительный, привходящий). В гранитах среди минералов-примесей часто встречаются циркон ZrSi04, рутил ТЮ2, апатит Саб [P04]3F.
Значительная часть малораспространенных элементов входит в кристаллохимические структуры породообразующих минералов в виде изоморфной примеси. В таком состоянии в полевых шпатах присутствует примесь бария и стронция, в слюдах — лития.
Однако при анализах породообразующих минералов обнаруживаются малораспространенные элементы, которые по законам изоморфизма не могут быть в этих минералах. Не могут, но присутствуют! Обратимся к таблице 6, в которой приведены результаты определения тяжелых металлов — свинца и цинка в минералах, слагающих гранит.
Если присутствие свинца в полевых шпатах еще можно объяснить изоморфным вхождением его ионов вместо ионов кальция, то для других металлов такое объяснение дать трудно. И совершенно невозможно говорить об изоморфном вхождении свинца и цинка в кристаллохимическую структуру кварца, где теоретически должны присутствовать только ионы кислорода и кремния. На основании многочисленных анализов ученые сделали вывод, что, помимо атомов и ионов, организованных в кристаллохимические структуры, в природных кристаллах имеются атомы, присутствующие в форме неупорядоченной примеси. Это впервые было установлено в начале XX в. В. И. Вернадским, который обнаружил и доказал особое, до тех пор неизвестное состояние атомов. Он назвал его состоянием рассеяния.
Мы привыкли к тому, что атомы и молекулы активно рассеиваются в газообразном состоянии. Но оказывается, что процесс рассеяния вещества пронизывает все пространство. По этому поводу В. И. Вернадский образно говорил, что в каждой капле или пылинке отражается общий состав космоса. Многим ученым высказывания В. И. Вернадского казались странными, и они отнеслись к ним критически. Эти идеи были оценены должным образом много позже в связи с совершенствованием аналитической техники и накоплением обширной информации о содержании элементов в рассеянном состоянии.
|