|
Концентрация — процесс прямо противоположный рассеянию. Способность концентрироваться в земной коре — исключительно важное свойство элементов.
В. И. Ленин называл железо одним из фундаментов цивилизации. Но тяжелая индустрия, вырабатывающая сталь и железо, базируется на железных рудах. Алюминий для самолетов и тысячекилометровых линий электропередач тоже извлекают из руд. На радиоактивных рудах основана атомная энергетика. А что такое руда? Это природная концентрация химического элемента, которую экономически выгодно и технически возможно разрабатывать. На протяжении истории человеческого общества его технические возможности растут. То, что было трудно и невыгодно в прошлом веке, вполне доступно сейчас. Так, например, в конце XIX в. разрабатывались только такие медные руды, которые содержали металла не менее 4—5%, в начале XX в. требования понизились до 2%. В наше время разрабатываются крупные месторождения с содержанием меди всего 0,5—0,7%. Но в любом случае месторождение — это очень большая концентрация металла по сравнению с его клар-ком в земной коре.
Для большей части металлов концентрация в рудах составляет сотни и тысячи раз. Конечно, металлы, содержащиеся в земной коре в количестве нескольких процентов, не могут давать такую высокую концентрацию. В железных рудах концентрация металла по сравнению с кларком редко достигает превышения более чем в 15 раз. Зато концентрация металлов с очень низким кларком (например, ртуть) в рудах выше в десятки тысяч раз. Степень концентрации в рудах некоторых распространенных металлов (по А. А. Беусу) следующая:
Каких же атомов малораспространенных химических элементов больше: находящихся в упорядоченном (кристаллическом) или в рассеянном состоянии? Иными словами, где больше металла: в рудах или в «пустых» горных породах? На первый взгляд кажется, что основная масса металла собрана в местах их концентрации, в месторождениях руд. Да и как может быть иначе, если в месторождениях сконцентрированы громадные количества металлов: запасы меди во всем мире оцениваются почти в 300 млн. т, свинца— около 100 млн. т, цинка — более 150 млн. т и т. д.
Но геохимия — это точная наука, которая наши впечатления проверяет числом и мерой. Мы знаем главную константу геохимии — кларки химических элементов в земной коре и можем рассчитать количество металлов, находящихся в состоянии рассеяния. Такие расчеты не для всей земной коры, а лишь для ее верхней толщи в 1 км произвел советский геохимик Н. И. Сафронов. Он обнаружил, что в месторождениях меди, цинка, вольфрама сконцентрированы сотые доли процента общего содержания этих металлов, в месторождениях свинца, золота, ртути — несколько больше, но тоже незначительная часть, а в месторождениях никеля, молибдена и олова — тысячные доли процента. Отсюда вывод: основная масса металлов в земной коре находится в состоянии рассеяния. В каждом кубическом километре гранита в среднем содержится 142 000 т цинка, 54 000 т свинца, такое же количество меди, 7000 т олова и т. д.
|