Распространенность химических элементов в земной коре. Понятие о кларках

Земную кору составляет сравнительно небольшое число элементов. Суммарная масса всего 9 элементов (O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, Ti) составляет 99,48% массы коры. Эти элементы называют породообразующими. Наиболее распространенными элементами земной коры являются кислород и кремний (O, Si). На их долю приходится до 75% массы. Остальные 80 элементов составляют менее 1%.

Земная кора состоит из множества пород разнообразного состава. Даже в пределах одного геологического тела состав пород может сильно варьировать. В разных районах могут быть распространены совершенно разные типы пород. В свете всего этого и возникла задача определения общего, среднего состава той части земной коры, что выходит на поверхность на континентах.

Обобщение данных по химическому составу различных горных пород, слагающих земную кору, с учётом их распространения до глубин 16 км впервые было сделано американским учёным Ф. У. Кларком (1889). Полученные им цифры процентного содержания химических элементов в составе земной коры, впоследствии несколько уточненные А. Е. Ферсманом, по предложению последнего были названы числами Кларка или кларками.

Анализ значения кларков позволяет понять многие закономерности распределения химических элементов (ХЭ) на Земле, в Солнечной системе. Элементы, содержащиеся в относительно большом количестве, образующие самостоятельные химические соединения, это – главные элементы. Элементы с малыми кларками преимущественно рассеянные среди химических соединений других элементов, это – рассеянные элементы. Условной границей между группами главных и рассеянных элементов в земной коре может служить величина кларка – 0,1%.

При рассмотрении отдельных регионов используют местные или региональные кларки.

Для того, чтобы охарактеризовать геохимические особенности отдельных геохимических систем и подчеркнуть их отличие от среднего состава литосферы, В.И. Вернадским было введено понятие кларка концентрации (КК).

Его числовое значение характеризует отклонение содержания элемента в данном объеме от кларка земной коры:

КК=А/К,

где А – содержание химического элемента в горной породе, руде, минерале и др.

К – кларк этого элемента в земной коре.

Если кларк концентрации больше единицы, это указывает на обогащение элементом, если меньше – означает снижение его содержания по сравнению с данными для земной коры в целом.

Кларк рассеяния КР равен отношению кларка ХЭ в литосфере к его содержанию в объекте.