Файл: Войткевич, Г. В. Происхождение и химическая эволюция Земли.pdf

первых, огромные давления внутри Земли сильно повы­

электронные оболочки отдельных атомов, тем самым

З а последнее время появились серьезные доводы в пользу присутствия в ядре Земли значительных количеств серы в форме FeS—Fe. Так , наиболее яркой чертой геохими­ ческого распространения серы является ее низкое относи­ тельное распространение в коре Земли и материале мантии, па несколько порядков ниже, чем в среднем материале каменных метеоритов, которые отражают усредненное вещество солнечной системы, лишенное летучих. Это приводит к выводу о сосредоточении значительных коли­ честв серы в самом ядре пашей планеты.

Опыты последнего времени показали, что наиболее

условиях в случае повышения температуры в недрах Земли железный расплав, обогащенный серой, сформи­

халько-сидерофильные. Сравнивая размеры ионов L i и Na с размерами К, Rb, Cs, нетрудно показать, что последние

20

слишком велики, чтобы входить в кристаллы силикатных минералов, слагающих мантию Земли . Поэтому К , Rb, Cs, по всей вероятности, будут обогащать расплав FeS—Fe,

что, возможно, соответствует восстановительным усло­ виям первичной мантии Земли и способствует их поступ­ лению в земное ядро.

К важнейшим геохимическим свойствам элементов относится их летучесть самих по себе и летучесть их сое­ динений. П р и повышении температуры разные элементы и их наиболее распространенные природные соединения

-переходят в газовую фазу — пар — далеко не одинаково. Все это имеет существенное значение для понимания ми­ грации химических элементов при дифференциации планет и астероидов. При низких температурах в состоянии газа находятся немногие химические элементы, но при повы­

шении температуры количество и х непрерывно растет. В качестве критерия летучести можно выбрать темпера­

в расплавленное состояние. Элементы и их соединения,

врасплаве — к нелетучим. По данным А. Рингвуда

К нелетучим относится большая часть литофильных (оксифильных) и сидерофильных, характеризующихся вообще высокой температурой плавления и кипения . К летучим относятся в первую очередь атмофильные элементы, все без исключения инертные газы, обычные газы, значительная часть халькофильньгх элементов и не­ большая часть элементов литофильных.

К важным геохимическим свойствам элементов отно­ сится способность их создавать минералы к а к твердые атомные постройки по законам кристаллохимии. Мине­ рал — это кристаллическая составная часть горных пород,

21

Os (?), Ir, Pt

протекавших и протекающих в оболочках Земли и планет

тов входит в состав известных минералов. Причем эле­

в виде примеси. Химический анализ естественных мине­ ралов во многих случаях показывает, что их состав не соответствует идеальной формуле. Это связано с присутст­ вием определенного количества примесей. Элементы-при­

известных в природе минералов ограниченно. В земной коре их насчитывается около 5000, в метеоритах — 66.

Ограниченность минералов по сравнению с бесчис­ ленным множеством химических соединений, полученных в лаборатории, связана с разными причинами. Главными из них являются: распространенность элементов, способ­ ных создавать минералы,' физико-химические условия формирования самих минералов и собственные химиче­

22

д у ю щ ая тенденция — чем шире распространен элемент, тем большее число минералов он образует.

Любой минерал как определенный тип атомной по­ стройки может быть устойчивым при определенных зна­ чениях температуры (Т) и давления (Р). Температуры плавления минералов возрастают с увеличением давления . Минерал определенного химического состава под воз­ действием давлений может менять свои физические свой­ ства, перестраивая расположение атомов (ионов) внутри

ные виды полиморфных состояний обычно называют полиморфными модификациями. Например, твердый углерод способен находиться в двух полиморфных модифи­ к а ц и я х — в виде кубического алмаза и в виде гексагональ­ ного графита.

Д л я понимания природы недр Земли и планет земного типа особо важное значение имеют данные по полиморфным

Однако с увеличением давлений плотность минералов будет возрастать в связи с переходом в более плотные полиморфные модификации. Так, кварц может переходить

23