Химический состав горных пород.

По подсчетам Кларка и Вашингтона верхняя оболочка земной коры мощностью около 16 км на 95% состоит из изверженных и всего лишь на 5% из осадочных горных пород. Осадочные горные породы образуют тонкий прерывистый чехол, покрывающий земную кору с поверхности и залегающий на изверженных и метаморфических породах. Таким образом, химический состав земной коры в основном определяется составом изверженных пород. По данным химических анализов Польдерваат определил средний химический состав изверженных горных пород земной коры. Такие элементы, как O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K составляют примерно 90% земной коры и называются петрогенными.

Таблица 3

Среднее содержание петрогенных элементов в магматических горных породах.

Элементы	Масс. %	Ат.%	Окислы	Масс. %
O	47,12	60,76	SiO	63,65
Si	29,74	21,80	TiO	0,54
Al	7,66	5,79	AlO	14,47
H	0,16	3,27	FeO	2,18
Na	2,60	2,31	FeO	3,19
Mg	2,33	1,87	MnO	0,07
Ca	3,06	1,50	MgO	3,70
Fe	4,04	1,47	CaO	4,28
K	2,36	1,23	Na2O	2,84
Ti	0,33	0,14	K2O	6,51
P	0,04	0,02	H2O	1,47
Mn	0,06	0,02	P2O5	0,10
	Σ=100%	Σ=100%		Σ=100%

Петрогенные элементы.

Кислород среди них резко преобладает. Земная кора почти целиком состоит из соединений кислорода. Если содержание элементов пересчитать на атомные количества, то количества атомов кислорода превысит 60% от общего количества атомов, при этом объем атомов кислорода составит более 90% объема, занимаемого всеми атомами, участвующими в строении земной коры.

Кремний. Химический элемент горных пород принято выражать в весовых процентах окислов (табл. 3). Содержание SiO₂ в изверженных породах изменяется от 30 до 80% . Широкое изменение содержание SiO₂ служит для подразделения изверженных пород на четыре категории: кислые (SiO₂ более 64-78%), среднее (SiO₂ от 53 до 64%), основные ( SiO₂ от 44 до 53%), ультраосновные (SiO₂ от 30-44%).

Алюминий. AL₂O₃ – окисел, следующий по распространенности за SIO содержится в изверженных породах в количестве от 12 до 18%. Максимальное содержание AL₂O₃ в анортозитах до 30%, а минимальное соответствует 8-9%.

Железо, магний, кальций. Общее содержание окислов железа, магния и кальция (Fe₂O₃ + FeO + MgO + CaO) с увеличением содержания SiO₂ падает от 20-30% в основных, до 50% в кислых породах.

Натрий, калий. Na₂O и K₂O обнаруживают обратную тенденцию. Процентное содержание Na₂O, как правило, колеблется между 2,5 и 4,0%, причем более низкие значения типичны для основных пород. Аналогично ведет себя K₂O, изменяя свое содержание от 0,5% в основных до 5% в породах кислых. Горные породы с высоким содержанием Na₂O и K₂O называются щелочными. Содержание SiO₂ в щелочных породах соответствует содержанию SIO₂ в средних породах (52 – 66%). Большие содержания Na₂O порядка 8% встречаются в высокощелочных породах. Содержание K₂O до 10 -15% очень редки, но все же встречаются.

Итак: по Si – кислые – ультраосновные; по Al – плюмазитовые; по Fe, Mg-мафические – салические; по Na и K – щелочные (субщелочные).

Если к перечисленным петрогенным элементам добавить H₂O, то их суммарное содержание в земной коре превысит 99%, следовательно, долю остальных элементов менделеевской таблицы останется менее 1%.

Элементы, на долю которых в земной коре приходится менее 1%, называют малыми элементами, элементами-примесями. Они встречаются, как правило, в малых количествах в породах и минералах в качестве изоморфной или механической примеси, редко образуя собственные минералы.

Классификация элементов-примесей.

1 Редкие щелочные элементы: Rb, Li, Cs, Ti.

2 Щелочно-земельные: Sr, Ba, (Cd).

3 Радиоактивные

4 Редкоземельные.

5 Сидерофильные.

6 Элементы с большим рад. заряда: Zr, Hf, Ta, Nb.

7 Литофильные элементы:

Классификация А.А. Маракушева (1992)

Группа 1 – Cr, Ni? Pt (O, Ir) – типичны для гипербазитов и Fe, Ti, V характерны для габброидов. К ним примыкают сульфидные ассоциации в базитах и гипербазитах (комплексы Cu, Ni, Pt, Pd-руд и колчеданных руд (Fe. Cu, Au, Hg, Zn)).

Группа 2 – ассоциации элементов, связанные с развитием кислого магматизма: сульфидно-оловянные (Sn, Pd, Cu, Zn, As, B); кварц-касситеритовые (Sn, W, Mo, Bi, B, Ta, Nb) и цирконовые пегматитовые (Zn, Hf, Th)

Группа 3 – Элементы, связанные с щелочным магматизмом (пегматиты (Ce, Th), пирохлоровые пегматиты (Nb, Ta, Ti, Ce, Sn, Be), карбонатиты (Ni, Fe, Zr,Nb, Ta) и апатитовые руды ( P, Fe, Ti, TR)).