Геохимическая классификация элементов

ГЕОХИМИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ (а. geochemical classification of elements; н. geochemische Elementenklassifizierung; ф. classification geochimique des elements; и. clasificacion geoquimica de elementos) — классификация химических элементов, отражающая их группировку в соответствии с основными закономерностями поведения элементов в геологических процессах.

В основе геохимической классификации элементов лежит периодический закон Менделеева. Однако конкретная специфика условий химических процессов на планетах, в оболочках планет, метеоритах и прежде всего определенный химический состав рассматриваемой системы делают целесообразным выделение среди всех возможных свойств элементов те, которые оказываются главными в данном типе процессов. Общепринятыми геохимическими классификациями элементов, наиболее глубоко отражающими основные законы геохимии, являются классификации В. И. Вернадского (1922, 1927) и В. М. Гольдшмидта (1924). В основу своей классификации Вернадский положил 4 принципа, определяющих историю элементов в земной коре: химическую активность, участие в циклических процессах в биосфере, преобладание рассеянного состояния, высокая радиоактивность. Им были выделены группы: благородных газов (Не, Ne, Ar, Kr, Хе); благородных металлов (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Au, Ag); циклических элементов (Н, Na, К, Cu, Mg, Ca, Zn, В, Al, С, Si, Ti, Zr, Pb, N, Р, V, О, S, Cr, Mo, F, Cl, Mn, Fe, Co, Ni и др.); рассеянных элементов (Li, Rb, Cs, Sc, Y, Ga, In, Tl, Br, J); сильнорадиоактивных элементов (Po, Rn, Ra, Ac, Th, Pa, U); элементов редких земель (La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu).

Гольдшмидт подразделил все элементы на группы в соответствии с устойчивостью различных типов их соединений в природе. В основу им были положены законы распределения элементов по трём принципиальным фазам метеоритов: силикатной (кислородной), сульфидной и металлической. "Эталоном", относительно которого классифицируются все элементы, является Fe — элемент с высокой распространённостью, входящий в состав всех принципиальных фаз метеоритов. Соответственно выделены: литофильные элементы, обогащающие силикаты (О, Li, Na, К, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, В, Al, Y, TR, Si, Ti, Zr, Hf, Th, U, Nb, Ta, W и др.); халькофильные элементы, обогащающие сульфиды (S, Se, Te, As, Sb, Bi, Cu, Ag, Zn, Cd, Hg, In, Tl и др.), и сидерофильные элементы, обогащающие металлическую фазу (Ni, Со, Р, С, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Au, Mo). Ряд элементов с промежуточными свойствами попали в несколько групп: Ga, Ge, Sn, Nb, Ta, W.

Кроме того, Гольдшмидт выделил дополнительные группы элементов: атмофильные элементы, для которых характерно в условиях земной поверхности газообразное состояние и накопление в атмосфере (Н, N, С, О, Cl, Br, J и инертные газы), и биофильные элементы, являющиеся главными компонентами организмов (С, Н, О, N, Р, S, Cl, J, В, Ca, Mg, К, Na, V, Mn, Fe, Cu). Повторение элементов в разных группах естественно, поскольку при выделении дополнительных групп использованы разные принципы. Эта классификация позволяет предсказать главный тип химических соединений элементов в природе и тем самым факторы, приводящие к их концентрации. Так, халькофильные элементы в подавляющей массе концентрируются в виде основных и примесных компонентов в сульфидных рудных месторождениях; большинство сидерофильных элементов (Au, группа Pt) концентрируются в самородном состоянии; литофильные элементы накапливаются в составе главных или второстепенных минералов магматических и осадочных пород.