ГЕОХИМИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ

7.ГЕОХИМИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ

В основе любой геохимической классификации элементов лежит периодическая система Д.И. Менделеева. Положение элемента в таблице указывает на его геохимические свойства, т. е. способность мигрировать, рассеиваться или концентрироваться в определенных усло­виях ландшафта.

В настоящее время в геохимии известны классификации элементов В.М. Гольдшмидта, А.Е. Ферсмана, В.И. Вернадского, А.Н. Заварицкого, а в геохимии ландшафта А.И. Перельмана. Геохимические классификации А.Е. Ферсмана и А.Н. Заварицкого основаны на поведении элементов в гипогенных условиях (магматических, метаморфических). Классификации В.М. Гольдшмидта и В.И. Вер­надского отражают поведение элементов в гипо- и гипергенных условиях.

По способности создавать определенные химические соединения в природе и концентрироваться в среде В.М. Гольдшмидт (1954) разделил элементы на пять групп: литофилы (оксифилы), халькофилы, сидерофилы, атмофилы, биофилы. Литофилы образуют кислородные соединения, их ионы имеют 8-электронную оболочку. К ним относятся (Si, Fe, Ti, Cl, Br, В, Al, Ca, Mg и др.) всего 54 элемента. Для халькофилов характерно взаи­модействие с серой и ее аналогами – селеном, теллуром. Внешняя оболочка катионов имеет 18-электронную конфигурацию (Сu, Zn, Pb, Cd, Fe, Co и др.). Природные соединения образуют сульфиды. Сидерофилы (Ni, Со, Os, Pd, Ir, Pt, Au, Mo, Та и др.) в расплавах соединеняются с железом. Они представлены атомами, которые образуют переходные ионы с внешней оболочкой 9–17-электронной конфигурации. Атмофилы характерны для атмосферы, их атомы имеют электронную конфигурацию инертных газов (2- и 8-электронную). Биофилы (С, Н, О, N, Р, S, Cl, Na, Ca, Mg, Fe и др.) концентрируются в живых организмах с образованием различных соединений. Однако в классификации В.М. Гольдшмидта некоторые элементы сочетают в себе свойства сидерофилов и халькофилов, халькофилов и литофилов, что говорит об отсутствии резких границ во взаимосвязях между элементами. Например, железо обладает литофильными и халькофильными свойствами. Фосфор является преимущественно литофилом и частично сидерофилом.

В основу геохимической классификации В.И. Вернадский положил историю поведения химического эле­мента в земной коре. В соответствии с этим все элемен­ты разделены им на шесть групп: 1) благородные газы Не, Ne, Ar, Кг, Хе; 2) благородные металлы Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt; 3) циклические элементы Н, Be, В, С, N, О, F, Na, Mg и др. (всего 44); 4) рассеянные Li, Sc, Ga, Br, Rb, Y, In, I, Cs; 5) сильно радиоактивные Ро, Nt, Ra, Ac, Th, Pa, U; 6) редкие земли La, Се, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu.

Классификация химических элементов, составленная А.И. Перельманом, соответствует их поведению в усло­виях зоны гипергенеза. В основу классификации поло­жены интенсивность, контрастность, виды миграции эле­ментов в различных геохимических обстановках, а так­же их свойства и кларки. Химические элементы разделе­ны на две основные группы по форме миграции: воздушные и водные. Из активных воздушных мигрантов в основном состоят живое вещество, природные воды. Воздушные мигранты в значительной степени определяют рН и Eh природных вод. Пассивные воздушные мигранты не играют существенной роли в ландшафте. Водные мигранты делятся на анионогенные и катионогенные, поведение которых в ландшафте определяются свойствами самих элементов и геохимическими условиями среды (Eh и pH). Особенности миграции отражены в приведенной ниже схеме.