- Кларковое число
-
Кла́рковое число́ (или кларки элементов, ещё чаще говорят просто кларк элемента) — числа, выражающие среднее содержание химических элементов в земной коре, гидросфере, Земле, космических телах, геохимических или космохимических системах и др., по отношению к общей массе этой системы. Выражается в % или г/кг.
Содержание
Виды кларков
Различают весовые (в %, в г/т или в г/г) и атомные (в % от числа атомов) кларки. 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 числа процентного содержания химических элементов в составе земной коры, впоследствии несколько уточнённые А. Е. Ферсманом, по предложению последнего были названы числами Кларка или кларками.
Средние содержания элементов в земной коре, в современном понимании её как верхнего слоя планеты выше границы Мохоровичича, вычислены А. П. Виноградовым (1962), американским учёным С. Р. Тейлором (1964), немецким — К. Г. Ведеполем (1967) (см. таблицу ниже). Преобладают элементы малых порядковых номеров: 15 наиболее распространённых элементов, кларки которых выше 100 г/т, обладают порядковыми номерами до 26 (Fe). Элементы с чётными порядковыми номерами слагают 87 % массы земной коры, а с нечётными — только 13 %; это является следствием большей энергии связи и, следовательно, большей устойчивости и большего выхода при нуклеосинтезе для ядер с чётным числом нуклонов.
Средний химический состав Земли в целом рассчитывался на основании данных о содержании элементов в метеоритах (см. Геохимия). Так как кларки элементов служат эталоном сравнения пониженных или повышенных концентраций химических элементов в месторождениях полезных ископаемых, горных породах или целых регионах, знание их важно при поисках и промышленной оценке месторождений полезных ископаемых; они позволяют также судить о нарушении обычных отношений между сходными элементами (хлор — бром, ниобий — тантал) и тем самым указывают на различные физико-химические факторы, нарушившие эти равновесные отношения.
В процессах миграции элементов кларки элементов являются количественным показателем их концентрации.
Кларки элементов в земной коре
Ниже приведены кларки элементов (в массовых процентах) для земной коры. Элементы расположены в порядке убывания их распространённости.
Номер п/п Элемент Кларк, масс.% 1. О 49,5000 2. Si 25,8000 3. Al 7,5700 4. Fe 4,7000 5. Ca 3,3800 6. Na 2,6300 7. К 2,4100 8. Mg 1,9500 9. H 0,8800 10. Ti 0,4100 11. Cl 0,1900 12. Р 0,0900 13. С 0,0870 14. Mn 0,0850 15. S 0,0480 16. N 0,0300 17. Rb 0,0290 18. F 0,0280 19. Ba 0,0260 20. Zr 0,0210 21. Cr 0,0190 22. Ni 0,0150 23. Sr 0,0140 24. V 0,0140 25. Zn 0,0120 26. Cu 0,0100 27. W 0,0064 28. Li 0,0060 29. Ce 0,0043 30. Co 0,0037 31. Sn 0,0035 32. Y 0,0026 33. Nd 0,0022 34. Nb 0,0019 35. Pb 0,0018 Итого 99,98 масс.% Остальные элементы (в сумме) 0,02 масс.% Кларки элементов в земной коре согласно разным авторам
Все значения ниже приведены в мг/кг (эквивалентно г/т, млн−1, ppm)
Элемент Символ Clarke & Washington 1924[1] Ферсман (1933—1939)[2] Goldschmidt (1937)[3] Виноградов (1949)[4] Виноградов (1962)[5] Taylor (1964)[6] Актиний Ac - - - x·10−10 - - Серебро Ag 0,0x 0,1 0,02 0,1 0,07 0,07 Алюминий Al 75100 74500 81300 88000 80500 82300 Аргон Ar - 4 - - - - Мышьяк As x 5 5 5 1,7 1,8 Золото Au 0,00x 0,005 0,001 0,005 0,0043 0,004 Бор B 10 50 10 3 12 10 Барий Ba 470 500 430 500 650 425 Бериллий Be 10 4 6 6 3,8 2,8 Висмут Bi 0,0x 0,1 0,2 0,2 0,009 0,17 Бром Br x 10 2,5 1,6 2,1 2,5 Углерод C 870 3500 320 1000 230 200 Кальций Ca 33900 32500 36300 36000 29600 41500 Кадмий Cd 0,x 5 0,18 5 0,13 0,2 Церий Ce - 29 41,6 45 70 60 Хлор Cl 1900 2000 480 450 170 130 Кобальт Co 100 20 40 30 18 25 Хром Cr 330 300 200 200 83 100 Цезий Cs 0,00x 10 3,2 7 3,7 3 Медь Cu 100 100 70 100 47 55 Диспрозий Dy - 7,5 4,47 4,5 5 3 Эрбий Er - 6,5 2,47 4 3,3 2,8 Европий Eu - 0,2 1,06 1,2 1,3 1,2 Фтор F 270 800 800 270 660 625 Железо Fe 47000 42000 50000 51000 46500 56300 Галлий Ga x·10−5 1 15 15 19 15 Гадолиний Gd - 7,5 6,36 10 8 5,4 Германий Ge x·10−5 4 7 7 1,4 1,5 Водород H 8800 10000 - 1500 - - Гелий He - 0,01 - - - - Гафний Hf 30 4 4,5 3,2 1 3 Ртуть Hg 0,x 0,05 0,5 0,07 0,083 0,08 Гольмий Ho - 1 1,15 1,3 1,7 1,2 Иод I 0,x 10 0,3 0,5 0,4 0,5 Индий In x·10−5 0,1 0,1 0,1 0,25 0,1 Иридий Ir x·10−4 0,01 0,001 0,001 - - Калий K 24000 23500 25900 26000 25000 20900 Криптон Kr - 2·10−4 - - - - Лантан La - 6,5 18,3 18 29 30 Литий Li 40 50 65 65 32 20 Лютеций Lu - 1,7 0,75 1 0,8 0,5 Магний Mg 19400 23500 20900 21000 18700 23300 Марганец Mn 800 1000 1000 900 1000 950 Молибден Mo x 10 2,3 3 1,1 1,5 Азот N 300 400 - 100 19 20 Натрий Na 26400 24000 28300 26400 25000 23600 Ниобий Nb - 0,32 20 10 20 20 Неодим Nd - 17 23,9 25 37 28 Неон Ne - 0,005 - - - - Никель Ni 180 200 100 80 58 75 Кислород O 495200 491300 466000 470000 470000 464000 Осмий Os x·10−4 0,05 - 0,05 - - Фосфор P 1200 1200 1200 800 930 1050 Протактиний Pa - 7·10−7 - 10−6 - - Свинец Pb 20 16 16 16 16 12,5 Палладий Pd x·10−5 0,05 0,01 0,01 0,013 - Полоний Po - 0,05 - 2·10−10 - - Празеодим Pr - 4,5 5,53 7 9 8,2 Платина Pt 0,00x 0,2 0,005 0,005 - - Радий Ra x·10−6 2·10−6 - 10−6 - - Рубидий Rb x 80 280 300 150 90 Рений Re - 0,001 0,001 0,001 7·10−4 - Родий Rh x·10−5 0,01 0,001 0,001 - - Радон Rn - ? - 7·10−12 - - Рутений Ru x·10−5 0,05 - 0,005 - - Сера S 480 1000 520 500 470 260 Сурьма Sb 0,x 0,5 (1) 0,4 0,5 0,2 Скандий Sc 0,x 6 5 6 10 22 Селен Se 0,0x 0,8 0,09 0,6 0,05 0,05 Кремний Si 257500 260000 277200 276000 295000 281500 Самарий Sm - 7 6,47 7 8 6 Олово Sn x 80 40 40 2,5 2 Стронций Sr 170 350 150 400 340 375 Тантал Ta - 0,24 2,1 2 2,5 2 Тербий Tb - 1 0,91 1,5 4,3 0,9 Технеций Tc - 0,001 - - - - Теллур Te 0,00x 0,01 (0,0018?) 0,01 0,001 - Торий Th 20 10 11,5 8 13 9,6 Титан Ti 5800 6100 4400 6000 4500 5700 Таллий Tl x·10−4 0,1 0,3 3 1 0,45 Тулий Tm - 1 0,2 0,8 0,27 0,48 Уран U 80 4 4 3 2,5 2,7 Ванадий V 160 200 150 150 90 135 Вольфрам W 50 70 1 1 1,3 1,5 Осмий Os x·10−4 0,05 - 0,05 - - Ксенон Xe - 3·10−5 - - - - Иттрий Y - 50 28,1 28 29 33 Иттербий Yb - 8 2,66 3 0,33 3 Цинк Zn 40 200 80 50 83 70 Цирконий Zr 230 250 220 200 170 165 Литература
- Taylor S. R., Abundance of chemical elements in the continental crust: a new table. «Geochimica et Cosmochimica Acta», 1964, v. 28. p. 1273-85.
- Wedepohl K. H., Geochemie, B., 1967 (Sammiung Göschen, Bd 1224-1224a/1224b)
Примечания
- ↑ Clarke, F.W. & Washington, H.S.: «The Composition of the Earth’s Crust». U.S. Dep. Interior, Geol. Surv. 770 (1924), 518.
- ↑ Ферсман, А. Е. Геохимия, тт. I—IV. Природа и техника. ОНТИ, 1933, 1934, 1937 и 1939.
- ↑ Goldschmidt, V.M.: «Geochemische Verteilungsgesetze der Elemente, IX. Die Mengenverhältnisse der Elemente und Atomarten». Skrifter Norske Videnskaps-Akad. Oslo, I. Mat.-naturw. C1. No.4, 1937 (1938).
- ↑ Виноградов, А. П.: «Закономерности распределения химических элементов в земной коре». Геохимия, 1956, № 1, с. 6-52.
- ↑ Виноградов, А. П.: Средние содержания химических элементов в главных типах изверженных горных пород земной коры. Геохимия, 1962, № 7, с. 555—571.
- ↑ Taylor, S.R. (1964). Abundance of chemical elements in the continental crust; a new table. Geochimica et Cosmochimica Acta 28(8): 1,273-1,285. doi: 10.1016/0016-7037(64)90129-2.
Категория:- Геохимия
Wikimedia Foundation. 2010.