Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекция ХОС.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
1.92 Mб
Скачать

1.Состав литосферы.

Литосфера (от греч. lithos — камень) — твердая оболочка Зем­ли, включает земную кору и часть верхней мантии планеты, име­ет толщину от 50 до 75 км на континентах и 5—10 км ниже дна океана. Верхние слои литосферы (2 — 3 км, а по некоторым дан­ным — до 8,5 км) иногда называют литобиосферой. В этой части литосферы существуют или способны существовать живые орга­низмы или жизнеспособные системы, в основном особые виды анаэробных бактерий.

Одно из отличий литосферы от других объектов окружающего нас мира заключается в том, что она является постоянным мес­том обитания человека, а поэтому в наибольшей степени подвер­жена антропогенному воздействию (с учетом эксплуатации по­верхностного слоя и недр Земли). При этом максимальному за­грязнению и разрушению подвергается почва — самый верхний слой литосферы.

Недра Земли — часть земной коры, в пределах которой возмож­на добыча полезных ископаемых. Очевидно, что недра по глубине не имеют определенной границы (граница определяется уровнем научно-технического прогресса). Максимальное достижение геологической практики — Кольская сверхглубокая (12 км) скважи­на. Очевидно, что эта нижняя граница недр будет неуклонно сме­щаться к центру Земли.

В составе земной коры, усредненная плотность которой 2,8 г/см3, преобладают легкие элементы. По мере движения к центру плане­ты увеличивается содержание тяжелых элементов. Это обусловле­но процессом формирования нашей планеты: легкие элементы из расплава всплывали на поверхность, образуя литосферу, а также атмосферу и гидросферу. Плотность верхней мантии составляет 5,5 г/см3. .

На глубине до 10 — 20 км земная кора на 99,5% состоит из 13 химических элементов Периодической системы, которые на­ходятся в 1 — 4-м периодах.

По другим источникам, к основному составу земной коры от­носят после магния следующие химические элементы (в порядке убывания их количественного содержания): Ti, H, Mn, P, F, Ва, S, Sr, С, О. Наибольший вклад в общий химический состав земной коры вносят восемь химических элементов: О, Si, Al, Fe, Ca, Na, К, Mg.

Содержание (мае. %) основных элементов в земной коре со­ставляет:

Кислород

49,13

Кремний

26,00

Алюминий

7,45

Железо

4,20

Кальций

3,25

Натрий

2,40

Калий

2,35

Магний

2,35

Водород

1,00

Титан

0,61

Углерод

0,35

Хлор

0,20

Фосфор

0,10

Отметим, что кислород, являясь главным и наиболее распро­страненным химическим элементом земной коры, составляет по­чти половину ее массы и 92 % объема образованных ими соедине­ний. Химические элементы в земной коре находятся, как прави­ло, в связанном состоянии. Природные химические соединения часто называют минералами. В самом общем плане минералы — это природные химические соединения или их смеси, представляю­щие результирующие продукты химических реакций и физичес­ких процессов, происходивших или происходящих на Земле.

К минералам относят соли (силикаты, сульфиды, карбонаты и т.д.), воду, кислород, нефть, уголь, золото, серебро и т.п. Воз­раст минералов может быть от 4,6 млрд. лет до одного года и менее (лед в средних широтах). Имея в своем распоряжении около 110 химических элементов, природа за миллиарды лет создала около 2,5 тыс. минералов. Однако человек одержал в этом соревновании убедительную победу. Только в бывшем СССР ежегодно синтези­ровали до 4 тыс. новых химических соединений.

Большинство минералов относятся к солям, образующимся из оксидов:

Образующиеся соли часто входят в состав минералов, объеди­ненных общим названием — алюмосиликаты. Минералы — осно­ва земной коры. Среди них силикаты составляют 75 мас. %, окси­ды и гидроксиды — 17 мас. %, карбонаты — 1,7 мас. %, сульфи­ды — 1,15 мас. %, фосфаты — 0,7 мас. %, галогениды — 0,5 мас. %. На долю органических соединений вместе с нитратами, хроматами, вольфраматами, молибдатами и другими солями приходится около 3,35 мас. %.

Известны также минералы биологического происхождения, которые формируются в разного рода живых организмах, а так­же в организме человека. К ним относятся, в частности, почеч­ные камни, образующиеся в почках человека и некоторых живот­ных. Они имеют разный химический состав, например:

  • фосфат­ные камни MgNH4PO4 · Са3(РО4)2 · 6Н2О;

  • фосфатно-оксалатные — Са3(РО4)2 · СаС2О4 · 2Н2О;

  • оксалатные СаС2О4 · 2Н2О.

Другим при­мером минералов биологического происхождения может служить жемчуг, формирующийся в мантии тела моллюсков и состоящий в основном из карбоната кальция и органических веществ.

Образование и рост минералов биологического происхожде­ния определяются не только законами химии и физики, но и био­химическими закономерностями развития живых систем и их со­ставляющих.

Главными составными частями литосферы являются разного рода химические соединения, а не простые вещества. Этим лито­сфера отличается от атмосферы, где много простых веществ: О2, N2, инертные газы. В земной коре простых веществ в элементар­ном состоянии всего 0,1 мае. %. Среди них чаще встречаются не­металлы и элементы со слабо выраженными металлическими свой­ствами: С, S, As, Sb, благородные металлы: Ag, Au, Ru, Rh, Pd, Pt, Os, Ir, а также Си, Hg, Pb. Почти все эти химические элемен­ты инертны, что и является главной причиной их присутствия в природе в элементарном состоянии.