1. Правила поширеності хімічних елементів у земній корі. Кларк елементів. Геохімічна класифікація хімічних елементів. Міграція хімічних елементів.

Кла́рки елеме́нтів — система усереднених вмістів, що характеризують поширеність хімічних елементів у великій геохімічній системі (в земній корі, літосфері, атмосфері, гідросфері, біосфері, на Землі загалом або в космосі). У більш вузькому розумінні — числа, які вказують середній вміст хімічних елементів у даному космічному тілі. Термін «кларк елементу» запропонував Олександр Ферсман у 1923 році на честь відомого американського геохіміка Франка Кларка[1].

Виражається в масових, об'ємних, атомних відсотках (%), промілле (о/оо), мільйонних частках (г/т) або по відношенню до вмісту одного з елементів, найбільш поширеного, наприклад, кремнію. Узагальнення даних за хімічним складом гірських порід, що складають земну кору, з урахуванням їх поширення до глибини 16 км, уперше було зроблено американським вченим Ф. У. Кларком (1889).

Найповніше зведення кларків і оригінальні оцінки середнього вмісту елементів у різних типах гірських порід і земній корі належать Ферсману (1933), О. П. Виноградову (1949, 1956, 1962), З. Р. Тейлору (1964) та ін. У космосі різко переважають найпростіші елементи Н і Не (99,99 %), в земній корі (99 %) — О, Al, Fe, Ca, Mg, Na, К, Ti, Mn, Н, в гідросфері О і Н. У певній залежності від кларків знаходиться загальний вміст елементів в геохім. системах, загальні запаси тих або інших металів і руд в земній корі, масштаби родовищ, к-ть мінералів кожного елемента, поведінка елементів у геохімічних процесах.

Поширеність хімічних елементів різна у Всесвіті та на Землі. Найпоширенішим елементом у Всесвіті є найпростіший хімічний елемент Гідроґен, ядро якого складається із одного протона. Гідроґен — основний елемент в міжзоряному просторі та в надрах зірок, в яких він перетворюється на Гелій та інші хімічні елементи внаслідок реакцій ядерного синтезу. Розповсюдженість важчих хімічних елементів швидко зменшується з ростом їхнього атомного номера.

В умовах Землі ситуація зовсім інша. Гравітаційне поле Землі недостатньо сильне, щоб утримати водень в атомному чи молекулярному стані. Тому Гідроґен на Землі може існувати лише в складі хімічних сполук із важчими елементами. Те ж стосується і гелію, якого на Землі також мало.

Найпоширеніший на Землі кисень, на частку якого припадає 47,2% маси земної кори. За ним ідуть силіцій — 27,6, алюміній — 8,8, ферум — 5,1, кальцій — 3,6, натрій — 2,6, калій — 2,6 і магній — 2,1%. Разом на ці вісім елементів припадає 99,6% маси земної кори, а на усі інші — лише 0,4%.

Хімічні елементи, концентрація яких у земній корі низька, або вони практично не утворюють власних мінералів (завдяки ізоморфному входженню у мінерали поширеніших елементів), називаються розсіяними. Міграція (хімічних елементів) – переміщення хімічних елементів у земній корі та на її поверхні, яке призводить до їх розсіяння або концентрації в окремих ділянках земної кори у вигляді певних мінералів. Відбувається у вигляді розчинів, розплавів, газів та у грубодисперсній формі.

Має місце в природних геохім. процесах і веде до їх розсіяння або концентрації. М.е. визначається властивостями самих атомів, переважно їх зовнішніх електронів і, меншою мірою, ядер, а також фіз.-хім. умовами (температурою, тиском, рН і т. д.). Причина М.е. – безперервна зміна фіз.-хім. умов середовища. М.е. може відбуватися у вигляді вільних атомів (інертні гази, пари ртуті), молекул (азот, кисень, вуглекислий газ), простих і комплексних йонів, золей колоїдних розчинів. Особливе значення у земній корі має водна М.е. Розрізняють зовнішні та внутрішні фактори цієї міграції. До зовнішніх належать т-ра, тиск, значення рН та Eh, концентрація елементів, властивості хім. зв’язків, явища гідратації, гравітаційні властивості. До внутрішніх належать властивості самих елементів (валентність, розмір йонів та молекул, будова електронної оболонки, потенціал іонізації, спорідненість до електрона та ін.).