Лабораторно - практическое занятие № 7 «Расчет кларков концентрации и рассеяния химических элементов в литосфере».

Модульная единица 3.

Цель практического занятия

• Освоение методики расчета кларков концентрации и рассеяния химических элементов двух типов горных пород.

Перечень практических заданий

• Подсчет кларков концентрации (КК) и рассеивания (КР).

• Ранжирование значений по величинам КК и КР

• Построение графика геохимического спектра горных пород.

• Проведение анализа особенностей распределения элементов в горных породах по группам с высокой концентрацией элементов, со средней, со слабой концентрацией.

Материалы для работы:

1. Таблица среднего содержания элементов в литосфере и осадочных породах.

2. Таблица содержания элементов в горных породах.

3. Калькуляторы.

Практическое занятие по этой теме предусматривает: расчет кларков концентрации и рассеянияхим для двух типов гор­ных пород; ранжирование величин КХ и КР для эталонного объекта исследования; построение геохимических спектров этих пород; краткое заключение об особенностях химического со­става пород каждого типа в сопоставлении с кларком литосфе­ры и породными кларками.

Исходные материалы. Для расчета кларков концент­рации и рассеяния каждому студенту предоставляются таблицы с аналитическими данными по содержанию редких и рассеянных элементов в дв.ух типах пород разных металлогенических пропровинций и кларками этих же элементов в литосфере (табл.7.1).

Для получения выразительных геохимических спектров набор элементов должен быть не менее 10 и включать в себя определенные парагенетические ассоциации химических элемен­тов с литогенной или региональной специализацией. Для практи­ческих занятий обычно выбираются аналитические данные, харак­теризующие контрастные по своему лито- и петрохимическому составу породы, которые дают резко различные геохимические спектры. В качестве примера в таблицах приводятся данные по содержанию элементов либо в кислых и основных изверженных породах, либо сопоставляется химизм осадочных и метаморфиче­ских пород и др.

Таблица 7.1.

Содержание элементов в породах Западного Закавказья, n * 10-3 %

Элементы	Породы		Кларк литосферы (по А.П. Виноградову)
	Порфировидные граниты	Андезито-базальты
Mn	50	100	90
Ni	10	3	9,5
Со	3	10	3,4
Ti	500	1000	600
V	30	30	19
Cr	10	13	12
Мо	0,2	0,6	0,13
Pb	10	1	0,9
Zn	5	3	6
Sr	100	30	38
Ва	60	30	45
Be	0,3	0,3	0,15

В вводной беседе преподавателя дается краткая характерис­тика этих пород, в общем виде раскрываются закономерности концентрации элементов в породах с различной геохимической специализацией — этот материал студенты могут привлечь для объяснения полученных ими геохимических спектров.

Задание 1. Подсчет кларков концентрации и рассеяния (КК и КР) с использованием табличных данных и сведений о кларках элементов (см.табл. 7.1, 7.2 ) по формулам:

КК=С_i / К,

КР= К /С_i ,

где Ci - содержание в породах, К - кларк литосферы.

Задание 2. Ранжирование значений КК и КР для эталонного объекта. При построении геохимических спектров один из изучаемых объектов выборочно принимается за эталон­ный (например, породы кислого состава), с которыми сравни­ваются основные метаморфические или осадочные породы. Вели­чины КК и КР для эталонного объекта располагаются в поряд­ке их убывания (для КК) и возрастания (для КР). Для приве­денных в табл.7.1. пород Закавказья эталонный ранжированный ряд для андезито-базальтов выглядит следующим образом:

КК Cо/3 > Be/2 = Zn/2 > Ti/1,5 = Cr/1,5 > Mn/1,1 = V/1,1 > Pb/ 1,0

КР Sr/1,2 > Ba/1,5 > Ni/3,1 > Mo/6

Задание 3. Построение графика геохимического спект­ра. Оно начинается с отображения на нем величин КК и КР эта­лонной системы. По оси ординат располагаются значения КК и КР вверх и вниз от величины КК = 1 в арифметическом или логарифмическом масштабе. Вверх от этой величины по оси ординат откладываются значения КК, вниз - КР. По оси абсцисс через равные интервалы проставляются символы анализируемых химических элементов в порядке ранжирования эталонного объ­екта. В результате выполненных построений спектр эталонного объекта получает вид монотонной кривой, наглядно отражающей меру обогащенности или обедненности пород элементами по срав­нению с их содержанием в литосфере. Линии спектров других по­род имеют ломанный вид, что позволяет выявить ассоциации эле­ментов накопления и (или) рассеяния относительно эталонного объекта (рис. 7.1).

Рис.7.1. Геохимические спектры: 1- андезито-базальтов; 2- порфировидных гранитов

Задание 4. Заключение. Оно содержит краткую характерис­тику особенностей распределения элементов в горных породах и отве­ты на следующие вопросы: а) каковы особенности геохимического спектра основных пород? б) то же для кислых, в) в чем сходство и различия в химическом составе этих двух типов пород?

Анализ геохимической специализации пород нужно начинатьс выявления общих закономерностей - близости геохимического спектра к среднему составу литосферы, преобладания в данной породе концентрации или рассеивания элементов, установлениястепени контрастности распределения коэффициентов. Анализ гео­химических различий в составе пород целесообразно вести не по отдельности для каждого элемента, а выделять определенные группы накопления - рассеивания, т.е. проводить эмпирическое ранжирование величин КК - КР в каждом конкретном случае. В приведенном примере геохимического спектра андезито-базальтов по характеру концентрации в них элементов можно выделить 3 группы:

1) с высокой концентрацией элементов ( КК > 10) ку­да входит Со;

2) со средней концентрацией (КК =3-4) - Be, Zn;

3) со слабой концентрацией, в целом близкой к кларку литосфе­ры (КК= 1,2-1,5) - Cu, V, Cr, Mn, Pb .

Подобным образом ранжируются и величины КР.

В тех случаях, когда породы отдельных регионов имеют четкую металлогеническую специализацию (обогащенность из­верженных пород Закавказья молибденом, Среднего и Южного Урала - медью и др.), она должна быть подчеркнута студентом при инд ивидуальном разборе особенностей графических построе­ний. Желательно при этом выявить и общие черты региональной геохимической специализации пород, т.е. принадлежность их к литофильному, халькофилыюму, сидерофилыюму или смешанно­му типу.

Таблица 7.2.