Реферат на тему Химический состав земной коры

Введение 2
1.Земная кора 3
2. Химический состав земной коры. Основные сведения по минералогии и кристаллографии 11
3. Распространенные породы и химические элементы в земной коре 18
Заключение 28
Список литературы 30

Общий химический состав Земли отражен периодической системой элементов Д. И. Менделеева. В их размещении есть избирательность и неравномерность — geoglobus.ru. Предположительно, ядро Земли состоит в основном из железа и никеля в соотношении 10:1, что соответствует составу железистых метеоритов. Химический состав мантии отождествляется с составом каменных метеоритов и мафических-ультрамафических пород.
Земная кора характеризуется наличием полного перечня химических элементов и высокой дискретностью геологических процессов, протекающих в земной коре.
Основными компонентами элементов земной коры являются (по массе в массе. %): кислород 47; кремний 29,5; алюминий 8,05; железо 4,65; кальций 2,96; натрий 2,5; калий 2,5; магний 1,87. Большинство из них занимают места в начале таблицы Менделеева. Общая доля остальных элементов составляет 0,3 %.
Гидросфера включает в себя воды (млн. м3): океанические и морские (1370), озера, реки и болота (2), ледники (21).
Атмосфера Земли состоит из азота (75,5%), кислорода (23%), CO2 — около 0,05%, аргона (1,28%) и других инертных газов. Кроме того, в атмосфере неравномерно распределяются водяной пар, различные газы, пыль и аэрозоли.
O, H, C, N, Ca, Na, K, Mg, Fe, Cl являются приоритетными из широкого спектра химических элементов биосферы, входящих в состав органических веществ.
Большинство химических элементов в земной коре рассеяны. Зарегистрированные запасы, т. е. промышленные концентрации, наиболее важных металлов в месторождениях составляют небольшую долю от их общей стоимости в дисперсном состоянии.

В составе земной коры-много элементов, но основную ее часть составляют кислород и кремний.
Средние значения химических элементов в земной коре называются Кларками. Название было введено Советским геохимиком А. Е. Ферсманом в честь американского геохимика Фрэнка Уигглсворта Кларка, который проанализировал результаты анализа тысяч образцов горных пород, рассчитал средний состав земной коры. Рассчитанный Кларком состав земной коры был близок к граниту, обычной магматической породе в континентальной коре Земли.
Проанализировав все научные труды, было установлено, что самым распространенным элементом в составе земной коры является кислород. Его доля составляет 47%. Следующий после кислорода обильный химический элемент кремний с Кларком составил 29,5%. Другие общие элементы: алюминий (8,05), железо (4,65), кальций (2,96), натрий (2,5), калий (2,5), магний (1,87) и титан (0,45). Вместе эти элементы составляют 99.48% от общего состава земной коры; они образуют многочисленные химические соединения. Кларки остальных 80 элементов составляют всего 0,01-0,0001 и поэтому такие элементы называются редкими. Если элемент не только редкий, но и обладает слабой способностью концентрироваться, его называют редким рассеянным.
В геохимии также используется термин «микроэлементы», который означает элементы, Кларки которых в данной системе меньше 0,01. А. Е. Ферсман построил зависимость атомных Кларков для четных и нечетных элементов периодической системы. Было выявлено, что с усложнением структуры атомного ядра Кларки уменьшаются. Но реплики Ферсмана были не однообразны, а прерывисты. Ферсман провел гипотетическую среднюю линию: элементы над этой линией он назвал избыточными (O, Si, CA, Fe, VA, R и т.), ниже-дефицитные (Ar, Ne, Ne, Sc, Co, Re и др.).
Распределение химических элементов в земной коре подчиняется следующим законам:
1. Закон Кларка-Вернадского, который гласит, что все химические элементы находятся везде (закон всемирного рассеяния);
2. С усложнением структуры атомного ядра химических элементов, его утяжелением, уменьшаются Кларки элементов (Ферсман);
3. В земной коре преобладают элементы с четными атомными номерами и атомными массами.
4. Среди соседних элементов четные всегда имеют более высокие Кларки, чем нечетные (установлено итальянским ученым Оддо и американцем Гаркисом).
5. Особенно крупные Кларки элементов, атомная масса которых делится на 4 (O, Mg, Si, CA…), и начиная с Al, каждый 6-й элемент (O, Si, CA, Fe) имеет самые большие Кларки.

1.Земная кора

Земная кора — внешний слой земного шара, одна из структурных оболочек планеты, как ядро, мантия. Земная кора является твердым образованием толщиной 5-40 км, что составляет 0,1—0,5 % радиуса Земли. От мантии Земли отделена поверхностью Мохоровичича. Фактически земная кора как бы плавает на поверхности магмы, и поэтому на планете наблюдаются ее деформации и движения. В основе современных представлений о структуре лежат геофизические данные о скорости распространения упругих (преимущественно поперечных) волн [11].
Земная кора отличается под материками и океанами по составу и мощности. Различают материковую и океаническую земную кору, различающиеся по составу, строению, мощности и другими характеристиками. В зависимости от плотности составляющих ее пород в коре выделяют три слоя: «базальтовый», «гранитный» и осадочный. Земная кора состоит из минералов и горных пород. Минералы представляют собой достаточно стабильные химические соединения и самородные элементы, которые имеют строго определенную, только им присущую внутреннюю структуру. Минералы образуются в результате эндогенных и экзогенных процессов, а также могут выращиваться в лабораториях, на заводах (драгоценные камни) и на морских фермах (жемчуг). В природе существуют твердые (Алмаз, кварц), жидкие (вода, нефть, ртуть) и газообразные (все газы) минералы. Твердые минералы могут быть кристаллическими (галит, кварц) и аморфными (опал, все смолы). Кристалл состоит из множества структурных элементов, которые представляют собой многогранники-кристаллы, аморфных кристаллов не имеют. Структура минералов определяет их свойства. Один и тот же химический элемент (или соединение) может образовывать различные кристаллические формы, т. е. различные минералы. Так, алмаз и графит состоят из углерода (с), пирит и марказит-из сульфида железа (FeS2), кальцит и арагонит-из карбоната кальция (CaCO3) и др. Известно более 2500 минералов, а если учесть их разновидности — около 4000, но лишь немногим более 50 (до 1%) из них имеют породообразующее значение. Современная классификация минералов основана на их составе и структуре. Горные породы представляют собой минеральные агрегаты с более или менее постоянным минеральным составом. Они могут быть мономинеральными, т. е. состоящими из одного минерала, такого как каменная соль (из галита), или из нескольких минералов, таких как гранит (из полевого шпата, кварца, биотита, амфибола).
Многие мономинеральные породы имеют те же названия, что и составляющие их минералы: нефть, вода, слюда, глина, ангидрит, гипс и др. Рыхлые, жидкие и пластичные породы часто называют геологическими образованиями [3,c.88].
По генезису (происхождению) породы подразделяются на магматические, метаморфические и осадочные. Из них только магматические породы являются первичными. Метаморфические и осадочные породы образовались в результате изменения и разрушения магматических пород. Магматические породы, как и составляющие их минералы, образуются из магматического расплава, когда магма затвердевает в недрах (Интрузивная) и на поверхности (эффузивная) Земли.
Большинство магматических пород состоят из силикатных минералов и по содержанию в них кремниевой кислоты (SiO2) делятся на кислые, средние, основные и ультраосновные. Интрузивные магматические породы образуются при затвердевании магмы на глубине. Этот процесс протекает довольно медленно, и времени достаточно для роста кристаллов, поэтому интрузивные породы имеют кристаллическую структуру.
Эффузивные магматические породы образуются при быстром охлаждении магмы (лавы), вырвавшейся на поверхность земли, и кристаллы не успевают образоваться, поэтому породы имеют стекловидную (т. е. некристаллическую) структуру. Особую группу магматических образований составляют жильные породы, с которыми связаны месторождения железа, меди, цинка, олова, золота, серебра, драгоценных камней и многих других полезных ископаемых. Таким образом, интрузивные породы отличаются от эффузивных по своему внутреннему строению, а кислые, средние, основные и ультраосновные-по цвету, который отражает содержание SiO2 в породе, а для интрузивных пород — их минеральный состав. Метаморфическая порода. Метаморфические породы образуются в результате сложных преобразований в составе и структуре горных пород вследствие воздействия на них высоких температур и давлений. С каждым типом метаморфизма связаны определенные породы (региональные, дислокационные, контактные и ударные).