Классификация элементов литосферы по Гольдшмидту, Ферсману

Гольдшмидт выделяет геохимические группы элементов: атмофильные, биофильные, литофильные, халькофильные, сидерофильные. В основу этой классификации положены признаки участия элементов в составе минералов, организмов, атмосферы, способность образовывать соединения с кислородом, серой и другими элементами. Среди атмофильных элементов (N, H, C, O, инертные газы) господствующее положение занимает азот — главный элемент атмосферы. Литофильные элементы — основные компоненты горных пород и силикатных минералов. Они отличаются большой энергией окисления, элементы с меньшей энергией окисления, обладающие сильным сродством к сере, образуют халькофильные соединения. Такие соединения характерны для вещественного состава минералов класса сульфидов и метеоритов.

Элементы, хорошо соединяющиеся с железом и имеющие меньшее сродство к сере и кислороду, являются сидерофильными. Многие сидерофильные элементы в природе находятся в самородном состоянии, из химических соединений широко известны мышьяковистые металлы, Pt, Co, Ni и др.

В группу биофильных элементов входят С, Н, O, N, P, S, Cl, I, Br, K, Fe, Cu, Mn и др. Они участвуют в строении биоорганического вещества или накапливаются в биосфере в форме биолитов (угля, нефти, сланцев, торфа и др).

Другие геохимические классификации элементов Ферсман А.Е.. Совокупность химических элементов, встречающихся в геохимически обособленных областях, он назвал естественными геохимическими ассоциациями. Образование определенных геохимических ассоциаций — результат сложного взаимодействия различных природных явления: космических, геохимических, геологических. Эти явления определяют закономерности как первичного накопления, так и последующей миграции элементов в процессе изменения земной коры. Согласно Ферсману, основные группировки элементов соответствуют четырем главным типам геохимических процессов: процессам поверхностного, магматических кислого и основного характера и процессам жильных эманаций (вкраплений). Ассоциации геохимических элементов больших групп он назвал типическими геохимическими ассоциациями.

Группы элементов по их участию в образовании различных пород разделяются:

• 1) Элементы тяжелых глубинных пород (Ru, Rh, Pd, Os, Sr, Pt);
• 2) Элементы гранитов (Si, Ti, Ir, Ht, Ta и др.);
• 3) Элементы земной поверхности, воды и воздуха (инертные газы, Cl, Br, I и др.);
• 4) Элементы рудных жил (S, Se, Pb, Ge, As).

Заварницкий А.Н. в развернутой ПС он выделил отдельные поля элементов, характеризующие нахождение элементов в земной коре в зависимости от положения в ПС. Все главные элементы горных пород расположены в левой части таблицы, а группы типичных металлогенных элементов — в ее правой половине. В верхней части сосредоточены преимущественно легкие неметаллические элементы, образующие в природе простые или комплексные анионы. Вместе с водородом они играют огромную роль в миграции и концентрации химических элементов в земной коре. При кристаллизации из расплавов и растворов элементы группируются в вещества в зависимости от размера и строения ионов. В горных породах образуются 2 основные группы ассоциации элементов: ассоциации в состоянии рассеяния и ассоциации в состоянии концентрации.

Свойствами, способствующими образованию состояния концентрации или рассеяния, являются химическое сродство между элементами; их растворимость и удельный вес; энергия кристаллической решетки минералов; летучесть соединений; геохимические условия среды кристаллизации; коллоидные процессы обмена; сорбция; относительная концентрация элементов в данной геохимической системе и т. д.