องค์ประกอบทางเคมีของเปลือกโลก องค์ประกอบหลักที่ประกอบเป็นเปลือกโลกคืออะไร?

สำหรับคนที่ไม่ตั้งใจฟังครูที่โรงเรียนจะน่าสนใจที่จะรู้ว่าองค์ประกอบหลักที่ประกอบเป็นเปลือกโลกคือออกซิเจน

เปลือกโลก คุณสมบัติของมัน

จะทำอย่างไรกับภัยพิบัติทางธรรมชาตินี้?

ไม่สามารถป้องกันแผ่นดินไหวได้ พลังที่ก่อให้เกิดหายนะนี้อยู่นอกเหนือการควบคุมของมนุษย์ เพราะแหล่งกำเนิดของพวกมันอยู่ลึกเกินกว่าที่มนุษยชาติจะสามารถทะลุทะลวงไปได้ เราแค่ "เลือก" ชั้นบนสุดเท่านั้น (จนถึงภายในรัศมี 13 กิโลเมตร) ในเวลาที่ตำแหน่งที่ลึกที่สุดของจุดศูนย์กลางแผ่นดินไหวที่บันทึกไว้อยู่ที่ 750 กิโลเมตร

แต่ทุกสิ่งทุกอย่างทำขึ้นเพื่อคาดการณ์ภัยพิบัติที่อาจเกิดขึ้น ความแรง และตำแหน่งของมัน เครื่องวัดแผ่นดินไหวใช้สำหรับสิ่งนี้

การวิจัยอย่างต่อเนื่องทำให้สามารถสร้างภาพกิจกรรมแผ่นดินไหวและคำนึงถึงสิ่งนี้ในระหว่างการก่อสร้าง ในทางกลับกัน วิศวกรก็กำลังออกแบบการออกแบบใหม่ที่สามารถทนทานต่อกิจกรรมดังกล่าวได้ งานอย่างต่อเนื่องกำลังดำเนินการเพื่อแจ้งให้ประชาชนทราบถึงวิธีปฏิบัติตนในกรณีที่เกิดแผ่นดินไหว

ปรากฏการณ์เลวร้ายที่อาจเกิดขึ้นจากภัยพิบัติดังกล่าวคือสึนามิ ดังนั้นในปี 2554 คลื่นน้ำทะเลขนาดใหญ่ได้ทำลายล้างดินแดนทางตะวันออกเฉียงเหนือของญี่ปุ่น ส่งผลให้มีผู้เสียชีวิตประมาณ 16,000 คน และอาคารมากกว่าหนึ่งล้านหลังถูกทำลายทั้งหมดหรือบางส่วน รวมถึงเครื่องปฏิกรณ์ 3 เครื่องที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟุกุชิมะ-1 ผู้คนกว่าสามแสนคนถูกทิ้งให้ไร้ที่อยู่อาศัย เหตุการณ์เดียวกันนี้ส่งผลต่อความเร็วการหมุนของโลก แต่มนุษย์แทบจะสังเกตไม่เห็นสิ่งนี้ เนื่องจากวันนั้นสั้นลงเพียง 1.8 ไมโครวินาที เมื่อได้สัมผัสกับหัวข้อว่าองค์ประกอบหลักที่ประกอบเป็นเปลือกโลกคืออะไร เราจึงมุ่งหน้าสู่ปัญหาที่อาจเกิดขึ้นเนื่องจากกระบวนการที่ซ่อนอยู่ภายในนั้น

การวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีและแร่ธาตุของโลกมีความสนใจทั้งทางทฤษฎีและปฏิบัติอย่างมาก โดยสามารถเปิดเผยความลับมากมายของการก่อตัวและวิวัฒนาการของโลกของเรา และเป็นกุญแจสำคัญในการค้นหาที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ทรัพยากรแร่- องค์ประกอบโดยเฉลี่ยของโลกตัดสินโดยสสารที่ใช้ประกอบอุกกาบาตเนื่องจากเชื่อกันว่าดาวเคราะห์กำเนิดมาจากวัสดุนี้ ระบบสุริยะรวมทั้งโลกด้วย มีหิน (97.7% ของการค้นพบทั้งหมด) อุกกาบาตที่เป็นหิน (1.3%) และเหล็ก (5.6%) การวิเคราะห์ทางเคมีระบุว่าองค์ประกอบของโลกประกอบด้วยเหล็ก (30-36%) ออกซิเจน (29-31%) ซิลิคอน (14-15%) และแมกนีเซียม (13-16%) นอกจากนี้ ปริมาณกำมะถัน นิกเกิล อลูมิเนียม และแคลเซียมวัดเป็นหน่วยเปอร์เซ็นต์ องค์ประกอบอื่นๆ ทั้งหมดมีจำนวนน้อยกว่า 1%

มีข้อมูลที่น่าเชื่อถือที่สุดเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีของส่วนบนสุดของเปลือกโลกทวีป ซึ่งสามารถเข้าถึงได้เพื่อการสังเกตและการวิเคราะห์โดยตรง ข้อมูลแรกถูกตีพิมพ์ในปี พ.ศ. 2432 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน เอฟ. คลาร์ก ซึ่งได้ข้อมูลเหล่านี้เป็นค่าเฉลี่ยเลขคณิตจากผลการวิเคราะห์ทางเคมีของหินต่างๆ 6,000 ผลตามที่เขาจำหน่าย ข้อมูลเหล่านี้ได้รับการปรับปรุงในภายหลัง แปดชนิดต่อไปนี้พบได้บ่อยที่สุดในเปลือกโลก: องค์ประกอบทางเคมีมีจำนวนมากกว่า 98% โดยน้ำหนัก: ออกซิเจน (46.5%) ซิลิคอน (25.7%) เหล็ก (6.2%) แคลเซียม (5.8%) แมกนีเซียม (3.2%) โซเดียม (1.8%) โพแทสเซียม (1.3% ). มีองค์ประกอบอีกห้าประการในเปลือกโลกในสิบเปอร์เซ็นต์: ไทเทเนียม (0.52%), คาร์บอน (0.46%), ไฮโดรเจน (0.16%), แมงกานีส (0.12%), กำมะถัน (0.11%) องค์ประกอบอื่นๆ ทั้งหมดคิดเป็นประมาณ 0.37%

ในปี 1924 นักวิจัยชาวนอร์เวย์ V.M. Goldschmit เสนอการจำแนกองค์ประกอบทางเคมีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและในปัจจุบันธรณีเคมีโดยแบ่งออกเป็นสี่กลุ่ม:

• 0 กลุ่มองค์ประกอบทางเคมีของ siderophile รวมถึงองค์ประกอบของตระกูลเหล็ก, โลหะแพลตตินัม, โมลิบดีนัมและรีเนียม (ทั้งหมด 11 องค์ประกอบ) ซึ่งมีลักษณะทางธรณีวิทยาเคมีคล้ายกับเหล็ก
• 0 องค์ประกอบหินประกอบด้วยกลุ่มขององค์ประกอบ 53 รายการที่ประกอบขึ้นเป็นแร่ธาตุจำนวนมากในเปลือกโลก (เปลือกโลก): ซิลิคอน ไทเทเนียม เซอร์โคเนียม ฟลูออรีน คลอรีน อลูมิเนียม โซเดียม โพแทสเซียม แมกนีเซียม แคลเซียม ฯลฯ ;
• 0 องค์ประกอบทางเคมีของกลุ่ม chalcophile นั้นมีซัลเฟอร์, พลวง, บิสมัท, สารหนู, ซีลีเนียม, เทลลูเรียมและโลหะหนักที่ไม่ใช่เหล็กจำนวนหนึ่ง (ทองแดง ฯลฯ ) - รวม 19 องค์ประกอบที่มีแนวโน้มที่จะเกิดซัลไฟด์ธรรมชาติ, เซเลไนด์ , เทลลูไรด์, ซัลโฟซอลต์ และบางครั้งพบในสภาพดั้งเดิม (ทอง, เงิน, ปรอท, บิสมัท, สารหนู ฯลฯ );

หมู่แอตโมฟิลิกประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมี (ไนโตรเจน ไฮโดรเจน ก๊าซมีตระกูล) ตามแบบฉบับของชั้นบรรยากาศโลก ซึ่งมีอยู่ในรูปของอะตอมหรือโมเลกุลอิสระ

เปลือกโลกประกอบด้วยหินกลุ่มต่างๆ ซึ่งมีสภาพการก่อตัวและองค์ประกอบที่แตกต่างกัน หินเป็นแร่ธาตุรวมเช่น การรวมกันของแร่ธาตุบางอย่าง มิเนอร์วาสเป็นสารประกอบเคมีตามธรรมชาติหรือองค์ประกอบทางเคมีตามธรรมชาติที่เกิดขึ้นจากกระบวนการทางกายภาพและเคมีบางอย่างที่เกิดขึ้นในเปลือกโลกและบนพื้นผิวโลกแร่ธาตุส่วนใหญ่เป็นของแข็งที่เป็นผลึกและมีเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่ไม่มีรูปร่าง รูปร่างของผลึกธรรมชาติมีความหลากหลายและขึ้นอยู่กับการจัดเรียงตามปกติในอวกาศของอนุภาคขนาดเล็ก เช่น อะตอม ไอออน โมเลกุลที่ก่อตัวเป็นโครงสร้างของผลึก หรือโครงตาข่ายผลึก (เชิงพื้นที่) เพื่อสร้างโครงสร้างนี้ขึ้นมา ความสำคัญอย่างยิ่งมีสภาวะเคมีกายภาพและอุณหพลศาสตร์ ดังนั้นกราไฟท์ซึ่งเป็นแร่ที่อ่อนที่สุด (ความแข็ง 1) จะก่อตัวเป็นผลึกตาราง และเพชรซึ่งเป็นแร่ที่แข็งที่สุด (ความแข็ง 10) จึงมีกลุ่มสมมาตรลูกบาศก์ที่สมบูรณ์แบบที่สุด คุณสมบัติที่แตกต่างกันนี้เกิดจากความแตกต่างในการจัดเรียงอะตอมในโครงตาข่ายคริสตัล

ปัจจุบัน แร่ธาตุธรรมชาติมากกว่า 2,500 ชนิดเป็นที่รู้จักไม่นับชนิด แต่มีเพียงไม่กี่ชนิด (ประมาณ 50) ที่เป็นแร่ธาตุที่ก่อตัวเป็นหินเท่านั้นที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของหินที่ประกอบเป็นเปลือกโลก แร่ธาตุที่เหลืออยู่ในหินเกิดขึ้นในรูปของสิ่งเจือปนเล็กน้อยและเรียกว่าแร่ธาตุเสริม การจำแนกประเภทของแร่ธาตุขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างผลึก แร่ที่ก่อตัวเป็นหินและแร่หลักแบ่งออกเป็นหลายประเภท:

• 0 ธาตุพื้นเมือง: ทองคำพื้นเมือง, เงิน, ทองแดง, แพลตตินัม, กราไฟท์, เพชร, กำมะถัน;
• 0 ซัลไฟด์: ไพไรต์, chalcopyrite, กาเลนา, ชาด;

O สารประกอบเฮไลด์: ฮาไลต์ (เกลือแกง), ซิลไวต์, คาร์นัลไลท์และฟลูออไรต์;

О ออกไซด์และไฮดรอกไซด์: ควอตซ์, โอปอล, แมกนีไทต์ (แร่เหล็กแม่เหล็ก), ออกไซด์, คอรันดัม, ลิโมไนต์, เกอเอไทต์;

O คาร์บอเนต: แคลไซต์ (สปาร์มะนาว) ความหลากหลายที่โปร่งใสซึ่งเรียกว่าสปาร์ไอซ์แลนด์, โดโลไมต์;

O ฟอสเฟต: อะพาไทต์, ฟอสฟอไรต์;

О ซัลเฟต: ยิปซั่ม, แอนไฮไดรต์, มิราบิไลต์ (เกลือของ Glauber), แบไรท์;

เกี่ยวกับ tungstates: wolframite;

О ซิลิเกต: ควอตซ์, โอลิวีน, เบริล, ไพรอกซีน, ฮอร์นเบลนเด, ไมคัส, คดเคี้ยว, แป้งโรยตัว, กลูโคไนต์, เฟลด์สปาร์

แร่ธาตุประเภทพิเศษคือซิลิเกต ชั้นนี้ประกอบด้วยแร่ที่ก่อตัวเป็นหินที่พบมากที่สุดในเปลือกโลก (มากกว่า 90% โดยน้ำหนัก) องค์ประกอบทางเคมีที่ซับซ้อนอย่างยิ่ง และมีส่วนร่วมในโครงสร้างของหินทุกประเภท โดยหลักแล้วเป็นหินอัคนีและแปรสภาพ พวกมันประกอบขึ้นเป็นประมาณหนึ่งในสามของแร่ธาตุที่รู้จักทั้งหมด บางครั้งควอตซ์ก็รวมอยู่ในซิลิเกต พื้นฐานของโครงตาข่ายคริสตัลของซิลิเกตคือกลุ่มไอออนิกเตตระวาเลนต์ SiO 4

แม้แต่คนงานเหมืองในสมัยโบราณก็สังเกตเห็นว่าแร่ธาตุแต่ละชนิดมักพบอยู่ด้วยกันในแหล่งสะสมแร่ การเกิดขึ้นร่วมกันของแร่ธาตุถูกกำหนดโดยคำว่า "paragenesis" หรือ "paragenesis" (กรีก "คู่" - ใกล้, ใกล้เคียง) กระบวนการสร้างแร่ธาตุแต่ละกระบวนการมีลักษณะเฉพาะด้วยการผสมผสานของแร่ธาตุอย่างสม่ำเสมอ ตัวอย่างของการเกิดพาราเจเนซิส ได้แก่ แร่ควอทซ์และทองคำ คาลโคไพไรต์ และแร่เงิน ความรู้เกี่ยวกับพาราเจเนซิสของแร่ธาตุช่วยอำนวยความสะดวกในการค้นหาแร่ธาตุด้วยดาวเทียม ดังนั้นไพโรป (โกเมนชนิดหนึ่ง) ของเพชรจึงเคยช่วยในการค้นพบแหล่งสะสมเพชรปฐมภูมิในยาคุเตีย

การรวมกันของแร่ธาตุดังที่กล่าวข้างต้นก่อตัวขึ้น หินคือการรวมตัวของแร่ธาตุตามธรรมชาติซึ่งมีองค์ประกอบทางแร่และเคมีคงที่ไม่มากก็น้อย ก่อตัวเป็นวัตถุทางธรณีวิทยาที่เป็นอิสระซึ่งประกอบเป็นเปลือกโลกรูปร่าง ขนาด และตำแหน่งสัมพัทธ์ของเมล็ดแร่จะเป็นตัวกำหนดโครงสร้างและพื้นผิวของหิน หินที่ประกอบเป็นเปลือกโลกส่วนใหญ่จะประกอบด้วยแร่ธาตุหลายชนิด แต่บ่อยครั้งที่ประกอบด้วยแร่ธาตุเพียงชนิดเดียว องค์ประกอบของแร่ โครงสร้าง และการเกิดของหินสะท้อนถึงสภาวะของการก่อตัว

หินแบ่งออกเป็นสามกลุ่มตามแหล่งกำเนิด:

• 1) ขี้เถ้าหินที่เกิดจากการบุกรุก (หินรุกล้ำ) เข้าไปในเปลือกโลกหรือการปะทุของแมกมาบนพื้นผิว (หินที่พรั่งพรูออกมา) แมกมาที่ปะทุขึ้นบนพื้นผิวเรียกว่าลาวา การสะสมของแร่ธาตุโลหะจำนวนมาก เช่นเดียวกับอะพาไทต์ เพชร ฯลฯ เกี่ยวข้องกับหินอัคนี
• 2) ตะกอนหินที่เกิดขึ้นระหว่างการทับถมของหินอัคนีที่ถูกทำลายและวิธีอื่นๆ ในมหาสมุทร ทะเล ทะเลสาบ และแม่น้ำ องค์ประกอบประกอบด้วย clastic ดินเหนียว สารเคมี และสารอินทรีย์ หินตะกอนต่อไปนี้มีความสำคัญเช่นเดียวกับแร่ธาตุ: น้ำมัน ก๊าซ ถ่านหิน พีท บอกไซต์ ฟอสฟอไรต์ ฯลฯ
• 3) การเปลี่ยนแปลงสายพันธุ์เช่น แปรสภาพมาจากทั้งหินอัคนีและตะกอน ภายใต้สภาวะการแปรสภาพจะเกิดเหล็ก ทองแดง โพลีเมทัลลิก ยูเรเนียม และแร่อื่น ๆ เช่นเดียวกับกราไฟท์ อัญมณี วัสดุทนไฟ ฯลฯ บางครั้งจากกลุ่มแปรสภาพหิน metasomatic มีความโดดเด่นเป็นชั้นอิสระซึ่งเกิดขึ้นจาก metasomatism - กระบวนการแทนที่แร่ธาตุบางชนิดด้วยแร่ธาตุอื่นที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในองค์ประกอบทางเคมีของหิน แต่ยังคงรักษาปริมาตรและสถานะของแข็งไว้เมื่อสัมผัส ไปจนถึงการแก้ปัญหาที่มีฤทธิ์ทางเคมีสูง ในกรณีนี้จะเกิดการย้ายถิ่นขององค์ประกอบทางเคมี

องค์ประกอบทางเคมีเปลือกโลก

แผ่นเปลือกโลกและการเคลื่อนตัวของทวีป

โครงสร้างของเปลือกโลก (เปลือกโลกภาคพื้นทวีปและมหาสมุทร)

ชั้นบนสุดของเปลือกโลกประกอบด้วยชั้นหินตะกอนเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งเกิดจากการรวมตัวกันของอนุภาคขนาดเล็กต่างๆ โดยส่วนใหญ่อยู่ในทะเลและมหาสมุทร ชั้นเหล่านี้ประกอบด้วยซากสัตว์และพืชที่อาศัยอยู่ในอดีต โลก.
โพสต์บน Ref.rf
Οhuᴎ กลายเป็นฟอสซิลเมื่อเวลาผ่านไป ความหนารวม (ความหนา) ของหินตะกอนในบางกรณีถึง 15-20 กม. ความเร็วเฉลี่ยของการแพร่กระจายของการสั่นสะเทือนตามยาวในนั้นคือ 2 ถึง 5 กม. / วินาที คลื่นไหวสะเทือนเดินทางลึกเข้าไปในโลกด้วยความเร็วที่แตกต่างกันในทวีปและบนพื้นมหาสมุทร จากนี้ นักวิทยาศาสตร์สรุปได้ว่าเปลือกโลกแข็งบนโลกมีสองประเภทหลัก: ทวีปและมหาสมุทร

ความหนาของเปลือกโลกประเภททวีปอยู่ที่เฉลี่ย 30-40 กม. และใต้ภูเขามีระยะทางถึง 70 กม. ส่วนที่เป็นทวีปของเปลือกโลกแบ่งออกเป็นหลายชั้น โดยจำนวนและความหนาจะแตกต่างกันไปในแต่ละภูมิภาค โดยปกติแล้วใต้หินตะกอนจะมีสองชั้นหลักที่แตกต่างกัน: ชั้นบนเป็นหินแกรนิตปิดเข้าไป คุณสมบัติทางกายภาพและองค์ประกอบของหินแกรนิต และส่วนล่างเป็นหินบะซอลต์ (สันนิษฐานว่าประกอบด้วยหินที่หนักกว่า ส่วนใหญ่เป็นหินบะซอลต์) ความหนาของแต่ละชั้นเหล่านี้โดยเฉลี่ย 15-20 กม.

เปลือกโลกมหาสมุทรบางลง - 3-7 กม. ในองค์ประกอบและคุณสมบัตินั้นอยู่ใกล้กับสารของชั้นหินบะซอลต์ของเปลือกโลกทวีปมากขึ้นนั่นคือเห็นได้ชัดว่าประกอบด้วยหินบะซอลต์หรือหินอื่น ๆ ที่อุดมไปด้วยแมกนีเซียมและเหล็กเป็นส่วนใหญ่ แต่เปลือกโลกประเภทนี้มีลักษณะเฉพาะในพื้นที่ลึกของพื้นมหาสมุทร - อย่างน้อย 4,000 ม. ที่ด้านล่างของมหาสมุทรจะมีบริเวณที่เปลือกโลกมีโครงสร้างแบบทวีปหรือแบบกลาง ชั้นหินบะซอลต์ถูกแยกออกจากหินที่อยู่ด้านล่างด้วยพื้นผิวที่เรียกว่าพื้นผิวโมโฮโรวิซิก (ตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ยูโกสลาเวียผู้ค้นพบมัน) ความเร็วของคลื่นแผ่นดินไหวที่ลึกกว่าพื้นผิวนี้จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วทันทีเป็น 8.2 กม./วินาที ซึ่งอาจเกิดจากการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติความยืดหยุ่นและความหนาแน่นของสสารของโลก

เปลือกโลกประกอบด้วย: ไมโครเพลทขนาดใหญ่ 7 ชิ้น ขนาดเล็ก 7 ชิ้น และไมโครเพลทจำนวนมาก แผ่นเปลือกโลกจะเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องด้วยความเร็วตั้งแต่ 1 ถึง 20 ซม./ปี การศึกษาประวัติความเป็นมาของการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกแสดงให้เห็นว่าในช่วง 500-600 ล้านปี แผ่นเปลือกโลกทวีปรวมตัวกันเป็นทวีปเดียว จากนั้นมันก็แตกออกเป็นทวีปและวงจรเกิดขึ้นซ้ำ

· กอนด์วานา

· ลอเรเซีย

· ยูเรเซีย

องค์ประกอบทางเคมีของเปลือกโลกถูกกำหนดจากผลการวิเคราะห์ตัวอย่างหินและแร่ธาตุจำนวนมากที่มายังพื้นผิวโลกในระหว่างกระบวนการก่อตัวเป็นภูเขา รวมถึงที่นำมาจากงานเหมืองและหลุมเจาะลึก

ปัจจุบันมีการศึกษาเปลือกโลกที่ระดับความลึก 15-20 กม. ประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีที่เป็นส่วนหนึ่งของหิน

องค์ประกอบที่พบมากที่สุดในเปลือกโลกคือ 46 ซึ่ง 8 องค์ประกอบคิดเป็น 97.2-98.8% ของมวล 2 (ออกซิเจนและซิลิคอน) - 75% ของมวลโลก

ธาตุ 13 ธาตุแรก (ยกเว้นไทเทเนียม) ซึ่งส่วนใหญ่พบในเปลือกโลกก็รวมอยู่ในนั้นด้วย อินทรียฺวัตถุพืชมีส่วนร่วมในกระบวนการที่สำคัญทั้งหมดและมีบทบาทสำคัญในความอุดมสมบูรณ์ของดิน องค์ประกอบจำนวนมากที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมีในลำไส้ของโลกทำให้เกิดสารประกอบหลากหลายชนิด องค์ประกอบทางเคมีที่มีมากที่สุดในเปลือกโลกนั้นพบได้ในแร่ธาตุหลายชนิด (ส่วนใหญ่ประกอบด้วยหินที่แตกต่างกัน)

องค์ประกอบทางเคมีแต่ละชนิดมีการกระจายอยู่ในชั้นธรณีสเฟียร์ดังนี้ ออกซิเจนและไฮโดรเจนเติมเต็มไฮโดรสเฟียร์; ออกซิเจน ไฮโดรเจน และคาร์บอนเป็นพื้นฐานของชีวมณฑล ออกซิเจน ไฮโดรเจน ซิลิคอน และอลูมิเนียมเป็นส่วนประกอบหลักของดินเหนียวและทรายหรือผลิตภัณฑ์จากการผุกร่อน (ส่วนใหญ่ประกอบขึ้นเป็นส่วนบนของเปลือกโลก)

องค์ประกอบทางเคมีในธรรมชาติพบได้ในสารประกอบหลายชนิดที่เรียกว่าแร่ธาตุ

7. แร่ธาตุในเปลือกโลก - ความหมาย การจำแนกประเภท และคุณสมบัติ

เปลือกโลกประกอบด้วยสารที่เรียกว่าแร่ธาตุเป็นหลัก ตั้งแต่เพชรที่หายากและมีคุณค่าอย่างยิ่ง ไปจนถึงแร่ต่างๆ ที่ใช้หาโลหะสำหรับความต้องการในชีวิตประจำวันของเรา

การหาปริมาณแร่ธาตุ

แร่ธาตุที่เกิดขึ้นทั่วไป เช่น เฟลด์สปาร์ ควอตซ์ และไมกา เรียกว่าแร่ธาตุที่ก่อตัวเป็นหิน สิ่งนี้ทำให้พวกมันแตกต่างจากแร่ธาตุซึ่งพบได้ในปริมาณน้อยเท่านั้น แคลไซต์เป็นแร่ธาตุที่ก่อตัวเป็นหินอีกชนิดหนึ่ง มันก่อตัวเป็นหินปูน

มีแร่ธาตุมากมายในธรรมชาติที่นักแร่วิทยาต้องพัฒนาทั้งระบบเพื่อการพิจารณา โดยพิจารณาจากทางกายภาพและ คุณสมบัติทางเคมีโอ้. บางครั้งคุณสมบัติที่เรียบง่ายมาก เช่น สีหรือความแข็ง ช่วยในการจดจำแร่ธาตุ แต่บางครั้งจำเป็นต้องมีการทดสอบที่ซับซ้อนในห้องปฏิบัติการโดยใช้รีเอเจนต์

แร่ธาตุบางชนิด เช่น ลาพิสลาซูลี (สีน้ำเงิน) และมาลาไคต์ (สีเขียว) สามารถระบุได้ด้วยสี แต่สีมักจะหลอกลวงเพราะว่าแร่ธาตุหลายชนิดมีความแตกต่างกันค่อนข้างมาก ความแตกต่างของสีขึ้นอยู่กับสิ่งเจือปน อุณหภูมิ แสง การแผ่รังสี และการกัดเซาะ

การจำแนกประเภทของแร่ธาตุ

1. องค์ประกอบพื้นเมือง

แร่ธาตุประมาณ 90 ชนิด - 0.1% ของมวลเปลือกโลก

ทองคำ แพลทินัม เงิน - โลหะมีค่า ทองแดง - โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก เพชร - หินมีค่า กราไฟต์ ซัลเฟอร์ สารหนู

2 - ซัลไฟด์

แร่ธาตุประมาณ 200 ชนิด - 0.25% ของมวลเปลือกโลก

Sphalerite - แร่สังกะสี, กาลีนา - แร่ตะกั่ว, chalcopyrite - แร่ทองแดง, ไพไรต์ - วัตถุดิบสำหรับอุตสาหกรรมเคมี, ชาด - แร่ปรอท

3 - ซัลเฟต

แร่ธาตุประมาณ 260 ชนิด หรือ 0.1% ของมวลเปลือกโลก

ยิปซั่ม แอนไฮไดรต์ แบไรท์ - วัตถุดิบซีเมนต์ หินประดับ ฯลฯ

4 - กัลลอยด์

แร่ธาตุประมาณ 100 ชนิด

ฮาไลท์ - เกลือสินเธาว์, ซิลวิน - ปุ๋ยโพแทสเซียม, ฟลูออไรต์ - ฟลูออไรด์

5 - ฟอสเฟต

แร่ธาตุประมาณ 350 ชนิด - 0.7% ของมวลเปลือกโลก

ฟอสฟอไรต์-ปุ๋ย

6 - คาร์บอเนต

แร่ธาตุประมาณ 80 ชนิด คิดเป็น 1.8% ของเปลือกโลก

แคลไซต์, อาราโกไนต์, โดโลไมต์ - หินสำหรับก่อสร้าง; siderite, rhodochrosite - แร่เหล็กและแมงกานีส

7. ออกไซด์

แร่ธาตุประมาณ 200 ชนิด หรือ 17% ของมวลเปลือกโลก

น้ำ น้ำแข็ง; ควอตซ์, โมรา, แจสเปอร์, โอปอล, หินเหล็กไฟ, คอรันดัม - หินมีค่าและกึ่งมีค่า แร่บอกไซต์ - แร่อะลูมิเนียม แร่เหล็ก ดีบุก แมงกานีส โครเมียม ฯลฯ

8. ซิลิเกต

แร่ธาตุประมาณ 800 ชนิด 80% ของเปลือกโลก

ไพรอกซีน, แอมฟิโบล, เฟลด์สปาร์, ไมคัส, คดเคี้ยว, แร่ดินเหนียวเป็นแร่ธาตุหลักที่ก่อตัวเป็นหิน โกเมน, โอลิวีน, บุษราคัม, adularia, amazonite - หินมีค่าและกึ่งมีค่า

คุณสมบัติ

ส่องแสง - มาก คุณลักษณะเฉพาะแร่ธาตุมากมาย ในบางกรณีมีความคล้ายคลึงกับความแวววาวของโลหะมาก (กาลีนา, ไพไรต์, อาร์เซโนไพไรต์) ในส่วนอื่น ๆ - และความแวววาวของแก้ว (ควอตซ์), หอยมุก (มัสโคไวท์) นอกจากนี้ยังมีแร่ธาตุอีกมากมายที่แม้รอยแตกที่เพิ่งร้าวจะดูด้าน แต่กลับไม่มีความแวววาวเลย

ลักษณะเด่นของสารประกอบธรรมชาติหลายชนิดคือสี สำหรับแร่ธาตุจำนวนหนึ่งนั้นมีความคงที่และมีลักษณะเฉพาะมาก ตัวอย่างเช่น: ชาด (ปรอทซัลไฟด์) จะมีสีแดงเลือดนกเสมอ มาลาไคต์มีลักษณะเป็นสีเขียวสดใส ผลึกลูกบาศก์ไพไรต์สามารถจดจำได้ง่ายด้วยสีทองเมทัลลิก ฯลฯ นอกจากนี้ ยังมีสีอีกด้วย ปริมาณมากแร่ธาตุเป็นตัวแปร ตัวอย่างเช่นประเภทของควอตซ์: ไม่มีสี (โปร่งใส), สีขาวนวล, สีน้ำตาลอมเหลือง, เกือบดำ, ม่วง, ชมพู

แร่ธาตุยังมีคุณสมบัติทางกายภาพอื่นๆ ที่แตกต่างกันด้วย บางส่วนแข็งมากจนทำให้เกิดรอยขีดข่วนบนกระจกได้ง่าย (ควอตซ์ โกเมน ไพไรต์) คนอื่นมีรอยขีดข่วนด้วยเศษแก้วหรือขอบมีด (แคลไซต์, มาลาไคต์); ยังมีผลิตภัณฑ์อื่นๆ ที่มีความแข็งต่ำจนสามารถดึงออกได้ง่ายด้วยเล็บมือ (ยิปซั่ม กราไฟท์) แร่ธาตุบางชนิดเมื่อถูกแยกออก จะแยกออกได้ง่ายตามระนาบบางอันทำให้เกิดเป็นชิ้นส่วน แบบฟอร์มที่ถูกต้องคล้ายคริสตัล (เกลือสินเธาว์, กาลีนา, แคลไซต์); บางชนิดจะทำให้เกิดพื้นผิวโค้ง "คล้ายเปลือกหอย" เมื่อแตกหัก (ควอตซ์) คุณสมบัติต่างๆ เช่น ความถ่วงจำเพาะ การหลอมละลาย ฯลฯ ก็แตกต่างกันอย่างมากเช่นกัน

คุณสมบัติทางเคมีของแร่ธาตุก็แตกต่างกันเช่นกัน บางชนิดละลายได้ง่ายในน้ำ (เกลือสินเธาว์) บางชนิดละลายได้ในกรดเท่านั้น (แคลไซต์) และบางชนิดสามารถทนต่อกรดแก่ (ควอตซ์) ได้ แร่ธาตุส่วนใหญ่จะถูกเก็บรักษาไว้อย่างดีในอากาศ ในเวลาเดียวกัน เป็นที่ทราบกันว่าสารประกอบธรรมชาติจำนวนหนึ่งเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันหรือการสลายตัวได้ง่ายเนื่องจากออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และความชื้นที่มีอยู่ในอากาศ เป็นที่ยอมรับกันมานานแล้วว่าแร่ธาตุบางชนิดจะค่อยๆ เปลี่ยนสีเมื่อสัมผัสกับแสง

คุณสมบัติทั้งหมดนี้ของแร่ธาตุขึ้นอยู่กับลักษณะขององค์ประกอบทางเคมีของแร่ธาตุ โครงสร้างผลึกของสาร และโครงสร้างของอะตอมหรือไอออนที่ประกอบเป็นสารประกอบ

องค์ประกอบทางเคมีของเปลือกโลก - แนวคิดและประเภท การจำแนกประเภทและคุณสมบัติของหมวดหมู่ "องค์ประกอบทางเคมีของเปลือกโลก" 2017, 2018

ลักษณะหลักของธรณีสัณฐาน

การก่อตัวของเปลือกโลก

หลังจากที่มวลของดาวเคราะห์ถึงประมาณ ความหมายที่ทันสมัยประมาณ 4.6 พันล้านปีก่อน มันเริ่มทำความร้อนได้เอง แหล่งความร้อนมีสองแหล่ง - แรงอัดจากแรงโน้มถ่วงและการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสี เป็นผลให้อุณหภูมิภายในโลกเริ่มสูงขึ้นและเริ่มการหลอมโลหะ เสื้อคลุมถูกสร้างขึ้นอันเป็นผลมาจากการแยกสสารปฐมภูมิตามความหนาแน่น เหล็กและนิกเกิลซึ่งจมอยู่รวมกันอยู่ในแกนกลาง และมีสารไพโรไลต์ที่ค่อนข้างเบาสะสมอยู่ในเนื้อโลก กระบวนการแยกความแตกต่างของสสารปกคลุมยังคงดำเนินต่อไปจนถึงทุกวันนี้

โครงสร้างของโลก

ด้วยวิธีการทางเทคนิคสมัยใหม่ เราไม่สามารถสังเกตและศึกษาชั้นลึกของโลกได้โดยตรง หลุมเจาะที่ลึกที่สุดในโลกไม่ถึง 8 กม. ชั้นที่ลึกกว่านั้นได้รับการศึกษาโดยวิธีทางธรณีฟิสิกส์ทางอ้อมบนพื้นฐานที่เราสามารถสร้างสมมติฐานได้เท่านั้น สิ่งที่สำคัญที่สุดคือวิธีการแผ่นดินไหวซึ่งขึ้นอยู่กับความเร็วของการแพร่กระจายของคลื่นยืดหยุ่นในโลกที่เกิดจากแผ่นดินไหวหรือการระเบิดเทียมทำให้สามารถตัดสินคุณสมบัติความยืดหยุ่นของสสารที่ระดับความลึกต่างกันได้ ดังนั้น จากการตรวจวัดจำนวนมาก จึงพบว่าความเร็วของการแพร่กระจายของคลื่นแผ่นดินไหวเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันที่ระดับความลึกที่แน่นอน ก่อนอื่นนี่เป็นเพราะการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของชั้นโลกอย่างกะทันหัน (ตาราง 8.2.1)

โซนส่วนแรกเรียกว่า โซนโมโฮโรวิซิชซึ่งอยู่ที่ระดับความลึกเฉลี่ย 33 กม , ส่วนที่สองอยู่ที่ความลึกเฉลี่ย 2,900 กม. โซนเหล่านี้แบ่งโลกออกเป็นสามชั้นหลัก: เปลือกโลก เปลือกโลก และแกนกลาง(รูปที่ 8.2.1)

เห่า– เปลือกหินแข็งตอนบนของโลก ตามคุณสมบัติทางกายภาพ เปลือกจะแบ่งออกเป็น 3 ชั้น: ตะกอนหินแกรนิตและหินบะซอลต์(รูปที่ 8.2.2) . ขึ้นอยู่กับความหนาและโครงสร้าง เปลือกโลกมีสองประเภทหลัก: ทวีปและมหาสมุทร

รูปที่ 8.2.1 – เปลือกโลก จำแนกตามความเร็วการผ่านของคลื่นแผ่นดินไหว

(โบโกโมลอฟ, สุดาโควา, 1971)

ในโซนกลางระหว่างพวกเขามีเปลือกโลกแบบเปลี่ยนผ่าน เปลือกโลกทวีปมีความหนาเฉลี่ย 35 กม. (สูงสุด 80 กม. ในประเทศภูเขา) และประกอบด้วยสามชั้น: ตะกอนที่มีความหนา 0 - 15 กม. หินแกรนิตที่มีความหนาเฉลี่ย 10 กม. และหินบะซอลต์ที่มีความหนาเฉลี่ย 20 กม. ตะกอนส่วนใหญ่เป็นดินเหนียว ทราย และหินปูน ความหนาของเปลือกโลกมหาสมุทรโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 5 กม.: ชั้นตะกอนหนาประมาณ 1.5 กม. ไม่มีชั้นหินแกรนิต และชั้นหินบะซอลต์หนาประมาณ 5 กม. หินแกรนิตและหินบะซอลต์ไม่ได้ถูกตั้งชื่อตามองค์ประกอบทางแร่วิทยา แต่เป็นเพราะความเร็วของคลื่นแผ่นดินไหวในชั้นเหล่านี้สอดคล้องกับความเร็วของคลื่นแผ่นดินไหวในหินแกรนิตและหินบะซอลต์

รูปที่ 8.2.2 – โครงสร้างของเปลือกโลก: 1 – น้ำ, 2 – ชั้นตะกอน, 3 – ชั้นหินแกรนิต,

4 – ชั้นหินบะซอลต์ 5 – แมนเทิล (Neklyukova, 1975)

การเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องกำลังเกิดขึ้นในชีวิตของเปลือกโลก - การกดขี่และการยกขนาดใหญ่กำลังก่อตัวและพัฒนา ในพื้นที่ที่มั่นคงเรียกว่า แพลตฟอร์ม,การยกและรางน้ำวัดเป็นร้อยกิโลเมตร และความเร็วของการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งวัดเป็นเศษส่วนของมิลลิเมตรต่อปี ในมือถือที่เรียกว่า ธรณีสัณฐานโซน รางน้ำ และตัวยกมีรูปร่างยาวประมาณ 50–100 กม. และความเร็วของการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งอยู่ที่ประมาณ 1 ซม. ต่อปี สาเหตุของการเคลื่อนที่ในแนวตั้งนั้นอยู่ที่เนื้อโลก

ปกคลุม– เปลือกโลกแตกต่างจากเปลือกโลกในด้านพารามิเตอร์ทางกายภาพเป็นหลัก ประกอบด้วยออกไซด์ของแมกนีเซียม เหล็ก และซิลิคอน ซึ่งก่อตัวเป็นแมกมา ความดันในเนื้อโลกจะเพิ่มขึ้นตามความลึกและสูงถึง 1.3 ล้านบรรยากาศที่ขอบเขตแกนกลาง ความหนาแน่นของเนื้อโลกเพิ่มขึ้นจาก 3.5 ในชั้นบนเป็น 5.5 กรัม/ซม.3 ที่ขอบเขตแกนกลาง อุณหภูมิของวัสดุเนื้อโลกเพิ่มขึ้นจากประมาณ 500°C เป็น 3800°C ตามลำดับ แม้จะมีอุณหภูมิสูง แต่เนื้อโลกก็ยังอยู่ในสถานะของแข็ง

ที่ระดับความลึก 100 ถึง 350 กม. โดยเฉพาะระหว่าง 100 ถึง 150 กม. การรวมกันของอุณหภูมิและความดันจะทำให้สารอยู่ในสถานะอ่อนตัวหรือหลอมเหลว ชั้นของการหลอมละลายและกิจกรรมที่เพิ่มขึ้นนี้เรียกว่า แอสเทโนสเฟียร์,บางครั้ง - ท่อนำคลื่นกระแสการพาความร้อนทำให้เกิดกระแสแอสเทโนสเฟียริกในแนวนอน ความเร็วของพวกเขาสูงถึงหลายสิบเซนติเมตรต่อปี กระแสน้ำเหล่านี้นำไปสู่การแยกเปลือกโลกออกเป็นบล็อกๆ และทำให้เกิดการเคลื่อนที่ในแนวนอน ซึ่งเรียกว่าการเคลื่อนตัวของทวีป ชั้นบรรยากาศแอสเทโนสเฟียร์ประกอบด้วยจุดโฟกัสของภูเขาไฟและศูนย์กลางของแผ่นดินไหวที่มีจุดโฟกัสลึก

ขอบเขตล่างของเปลือกโลกถูกวาดไว้เหนือแอสทีโนสเฟียร์ อายุของเปลือกโลก การเคลื่อนที่ในแนวตั้งและแนวนอน ภูเขาไฟ และแผ่นดินไหว มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับเนื้อโลกชั้นบน ดังนั้น ในธรณีภาค วิทยาศาสตร์สมัยใหม่จึงรวมเปลือกโลกและชั้นแมนเทิลชั้นบนสุดของชั้นธรณีภาคเข้าไปด้วย ที่ความลึกประมาณ 100 กิโลเมตร

เปลือกโลกขยายจากเปลือกโลกไปจนถึงระดับความลึก 2,900 กม. ซึ่งล้อมรอบแกนกลางที่อยู่ตรงกลางโลก

ตารางที่ 8.2.1 – ความลึกและคุณสมบัติพื้นฐานของธรณีสเฟียร์ (Shubaev, 1979)

แกนกลาง– ภาคกลางของโลกไม่ใช่สารเคมีที่ชัดเจนทั้งหมดและ ธรรมชาติทางกายภาพ- ตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 20 มีสมมติฐานว่าแกนกลางเป็นเหล็ก 85–90% ในออกซิเจนแกนของเหลวด้านนอกจะถูกเพิ่มเข้าไปและในนิกเกิลแกนของเหลวด้านในจะถูกเพิ่มเข้าไป จากข้อมูลสมัยใหม่ สมมติฐานแกนซิลิเกตมีผู้สนับสนุนมากกว่า อย่างไรก็ตามโดยไม่คำนึงถึงองค์ประกอบขององค์ประกอบทางเคมี เนื่องจากสภาพทางกายภาพพิเศษ นิวเคลียสจึงมีลักษณะการเสื่อมถอยของคุณสมบัติทางเคมีของสารโดยสมบูรณ์ อุณหภูมิของแกนกลางอยู่ที่ประมาณ 4,000°C ความดันที่ใจกลางโลกมีมากกว่า 3.5 ล้านบรรยากาศ ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าวสารจะผ่านเข้าสู่เฟสโลหะที่เรียกว่าเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอมจะถูกทำลายและพลาสมาอิเล็กตรอนขององค์ประกอบทางเคมีแต่ละตัวจะเกิดขึ้น สารจะมีความหนาแน่นมากขึ้นและอิ่มตัวด้วยอิเล็กตรอนอิสระ กระแสน้ำวนวงแหวนขนาดมหึมาของอิเล็กตรอนอิสระที่เกิดขึ้นในแกนกลางอาจสร้างสนามแม่เหล็กคงที่ของโลก ซึ่งขยายออกไปในอวกาศใกล้โลกในรัศมีโลกหลายรัศมี การก่อตัวของแมกนีโตสเฟียร์และการแยกธรรมชาติของโลกออกจากพลาสมาของโคโรนาสุริยะเป็นเงื่อนไขแรกและสำคัญที่สุดสำหรับการกำเนิดสิ่งมีชีวิต การพัฒนาชีวมณฑล และการก่อตัวของเปลือกทางภูมิศาสตร์

แกนชั้นนอกเป็นของเหลว ความหนาแน่นของแก่นชั้นนอกในส่วนบนคือประมาณ 10.0 g/cm3 . แกนในเป็นของแข็ง มีความหนาแน่นถึง 13.7 g/cm3

องค์ประกอบทางเคมีของเปลือกโลก

การกระจายตัวขององค์ประกอบทางเคมีในเปลือกโลกได้รับการวัดปริมาณครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน F.W. คลาร์ก. เพื่อเป็นเกียรติแก่เขามักจะเรียกว่าค่าเฉลี่ยของเนื้อหาสัมพัทธ์ขององค์ประกอบทางเคมีในเปลือกโลก คลาร์ก.

ตามข้อมูลของคลาร์ก องค์ประกอบทั้งหมดของเปลือกโลกสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม:

1. ธาตุที่มีคลาร์กขนาดใหญ่กลุ่มนี้รวมถึง (ให้คลาร์กตาม Vinogradov, 1960):

ผลรวมขององค์ประกอบทั้ง 8 นี้คือ 99.03% กลุ่มเดียวกัน ได้แก่ ไฮโดรเจน (H - 0.1%) และไทเทเนียม (Ti - 0.7%) องค์ประกอบของกลุ่มนี้ก่อให้เกิดสารประกอบเคมีอิสระที่เรียกว่า หลัก.

1. องค์ประกอบที่มีคลาร์กต่ำ- กลุ่มนี้รวมถึงองค์ประกอบอื่นๆ ทั้งหมดในเปลือกโลก โดยส่วนใหญ่กระจัดกระจายไปตามสารประกอบทางเคมีขององค์ประกอบอื่นๆ เรียกว่า กระจัดกระจาย

ปริมาณเฉลี่ยขององค์ประกอบทางเคมีเท่ากับ 0.1% ถือเป็นขอบเขตระหว่างกลุ่มตามอัตภาพ เปลือกโลกถูกครอบงำโดยอะตอมแสงซึ่งครอบครองเซลล์ตั้งต้น ตารางธาตุซึ่งนิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอนจำนวนเล็กน้อย ธาตุที่มีเลขอะตอมคู่และมวลอะตอมก็มีอิทธิพลเหนือกว่าเช่นกัน

กระบวนการที่เกิดขึ้นในส่วนลึกของโลกมีอิทธิพลต่อการก่อตัวของหิน แผ่นดินไหวและภูเขาไฟระเบิด การสั่นสะเทือนที่ช้าของพื้นผิวดินและก้นทะเล และปรากฏการณ์อื่น ๆ ที่เปลี่ยนแปลงพื้นผิวโลก ดังนั้นเมื่อศึกษาเปลือกทางภูมิศาสตร์จึงจำเป็นต้องทราบโครงสร้างของโลกและธรรมชาติของชั้นภายใน

องค์ประกอบทางเคมีของเปลือกโลก

เปลือกโลกประกอบด้วยองค์ประกอบหลายอย่าง แต่ส่วนหลักคือออกซิเจนและซิลิคอน

ค่าเฉลี่ยขององค์ประกอบทางเคมีในเปลือกโลกเรียกว่าคลาร์ก ชื่อนี้ได้รับการแนะนำโดยนักธรณีเคมีชาวโซเวียต A.E. Fersman เพื่อเป็นเกียรติแก่นักธรณีเคมีชาวอเมริกัน Frank Wiglesworth Clark ซึ่งหลังจากวิเคราะห์ผลลัพธ์ของตัวอย่างหินหลายพันตัวอย่างแล้ว ได้คำนวณองค์ประกอบโดยเฉลี่ยของเปลือกโลก องค์ประกอบของเปลือกโลกที่คำนวณโดยคลาร์กนั้นอยู่ใกล้กับหินแกรนิต ซึ่งเป็นหินอัคนีที่พบได้ทั่วไปในเปลือกโลกภาคพื้นทวีป

หลังจากคลาร์ก นักธรณีเคมีชาวนอร์เวย์ วิกเตอร์ โกลด์ชมิดต์ เริ่มกำหนดองค์ประกอบโดยเฉลี่ยของเปลือกโลก โกลด์ชมิดต์ตั้งสมมติฐานว่าธารน้ำแข็งซึ่งเคลื่อนตัวไปตามเปลือกโลกทวีป ขูดออกและผสมหินที่ขึ้นมาสู่ผิวน้ำ ดังนั้นคราบน้ำแข็งหรือจารจึงสะท้อนถึงองค์ประกอบโดยเฉลี่ยของเปลือกโลก ด้วยการวิเคราะห์องค์ประกอบของดินเหนียวริบบิ้นที่สะสมอยู่ที่ด้านล่างของทะเลบอลติกในช่วงน้ำแข็งครั้งสุดท้าย นักวิทยาศาสตร์ได้องค์ประกอบของเปลือกโลกซึ่งคล้ายกับองค์ประกอบของเปลือกโลกที่คำนวณโดยคลาร์กมาก

ต่อจากนั้น องค์ประกอบของเปลือกโลกได้รับการศึกษาโดยนักธรณีเคมีชาวโซเวียต Alexander Vinogradov, Alexander Ronov, Alexei Yaroshevsky และนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน G. Wedepohl

หลังจากวิเคราะห์ทั้งหมดแล้ว งานทางวิทยาศาสตร์พบว่าองค์ประกอบที่พบมากที่สุดในเปลือกโลกคือออกซิเจน คลาร์กของเขาคือ 47% องค์ประกอบทางเคมีที่มีมากที่สุดรองลงมารองจากออกซิเจนคือซิลิคอนซึ่งมีคลาร์ก 29.5% องค์ประกอบทั่วไปที่เหลือ ได้แก่ อลูมิเนียม (คลาร์ก 8.05) เหล็ก (4.65) แคลเซียม (2.96) โซเดียม (2.5) โพแทสเซียม (2.5) แมกนีเซียม (1.87) และไทเทเนียม (0.45) เมื่อนำมารวมกัน องค์ประกอบเหล่านี้คิดเป็น 99.48% ขององค์ประกอบทั้งหมดของเปลือกโลก พวกมันก่อตัวเป็นสารประกอบทางเคมีมากมาย คลาร์กจากธาตุที่เหลืออีก 80 ธาตุมีค่าเพียง 0.01-0.0001 ดังนั้นธาตุดังกล่าวจึงเรียกว่าธาตุหายาก หากธาตุนั้นไม่เพียงแต่หายากเท่านั้น แต่ยังมีความสามารถในการสร้างสมาธิต่ำอีกด้วย เรียกว่ากระจัดกระจายที่หายาก

ในธรณีเคมี คำว่า "องค์ประกอบย่อย" ก็ใช้เช่นกัน ซึ่งหมายถึงองค์ประกอบที่คลาร์กในระบบที่กำหนดมีค่าน้อยกว่า 0.01 เอ.อี. เฟอร์สแมนวางแผนการพึ่งพาอะตอมคลาร์กสำหรับธาตุคู่และคี่ของตารางธาตุ ปรากฎว่ามีความซับซ้อนของโครงสร้าง นิวเคลียสของอะตอมคลาร์กกำลังลดลง แต่เส้นที่สร้างโดย Fersman กลับกลายเป็นว่าไม่ซ้ำซากจำเจ แต่แตกหัก เฟอร์สแมนวาดเส้นกลางสมมุติ: เขาเรียกองค์ประกอบที่อยู่เหนือเส้นนี้ว่าเกิน (O, Si, Ca, Fe, Ba, Pb ฯลฯ) ด้านล่าง - ขาด (Ar, He, Ne, Sc, Co, Re ฯลฯ) ).

คุณสามารถทำความคุ้นเคยกับการกระจายตัวขององค์ประกอบทางเคมีที่สำคัญที่สุดในเปลือกโลกได้โดยใช้ตารางนี้:

การกระจายตัวขององค์ประกอบทางเคมีในเปลือกโลกเป็นไปตามรูปแบบดังต่อไปนี้:

1. กฎคลาร์ก-เวอร์นาดสกี ซึ่งระบุว่าองค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดมีอยู่ทุกหนทุกแห่ง (กฎการกระจายตัวของจักรวาล)

2. ด้วยความซับซ้อนของโครงสร้างของนิวเคลียสอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีทำให้น้ำหนักของมันคลาร์กขององค์ประกอบลดลง (เฟอร์แมน)

3. ธาตุที่มีเลขอะตอมคู่และมวลอะตอมมีอิทธิพลเหนือเปลือกโลก

4. ในบรรดาองค์ประกอบใกล้เคียง แม้กระทั่งองค์ประกอบที่มีคลาร์กสูงกว่าคี่เสมอ (ก่อตั้งโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี Oddo และ American Garkis)

5. คลาร์กของธาตุที่มีมวลอะตอมหารด้วย 4 ลงตัว (O, Mg, Si, Ca...) จะมีขนาดใหญ่เป็นพิเศษ และเริ่มจาก Al ทุกๆ องค์ประกอบที่ 6 (O, Si, Ca, Fe) จะมีคลาร์กที่ใหญ่ที่สุด .