Геохими́ческие классифика́ции элеме́нтов — способы систематизации химических элементов в зависимости от их встречаемости в природе. Таких классификаций существует несколько.

По распространенности Петрогенные В природе встречаются 89 элементов из периодической таблицы Менделеева (не считая радиогенных короткоживущих элементов, обнаруженных в следовых количествах). Однако в метеоритах, на Земле и планетах земной группы в подавляющем большинстве случаев породы и минералы на 99 % сложены 12 элементами, называемыми петрогенными (петро — порода, ген — происхождение). Эти элементы: O, Si, Ti, Al, Mg, Fe, Ca, K, Mn, P, Na, C.Элементы петрогенные - Словарь геологических терминов и понятий Геолого-географический факультет ТГУ

Редкие Все остальные элементы относятся к редким или рассеянным элементам. Принципиальная разница между петрогенными и редкими элементами заключается в том, что петрогенные элементы определяют фазовый (минеральный) состав системы, в то время как редкие элементы входят в эти фазы в виде примесей и пассивно распределяются между существующими фазами, но не влияют на их содержание и устойчивость. У этого правила есть исключения. Так, стронций даже в небольших количествах сильно влияет на устойчивость кальцита/арагонита. С другой стороны, при появлении в системе минералов, в которых редкий элемент основной, например в случае кристаллизации циркона или монацита, такой элемент ведёт себя как петрогенный элемент.

По коэффициентам распределения

По роли в строении организмов В биогеохимии принято разделение элементов по их роли в строении живых организмов.

Макроэлементы Элементы, содержание которых в живых организмах составляет больше 0,001 %. Это кислород, водород, углерод, азот, фосфор, калий, кальций, сера, магний, натрий, хлор, железо и др. Эти элементы слагают ткани живых организмов.

Микроэлементы Элементы, содержание которых мало, но они участвуют в биохимических процессах и в значительной мере определяют самочувствие живых организмов. По современным данным более 30 микроэлементов считаются необходимыми для жизнедеятельности растений и животных. Среди них: цинк, кобальт, железо, йод, селен, медь, молибден, бром, фтор.

Классификация В. М. Гольдшмидта Предложена Гольдшмидтом исходя из предположения, что Земля образовалась в результате разделения первично однородного вещества, аналогичного метеоритам, на четыре части: металл, серный расплав, силикатная часть и атмосфера с океаном. Каждый элемент имеет склонность концентрироваться в одной из этих сред, и соответственно разделены на сидерофильные, литофильные, халькофильные и атмофильные элементы. Иначе говоря, это классификация по наибольшему коэффициенту распределения элемента между четырьмя фазами.

Атмофильные H, N, инертные газы — всего 8 элементов.Smyth, Joseph R. Geology 3010: Introduction to Mineralogy, 2012, Chapter 3. Mineral Crystal Chemistry, 3.1 Elemental Abundances doi:10.1007/1-4020-4520-4 66, Figure 26T. E. Bunch & J. H. Wittke, More on Meteorites // Northern Arizona Meteorite Laboratory Glossary: G - GOLDSCHMIDT CLASSIFICATION; table (from W. M. White. Geochemistry, 7.2 BEHAVIOR OF THE ELEMENTS, Goldschmidt’s Classification )

Выделяются в газовую фазу и накапливаются в атмосфере. В природе для них характерно газообразное состояние. Большинство из них имеют атомы с заполненной электронной внешней оболочкой, располагаются в верхних частях кривой атомных объёмов; преимущественно диамагнитны. Для большинства (кроме водорода, близкого к литофильным элементам) характерно нахождение в природе в элементарном состоянии.

Халькофильные В соответствии с классификацией норвежского геохимика В. М. Гольдшмидта, к ним относятся химические элементы сульфидных руд, то есть элементы побочной группы периодической системы химических элементов. В их число входит 19 элементов: S, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, Hg, Tl, Pb, Bi, Po. Металлические халькофильные элементы обладают специфическим сродством к сере, селену и теллуру. На долю всех халькофильных элементов приходится всего 0,046 % массы земной коры, но из-за способности накапливаться в определённых условиях они образуют рудные месторождения, среди которых доминируют гидротермальные жильные месторождения. В осадочных породах сульфиды ряда элементов (меди, свинца, цинка и частично серебра) образуют стратиформные (пластовые) рудные залежи.

Литофильные Обладают сродством к силикатным минералам и расплавам.

Элементы, составляющие около 93 % массы земной коры и около 97 % массы солевого состава океанической воды. Они располагаются на убывающих участках кривой атомных объёмов. K литофильным элементам относятся: Li, Be, B, C, O, F, Na, Mg, Al, Si, P, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Br, Rb, Sr, Zr, Nb, I, Cs, Ba, Hf, Ta, W, At, Fr, Ra, Ac, Th, Pa, U. Литофильные элементы трудно восстанавливаются до элементарного состояния и преимущественно парамагнитны. B природе подавляющая масса этих элементов входит в состав силикатов, но также широко распространены их оксиды, галогениды, карбонаты, сульфаты, фосфаты. Плотности соединений литофильных элементов невысоки (от 2 до 4 кг/м³).

Сидерофильные К сидерофильным элементам Гольдшмидт поначалу отнёс элементы группы железа периодической системы — Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, а также Mo и Re. Позже в группу добавили ряд элементов, обнаруженных в метеоритах: Au, P, C, Ga, Ge, Sn, Nb, Ta, W, As, Sb, Bi, Se.

Таблица + Гольшмидтовская классификация в периодической системе элементов 1 181 1H 2 13 14 15 16 17 2He2 3Li 4Be 5B 6C 7N 8O 9F 10Ne3 11Na 12Mg 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar4 19K 20Ca 21Sc 22Ti 23V 24Cr 25Mn 26Fe 27Co 28Ni 29Cu 30Zn 31Ga 32Ge 33As 34Se 35Br 36Kr5 37Rb 38Sr 39Y 40Zr 41Nb 42Mo (43)Tc 44Ru 45Rh 46Pd 47Ag 48Cd 49In 50Sn 51Sb 52Te 53I 54Xe6 55Cs 56Ba 57-71Lan 72Hf 73Ta 74W 75Re 76Os 77Ir 78Pt 79Au 80Hg 81Tl 82Pb 83Bi 84Po 85At 86Rn7 87Fr 88Ra 89-103Act (104)Rf (105)Db (106)Sg (107)Bh (108)Hs (109)Mt (110)Ds (111)Rg (112)Cn (113)Nh (114)Fl (115)Mc (116)Lv (117)Ts (118)Og Лантаноиды 57La 58Ce 59Pr 60Nd (61)Pm 62Sm 63Eu 64Gd 65Tb 66Dy 67Ho 68Er 69Tm 70Yb 71Lu Актиноиды 89Ac 90Th 91Pa 92U (93)Np (94)Pu (95)Am (96)Cm (97)Bk (98)Cf (99)Es (100)Fm (101)Md (102)No (103)Lr

+ Обозначения:АтмофильныеХалькофильныеЛитофильныеСидерофильныередкие и отсутствующие в природе

См. также Геохимия

Примечания

Литература

Категория:Геохимия Категория:Научные классификации