ГЕОХИМИЯ, 2007, № 11, с. 1237-1238
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
О ДОСТОВЕРНОСТИ ОЦЕНОК СРЕДНЕГО ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ КОНТИНЕНТАЛЬНОЙ КОРЫ И РЕЧНОГО СТОКА
© 2007 г. А. А. Ярошевский
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова Геологический факультет 119992 Москва, Воробьевы горы, МГУ Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН 119991 Москва, ул. Косыгина, 19 Поступила в редакцию 1.02.2007 г.
Оценка распространенности химических элементов в земной коре, будучи классической проблемой геохимии, является достаточно сложной. Основная сложность заключается в огромной геохимической неоднородности коры и, в связи с этим, необходимости найти метод обобщения конкретных данных, который позволил бы "обойти" эту сложность [1]. Метод простого расчета среднего состава магматических пород, рассматриваемых как первичное вещество земной коры, использованный Ф.У. Кларком и Г.С. Вашингтоном [2, 3], будучи подтвержденным геохимическим балансом с ледниковыми отложениями, продемо-стрированным В.М. Гольдшмидтом [4], позволил предложить первую модель химического состава континентальной коры. Расширение базы геохимических данных и использование принципа геохимического баланса привело А.П. Виноградова [5, 6] и С.Р. Тэйлора [7] к некоторой модификации цифр Кларка-Вашингтона, но не изменило картины кардинально. Подход к расчету среднего состава коры, опирающийся на данные о распространенности главнейших типов горных пород, впервые использованный А.Полдерваартом [8], но современная количественная база которого была создана А.Б.Роновым [9], дал возможность получить независимую оценку среднего состава коры. Сопоставление этих независимых оценок (см. в книге Ронов и др. [9]) показало, что, по-видимому, в цифрах Кларка-Вашингтона-Гольдшмидта, а также Тэйлора, несколько переоценена распространенность магматических пород основного состава (базальтов), тогда как цифры Виноградова оказались близкими к составу гранитно-метаморфического слоя, полученного Роновым с соавторами.
Однако, конечно, как результаты расчетов, основанных на принципе геохимического баланса, так и цифры, полученные с учетом распространенности главнейших типов пород, являются лишь приближением к реальной картине. К сожалению, пока даже нет корректного способа оценить степень их отклонения от действительного среднего
химического состава земной коры. Поэтому важной является любая возможность проверить эти фундаментальные геохимические параметры природного вещества. Такую возможность могут представить данные о среднем составе речного стока с континентов. Корректно полученная "средняя проба" материала речного стока представляла бы естественно усредненную по площади глобальной питающей провинции пробу вещества континентальной коры, обнажающего на эрозионной поверхности суши. Такую "пробу" реально получить невозможно, но благодаря огромному объему, в том числе и специальных исследований геохимической структуры глобального речного стока за последние 30-40 лет, оказалось возможным с достаточной степенью достоверности такой средний состав рассчитать. Такие оценки были опубликованы А.П. Лисицыным и В.В. Гордеевым в 70-е годы [10, 11] и в только что вышедшей книге В.С. Савенко [12]. Сопоставление этих данных с полученным нами [9] средним составом компонентов континентальной коры, привело к интересным результатам.
В таблице сведены оценки химического состава пород осадочной и гранитно-метаморфической оболочек континентальной коры и состав взвешенных наносов рек Мира. Принимая пропорцию пород осадочной и гранитно-метаморфической оболочек, обнажающихся на поверхности континентов, 3 : 1 и учитывая долю элементов в твердом речном стоке, эти цифры были пересчитаны на средний состав поверхности континентов (питающих провинций) и на состав полного речного стока. Результаты сопоставляются в трех последних колонках таблицы. Из этого сопоставления следуют весьма важные выводы.
Во-первых, оценки среднего состава полного речного стока, полученные на значительно более полном материале Савенко, не отличаются существенно от результатов Гордеева-Лисицына; по-видимому, при современной статистике (средние для 126 рек Мира в книге Савенко) эти оценки надо признать устойчивыми.
1238
ЯРОШЕВСКИЙ
Сопоставление среднего состава верхней части континентальной коры (питающих провинций) с составом речного стока с континентов, мас. %
Компонент Осадочная оболочка континентов Гранитно-метаморфическая оболочка континентов Твердый сток с континентов Доля элементов в твердом стоке, % Полный сток с континентов Средний состав пород поверхности континентов
1 2
SiO2 58.5 65.2 63.5 96.0 58.7 59.0 60.1
TiO2 0.743 0.548 0.710 99.8 0.630 0.680 0.690
Al2O3 14.5 15.2 16.1 99.6 14.3 16.1 14.7
Fe2O3 6.46 5.93 7.70 99.8 6.89 7.53 6.36
MnO 0.130 0.088 0.211 98.0 0.190 0.148 0.120
MgO 3.74 2.89 2.37 63.0 3.35 3.36 3.53
CaO 11.2 4.16 5.34 46.0 10.3 7.69 9.46
Na2O 2.21 3.08 1.53 47.0 2.90 3.18 2.43
K2O 2.52 2.90 2.54 84.2 2.74 2.31 2.61
Сумма 100.003 99.996 100.001 100.000 99.998 100.000
Примечание. Химический состав осадочной и гранитно-метаморфической оболочек континентов по А.Б. Ронову и др. [9]; химический состав твердого стока с континентов по B.C. Савенко [13]; доля элементов в твердом стоке по В.В. Гордееву [12]; полный сток с континентов: 1 - рассчитано по составу твердого стока по Савенко с учетом доли элементов в твердом стоке по Гордееву; 2 - по данным В.В. Гордеева и А.П. Лисицына [10] и А.П. Лисицына [11]; средний состав пород поверхности континентов рассчитан по данным первых двух колонок с учетом соотношений площадей, занятых породами осадочной оболочки и кристаллическими щитами в пропорции 3 : 1 [9].
Во-вторых, рассчитанный по данным о составах осадочной и гранитно-метаморфической оболочек континентальной коры средний состав поверхности континентов оказался практически тождественным оцененому составу речного стока.
Конечно, так и должно быть, но ведь составы этих двух типов вещества получены с привлечением абсолютно независимых материалов! Такое согласие является серьезным свидетельством в пользу заключения, что мы, несомненно, находимся недалеко от истины. По-видимому, надо считать в настоящее время проблему оценки среднего химического состава верхней части континентальной земной коры в геохимии решенной. Проблемой остается химический состав нижней части континентальной коры, ее гранулит-базитового слоя, но для настоящего решения этой проблемы материала пока недостаточно.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ярошевский А.А. Распространенность химических элементов в земной коре // Геохимия. 2006. № 1. C. 54-62.
2. Clarke F.W., Washington H.S. Average chemical composition of igneous rocks // Proc.Nat. Acad. Sci., Wash. 1922. V.VIII. P. 112-, 1922.
3. Clarke F.W., Washington H.S. Composition of the earth's crust // U.S. Geol. Surv. Prof. Paper № 127. 1924. P. 1-117.
4. Goldschmidt VM. Grundlagen der quantitativen Geochemie // Fortsch. Min., Krist., Petrogr. 1933. Bd. XVII. S. 112-156. [Русск.перевод: Успехи химии. 1934. Т. III. Вып. 3. С. 448-483.]
5. Виноградов А.П. Закономерности распределения химических элементов в земной коре // Геохимия. 1956. № 1. С. 6-52.
6. Виноградов А.П. Средние содержания химических элементов в главных типах изверженных пород земной коры // Геохимия. 1962. № 7. С. 555-571.
7. Taylor S.R. Abundance of chemical elements in the continental crust: A new table // Geochim.Cosmochim. Acta. 1964. V. 28. № 8. P. 1273-1285.
8. Poldervaart A. Chemistry of the earth's crust // The Earth's Crust. (GSA Sp. Paper 62), 1955. P. 119-144. [Русск.перевод в кн.: Земная кора. М.: ИЛ, 1957. C. 130-157.]
9. Ронов А.Б, Ярошевский А.А., Мигдисов А.А. Химическое строение земной коры и геохимический баланс главных элементов. М.: Наука, 1990. 180 с.
10. Гордеев В В., Лисицын А.П. Средний химический состав взвесей рек Мира и питание океанов речным осадочным материалом // Докл.АН СССР. 1978. Т. 238. № 1. С. 225-228.
11. Лисицын А.П. Процессы океанской седиментации (литология и геохимия). М.: Наука, 1978. 390 с.
12. Гордеев В.В. Речной сток в океан и черты его геохимии. М.: Наука, 1983. 159 с.
13. Савенко В С. Химический состав взвешенных наносов рек Мира. М.: ГЕОС, 2006. 173 с.
ГЕОХИМИЯ < 11 2007
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.