Умумий ва тарихий геология

8-§. ЕРНИНГ ХИМИЯВИЙ ТАРКИБИ

Ер шарининг ва ер пўстининг физик хусусияти билан бир қаторда унинг химиявий таркибини ўрганнш ҳам амалий аҳамиятга эгадир. Ернинг химиявий таркибини билиш учун ҳамма тоғ жинслари химиявий анализ қилинади. Бунинг учун ер пўстини ташкил этган вулкан жинсларидан олинган намуналар текширилади. Ҳозирги вақтда Ернинг 10—12 км чуқурликкача жойлашган қатламини текшириш мумкин, ундан чуқурдаги қатламларнинг химиявий таркиби тахминан физик методларга асосланиб аниқланади.

Ер шари юза қисмининг химиявий таркиби. Ер шарининг устки қисми ҳаво ва сув қобиғи билан ўралган бўлиб, оғирлиги жиҳатидан бу иккала қобиқ ер массасининг 6,04% ини, ҳар хил қаттиқ: магматик жинслар, сланец, қумтош ва охактошлар эса 93,06% ини ташкил этади.
Умуман ер пўстининг химиявий таркибини биринчи марта олимлардан Ф. У. К л а р к (1920—1930) ва В.И. Вернадский (1949), А. Е. Ферсман (1932), В. М. Г о л ь д ш.м и д т (1922) ва бошқалар аниқлаб берганлар. Улар илмий адабиётлардан фойдаланиб ва 5000—6000 га яқин турли тоғ жинсларини анализ қилиб, ер пўстининг ўртача химиявий таркибини аниқлаганлар.
Академик О. Ю. Шмидт (1944) назариясига кўра, Ер планетаси бепоён осмон бўшлиғида сузиб юрувчи метеоритларнинг йиғиндисидан ҳосил бўлган. Бу фикр сайёрадан тушган метеоритларнинг химиявий таркибини ўрганиш натижасида тасдиқланди ва уларнинг таркиби Ернинг химиявий таркибига анча яқинлиги маълум бўлди. 1932 йилда совет геохимиги акад. А. Е, Ферсманнинг 1930 йилда Ернинг химиявий таркибини аниқлаб айтганлари тўғри келди. Кейинчалик СССР Фанлар Академияси Геофизика институтининг илмий ходимларидан Б. Ю. Левин ва С. В, Козловскаялар 1955 йилда метеоритларни анализ қилиб яна ҳам аниқроқ маълумотга эга бўлдилар (5- жадвал), Уларнинг бу маълумотлари академик А. Е. Ферсман томонидан 1932 йилда қилинган анализга тўғри келади.
5-жадвал Метеоритларнинг ўртача химиявий таркиби
(оғирлигига кўра % ҳисобида)

Элементлар	А.Е. Ферсман бўйича (1932 й.)	Б. Ю. Левнн ва С. В. Козловская бўйича (1955 й.)	Н. Цингер бўйича (1971 й.)
О	34,0	34,6	33,0
Ғе	26,8	35,6	28,6
Si	17,4	17,8	17,0 ,
Мg	12,8	13,9	13,8
S	2,7	2,0	—
Ni	1,6	1,4	1,7
Са	1,5	1,6	1,4
А1	1,3	1,4	1,1
ва бошқалар	1,9	1,7	1,5
Жами	100%	100%	100%

Метеоритларнинг химиявий таркиби ер пўстининг химиявий таркибига жуда ўхшашдир, бу ҳол Қуёш системасидаги осмон жисмларининг химиявий таркиби бир-бирига ўхшашлигини кўрсатади. Масалан, тош метеоритларнинг таркиби Ернинг тош қатламига ўхшайди, темир метеоритлар Ернинг оғир ёки марказий қатламига ўхшаш таркибдадир. Ҳозирги вақтда Ер таркибида маълум бўлган баъзи бир минерал (оливин, авгит, плагиоклаз ва бошқа элемент)лар метеорит таркибидан топилмаган. В. М. Гольдшмидт, Г. Тамман (1923—1924) (4-жадвалга қаранг) ва А. Е. Ферсман (1939) маълумоти бўйича Ер шари ички қатламларининг химиявий таркиби қуйидагича (6- жадвал),

6- ж а д в а л

Эклогит ва рудали қатламларнинғ химиявий таркиби
(А. Е. Ферсман бўйича, 1939)

Элементлар	Эклогит қатлами (% ҳисобида)	Рудали қатлам (% ҳисобида)
O	42,05	29,10
Si	23,00	43,84-
Ғе	13,50	37,03
Мg	10,91	13,62
Са	5,09	0,86
А1	3,26	0,77
S	0,54 .	0,92
Na	0,50	-
Ni	0,33	2,9
К	0,22	-

9-§. ТОҒ ЖИНСИ ВА МИНЕРАЛЛАР ҲАҚИДД ТУШУНЧА

Ер шари қуруқлик ва океан денгизлари туби ҳар хил тоғ жинcлардан ташкил топган.

Тоғ жинси деб бир ёки бир неча минераллардан ташкил топган ва тош қотган органик қолдиқларни ўзида сақлаган бирикмага айгилади. Тоғ жинслари ҳосил бўлиш шароити ва таркибига кўра уч группага: магматик, чўкинди ва метаморфик (ўзгарган) тоғ жинсларга бўлинади.
Магматик тоғ жинслари ўз навбатида ер пўстида қотган интрузив ва ер юзасида ҳосил бўлган вулкан жинсларга бўлинади, Буларнннг иккаласи ҳам магманинг қотишидан пайдо бўлади.
Чўкинди жинслар қайд этилган жинсларнинг турли агентлар таъсиридан емирилиб тўпланишидан вужудга келади, Метаморфик тоғ жинслари чўкинди ва магматик жинсларнинг температура, босим, газ ва суюқ ҳолидаги эритмалар таъсиридан қайта кристалланиб ўзгаришидан пайдо бўлади. Аммо шуни айтиш керакки, метаморфик жинслар ҳам ўз навбатида қайтадан биринчи марта метаморфизмга учраши мумкин. Масалан, Кола ярим оролидаги Беломоридлар деб аталадиган-метаморфик жинслар бир неча марта ўзгарган.
Бу уч группа тоғ жинслари минераллардан ташкил топиб, улар билан турли фойдали қазилмалар боғлиқ бўлганлиги сабабли минералларни химиявий таркиби ва физик хоссасини ўрганиш лозим. Маълумки, тоғ жинслардан биттасини таркиби иккинчи хил тоғ жинси таркибига мос келмайди. Масалан, магматик тоғ жинсидан гранит, кварц, дала шпати, бяотит минералларидан ташкил топган бўлса, дунит оливинит, пироксен, оливиндан ва метаморфик тоғ жинсларидан мармар фақат кальцит минералидан ташкил топган. Демак, минералларнинг хоссаси, таркиби билан танишиб, сўнг тоғ жинсларини ўрганиш керак.

10-§. ТОҒ ЖИНСЛАРИНИ ҲОСИЛ ҚИЛУВЧИ МИНЕРАЛЛАР

Минерал деб тоғ жинсларини ташкил қилувчи бир ёки бир неча элементларнинг маълум физик-химик шароитда ҳосил бўлган бирикмасига айтилади.

Тоғ жинсларини ҳосил қилувчи минераллар ўзига хос физик-химиявий хусусиятга эгадир. Табиатда маълум бўлган минераллар (3000 дан ортиқ) кўпчилиги қаттиқ, озгина қисми суюқ ва газ ҳолда ҳам учрайди.
Шу минераллардан 100 тачаси тоғ жинсини ташкил қилувчи минераллар ҳисобланиб, уларнинг 60 таси энг кўп тарқалган.
Тоғ жинсини ташкил қилувчи минераллар физик хусусиятлари ва химиявий таркиби билан бир-бирларидан фарқланадилар. Минералларни ташқи тузилиши морфологияси уларнинг қандай моддалардан тузилганлигига ва у моддаларнинг молекула, атом ва ионли ички қурилишига боғлиқдир. Шуларга қараб минераллар хар хил геометрик шаклларда кристалланади. Табиатда маълум бўлган минералларни кристалланиш хоссалари билан геология фанининг кристаллография сохаси шуғулланади. Минералларнинг кристаллик хоссаси уларни бошқа аморф (кристалланмайдиган) моддалардан ажратишда асосий белгиси бўлиб ҳисобланади. Минералларнинг кўпчилиги (қаттиқлари) кристалланган ҳолатда учрайди. Жуда оз қисми аморф ҳолатда учрайди. Масалан, кристалланган минералларга куб шаклда кристалланувчи ош тузи, флюорит, олмос, магнетит ва бошқалар; аморф шаклдаги минералларга: фосфорит, каолинит ва боидалар мисол бўла олади.
Кристалларнинг ўзига хос шаклида унинг чегараловчи ён қирралари, учлари бўлади. Шу балгилари билан хам уларнинг бнри иккинчисидан фарқ қилади. Бундан ташқари кристалларнинг биридан иккинчисини ажратиш учун уларда текислик;(Р), марказ(С) ва ёқлари (L ҳарфи билан) ажратилган. Кристалларда текислик, марказ ва ўқ симметрия элеменглари деб айтилади. Симметрия элементлари минераллар кристалида чекланган бўлади. Шулар ёрдамида бири иккинчисидан фарқ қилади. Шу хусусиятига қараб минераллар кристалида 32 хил симметрия элементи бор. Бу 32 хил симметрия элементини 7 системага ёки сингонияга бириктирилган: 1. Триклин. 2. Моноклин. 3. Ромбик. 4. Тригонал. 5. Тетрагонал. 6. Гексагонал. 7. Куб.
Минералларницг физик хоссаси. Минералларнинг энг муҳим физик хусусиятларига қуйидагилар киради:
1. Р а н г и — минераллар ранги ниҳоятда хилма-хил (яшил, сариқ, қизил, қора, пушти, тиниқ ва ҳоказо) бўлади. Минераллар ранги гоҳо икки ранг бирикмасидан ҳосил бўлади. Бундай минераллар оч сариқ, қорамтир, яшил, оч яшил, тўқ қизил ва ҳ. к. деб аталади.
2. Шаффоф — минераллар кристалининг пластинкачасидан нурни ўтишига қараб тиниқ, ярим тиннқ, хира ва тиниқмас хилларга бўлинади. Масалан, тоғ хрустали, гипс, ош тузи, флюорит—тиниқ минералларга; опал, кальиедон — ярим тиниқ, дала шпати — хира; пирит, магнитит—тиниқмас минерал хилига киради.
3. Ялтироқлик — минераллар юзасига тушган нурни акс этишидан ҳосил бўлади. Минералларда шишасимон, металлсимон, садафсимон ва бўзсимон ялтироқлик кўпроқ тарқалган.
4. Қовушоқлиги (спайности). Минерал кристалларининг ёни ва қирралари куч билан таъсир этганда ажраладиган юзаси унинг қовушоқлиги (спайности) дейилади. Қовушоқлик минераллар кристалида бир неча хил: ўта мукаммал, мукаммал, номукаммал ва ўта номукаммал бўлади. Агар кристалл ажралган вақтда силлиқ юза ҳосил қилса ўта мукаммал, агар нотўғри ажралса ғадир-будур юза ҳосил қилса номукаммал қовушоқлик дейилади.
5. С и н и ш — минерал кристаллари синдирилганда ҳам ҳар хил юзалар ҳосил бўлади. Бу юзалар минерал кристалининг қовушоқлиги йўқ хилларида ҳосил бўлади. Синиш нотўғри, ғадир-будур, чиғаноқсимон, толасимон ва ҳоказо турларда рўй беради.
6. Қаттиқлик. Минераллар физик хусусиятларини аниқлашда уларни энг муҳим физик белгиларидан бири қаттиқлигидир. Минералларнинг қаттиқлигини аниқлаш учун 10 минерал танлаб олинган бўлиб, уларнинг энг юмшоғи 1 деб, энг қаттиғи 10 деб олинган. Минералларнинг қаттиқлигини аниқлаш учун қаттиқлиги маълум бўлган минерални ўткир учи билан қаттиқлиги номаълум бўлган минерал юзасига чизиб аниқланади. Агар шундай қилинганда қаттиқлиги маълум минерал номаълум минерал юзасини чизса, чизилган минерал ундан 1 номер кам қаттиқликка эга бўладл. Масалан, кальцит (СаСО₃) ни ўткир учи билан гипс (СаО₄-2Н_аО) ни юзига чизилса, унда из қолади, демак, гипснинг каттиқлиги 2 га тенг бўлади.
7. С о л и ш т и р м а о ғ и р л и к. Минераллар солиштирма оғирлигини оддий дала шароитида аниқлаш қийин, лекин айрим минераллар учун бу муҳим белги бўлиб ҳисобланади. Масалан: кальцитнинг солиштирма оғирлиги 2,7 бўлса, баритники 4,5, галинитники эса (олтингугуртли қўрғошин) 7,1 га тенг ва ҳ. к. Бироқ кўпчилик тоғ жинсини ташкил қилувчи минералларнинг солиштирма оғирлиги 2,5—3 ,5 гача бўлади. Солишгирма оғирлик деб 1 см² ҳажмдаги жисмнинг оғирлигига айтилади.
Минералларнинг магнитлик хоссаси ҳам муҳим аҳамиятга эгадир, масалан, магнетит мннерали ташқи кўриниши гематитга ўхшасада, лекин кучли магнитлик хоссасига эга.
Минераллар классификацияси. Тоғ жинсларини ташкил қилувчи ҳамма минераллар химиявий хоссасига кўра классификация қилинган. Минераллар таркибини ташкил қилувчи элементларнинг қурилишини (кристалланишини) рентген нурлари ёрдамида аниқлаш ҳам мумкин. Минераллар классификацияси кўпрок элементларни бирикиш, реакцияга кириш ва кристалланиш хоссаларига асослангандир. Қуйида минералларнинг химиявий классификацияси қисқача (энг муҳимлари) берилган:
1. Соф элемептлар синфи. Бир элементдан ташкил топган минераллар киради. Олтин—Аu, Платина — Рt, Олмос — С, Графит — С, Олтингугурт — S.
2. Сульфидлар синфи. Элементларнинг олтингугурт билан бирикмаси сульфидлар деб айтилади. Сульфидлар синфи барча минералларнинг 10% ни, яъни 300 дан ортиқроғини ташкил этади. Булардан энг муҳимлари: галенит — РвS₂, пирит — ҒеS_а, сфалерит — ZpS₂, кноварь (симоб) НqS₂
3. Оксидлар ва гидроксидлар синфи. Бу элементларнинг кислород билан бирикмасидан иборат бўлиб, Ер пўстидан муҳим ўрин эгаллаган. Масалан, фақат бир кварц (SiO₂) минерали ер пўстини 12% ини ташкил этади. Бу синфга қуйидаги минераллар киради: кварц — SiO₂; опал —SiO_*Н₂0; корунд — А1₂О₃; боксит — А1₂О₃-2Н₂О; гематит — Ғе₂О; магнетит - ҒеО-Ғе₂О₃; лимонит - 2Ғе₂О₃-пН₂0; пиролюзит — Мп0₂ ва бошқалар.
4. Галоген бирикмалар. Бу синфга мансуб минерал галогенид кислоталарнинг тузларидир: галит - МаС1, сильвинит - КС1, флюорит -— СаҒ₂ ва бошқалар,
Кислородли кислоталарнинг тузлари. Бунга карбонатлар, сульфатлар, фосфат кислота тузлари киради. Шу группага силикатларни ҳам киритса бўлади.
Қарбонатлар группасига кирувчи минераллар ер пўстининг энг устки қисмида кўп тарқалган: кальцит — СаСО₃; доломит — СаМg(СО₃)₂; сидерит — ҒеСО₃ ва х. к. киради.
Сульфатлар группаси минераллари: ангидрид — СаSО₄, барит — ВаSО₄, гипс — СаsО₄-2Н₂О, мирабилит — Na₂SO₄.-10Н_аО дан иборатдир.
Фосфатлар группаси минераллари фосфор кислотасининг (Н₃РО₄) минерал тузларидир: апатит — SСа₃(Р₃О₈), (Ғ,С1)₂, фосфорит- Са₅ (ҒеС1)(РО₄)s ва бошқалар.
Силикатлар синфи минераллари кремнийли ва алюминий - кремнийли кислоталарнинг тузлари бўлиб, текширишлар натижасида бу синфни кенжа группаларга бўлинган: оролсимон,. занжирсимон, лентасимон, варақсимон ва тўкимасимон силикатлардир. Булардан энг мухимлари: оливин, авгит, роговая обманка, мусковит, биотит, тальк, каолинит, серпентин, хлорит, глауконит, плагиоклазлар, ортоклаз, микроклин, лейцит, нефелин ва бошқалар тоғ жинсларини таркибини ташкил қилади.