علوم زمین

به نام خدا

علت فراواني عنصر آهن در پوسته زمين

محمد علي قلي نتاج

       تركيب ميانگين پوسته در اصل همان تركيب سنگهاي آذرين است . 95%  از ده مايلي بالاي پوسته را سنگهاي آذرين و دگرگوني ، 4% از شيل ، 75/ % از ماسه سنگ  و 25/ %  از سنگ آهك تشكيل شده است . ميزان ميانگين برخي از عناصر در پوسته زمين برحسب گرم در تن يا قسمت در ميليون بصورت زير است : هيدروژن (1400) ، كربن (200) ، اكسيژن (466000) ، سديم (28300) ، منيزيم (20900) ، آلومينيوم (81300) ،‌سليسيم (277200) و آهن (50000) ( مر ، 1373 ) . بنابراين پوسته زمين اساسا يك بسته يندي از آنيونهاي اكسيژن است كه بوسيله سليسيم و يون فلزات رايج بهم بسته شده است و همانطور كه گلداشميت اظهار داشته است ، ليتوسفر را مي توان به اكسي اسفر (Oxysphere) نام نهاد .

     عنصر اصلي زمين آهن مي باشدو 6/36 % از جرم كل زمين را شامل مي شود ، در اين بين 58/24 % بصورت  آهن فلزي ،    37/3 % بصورت آهن سولفيدي ( تروليت ) و 68/6 %  تركيبات سيليكاته ظاهر مي شود . آهن فلزي و سولفيدي تشكيل دهنده هسته زمين مي باشند ( هسته 4/32 % از جرم زمين را تشكيل مي دهد ) ، هرچند آهن سولفيدي به اشكال گوناگون مي تواند در گوشته و پوسته نيز وجود داشته باشد . و مابقي آهن بصورت سيليكاته تشكيل دهنده پوسته و جبه مي باشند هرچند آهن مي تواند بصورت با بنيان كربناته مانند سيدريت و آنكريت ، با بنيان اكسيدي مانند هماتيت ، ليمونيت ، مانيتيت و سولفيدي مانند پيريت و كالكوپيريت بهمراه سيليكاتها بخصوص در پوسته زمين رويت گردد ( مر ، 1373 ) .

   مقايسه فراواني نسبي عناصر برمبناي وزني در پوسته زمين نسبت به كل زمين بصورت زير مي باشد :

 پوسته ( ترتيب فراواني از چپ به راست ) :                O, Si,Al,Fe,Ca,Na,K,Mg 

كل زمين ( ترتيب فراواني از چپ به راست ) :              Fe,O,Si,Mg,Ni,S,Ca,Al

    اين مقايسه بيانگر كمتر بودن Fe و Mg در پوسته ، نبود گوگرد جزء عناصر اصلي و بالا بودن سديم و پتاسيم بهمراه آلومينيوم در آن است ، بعبارتي تفريق پوسته از جبه باعث اجتماع سيليكاتهاي نسبتا سبك مانند فلدسپاتها شده است .

     بنابراين با توجه توضيحات فوق ، آهن جزء چهارمين عناصر با فراواني بالا بر اساس درصد وزني پوسته زمين بوده ( 5 % از وزن پوسته ) و بصورتهاي سيليكاته ، اكسيدي ، سولفيدي و حتي كربناتي مي تواند وجود دشته باشد و اين فراواني اولا تابع رفتار ژئوشيميايي اين عنصر از قبيل خصوصيات شعاع اتمي ، يوني ، هيدراته و خصوصيات پتانسيل يوني بر مبناي نوع محيطي كه قرار    مي گيرد  و ثانيا به  فراواني كانيهايي كه اين عنصر مي تواند به شكل هاي گوناگون در داخل شبكه بلورين جاي گيرد ، وابسته است. براي نمونه سنگهاي آذرين تشكيل دهنده پوسته زمين داراي دو قطب فراواني بالا يكي بازالتي و ديگري گرانيتي است ؛ سنگهاي بازالتي بعلت فراوانيكانيهاي فرومنيزين مانند اليوين و پيروكسن بطور معمول داراي عنصر آهن بالا است ، اما در سنگهاي گرانيتي هرچندفراواني كانيهاي فرومنيزين كم مي باشد ولي با اينحال نمي تواند عاري از آهن باشد چرا كه كانيهايي نظير ميكاها ، آمفيبول ها مي توانند عنصر آهن را در خود جاي دهند .

منابع :

 _ مر ، كارلتون ب . و ميسون ، برايان ، 1373 ، اصول ژئوشيمي ، ترجمه فريد مر و علي اصغر شريفي ، انتشارات دانشگاه شيراز ، چاپ دوم ، 566 ص.

_ معين وزيري ، حسين و احمدي ، علي ، 1371 ، پتروگرافي و پترولوژي سنگهاي آذرين ، انتشارات دانشگاه تربيت معلم تهران ، 539 ص .