В настоящее время месторождения полезных ископаемых изучаются и разрабатываются только в пределах земной коры. Поэтому земная кора имеет исключительно важное значение в закономерностях формирования и размещения месторождений. Но на образование месторождений влияют процессы, протекающие и на больших глубинах Земли, особенно в верхней мантии.
В составе земной коры существенно преобладают восемь элементов. Кислород составляет почти половину массы земной коры. Кларк кислорода (в %): 47, кремния 29,5, алюминия 8,05, железа 4,65, кальция 2, 96, натрия и калия по 2,5, магния 1,87.
Среди химических элементов X. С. Вашингтон выделил петрогенные—Si, Аl, Мg, С, Са, К, Ва, Sе, В, N, О и др., и металлогенные— Ее, Мn, Zn, Си, Ag, Аu и др. Петрогенные элементы расположены к верхней части таблицы Д. И. Менделеева (рис. 1), а металлогениые — в нижней. Петрогенные элементы встречаются в природе преимущественно в виде силикатов, карбонатов, сульфатов, оксидов и фосфатов; они входят в состав горных пород, формирующих земную кору; типичны для неметаллических полезных ископаемых. Металлогенные элементы встречаются преимущественно в виде сульфидов, соединений с сурьмой, мышьяком. Они характерны для месторождений металлов. Конечно, эти особенности не исключительны. Например, железо, марганец, олово и уран — элементы металлогенные, но они широко встречаются в оксидных соединениях. Многие петрогенные элементы установлены на месторождениях металлов (Са, S, К и др.), а такой петрогенный элемент, как алюминий, слагает высокоглиноземистые минералы бокситов, отйосимых к металлическому сырью.
В. М. Гольдшмидт выделяет литофильные элементы (О,Si, F,Cl и др.), формирующие в условиях земной коры преимущественно кислородные соединения; халькофильные (S, Sе, Те, Си, Zn, РЬ, Ag и др.), охотно соединяющиеся с серой; сидерофильные
(Fе, Ni, Со, Р, Рt;, Аu, Мо и др.), способные растворяться в железных сплавах и многие из которых могут встречаться в самородном состоянии; атмофильные (Н, N, С, О, Не, Аr и др.), характерные для земной атмосферы. Кроме того, выделяют еще и биофильные элементы (С, Н, О, N, Р и др.), которые способны накапливаться в живых организмах.
А. Н. Заварицкий разделил элементы по геохимическим особенностям на следующие 10 групп:
- благородные газы;
- элементы горных пород;
- элементы магматических эманаций;
- группу железа;
- редкие;
- радиоактивные;
- металлические;
- металлоидные и металлогенные;
- группу платины;
- тяжелые элементы (рис. 2).
Особенности поведения элементов разных групп при тех или иных геологических процессах различны. Эти процессы приводят к концентрации или к рассеиванию химических элементов. В результате концентрации элементов формируются месторождения полезных ископаемых. Близость химических свойств ряда элементов обусловливает природные ассоциации элементов. Например, в эндогенных месторождениях тесно связаны свинец и цинк, сера и селен и т. д.
Устанавливается связь химических элементов с вполне определенными горными породами. Так, с ультрамафитами связаны повышенные концентрации хрома, никеля, кобальта, магния, осмия, иридия; с мафитами — титана, ванадия, железа, платины, палладия, меди; с щелочными породами — фосфора, фтора, редких земель; с кислыми — золота, молибдена, вольфрама, олова, лития, бериллия и т. д.
