Цирконий.

Довольно высоки содержания циркония в марганцевых конкрециях, поднятых со дна океанов советскими исследователями. Так, в 54 образцах марганцевых конкреций, подпитых со дна Тихого океана, содержания циркония колебались от 0,009 до 0,12%, составляя в среднем 0,063 %• В этих же конкрециях обнаружены повышенные содержания многих цветных и редких металлов (в %, в среднем): марганец — 24,2; стронций-0,81; титан — 0,67; кобальт — 0,36; никель — 0,99; медь — 0,53; цинк — 0,047; молибден — 0,052 и т. д. Как видим, это настоящая кладовая полезных ископаемых. В образцах марганцевых конкреций, поднятых со дна Атлантического океана, оказалось несколько меньше — 0,054% при небольших колебаниях (от 0,044 до 0,064%). Здесь также повышено содержание цветных и редких металлов.

Довольно много циркония и в почвах нашей планеты, в среднем 0,03%. Больше только (не считая кислорода и азота) кремния, железа, магния, марганца, кальция, титана, натрия, калия, фосфора, серы, лития. Все остальные микроэлементы, в том числе очень для жизни растений ванадий, молибден, медь, содержатся в почвах в количестве десятитысячных и" тысячных долей процента, не более 0,03%. К сожалению, роль циркония для жизнедеятельности растений и живых организмов пока не выяснена, хотя каждая тонна почвы содержит почти 300 г этого элемента.

Более высокий имеют лишь 14 элементов (кислород, кремний, алюминий, железо, титан, магний, марганец, кальций, калий, натрий, фосфор, сера, стронций, барий). Таким образом, 15-е место циркония указывает на то, что это отнюдь не редкий металл: в среднем в земной коре его больше, чем цветных или действительно редких металлов. Для сравнения приведем наиболее известных из них медь — 0,005; цинк -0,008; свинец — 0,00125; олово — 0,00025; молибден — 0.0001; вольфрам — 0,00013; ртуть — 0,000008; сурьма — 0,00005; хром-0,0009; кобальт — 0,002; никель-0,006; ниобий-0,002; тантал — 0,00025; иттрий — 0,002; ванадий — 0,009.

Кларк гафния в земной коре по А. П. Виноградову — 0,0001%, по Р. Тэйлору-0,0003%. Вероятно, более достоверно последнее значение, так как в этом случае цирконий — отношение будет составлять примерно 55:1, что почти соответствует таковому для Земли и для Солнечной системы.

Пересчеты средних содержаний циркония в Земле и в литосфере па его в атомах на миллион атомов кремния дали следующие результаты: в литосфере на 1•10е атомов кремния приходится 165 атомов циркония, на планете Земля в целом — 51,4 атома, в Солнечной системе — 23 атома. Таким образом, наша планета обогащена атомами циркония по с Солнечной системой более чем в 2 раза, а литосфера Земли — почти в 7 раз.

По данным исследователей, средний химический состав Земли — следующий (в %): железо 29,3-39,8; кислород 27,7-30,7; кремний 14,5-15,2; магний 8,7-15,7; алюминий 1,1-3; кальций 1,1-2,9; сера 0,6-4,67; никель 1-1,35; натрий 0,3-0,9; хром 0,13-0,26; марганец 0,07-0,22; кобальт 0,06-0,23; калий 0,07-0,29; титан 0,02-0,54. Это основные элементы Земли, в сумме слагающие почти 99%. А в 1% входит около 80 элементов, и среди них одно из первых мест по своей распространенности занимает цирконий. Его содержание в целом на планете А. П. Виноградов оценивал в 0,003% (как в хондритах). Для сравнения скажем, что в более высоких количествах, помимо вышеперечисленных, всего лишь пять элементов (в %): углерод (0,04), медь (0,01), хлор (0.007), ванадий (0,007) и цинк (0,005). Таким образом, цирконий на нашей планете, несмотря на столь низкое содержание — всего 0,003%, входит в первые 20 самых распространенных Земли.

Среднее содержание гафния для Земли в целом, по данным анализов каменных метеоритов, оценивается в 0,00005%; отношение циркония к гафнию составляет 60:1.

Иная распространенность циркония и гафния в самой верхней, доступной непосредственному изучению оболочке нашей планеты — земной коре. Среднее содержание циркония здесь, или этого элемента, по расчетам А. П. Виноградова и американского геохимика Р. Тэй-лора, составляет 0,0165 мас.%. Ранее геохимики Ф. Кларк и Т. Вашингтон оценивали кларк циркония в 0,023 мас.%, А. Е. Ферсман — в 0,025 мас.%.

Правда, в железных и сульфидных метеоритах цирконий — один из наименее распространенных элементов. Более поздние (1962 г.) исследования академика А. П. Виноградова показали, что среднее содержание циркония в хондритах несколько меньше — 0,003-0,006%, но и эти цифры достаточно высоки. Больше, чем циркония, в хондритах только железа, титана, ванадия, хрома, кобальта, никеля.

По распространенности в метеоритах А. Е. Ферсман помещал цирконий в пятую (из 15) декаду элементов. В первой декаде для метеоритов с содержанием элементов более 10. % лишь четыре элемента: кислород, кремний, магний и железо; во второй (1-10 %)-сера, алюминий, кальций; в третьей (0,1-1ат.%) — никель, хром, натрий, калий; в четвертой (0,01-0,1 %)- титан, , углерод и, наконец, в пятой (0,001-0,01 %) — цирконий, медь, цинк, скандий, мышьяк, бериллий, олово, литий, стронций.

В первых пяти декадах метеоритов вместе с цирконием сосредоточивается всего 28 элементов из более чем 100 элементов периодической системы. Примерно так же оценивается и распространенность циркония в Солнечной системе.

Американские экспедиции по программе «Аполлон» доставили на Землю базальты и реголиты из Моря Спокойствия и из Океана Бурь. Во всех образцах содержания циркония оказались очень высокими: в реголитах Моря Спокойствия-0,04%, а Океана Бурь-0,067%, в базальтах — соответственно 0,07 и 0,017%. Других элементов-примесей (бария, стронция, никеля, скандия и др.) значительно меньше. Как видим, цирконий на Луне широко распространен. Из лунных породах несколько больше лишь хрома, а остальные, даже такие характерные элементы, как никель, кобальт, медь, ванадий, встречаются гораздо реже.

Весьма высоки содержания циркония и в пришельцах из космоса — метеоритах, своеобразных обломках твердого планетного вещества нашей Вселенной. Метеориты подразделяются на каменные, сложенные породами, близкими к базальтам, на железные, состоящие в основном из самородных железа и металлов его группы, и на очень редкие — сульфидные.

В каменных метеоритах, по данным академика А. Е. Ферсмана (1935 г.), среднее содержание циркония составляет около 0,01%, в железных — всего 0,0008%, в сульфидных он отсутствует. Эти содержания довольно значительны, во всяком случае, таких широко известных металлов, как медь, цинк, сурьма, олово, вольфрам, молибден и некоторые другие, в каменных метеоритах значительно меньше.