Распространение фтора в природе

Фтор относительно широко распространен в Солнечной системе. Согласно космохимической классификации элементов Г. Зюсса (1965 г.), он относится к летучим элементам, являющимся характерными компонентами звездного и солнечного вещества. Фтор входит в группу летучих летофильных элементов, которые сосредоточены преимущественно в верхних оболочках планеты и в их коре. Фтор в значимых количествах присутствует в составе планет и спутников Солнечной системы; он обнаружен в метеоритном веществе.

Содержание в литосфере

Фтор в связанном состоянии составляет 0,078 % земной коры.

Наиболее важный фторсодержащий минерал – плавиковый шпат (или флюорит)CaF₂. Обычно он встречается в виде больших бесцветных кристаллов, но известны также и окрашенные разновидности (синяя, желтая и зелёная). Плавиковый шпат довольно широко распространён в природе. Другие простые фториды, встречающиеся в виде минералов – это вильомит (NaF), селлаит (MgF₂). Однако в отличие от флюорита эти минералы встречаются редко.

Наиболее важным комплексным фторидом, распространенным в природе, является криолит Na₃[AlF₆], который образует бесцветные моноклинические призмы (плотность 2,95–2,97). Два фторосиликата, встречающиеся в природе, – калиевая соль K₂SiF₆ (хиратит) и аммониевая соль (NH₄)₂SiF₆ (малладрит) – были обнаружены в вулканических отложениях.

Другая большая группа редко встречающихся фторосодержащих минералов состоит из фторкарбонатов, фторсульфатов, фторфосфатов, фторарсенатов и фторниобатов. Фторкарбонаты встречаются в виде минерала бастнезита CeFCO₃, а также нескольких минералов, содержащих карбонаты щелочноземельных металлов. Многие кальциты и аргониты содержат небольшие количества связанного фтора. Достаточно широко распространен в природе фтороаппатит 3Ca₃(PO₄)₂∙Ca(Cl, F)₂, который содержит различные количества фтора. Фторапатит – сырьё для производства удобрений и различных соединений фосфора. Редкие фосфатные минералы амблигонит LiAl(F, OH)PO₄ и фремонтит (Na, Li)Al(OH, F)PO₄ также содержат фтор.

В силикатных минералах может иметь место изоморфное замещение кислорода или гидроксила ионом фтора. В магниевом силикате Mg₅(F, OH)₂(SiO₄)₂ (хондрит) и Mg₇(F, OH)₂(SiO₄)₂ (хюмит) содержание фтора составляет соответственно 4,76–7,30 % и 3,08–4,58 %. Фтор обычно входит в состав слюд и большого числа других силикатных минералов.

Содержание в гидросфере

Фтор впервые в морской воде был обнаружен К. Уилсоном в 1850 г. Среднее его содержание в океанской воде 1,3 мг/л, а общее количество растворенного элемента в водах Мирового океана оценивается в 18×10¹¹ т. Обычно с ростом солености воды в ней увеличивается концентрация фтора. Влияние на содержание фтора в морских отложениях оказывает присутствие фосфатов, апатитов.

Содержание фтора в океанических иловых водах колеблется в пределах 1,6–7,6 мг/л, в глубоководных отложениях – от 0,031 до 0,076 %.

Содержание в атмосфере

Природными источниками фтора в атмосфере являются вулканы, почвенная пыль, капли морской воды, вносимые в атмосферу ветрами. В атмосфере соединения фтора присутствуют в виде газов и аэрозолей, а также в составе жидких осадков. Типичное содержание фтора в приземном слое атмосферного воздуха находится в пределах 0,02–0,04 мкг/м³. Фоновой уровень фтора в атмосфере Земли в 0,05 мкг/м³. Фоновые концентрации этого элемента в атмосферных осадках составляют 0,03–0,07 мг/дм³.

Атмосферные осадки прибрежных морских районов обогащены фтором, что обусловлено активным выносом его аэрозольных форм с морской поверхности. Океаны являются наиболее мощными источниками поступления в атмосферу фтора, нежели континенты. Поступление фтора из океана в атмосферу происходит за счет обмена газообразными соединениями, например HF. Аэрозоли, образующиеся над океаном, поставляют в атмосферу 0,05 млн. т/год фтора. В целом в атмосфере единовременно содержится 1,2×10⁴ т фтора океанского генезиса. Поток фтора в системе океан – атмосфера – континент – океан оценивается в 2×10⁵ т/год.

Содержание в биосфере

Среднее содержание фтора в верхнем слое почв мира составляет 320 мг/кг. А.П. Виноградов оценивает среднее содержание фтора в почвах в 200 мг/кг. Наиболее низкие уровни его характерны для песчаных почв гумидных районов, а высокие – для тяжелых глинистых почв. Для большинства природных почв содержание фтора колеблется в пределах 150–400 мг/кг.

Поиск по сайту: