ГлавнаяГольдшмидт, как и ряд других исследователей, полагает, что земной шар состоит из нескольких оболочек, с глубиной постепенно и закономерно меняющих свой химический состав. Исходя из геохимических отношений, Гольдшмидт выделяет четыре главные группы элементов:
1. Сидерофильные элементы с преобладанием железа.
2. Халькофильные элементы е преобладанием расплавов сульфидов.
3. Литофильные элементы с преобладанием расплавов силикатов.
4. Атмофильные элементы, накапливающиеся в атмосфере.
Он полагает, что это распределение по группам элементов произошло на начальных стадиях диференциации земного шара. Процесс диференциации продолжается и в настоящее время.
В глубинных магмах накапливаются наиболее тяжелые сидерофильные элементы, а наиболее легкие элементы уходят во время вулканических процессов в газовую оболочку земли (фумаролы вулканов).
Распределение отдельных элементов по оболочкам рисуется Гольдшмидтом в следующем виде:
Из этих элементов основное значение для магматических пород имеют литофильные элементы, входящие в состав как магм, так и образующихся из них горных пород. В самой магме происходят разнообразные физико-химические процессы, главнейшими из которых являются: оседание сидерофильных минералов, погружающихся на дно магматических бассейнов, постепенно отделяясь от силикатного расплава; выделение тех минералов, которыми пересыщается магма. Если они более тяжелы, чем силикатный расплав, они оседают вместе с сульфидными составными частями, если легче — поднимаются вверх. По мере уменьшения давления, например при поднятии магмы, выделяются летучие компоненты в виде газовой фазы; как результат взаимодействия этих трех процессов получается магматический остаток.При кристаллизации магмы минералы обычно, за исключением кварца, представляют собой твердые растворы, состоящие из двух, трех и более компонентов в различных относительных количествах. Так, например, в состав оливинов входят NiO, CoO, которые при кристаллизации оливина извлекаются из силикатного раствора. При этом магматический расплав обогащается теми элементами, которые не входят в состав твердых растворов силивина.
В результате этого редкие элементы, перечисленные в столбце 3, различаются в зависимости от того, растворимы ли они в отдельных продуктах кристаллизации магмы или нет. Накапливаясь в магматическом остаточном расплаве, такие элементы могут в конце концов образовать самостоятельные минералы, например при кристаллизации пегматитов.