Неизменный запас металлов Земли сосредоточен в двух геосферах, или физико-химических системах. Внешняя геосфера представлена тонкой приповерхностной оболочкой, где весьма активно протекают разнообразные процессы. К ней относятся атмосфера, биосфера, гидросфера, литосфера и астеносфера, по которой перемещаются океанические и континентальные плиты. Внутри этой сложной геосферы находится другая геосфера, состоящая из мантии и ядра.
Хотя почти все металлы являются первозданными, т.е. не создавались и не разрушались со времени зарождения Земли, они все же перемещались из одного места в другое. Сложные химические и термические взаимодействия между двумя геосферами обусловили перераспределение элементов, как металлов, так и металлоидов. Перераспределение некоторых металлов началось очень давно, на ранних этапах существования Солнечной системы, когда Земля, согласно одной теории, образовалась путем аккреции метеоритов.
При зарождении Земля, возможно, имела состав, примерно соответствующий составу простого метеорита. Эта идея была выдвинута Б. Мейсоном из Национального музея естественной истории США в Вашингтоне и А. Рингвудом из Австралийского государственного университета в Канберре. Метеориты вначале медленно слипались друг с другом, но затем, по мере того как Земля становилась все больше и больше, а ее гравитационное притяжение увеличивалось, скорость этого процесса возрастала. В результате исходная метеоритная масса полностью переформировалась, а Земля претерпела дифференциацию с образованием дискретных концентрических оболочек.
Каждая оболочка сложена различными металлами. Капельки железа выделялись из мантии, осаждались и объединялись, в результате сформировалось металлическое ядро; примерно так же вели себя другие сидерофильные элементы, такие, как никель, кобальт, золото и платина, имеющие склонность к самородным образованиям. В противоположность этому в мантии концентрировались литофильные элементы, склонные к образованию кислородных соединений, такие, как кремний, магний, алюминий и кальций. Взаимодействуя с кислородом, самым распространенным элементом горных пород, они образуют силикаты, слагающие мантию и земную кору. Следующими по распространенности после литофильных элементов, которые составляют преобладающую часть земной коры, являются рудообразующие элементы: преимущественно халькофильные металлы, склонные к образованию соединений с серой, например медь и цинк. Сюда же относятся летучие элементы, такие, как хлор и сера.
Эти различные рудообразующие элементы, остающиеся захороненными в течение миллиардов лет глубоко в недрах Земли, время от времени поднимаются к поверхности, где их судьба предрешена. Они поднимаются с магмой, которая представляет собой жидкое вещество и может как бы всплывать в мантии. В зависимости от характера среды или каких-либо других образований, встречающихся на пути их подъема, эти рудообразующие элементы могут сформировать ценные рудные залежи или рассеяться в породах, которые не представляют промышленного интереса.
