第二章 地球的化学组成.

P等），并且有一定的时间连续。
太阳系的组成
大家都知道我们地球所在的太阳系是由太阳、 八大行星、行星的卫星、大量行星物体 (宇宙尘、 彗星、小行星）组成。 行星分为两类：内行星、外行星（类木行星） 火星和木星之间存在小行星带 其中太阳的质量占太阳系总质量的99.8%， 其他成员的总和仅为0.2%。所以太阳的成分是研 究太阳系成分的关键。
95%的岩浆岩，4%的页岩，0.75%的砂岩，0.25%的
灰岩，而这5%沉积岩也是岩浆岩派生的，因此认为
岩浆岩的平均化学成分实际上可以代表地壳的平均
化学成分。
其作法如下：
①在世界各大洲和大洋岛屿采集了5159个不同岩浆岩样品 和676件沉积岩样品； ②对53种元素进行了定量的化学分析； ③其样品的数量相当于这些样品在地球表面分布面积的 比例;
质侵入体组成，中地壳主要由角闪岩相岩石组成， 下地壳主要由麻粒岩相岩石组成 上地壳至中地壳至下地壳，随着深度增加，岩 石变得更基性，即SiO2含量降低（地球物理）
大陆中地壳成分
大陆中地壳具有花岗闪长—云英闪长质总体成分，
SiO2含量介于62.4~69.4%之间
SiO 2 和 K 2 O 估计值明显低于大陆上地壳， MgO 、 FeO和CaO的估值高于上地壳 弱的负Eu异常或没有Eu异常，区别于大陆上地壳
大陆一般分为花岗质的上地壳、英云闪长质
的中地壳和玄武质的下地壳
大陆地壳是矿床的主要产地
大陆地壳
大陆地壳由演化的、低密度的岩石组成，高
于海平面。占地球表面41%，明显区别于洋壳和地
幔
平均厚度37~40km，喜马拉雅山地区可达80km
目前最古老的大陆地壳年龄记录为44亿年
大陆一般分为花岗质的上地壳、英云闪长质
境评价、区域环境地球化学和农业地球化学评价
的主要地球化学依据 地壳克拉克值（未变质的火成岩）实际上 是大陆上地壳元素丰度
大陆上地壳元素丰度的研究方法
早期克拉克计算法 是由美国F.W.Clarke和H.S.Washington于1924
年发表的地球化学资料中计算出来的。
他们的思路是在地壳上部16公里范围内分布着
第二章 地球的化学组成
分布和丰度
丰度：泛指任何宇宙体或地质体中元素的平均
含量。 元素丰度：是指元素在所研对象中的平均含量。 人们只有了解到元素在各种地质体中的丰 度及丰度规律后，才有可能进一步探讨各种地 质作用过程中元素的地球化学行为及演化规律。
地球化学体系
按照地球化学的观点，我们把所要研究的对象 看作是一个地球化学体系，每个地球化学体系都有 一定的空间，都处于特定的物理化学状态（ C、T、
大量研究证明，细粒碎屑沉积岩或沉积物（如页岩、
泥岩、粉砂岩、杂砂岩、冰积岩、浊积岩、黄土）代表了大
陆上地壳的天然平均样品，所以，细粒碎屑沉积岩方法已被
广泛用于研究现今和地质历史上大陆上地壳的成分和演化，
并通过对源区组成的研究指示构造环境的变迁
最大的缺点，不能给出大陆上地壳主量元素的丰度，对
微量元素的研究也一般只限于不溶元素
④计算时用算术平均求出整个地壳的平均值。
他们的工作具有重大的意义： ①开创性的工作，为地球化学发展打下了良好的基础； ②代表陆地区域岩石圈成分，其数据至今仍有参考价 值。
大陆上地壳元素丰度的研究方法
主要研究方法： ① 通过对大区域出露的不同岩石进
行系统取样和分析
② 对细粒碎屑沉积岩进行研究
大陆上地壳元素丰度的研究方法
陨石类型
陨石可划分为： 球粒陨石质陨石
非球粒陨石质陨石
铁陨石
石陨石
地球圈层
固体地球： 地壳（0.4%） 地幔（67.2%） 地核（32.4%） 水圈和大气圈（0.03%）
地球圈层
固体地球： 地壳（0.4%） 地幔（67.2%） 地核（32.4%） 水圈和大气圈（0.03%）
地球的化学组成
2.1 2.2 2.3 大陆地壳的化学组成 大洋地壳的化学组成 地幔的化学组成
2.4
2.5
Hale Waihona Puke Baidu
地核的化学组成
地球的化学组成
大陆地壳
大陆地壳由演化的、低密度的岩石组成，高
于海平面。占地球表面41%，明显区别于洋壳和地
幔
平均厚度37~40km，喜马拉雅山地区可达80km
目前最古老的大陆地壳年龄记录为44亿年
的中地壳和玄武质的下地壳
大陆地壳是矿床的主要产地
大陆地壳的化学组成
2.1.1 2.1.2 大陆上地壳 大陆深部地壳
2.1.3
2.1.4
大陆地壳组成
大陆地壳组成对壳幔交换作用 的指示
大陆上地壳
大陆上地壳是人们能够进行大规模直接取样
的地球部分，相对于下地壳，其成分与地幔源区
差异更为明显
大陆上地壳元素丰度是进行成矿预测和环
大陆地壳的化学组成
2.1.1 2.1.2 大陆上地壳 大陆深部地壳
2.1.3
2.1.4
大陆地壳组成
大陆地壳组成对壳幔交换作用 的指示
大陆深部地壳
大陆深部地壳包括大陆中地壳和下地壳
深部地壳一般难以直接观察和取样，不确定性大，
尤其是下地壳 中地壳一般由角闪岩相岩石组成 下地壳（地表下 20~25km ）通常认为由麻粒岩相变 质岩组成，是联系地幔和深部地壳的纽带，是大陆生长、
世界上其仅在大区域范围内进行过系 统取样和主量与微量元素分析的地区只有
加拿大地盾和中国东部（秦岭造山带和华
北克拉通与扬子克拉通）两个地区
大陆上地壳元素丰度的研究方法
大规模区域岩石取样和分析方法是 上地壳元素丰度研究的最可靠的方法，
可是同时研究所有主量和微量元素的唯
一方法，缺点是费时、费力、费钱。
大陆上地壳元素丰度的研究方法
大陆中地壳成分
大陆下地壳成分
是有关大陆地壳形成和演化研究中未解决的问题 下 地 壳 成 分 估 值 变 化 从 基 性 到 中 性 （49.6%~62.9%），证明下地壳组成不均一 相对于上地壳，下地壳明显亏损 K 和 U ，不具 Eu 异 常或Eu正异常
不同地区及相同地区的下地壳样品存在明显差异，
壳—幔物质交换和壳内物质分异的关键场所
研究方法
世界上最深的科拉半岛大陆超深钻深度仅有12km 大陆深部地壳研究方法主要有三种： 出露地表的大陆地壳剖面 产于火山岩中的深部地壳包体 地球物理方法
出露地表的大陆地壳剖面的一般模式（据 Percival等，1992）
共识
地壳垂向存在明显的变质分层
上地壳主要由未变质相至绿片岩相岩石和花岗