第二章 地壳中化学元素的分布

二．地壳中化学元素的丰度—克拉克值
“原子克拉克值”：费尔斯曼提出地壳中 化学元素的丰度以元素的原子百分数表示， 即以元素的重量克拉克值÷元素的原子量 ＝元素的原子克拉克值。
地壳中元素丰度常用重量单位表示。
主量元素常以重量百分含量（wt%）表示；
常用克/吨（g/t或10-6）即百万分之一表示
微量元素的丰度；以毫克/吨（mg/t或10-9）
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二．地壳中化学元素的丰度—克拉克值
元素的“克拉克”或“克拉克值”： 是指任一化学元素在地壳中的平均丰度。 为了表彰克拉克（Clark F W）在这一研究 领域的卓越贡献，苏联地球化学家费尔斯 曼建议将地壳的平均化学成分（或地壳的 元素丰度）命名为“克拉克值”。这个术 语已为地球化学界采用至今。
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第一节 地壳中化学元素的分布
一．地壳中化学元素的分布与分配 1.分布与分配的概念
元素的分布与分配都是有关元素含量的 概念。分布指元素在各种宇宙体或地质体 中（太阳、行星、陨石、地球、地圈、地 壳）整体（母体）的含量；而分配则指元 素在构成该宇宙体或地质体内各个部分或 各区段（子体）中的含量。二者既有联系 又有区别，而且是一个相对的概念。
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第一节 地壳中化学元素的分布
化学元素在地壳中的分布，也就是元 素在地球（母体）中的各层圈（子体）分 配的总和。而元素在构成地壳的各构造层 及各类型岩石中的分布，则又是元素在地 壳（母体）中各子体中分配。
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第一节 地壳中化学元素的分布
一．地壳中化学元素的分布与分配 2.元素在岩石和矿物中分配 1）各类岩石中元素的平均含量 涂里干和魏德波（Turekian K and Wedepohl K，1961）首先发表了火成岩、沉积岩和 深海沉积物等主要岩石类型的元素平均含 量。其后，前苏联地球化学家维诺格拉多 夫 （ Vinogradov ， 1962 ） 发 表 了 各 类 岩 浆 岩和沉积岩的元素平均含量
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第二章 地壳及地幔中化学元素 的分布
第一节 地壳中化学元素的分布
一．地壳中化学元素的分布与分配 二．地壳中化学元素的丰度—克拉克值 三. 地壳中化学元素丰度研究 四. 地壳中的化学元素的分布特点
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二．地壳中化学元素的丰度—克拉克值
1. 地壳中化学元素的丰度：是指化学元素 在地球化学系统中的平均分布量。自然体 系中不同级别、不同规模的宇宙体或地质 体中（如太阳系、行星、陨石、地球、地 壳、各地圈）元素的平均含量就相应的称 为元素的宇宙丰度、地球丰度、地壳丰度， 各种岩石的元素丰度等。
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2）岩石中元素在各组成矿物中的分配，富 集矿物及荷载矿物
在确定不同类型岩石中元素丰度的基 础上，进一步查明元素在组成各类岩石的 矿物中的含量，单矿物在岩石及矿石中所 占的百分比，进行岩石或矿石中元素分配 的平衡计算，是研究元素地球化学迁移与 富集，矿石综合利用、矿石冶炼工艺、环 境治理的基础，具有重要理论及实际意义。 分配的平衡计算，可以查明元素赋存的 “荷载矿物”和“富集矿物”。
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研究初期确定地壳元素丰度的各种方法， 明显存在着以下主要问题：①采用的地壳概念 不一致，均未按照现代地壳结构模型进行元素 丰度的计算；②地壳的计算厚度采用16km是人 为确定的，未考虑莫霍界面；③忽略了海洋地 壳的物质成分，实际上多数数据只能是大陆地 壳的元素丰度。
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三．地壳中化学元素丰度研究
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2）岩石中元素在各组成矿物中的分配，富 集矿物及荷载矿物
所谓“荷载矿物”是指岩石中某元素的总 含量主要部分分配在这种矿物之中，而单 矿物中某元素的含量不一定很高。“富集 矿物”是指矿物中明显富集某元素，含量 高于岩石中的平均含量，对该元素在该矿 物中的分配量不一定最多。
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表 铍在花岗岩各造岩矿物中的分配
矿物名称
长石 石英 黑云母 白云母
岩石中 矿物百 分含量
/10-6 57.9 36.5 2.0 3.5
矿物中铍 1 克岩石中的 各矿物中
的含量 各矿物所含 铍量所占
/10-6
铍的量/10-6 的百分数
6.00 1.35 5.40 13.00
3.48 0.48 0.11 0.65
73.7 10.2 2.3 13.8
2) 戈尔德施密特采用挪威南部古老片麻岩地区的冰川粘土 3) 维诺格拉多夫根据粘土和页岩的平均化学成分
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三．地壳中化学元素丰度研究
4) 泰勒采用花岗岩和玄武岩的质量比为1：1进行计算。并简 单地用花岗岩和玄武岩的标样来代替
5) 波德瓦尔特和罗诺夫等采用符合现代地壳结构的全球地壳 模型
6) 黎彤在计算中国岩浆岩平均化学成分的基础上，采用波德 瓦尔特的全球地壳模型，将全球划分成地盾区、褶皱区、 浅洋区和深洋区四个构造单元
岩石中 铍的含 量/10-6
5.40
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3. 地球化学研究确定元素的赋存状态
①形成独立矿物； ②呈类质同像状态，由于元素与矿物中主要元
素地球化学性质相近，加入矿物晶格； ③以超显微的微粒包体，呈细分散状非结构混
入物存在，不占据主矿物晶格位置； ④呈离子吸附状态，元素以离子或离子团被胶
体颗粒表面吸附。如粘土矿物，铁锰氢氧化 物胶体及有机质吸附； ⑤与有机质结合，形成金属有机化合物，络合 物或螯合物。
2. 地壳中元素丰度的研究基本步骤 ①首先建立地壳的理论模式：选择有代表 性地区，根据地质学及地球物理剖面，建 立标准地壳剖面；确定地壳的构造单元范 围、面积、百分比；确定上地壳、下地壳 的厚度及各类岩石的组成百分比。
即十亿分之一的重量单位表示超微量ห้องสมุดไป่ตู้素
的丰度。
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三．地壳中化学元素丰度研究
1. 地壳中化学元素丰度研究历史
1) 克拉克（19最早开始计算地壳的平均化学成分。采用包括 岩石圈、水圈和大气圈的广义地壳。它们的质量比分别是 93%、7%、0.03%。其计算的地壳平均化学成分实际上 是这三个地圈化学组成的综合
第二章 地壳及地幔中化学元素 的分布
第一节 地壳中化学元素的分布 第二节 地幔的结构及组成 第三节 地壳与地幔的相互作用及物质交换
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第二章 地壳及地幔中化学元素 的分布
第一节 地壳中化学元素的分布
一．地壳中化学元素的分布与分配 二．地壳中化学元素的丰度—克拉克值 三. 地壳中化学元素丰度研究 四. 地壳中的化学元素的分布特点