第二章地壳中化学元素的分布

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九年级化学地壳中元素含量排名口诀

地壳中各种元素的含量
•地壳中的元素分布：
地壳是由沙、黏土、岩石等组成的，其中含量最多的是氧元素，含量排在第二位至第五位的元素依次是硅、铝、铁、钙等。

地壳中含量最高的非金属元素是氧元素；地壳中含量最高的金属元素是铝元素。

(关键记清地壳中含量最高的前四位元素)
•海水中元素分布：
海水中的元素分布海洋约占地球表面的70%左右，海水中的元素含量分布如下表所示。

其中含量最多的是氧元素。

其次是氢元素，这两种元素约占总量的
96.5%。

•
人体中元素分布：
水占人体体重的70%左右。

组成人体的元素中含最最多的是氧元索，其次是碳、氢、氮元素。

碳，氢、氮三种元素在地壳中的含量较少，但却是生命的必需元素。

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地球化学第二章地球化学基础知识

4.绝对含量和相对含量
绝对含量单位 T 吨 Kg 千克 g 克 mg 毫克 g 微克 ng 毫微克 pg 微微克％ ‰ 相对含量单位百分之... x10-2 千分之.... x10-3
ppm、g/T ppb、ng/g ppt、pg/g
百万分之 x10-6 十亿分之 x10-9 万亿分之 x10-12
高场强元素或离子（High field strength cations， HFS）：场强指离子每单位表面的静电荷强度，常以离子电荷与离子半径的比值，即离子势表示。指那些形成小的高电荷离子的元素，包括REE、Sc、 Y、Th、U、Pb、Zr、Hf、Ti、Nb、Ta等。其离子势>2。低场强元素或离子（Low field strength cations）：形成大半径小电荷的离子的元素，离子势<2，它们又称为大离子亲石元素—LILE（large ion lithophile elements），包括 Cs、Rb、K、Ba、Sr、Eu 和Pb（二价）。
3.分布与分配
分布指的是元素在一个化学体系种中（太阳陨石地球地壳某地区）整体总含量。元素的分配指的是元素在各地球化学体系内各个区域区段中的含量。分布是整体，分配是局部，两者是一个相对的概念，既有联系也有区别。例如，地球作为整体，元素在地壳中的分布，也就是元素在地球中的分配的表现，把某岩石作为一个整体，元素在某组成矿物中的分布，也就是元素在岩石中分配的表现。
地球化学
第二章地球化学基础知识陈远荣
2011 年 11月
桂林理工大学地球科学学院
第一节地球化学研究的基本问题
地球化学研究的基本问题概括起来有五个方面: 第一, 元素(同位素)在地球及各子系统的分布、分配问题：也就是元素和同位素的含量及含量在空间、时间及不同地质产状地质体中的变化。这个问题是地球化学研究的出发点和基础资料,简而言之为“量”的问题。

第二章地壳和地幔的元素组成

对比地壳与太阳系元素丰度数据可以发现，它们在元素丰度的排序上有很大的不同：太阳系：H﹥He ﹥O﹥Ne﹥N﹥C﹥Si﹥Mg﹥Fe﹥S 地球：Fe﹥O﹥Mg﹥Si﹥Ni﹥S﹥Ca﹥Al﹥Co﹥Ti ﹥Na 地壳：O﹥Si﹥Al﹥Fe﹥Ca﹥Na ﹥K﹥Mg﹥（H）、 Ti
与太阳系相比，地壳和地球都明显地贫H、He、Ne、 N等气体。与地球相比，地壳明显贫Fe和Mg，同时富集Al，K和Na。
e.亲铜元素主要进入硫化物相
2、主要估算方法
多基于和CI球粒陨石中难熔亲石元素比值的比较；或者根据地幔包体或地球物理资料确定原始地幔中某一元素（如TiO2,FeO)含量，再根据其它元素与难熔亲石元素的比值，算出其他元素的含量。
（1）地幔模型法（Anderson,1983）：用球粒陨石中难熔元素比值作为制约条件，计算出原始地幔相当于以下5种岩石的混合物：超镁铁质岩（32.6%）平均地壳岩石（0.56%）洋中脊玄武岩（6.7%）金伯利岩（0.11%）斜方辉石岩（59.8%）
（2）与地球以外的星球进行对比：通过对陨石、月岩组成的研究，了解地幔的演化及组成。
（3）实验岩石学的方法：模拟地幔的高温高压条件，进行岩石、矿物相转变的实验。
（4）根据地球物理的资料：了解地幔的密度、弹性、粘度、热状态等性质，从而更好地限定地幔的岩石学模型。
第三节地幔的元素组成
二原始地幔成分的确定
元素丰度若按克拉克值递减的顺序来排列，其次序为 O 、 Si 、 Al 、 Fe 、 Ca 、 Na 、 K 、 Mg 、（H）、Ti、C、Cl……等。
（约1%）
3 1
2 (%)
b、空间上，上下地壳分布不均匀，陆壳和洋壳分布不均匀，陆壳内，各板块、地质体内分布不均一。

第二章地壳的物质组成与地质作用

矿物的物理性质——光学性质
（3）光泽
——矿物表面反光能力。
根据强弱不同分：金属光泽：如黄铁源自、黄铜矿等大部分金属矿物半金属光泽：如磁铁矿（Fe3O4）等金属氧化物
非金属光泽：金刚、玻璃、油脂、珍珠、
丝绢、沥青、土状光泽等
矿物的物理性质——光学性质
方解石的玻璃光泽
高岭石的土状光泽
矿物的物理性质——光学性质
蛇纹石（石棉）
二向延长型：晶体沿两个方向特别发育；呈鳞片状、片状、板状等。片状云母
板状石膏
三向延长型：沿三维方向发育，呈粒状、等轴状（立方体、八面体、十二面体），如立方体石盐、黄铁矿等。等轴状石榴子石
立方体黄铁矿
2、矿物集合体形态
自然界中的矿物，多以集合体形态产出的。集合体形态是指同种矿物的许多个体集合在一起构成的形态。根据集合体中矿物颗粒大小，将集合体形态分为显晶集合体、隐晶及胶态集合体。
（1）显晶集合体：
放大镜下可辨单体晶形，有粒状、鳞片状、放射状、树枝状等集合体。如果一群发育完好的晶体，一端固着在共同的基底上，而另一端向空间自由发育，则称晶簇。
矿物的集合体形态—显晶集合体
粒状石榴子石
鳞片状白云母
矿物的集合体形态—显晶集合体
放射状红柱石
晶簇状石英
（2）隐晶及胶态集合体：
（4）透明度：矿物透光能力的大小。
透明：矿物相当厚仍透光者
如：方解石、石英、云母、金刚石
半透明：矿物薄边透光者
如：长石
不透明：矿物薄边不透光者
如：赤铁矿、黄铁矿
矿物的物理性质
透明的方解石
半透明的长石
矿物的物理性质——光学性质
矿物光学性质关系表

地壳的物质组成

物理
灰石、绿柱石
性质
e.极不完全解理
）
（无解理）：
石英、石榴石
②断口——矿物受外力作用后，沿任意方向裂成凹凸不平的破裂面。常见的有：
2.2
a.贝壳状断口：石英 b.锯齿状断口：自然铜
c.参差不齐断口：黄铁矿 d.土状断口：高岭土
组
成
地
壳
一般解理发育的矿物无断口，断口发育
的的矿物无解理。
矿物
见色或乳白色；硬度3；相对密度2.6－2.8；玻
矿物）
璃光泽；性脆；具有菱面体解理。方解石与盐酸作用时，反应激烈（剧烈起泡），放出CO2
气体。无色、透明无裂痕的完好方解石叫冰洲
石，是重要的光学材料。
11.白云石 CaMg[CO3]2 与稀冷盐酸作用反应较缓慢（起泡不剧烈），可与方解石区别。
化再由矿物有规律地组合而成各种岩石。地质学就是通过
学对矿物岩石的分析、鉴定来认识地壳的物质组成。
元
素
第二节组成地壳的矿物
一、概述
2.2
矿物——是通过地质作用自然形成的
具有一定化学成分和物理特性的单质或
组化合物。
成
单质矿物——是由单独一种自然元素组成的。如：
地石墨（C）、金（Au）。
壳
多数矿物是由几种元素化合而成的。如：黄铁矿
出来的性质。包括矿物的解理、断口、硬度。
2.2
组
①解理——矿物受外力作用后，沿一定方向裂开的性质。裂开的光滑平面叫解理面。分为五段：
成地
a.极完全解理：云母（一组）
壳 b.完全解理：萤石（四组）、方解石
的（三组）、方铅矿（三组）
矿 c.中等解理：辉石（二组）、角闪石

地壳中元素分布规律及其地球化学意义

地壳中元素分布规律及其地球化学意义
地壳中元素分布规律如下：
1. 亏损元素：指地球地壳中含量较低的元素，如锂、铝、钠、钾等。

这些元素在地壳中分布不均，主要分布在大陆岩石中，而海洋中含量较低。

亏损元素的分布特征与地球的演化历史和构造特征密切相关，其研究可以揭示地球的演化历史和构造特征。

2. 富集元素：指地球地壳中含量较高的元素，如铁、铜、铅、锌等。

这些元素在地壳中分布较为均匀，但不同地区的含量差异较大。

元素的分布特征影响着元素的地球化学行为，支配着元素的地球化学行为。

克拉克值可以为阐明地球化学省（指某区域或地区特别富集或贫化某些元素的现象）的特征提供一种标准，是分析地壳中元素迁移、集中和分散等地球化学行为的标尺。

以上信息仅供参考，如果需要更多信息，建议到知识分享平台查询或请教专业人士。

地球,地壳中化学元素的分布与分配2

图1.25地球立体透视图
C
B:假想的地球剖面.
陆壳、洋壳、莫霍
面以及岩石圈和软
流圈的位置；
C:目前地球最深的矿井-南非 Carletonville金矿3.8km；最深的钻孔俄罗斯克拉半岛
Murmansk 12km.
B
地地地图
壳幔核 1
. /, /,
. %.
仅占地球总质量
0
占整个地球质量约
地热(温)梯度(geothermal gradient)(地热增温率)：
dT/dz-随深度增加增大，浅部15-40℃km-1。与位置有关。局部地区短时间内，岩浆到达地表后和冷凝前dT/dz较大
温度向下升高，热从地球中传输出来。这种热被认为产生于地球早期(>4.4Ga)致密物质沉降地核使重力能转化为热能中。设想地球被一个如火星大小的星体撞击，那么目前从地球内逸出的热就是撞击形成的，且加入到住留于大陆地壳中的放射性元素(K,U和Th)衰变产生的热中。
核幔边界
据地震波确定地球内部结构 P-压缩地震波-主波-纵波-波长与传播方向一致，在固体和流体中传播 S-剪切地震波-次波-横波-波长与传播方向垂直，只在固体中传播地震波的反射/折射确定地球内部物质密度和弹性突变
地震波速随深度的变化 -(White,2001)
表1.12 地球内部圈层结构及各层圈主要地球物理数据
生机勃勃的地球
生机勃勃的地球
生机勃勃的地球
地球最初是熔融体, 在形成后早期分异成化学组成不同的层或壳. 通过地球物理,模拟实验和与天体物质对比获得地球内部物质组成，结构，密度，
温度和压力等数据.
根据压缩地震波-P(纵波-波长与传播方向一致，能通过固体和流体)和剪切地震波-S(横波-波长与传播方向垂直,只能在固体中传播)的反射和折射, 地球内部物质密度和弹性不均一, 在一定深度表现为突变. 得出地球内部具有壳层结构, 由表及里分成地壳、地幔和地核三部分.

地壳中常见的化学元素及其分布规律

地壳中常见的化学元素及其分布规律地壳是地球表面的最外层，它由各种化学元素组成。

这些元素的分布规律对于我们了解地球的构成和地球化学过程至关重要。

在地壳中，有一些元素特别常见，它们在地壳中的含量较高，并且在地球各个地区都有相对稳定的分布规律。

首先，氧气是地壳中最常见的元素之一。

氧气是地球上最丰富的元素，它占地壳质量的约46.6%。

氧气主要以氧化物的形式存在于地壳中，如二氧化硅、二氧化铝等。

氧气在地壳中的分布规律与地球的地质构造有关，它主要存在于地壳的上层，特别是地壳的表面。

其次，硅是地壳中含量较高的元素之一。

硅是地壳中第二丰富的元素，占地壳质量的约27.7%。

硅主要以硅酸盐的形式存在于地壳中，如长石、石英等。

硅的分布规律与地球的岩石类型有关，它主要存在于火成岩和变质岩中，而沉积岩中的硅含量相对较低。

此外，铝也是地壳中常见的元素之一。

铝占地壳质量的约8.1%。

铝主要以铝硅酸盐的形式存在于地壳中，如长石、云母等。

铝的分布规律与地球的岩石类型和地质构造有关，它主要存在于火成岩和变质岩中，而沉积岩中的铝含量相对较低。

除了氧气、硅和铝，地壳中还含有其他一些常见的元素，如铁、钙、钠、钾等。

这些元素的含量较高，它们在地球各个地区的分布规律也较为稳定。

铁主要以氧化铁的形式存在于地壳中，它广泛分布于各种岩石中。

钙主要以碳酸钙和硫酸钙的形式存在于地壳中，它主要存在于沉积岩和火成岩中。

钠和钾主要以氯化钠和硫酸钾的形式存在于地壳中，它们在海水和盐湖中含量较高。

总的来说，地壳中常见的化学元素具有一定的分布规律。

这些元素的分布与地球的地质构造、岩石类型和地球化学过程密切相关。

通过研究地壳中元素的分布规律，我们可以更好地理解地球的构成和演化过程，为地质勘探和资源开发提供科学依据。

第二章地壳的物质组成

石
第三节
岩
岩石的分类

石
常见岩浆岩
花岗岩（侵入岩）
闪长岩闪长岩（侵入岩）
流纹岩（喷出岩）
第三节
岩
岩石的分类
沉积岩在地表或近的条件下，由母岩风化剥蚀的的产物，经搬运、沉积和固结而形成的岩石。

石
第三节
岩
岩石的分类

石
常见沉积岩
砾岩
砂岩
泥岩
石灰岩
第三节
岩
岩石的分类

石
变质岩原岩在地壳中由于物理化学条件发生变化而形成的岩石。
其中硅酸盐矿物种类繁多，约占已知矿物种数的1/4，占地壳总重量的85%，最常见的就是长石、云母、辉石、角闪石、橄榄石等几种。
第二节
矿
矿物分类
物
自然元素矿物
第二节
矿
矿物分类
物
硫化物矿物
第二节
矿
矿物分类
物
硫化物矿物
第二节
矿
矿物分类
物
氧化物和氢氧化物矿物
磁铁矿
赤铁矿
第二节
矿
矿物分类
物
氧化物和氢氧化物矿物
第二节
矿
矿物分类
物
硫酸盐矿物
第二节
矿
矿物分类
物
硅酸盐矿物
第二节
矿
矿物分类
物
硅酸盐矿物
第二节
矿
矿物分类
物
硅酸盐矿物
第二节
矿
矿物的形态
物
单体形态
柱状
针状
板状
第二节
矿
矿物的形态
物
单体形态

【湘教版】高一地理必修一第二章自然环境中的物质运动和能量交换知识点总结

第二章自然环境中的物质运动和能量交换第一节地壳物质组成和物质循环地壳是由岩石组成,岩石是由矿物组成。

组成地壳的物质在不断运动和变化之中的。

岩石圈：岩石组成了固体地球的坚硬外壳，包括地壳和地幔顶部。

一地壳物质组成（二）矿物1自然界的一切物质都是由化学元素组成。

主要的化学元素有：氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁等。

2矿物：具有确定的化学成、物理属性的单质或化合物，是化学元素在岩石圈存在的基本单元。

它是组成地壳物质的最基本单元。

如盐、石墨、石英、铁矿石等。

矿产：在各类岩石形成过程中，有用矿物在地壳中或地表富集起来，并且能够被人们开采利用的，就是矿产。

它是人类生产资料和生活资料的重要来源。

3 矿物形态：气态（天然气）、液态（石油）、固态。

最多的是：石英。

4 矿物的分类：金属矿和非金属矿两类。

常见的金属矿有：赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿和方铅矿等。

常见的非金属矿有：石英、长石和云母（这三种常见于花岗岩中）、方解石（主要在石灰岩和大理岩中），滑石、石膏和磷灰石等。

组成岩石主要成分的造岩矿物：石英、长石、云母、方解石等（二）岩石岩石按成因分为：岩浆岩、沉积岩、变质岩。

岩石：地壳中的矿物很少单独存在，它们按照一定规律聚集在一起，就形成岩石。

A 岩浆岩在压力作用下喷出地表喷出型岩浆岩（火成岩）如：玄武岩岩浆沿地壳薄弱地带侵入地壳上部侵入型岩浆岩如：花岗岩 B 沉积岩1、形成过程：风化、侵蚀搬运、沉积地表岩石碎屑物质（砾石、沙子、泥土）沉积岩2、沉积岩按沉积物分：颗粒由大到小分有 —— 砾岩、砂岩、页岩等由化学沉淀物或生物遗体堆积而成的是石灰岩。

3、沉积岩的特征（层理性、含有化石）岩层和化石记录地球历史的“书页”和“文字”。

①可确定地层顺序和时代 ②还可重塑古地理环境C 变质岩例如：石灰岩大理岩、页岩板岩、花岗岩 →片麻岩、砂岩→石英岩二、物质循环（一）地质循环1、地质循环：是指岩石圈和其下的软流层之间的大规模物质循环。

《地球科学概论》第二章地质学的三大任务

常见物矿：正长石（K（AlSi3O8））、云母、海绿石、高岭石、方解石（CaCO3）、白云石、重晶石（BaSO4）、石膏（CaSO4.2H2O)等。
地壳中已发现的化学元素有92种，即元素周期表中1至92号元素；
地壳中不同元素的含量差别很大，含量最高的元素氧(47%)与含量最低的氡(10-16)差 1017倍；
含量最高的三个元素氧、硅、铝的总量占地壳元素总量的84.6%；若加上含量大于1%的元素铁、钙、钠、钾、镁，总和达98%，剩余的84个元素重量的百分含量之和仅为2%。
按重量百分比最大的10个元素的顺序是：O ＞Si＞Al＞Fe＞Ca＞Na＞K＞Mg＞Ti＞H
按元素的原子克拉克值，则原子个数最多的元素是：O＞Si＞H＞Al＞Na＞Mg＞Ca＞Fe＞ K＞Ti。
②微量元素
在地壳(岩石)中含量低于0.1%的元素。一般来说不易形成自己的独立矿物，，这样的元素被称为微量元素。多以类质同象的形式存在于其它元素组成的矿物中如：钾、钠的克拉克值都是2.5%，属主要元素，在自然界可形成多种独立矿物。与钾、钠同属第一主族的铷、铯，由于在地壳中的含量低，在各种地质体中的浓度亦低，难以形成自己的独立矿物，主要呈分散状态存在于钾、钠的矿物中。
③光泽
④金刚光泽：金刚石一样的光泽，如金刚石、辰砂、锡石等的光泽。 ⑤玻璃光泽：大多数透明矿物具有的光泽，如石英、方解石、长石等的光泽。 ⑥油脂光泽：类似油脂或树脂一样的光泽，反射面由极小的曲面组成。 ⑦珍珠光泽：由于矿物的薄层间夹有空气，产生内反射而成，如白云母的光泽。 ⑧丝绢光泽：纤维状矿物具有的光泽，如石棉、纤维状石膏等具有的光泽。 ⑨土状光泽：矿物（如高岭土）具有的光泽。
金属元素：Pb、Zn、Cu（又称贱金属元素）、Sb、Bi等，在地壳中主要以硫化物形式存在。成矿物质主要通过热液作用成矿，硫(硒、碲)的富集对成矿过程有重要意义。矿床中成矿元素含量较高，是国民经济生活中广泛应用的矿产资源；

地壳中化学元素的分布

大陆地壳化学组成安山岩模式（Taylor和Mclennan，1985）
大陆地壳化学组成安山岩模式（Taylor和Mclennan，1985）
沉积岩中REE研究表明：（2）太古宙和太古宙以后沉积岩稀土组成明显不同：太古宙沉积岩以富集Eu或无Eu亏损为特征；太古宙以后沉积岩以Eu亏损为特征，不同时代沉积岩稀土元素组成模式相互平行，区别仅在于稀土总含量不同。
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”。
岩石中铍的含量/10-6
5.40
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。
沉积岩中REE质量平衡计算
页岩砂岩碳酸岩蒸发岩上地壳* 上地壳**
La
38 14 4.5
1.1
30
30
Sm
5.6 3.1 0.9
0.4 4.5
4.5
Eu
1.1 0.6 0.2
0.1
0.9
0.88

第二章矿物的化学成分

五. 矿物中的水
1. 根据矿物中的水的存在形式及在矿物结构中的作用，矿物中的水分为吸附水和结合水。在常量元素的分析结果上分别以H2O- 和H2O+。 2. 结合水包括：结晶水和结构水。 3. 具有双重性质的水：沸石水和层间水。 4. 吸附水：是指被机械地吸附于矿物颗粒表面及裂隙中，或渗透入到矿物集合体中的中性水分子。其不参与晶格中，不属于矿物的化学组成。矿物中的吸附水含量是不固定的随环境的温度和湿度而变化，，常压下，在温度为100~110℃条件下，吸附水全部从矿物中逸出而不破坏矿物的结构。
第二章矿物的化学成分
一．地壳的化学成分
1. 丰度：地质体中的化学元素含量即为丰度。 2. 克拉克值：地壳中化学元素的含量即为克拉克值。 3. 地壳中分布最广的八种元素:详见表2-1，前八种元素总量占99% 以上，因此可以说地壳主在是由这八种元素所组成。但人们常要开采的重要矿产资源如：铜、铅、锌、金、银、铀、钨等矿产资源都不在此八元素之列。 4．聚集元素：有一些元素虽然丰度值低，但它们趋于集中，易形成独立的矿物，甚至富集成矿床，这些元素即为聚集元素，如：Sb、 Bi、Hg、Ag、Au等。 5．分散元素：有一些元素虽然丰度值高，但它们趋于分散，很少形成独立的矿物，常常作为微量元素的混入物赋存于其它矿物中，这些元素即为分散元素，如：Rb、Cs、GA、In、Sc等。这些元素多为碱金属、碱土金属元素等。 6．小结：地壳中矿物形成不仅与丰度值有关，还与矿物的地球化学性质有关
四. 胶体矿物的成分
胶体矿物是以水为分散媒，以固相为分散相的水胶凝体而形成的非晶质或超显微隐晶质的矿物，前者如蛋白石（SiO2.nH2O），后者如大多数粘土矿物。严格地讲，胶体矿物只是含水量吸附水的准确性矿物。

地球化学化学元素丰度与分布

30
质子数 Z
中子数N 红巨星中由慢中子捕获反应合成核素示意图（据柴之芳， 1998）。蓝色部分为稳定同位素，其余为放射性同位素
31
4. 太阳系元素丰度规律
① H和He是丰度最高的两种元素，其原子数几乎占太阳中全部原子数目的98％ ② 原子序数较低的范围内（Z<45），元素丰度随原子序数增大呈指数递减，而（Z＞45）各元素丰度值很相近。
and McDonough, 1989）
38
1. 陨石的类型
陨石主要是由镍-铁合金、结晶硅酸盐或两者的混合物所组成，陨石有140种矿物，39种地球未发现。按成份分为三类：
39
1）石陨石（aerolite）：主要由硅酸盐矿物组成。根据是否含有球粒硅酸盐结构，分为球粒陨石和无球粒陨石。
2）铁陨石（siderite）：主要由金属Ni, Fe （>90%）和少量其他元素组成（Co, S, P, Cu, Cr, C等）。
数据虽然还是很粗略的，但从总的方面来看，它反映了元素在太阳系分布的总体规律。
23
3. 太阳系的形成及元素的起源
24
1）太阳系物质的同源性 • 地球、月球、陨石的135Ba/136Ba只在0.01%范
围内变化。 2）太阳星云的凝聚过程及物质分异 • 太阳星云自转加速=> 星云盘+原太阳=>温度增高
17
光谱分析:
太阳光谱
由名为麦克梅斯.皮尔
斯 (McMath-Pierce)的太阳
塔所产生的光谱图。光谱图
中的暗线，是因为太阳表面
和上方的气体对来自太阳内
部的阳光选择性吸收的结果。
因为不同种类的气体会吸收
不同颜色的光，所以从这些

第二章地壳及地幔中化学元素的分布

2
bTurekian and Wedepohl (1961) c 据 Herrmann (1970)资料计算 d 由 Herrmann (1970)计算的平均值
在我国这类基础研究工作还不太多，虽然开展了全国范围的填图，积累了大量数据，但分析测试方法及精度不一，缺乏统一的规范。黎彤和饶纪龙（1963）收集并筛选了我国大量数据，发表了中国主要岩浆岩类的平均化学成分。 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
深海粘土 b
57 2.6 230 1300 4 2.10 8.40 25 1500 1300 21000 2.50 2.90 19 4600 120 90 6700 6.50 74 225 250 165 20 2 13 0.17 70 100 180 90 150 14 27 0.11 0.42 0.08 1.5 1 0.05 6 2300 115 345 33 140 38 6 38 6 27 7.5 15 1.2 15 4.5 4.1 0.1 1 — 0.1 0.8 80 7 1.3
第一节地壳中化学元素的分布
研究化学元素在地壳中的分布是地球化学研究的基本任务之一。它是地球化学学科发展的基础，地球化学的产生及发展就是从研究化学元素在地壳中分布开始的。许多著名地球化学家把自己毕生精力用来研究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。
7 3.5 0.75
高 Ca 花岗岩 b

自然地理学第二章课件

辉锑矿 Sb2S3
柱状、针状（集合体）
普通辉石
柱状
祖母绿（绿柱石）
白云母
片状
正长石（板状）
黄铁矿（正方体）
磁铁矿（八面体）
金刚石（八面体）
方解石
沉积型赤铁矿
肾状
红柱石
菊花石 | 放射状
石英（水晶晶簇）
水胆水晶
含有水的包裹体
玛瑙
玛瑙
（2）光学性质：透明度、光泽、颜色、条
痕。
透明度透明不透明
金属光泽
光泽半金属光泽非金属光泽 ——金刚光泽、玻璃光泽、油脂光泽、
丝绢光泽、珍珠光泽、土状光泽等。
条痕是硬器刻划矿物后其粉末的颜色。
（3）力学性质：硬度、解理、断口、弹性等
矿物的硬度可用摩氏硬度计确定，分十级，用下列十种标准矿
物作为1～10度硬度的代表：滑石（1）、石膏（2）、方解石（3）、萤石（4）、磷灰石（5）、正长石（6）、石英（7）、黄玉（8）、
（1）矿物是在各种地质作用下或者说在各种自然
条件下形成的自然产物；
（2）矿物具有相对固定和均一的化学成分及物理
性质，在一定程度上讲，矿物是一种自然产生的均
质物体；
（3）矿物不是孤立存在的，而是按照一定的规律结合起来形成各种岩石。
举例：
食盐，具有相对固定的化学成分即NaCl，也具有
相对均一的物理性质，如透明、硬度很小、立方形晶体、溶于水、味咸等。在一定的自然条件下可以形成。所以说，食盐是一种矿物。食糖，具有一定的化学成分和物理性质（如透明、硬度小、溶于水、味甜等），但在自然条件下不能形成食糖，因此食糖不是矿物。
（二）矿物
1. 概念：
矿物是在各种地质作用下形成的具有相对固定化学成分和物理性质的均质物体，是组成岩石的基本单元。地壳中的各种化学元素，在各种地质作用下不断进行化合，形成各种矿物。自然界绝大多数矿物是化合物，极少数为单质元素。绝大部分矿物具有晶体结构，只有小部分属于胶体矿物。

自然地理学第二章地壳伍光和ppt课件

（三）与地球演变有关的几种地质年龄
斑杂构造
流纹构造
气孔构造
杏仁构造
三沉积岩
1，定义：由堆积于海洋或陆地中的碎屑，胶
体和有机物质等疏松沉积物固结而成的岩石。
2，特征：
①有层理，富含次生矿物，有机质，并有生物化石。
②具有碎屑结构
③岩层波状起伏
3，沉积岩主要类型： ①碎屑岩类；②粘土岩类；③生物化学岩类。
4，沉积物类型：
碎屑沉积物—砾，砂，粉砂，粘土。化学沉积物—氧化物，硅酸盐，碳酸盐，硫酸盐，卤化物。
3、矿物
定义：矿物是单个元素或若干元素在一定地质条件下形成的具有特定理化性质的化合物，是构成岩石或地壳的基本单元。
4、主要造岩矿物及常见矿物
主要矿物：石英，钾长石，斜长石，云母，辉石，橄榄石，角闪石。（七种）
常见矿物：石墨C，黄铁矿，黄铜矿，方铅矿，赤铁矿，磁铁矿，硬石膏，石膏，磷灰石。
二岩浆岩：
(二)岩浆岩的产状、结构和构造当岩浆侵入地壳便成为侵入岩深成侵入岩
浅成侵入岩其产状：整合侵入体：岩盆、岩盖、岩床、岩鞍等；
不整合侵入体：岩株、岩榴、岩脉等。
喷出地表即成为火山岩或喷出岩。
(三)岩浆岩类型
依据化学成分与矿物成分，岩浆岩可分为酸性、中性、基性和超基性岩四类；依据其结构、构造与产状又可分为深成岩、浅成岩和喷出岩三类。其综合分类见P33 表2-2。岩浆岩构造: 块状构造
第一节、地壳的物质组成
一化学成份与矿物
1，自然界元素构成：108种已知化学元素中，自然界存在92种，还有300多种同位素
2 ，地壳的主要构成元素：O;Si占74% ；Al、Fe 、 Ca、Na、 K、 Mg占24% ；1924年，F.W.克拉克对来自世界各地的5159个岩石样品首次测定 16Km 厚度内地壳中63种化学元素的平均重量百分比，即元素的丰度。所获数据后来被称为克拉克值。

第二章化学元素的丰度与分布

第二章化学元素的丰度与分布2.1 元素丰度的概念和表示方法2.1.1丰度和丰度体系自然界一切物体，如宇宙天体、地质体、生物体等都是由化学元素组成的，一种化学元素在某个自然体中的重量占这个自然体的全部化学元素总重量(即自然体的总重量）的相对份额（如百分数），称为该元素在自然体中的丰度。

因此，元素丰度就是化学元素在一定自然体中的相对平均含量。

丰度通常是指元素在较大自然体中的平均含量，如元素的地壳丰度，元素的地球丰度，元素的太阳系丰度等。

如果这个自然体占据一个较小的空间位置时，习惯上称为元素的平均含量。

如花岗岩中元素的平均含量，某矿区中元素的平均含量等。

无论地球化学的研究领域和对象如何发生变化，研究自然体的化学组成，化学反应和化学演化始终是地球化学的基本任务。

其中化学组成又是首当其冲的。

因而自然体的元素丰度研究是地球化学领域极为重要的一个组成部分。

特别是地球化学发展的早期阶段，世界著名的地球化学家，如克拉克，华盛顿，维尔那茨基，费尔斯曼（A.E.Ферсман），以及戈尔德斯密特都曾致力于化学元素丰度的研究。

克拉克一生从事丰度研究达40余年，前后共发表了五版元素丰度的资料。

克拉克被公认为地球化学的最早奠基人之一。

由于条件所限，早期的元素丰度工作主要是指地壳元素丰度，确切地讲是大陆地壳丰度，而且局限在主要元素。

由于当时对地壳结构模型的认识还很模糊，地壳元素丰度的计算比较粗糙。

随着科学技术的发展，一方面从光谱技术探测太阳系和宇宙体的元素丰度，另一方面矿产资源勘测和地质科研实践，提高了对地球、地壳内部构造的认识，积累了大量有用的资料，使得元素丰度的工作向更大尺度和更小尺度两方面的延伸，通过众多地球化学家的共同努力，目前已建立起比较系统的丰度体系，如表2.1所示。

表2.1元素丰度体系**(据黎彤、倪守斌，1990，改编)在这一领域里值得一提的是我国学者黎彤。

他从60年代起，针对国外学者计算丰度中存在的问题，重新计算了地壳元素丰度。

地球化学中的元素富集和分配规律

地球化学中的元素富集和分配规律地球化学是研究地球上化学元素及其化合物在岩石圈、水圈、大气圈和生物圈等不同领域内的分布、循环和变化规律的科学。

在地球化学中，元素的丰度、分配规律以及富集特征是研究的重要内容之一。

I. 元素的丰度及分布规律元素的丰度是指元素在地球上的总量与地球质量的比例。

元素的发现日期、产生地点、含量和分布，都是地球化学中经典的研究课题。

根据元素在地球内地幔的丰度大小，可以将元素分类为：岩石构成元素、高场强元素、稀有元素和放射性元素等。

岩石构成元素，是指在地球岩石中充分富集的元素。

如铁、铝、钙、钾、镁、钠、硅等。

它们的含量相对较高，分布广泛。

这些元素通常被认为是地球的构建原料，为地球的岩石成分提供了原材料。

同时，洋壳和大陆地壳中这些元素分布的差异，也对区域性的岩石矿产资源具有重要的指示意义。

稀有元素，是指在地球上含量十分稀少的元素。

如锆、铥、钪、铼等。

这些元素通常和岩石构成元素相比，含量很低，但是对于地质环境中的微量污染和辐射等作用具有十分重要的影响。

同时，这些元素的分布也对区域性矿产富集起到了重要的作用。

高场强元素，是指在地球环境中十分重要的元素。

如钛、铌、锂、锗等。

这些元素通常充分富集在诸如火山岩和钙镁辉石晶体等地质环境当中，对于地质学中的成岩和成矿过程，具有十分重要的作用。

放射性元素，是指在地球内以放射性同位素形式存在的元素。

如铀、钍、钾等。

这些元素的含量相对较少，分布也比较广泛。

这些元素的富集和分布规律，对于地球化学中的放射性矿产资源评估和核能勘查具有很大的价值。

II. 元素的富集规律元素的富集规律，是指地球中某些元素在特定地质环境下充分富集的现象。

根据元素在地球内空间分布的规律和地球物理、化学过程，可以将元素富集分为以下几种类型：成岩作用、成矿作用、热水沉积和岩石热液等。

成岩作用，是指由地球内部热力学作用和化学作用产生的大规模的岩石变质作用。

在这一作用过程中，许多岩石构成元素会从原来的富集岩石中清除出来而留下高场强元素、稀有元素、放射性元素几种元素，从而形成石英脉、蚀变岩、石英闪片岩等类型的矿床。