元素丰度与分布
太阳系的元素丰度
或取样分析； (5)分析测定气体星云和星际间的物质； (6)分析研究宇宙射线。
2、太阳系的元素丰度
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，并且有一定的时间连续。
2、太阳系的元素丰度
地球化学体系
地球化学的基本问题之一就是研究元素在地球化学体 系中的分布（丰度）、分配问题。化学元素在一定自 然体系中的相对平均含量。
估算复杂系统总体化学组成的方法有： 1、用主体代表整体（太阳—太阳系） 2、若已知系统各部分的成分后，可用加权平均法求整 体的化学组成； 3、在拟定的模型基础上，求系统的化学组成（用陨石 对比法求地球的化学组成）
2、太阳系的元素丰度
分布与分配
元素的分布指的是元素在一个化学体系中（太阳、陨 石、地球、地壳、某地区等）的整体总含量； 元素的分配指的是元素在各地球化学体系内各个区域 或区段中的含量； 分布是整体，分配是局部，两者是一个相对的概念， 既有联系又有区别。 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。
土星
火星
天王星 水星
金星
木星
冥王星
海王星
太阳系8大行星分布及运行轨道
1、太阳系的组成
行星沿椭圆轨道绕太阳运行。分为 两类：接近太阳的较小内行星-水星， 金星，地球，火星－类地行星；远 离太阳大的外行星-木星，土星，天 王星，海王星－类木行星。
中国土壤化学元素丰度与表生地球化学特征
中国土壤化学元素丰度与表生地球化学特征中国土壤化学元素丰度与表生地球化学特征中国的土壤化学元素丰度及其与表生地球化学特征是地球科学领域中一个备受关注的话题。
通过对中国土壤中化学元素的丰度和表生地球化学特征的深度研究，我们可以更好地了解中国土壤的地球化学特征、资源丰度以及与环境和人类活动的关系，对于推动农业、环境保护和资源利用都具有重要意义。
1. 中国土壤化学元素丰度中国是一个土壤资源丰富的国家，土壤中含有丰富的化学元素，包括铁、铝、镁、钙、钾、磷等元素。
其中，铁和铝是土壤中的主要成分，它们对土壤的物理性质和化学性质起着重要作用。
土壤中的镁、钙、钾元素则是作为植物生长的重要营养元素，对于农业生产至关重要。
土壤中的磷元素也是植物生长过程中不可或缺的元素。
2. 中国土壤的地球化学特征中国土壤的地球化学特征受到地质构造、气候、植被覆盖和人类活动等多种因素的影响。
不同地质构造背景下的土壤，其化学元素丰度和分布也存在较大差异。
在气候条件下，土壤中化学元素的迁移、转化以及吸附等过程也会受到气候因素的影响。
植被覆盖对土壤的地球化学特征也有一定影响，植被的根系分泌物和腐殖质的分解等过程会影响土壤中化学元素的循环。
人类活动也会对土壤的地球化学特征造成一定影响，如工业排放、农药施用等都会影响土壤中化学元素的丰度和分布。
3. 个人观点和理解从我个人的观点来看，中国土壤化学元素丰度与表生地球化学特征这一话题，涉及了地球科学、环境科学以及资源利用领域，具有重要的研究意义和应用前景。
通过深入研究中国土壤中化学元素的丰度以及其与地球化学特征的关系，可以为促进土壤肥力的提高、有效利用农业资源、解决土壤污染等问题提供科学依据和技术支撑。
在未来的研究中，应该更加注重土壤中微量元素的研究，探索土壤中化学元素丰度与表生地球化学特征变化之间的机制，以实现土壤资源的可持续利用和保护。
总结回顾中国土壤化学元素丰度与表生地球化学特征是一个复杂而重要的研究领域，通过对中国土壤中的化学元素丰度和地球化学特征的深入研究，可以更好地了解土壤的资源丰度、地球化学特征以及与环境和人类活动的关系。
地球表层化学元素丰度
地球表层化学元素丰度一、丰度的概念：即为该元素在自然体中的丰富程度abundance of elements），是指一种化学元素在某个自然体中的重量占这个自然体总重量的相对份额（如百分数）。
丰度表示方法主要分为重量丰度、原子丰度和相对丰度。
二、定义：同位素在自然界中的丰度，又称天然存在比，指的是该同位素在这种元素的所有天然同位素中所占的比例。
丰度的大小一般以百分数表示；人造同位素的丰度为零。
周期表上所列的原子量实际上是各种同位素按丰度加权的平均值，这是因为各种同位素在自然界中往往分布的比较均匀，取平均值计算比较准确。
一种化学元素在某个自然体中的重量占这个自然体总重量的相对份额（如百分数），称为该元素在自然体中的丰度。
三、研究地球表层化学元素丰度的意义研究元素丰度是研究地球化学基础理论问题的重要素材之一。
宇宙天体是怎样起源的？地球又是如何形成的？地壳与地幔中的主要元素有什么不一样？生命体是怎么产生和演化的？这些研究都离不开地球化学体系中元素丰度分布特征和规律。
元素丰度是每一个地球化学体系的基本数据，可在同一或不同体系中用元素的含量值来进行比较，通过纵向（时间）、横向（空间）上的比较，了解元素动态情况，从而建立起元素集中、分散、迁移活动等一些地球化学概念。
从某种意义上来说，也就是在探索和了解丰度这一课题的过程中，逐渐建立起近代地球化学。
四、发现历史自从1889年F.W.克拉克发表元素在地壳中的平均含量的资料以来，人们已经积累了大量有关陨石、太阳、恒星、星云等各种天体中元素及其同位素分布的资料。
1937年，戈尔德施米特首次绘制出太阳系的元素丰度曲线。
1956年，修斯和尤里根据地球、陨石和太阳的资料绘制出更详细、更准确的元素丰度曲线。
1957年，伯比奇夫妇、福勒和霍伊尔就是以该丰度曲线为基础，提出他们的核合成假说的。
四十年代，人们只知道大多数恒星的化学组成与太阳相似，因而就认为分布在整个宇宙的元素丰度可能是一样的。
地壳元素丰度排行
地壳元素丰度排行地壳元素是构成地球地壳的化学元素，它们的丰度排行直接影响着地球的地质特征和生态环境。
本文将以人类视角介绍地壳元素的丰度排行，试图展现地壳元素的重要性和多样性。
我们来讨论地壳元素的丰度排行。
地壳元素按照丰度由高到低排列，最丰富的元素是氧元素。
氧元素在地壳中的丰度约占地壳总质量的46.6%，它广泛存在于地壳的岩石、土壤和水体中，是地球上生命的基础元素之一。
硅元素是地壳中丰度第二的元素，约占地壳总质量的27.7%。
硅元素是构成地壳岩石的主要成分之一，也是人类生产工业中广泛使用的材料，如玻璃、陶瓷和电子元件等。
铝元素是地壳中丰度第三的元素，约占地壳总质量的8.1%。
铝元素在地壳中以氧化铝的形式存在，广泛分布于土壤和岩石中。
铝元素是轻金属材料的重要原料，也是人类日常生活中常见的金属材料。
钙元素是地壳中丰度第四的元素，约占地壳总质量的 5.0%。
钙元素广泛存在于地壳的岩石和水体中，是构成地壳的重要成分之一。
钙元素是人类骨骼和牙齿的主要组成成分，也是维持神经和肌肉功能正常运作的必需元素。
钠元素是地壳中丰度第五的元素，约占地壳总质量的 2.8%。
钠元素广泛存在于地壳的岩石和水体中，是维持人体正常代谢和神经系统正常运作的必需元素。
除了上述元素外，地壳中还含有许多其他元素，如铁、镁、钾等。
这些元素在地壳中的丰度虽然相对较低，但它们在地球上的生态系统和人类社会中起着重要的作用。
地壳元素的丰度排行直接反映了地球地壳的化学组成和地质特征。
了解地壳元素的丰度排行有助于我们更好地认识地球的构成和演化过程，也为人类的资源开发和环境保护提供了重要的参考依据。
地壳元素的丰度排行对地球的地质特征和生态环境具有重要的影响。
通过了解地壳元素的丰度排行，我们可以更好地认识地球的构成和演化过程，也可以为人类的资源开发和环境保护提供重要的参考依据。
希望通过本文的介绍，读者能够对地壳元素的重要性和多样性有更深入的了解。
地球地壳中的化学元素丰度
地球地壳中的化学元素丰度
地球地壳是地球外围的一层固体岩石壳，由多种化学元素组成。
地球
地壳的平均厚度约为35千米，它所包含的化学元素丰度是研究地球构造
和地球化学的重要内容之一、以下将介绍地球地壳中常见的化学元素丰度
及其分布情况。
第一类元素是构成地壳主要的元素，包括氧、硅、铝、铁、钙、钠和钾。
其中，氧是地壳中最丰富的元素，约占地壳质量的46.6%。
硅元素紧
随其后，占地壳质量的27.7%。
铝元素占地壳质量的8.1%，铁元素占
2.6%，钙、钠和钾元素占2.2%、2.6%和2.4%。
第二类元素是地壳中存在量较小但仍然较为重要的元素，包括镁、钛、锰、镍、铅等。
镁元素的丰度约为2.1%，钛元素约为0.61%，锰元素约为0.09%，镍元素约为0.007%，铅元素约为0.0013%。
此外，还存在一些地壳中丰度较低的元素，如镧系元素、稀土元素等。
这些元素丰度较低，但在地质学和地球化学的研究中也具有重要意义。
地球地壳中元素的丰度分布呈现地域差异。
一般来说，地壳中的元素
丰度与地壳的成因有关。
例如，在火山带和地壳运动活跃的地区，地壳中铁、镁等含量较高。
而在海岸线附近，地壳中的氯、钠等含量较高。
此外，地壳中元素的丰度还受到地质作用的影响。
例如，地壳中的铜、银、金等
贵金属元素往往富集于矿床中。
总之，地球地壳中的化学元素丰度是地球科学研究的重要内容之一、
通过对地壳中化学元素丰度的分析，可以了解地球地壳的构成和演化过程，为地质学、地球化学等相关学科的发展提供重要的数据支持。
矿物的元素和丰度
矿物的元素和丰度（原创版）目录一、矿物的元素1.元素的定义2.地壳中元素的分布3.元素的丰度二、矿物的丰度1.丰度的定义2.丰度的表示方法3.丰度与元素在地壳中的含量关系4.丰度的确定5.天然元素丰度表正文一、矿物的元素1.元素的定义元素是构成物质的基本单位，由具有相同原子序数的原子组成。
在地壳中，元素以不同的形式存在，例如化合物、矿物等。
元素可以分为金属元素和非金属元素，其中金属元素主要包括铁、铝、钙、钠、钾、镁等，非金属元素主要包括氧、硅、氮、硫、氯等。
2.地壳中元素的分布地壳中的元素分布具有一定的规律，一般来说，较轻的元素含量较多，较重的元素含量较少；原子序数为偶数的元素含量较多，原子序数为奇数的元素含量较少。
地球表面下 16km 厚的岩石层称为地壳，化学元素在地壳中的含量称为丰度。
3.元素的丰度丰度是指某种元素在地壳中的相对含量，可以用质量分数表示，称为质量 clarke 值，也可以用原子分数表示，称为原子 clarke 值。
对于同一元素，其质量 clarke 值和原子 clarke 值是不同的。
丰度可以用来衡量元素在地壳中的分布规律，对于研究地球的演化、地质构造以及矿产资源勘探具有重要意义。
二、矿物的丰度1.丰度的定义矿物的丰度是指矿物中元素的质量分数或原子分数，是衡量矿物成分的重要参数。
矿物的丰度可以通过化学分析、X 射线衍射、电子显微镜等手段来测定。
2.丰度的表示方法矿物的丰度可以用质量分数或原子分数表示。
质量分数是指矿物中某元素的质量与矿物总质量之比，通常用百分比表示；原子分数是指矿物中某元素的原子个数与矿物总原子个数之比，也可以用百分比表示。
3.丰度与元素在地壳中的含量关系矿物的丰度与元素在地壳中的含量密切相关。
矿物中的元素丰度可以反映地壳中元素的分布规律，而地壳中元素的分布规律也可以影响矿物的丰度。
4.丰度的确定丰度的确定需要通过实验手段来进行。
一般采用化学分析、X 射线衍射、电子显微镜等方法来测定矿物的化学组成和结构，从而计算出矿物中各元素的丰度。
课程作业一元素的丰度及分布分配
热力学参数 ΔG0298（KJ/mol） MgCO3：—1113.28 MgO：—601.66 CO2：—393.51 十一、硫化物矿床氧化带可以存在如下反应：
1
Cu2O+ S2(g)
2
赤铜矿
1
Cu2S+ O2(g)
2
辉铜矿
现给出有关物质热力学参数ΔG0f（KJ·mol-1）: Cu2O：-146.532 S2：-79.998 Cu2S：-86.751 O2：O (1) 求出在 25℃条件下 lnfO2~lnfs2 的热力学关系式： (2) 当氧化带 fs2=3.65×10-16（Pa），要发生氧化反式，fs2 至少要大于多少？ (3) 在地表氧分压（请查有关资料）条件下，上述反应应朝什么方向进行？
（未矿化） 六、亚铁离子被氧化成赤铁矿的半反应：
（Ni+2、Ni2+）S2
2Fe2++3H2O
Fe2O3(s)+6H++2e-
EH0=+0.72V
(1) 当 Fe2+浓度为 10-6mol 时，作出 Fe2+—Fe2O3 在 Eh—pH 图解上的平衡共生线。 (2) 假如一小河水（pH=6,Eh=0.47）流过一个表生赤铁矿体，判断上述半反应的进行方
二、钒（V）的克拉值高于硼（B），而硼的矿物种类却比钒多（包括内生和表生），为什么？ 三、在硅酸盐矿物中检出下列微量元素，试分析可能被下列微量元素类质同象置换的造岩元
素，并加以说明。 Rb、Sr、Ga、Ti、Li、Ba、Ge、REE、Pb、Ni、Mn、Sc 四、说明在矿物中不存在下列类质同象置换关系的原因： C4+→Si4+ Cu1+→Na1+ Sc3+→Li1+ 五、为什么在碱性长石中常见钾长石与钠长石的条纹结构，而在斜长石中则不见这种结构？ 六、利用晶体场理论研究过渡金属离子进入矿物晶格的基本思路是什么？
《地球化学》章节笔记
《地球化学》章节笔记第一章：导论一、地球化学概述1. 地球化学的定义：地球化学是应用化学原理和方法，研究地球及其组成部分的化学组成、化学性质、化学作用和化学演化规律的学科。
它是地质学的一个分支，同时与物理学、生物学、大气科学等多个学科有着密切的联系。
2. 地球化学的研究对象：- 地球的固体部分，包括岩石、矿物、土壤等；- 地球的流体部分，包括大气、水体、地下水等；- 地球生物体，包括植物、动物、微生物等；- 地球内部，包括地壳、地幔、地核等。
3. 地球化学的研究内容：- 地球物质的化学组成及其时空变化；- 地球内部和外部的化学过程；- 元素的迁移、富集和分散规律；- 地球化学循环及其与生物圈的相互作用；- 地球化学在资源、环境、生态等领域的应用。
二、地球化学的研究方法与意义1. 地球化学的研究方法：- 野外调查与采样：包括地质填图、钻孔、槽探、岩心采样等；- 实验室分析：包括光学显微镜观察、X射线衍射、电子探针、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、原子吸收光谱（AAS）等；- 地球化学数据处理：包括统计学分析、多元回归、聚类分析等；- 地球化学模型：建立地球化学过程的理论模型和数值模型；- 同位素示踪：利用稳定同位素和放射性同位素研究地球化学过程。
2. 地球化学研究的意义：- 揭示地球的形成和演化历史；- 了解地球内部结构、成分和动力学过程；- 探索矿产资源的形成机制和分布规律；- 评估和治理环境污染问题；- 理解地球生物圈的化学循环和生态平衡；- 为可持续发展提供科学依据。
三、地球化学的发展历程与现状1. 地球化学的发展历程：- 起源阶段：19世纪初，地质学家开始关注矿物的化学组成；- 形成阶段：19世纪末至20世纪初，维克托·戈尔德施密特等科学家奠定了地球化学的基础；- 发展阶段：20世纪中叶，地球化学在理论、方法、应用等方面取得显著进展；- 现代阶段：20世纪末至今，地球化学与分子生物学、环境科学等学科交叉，形成新的研究领域。
第八章主族金属元素(一) 碱金属和碱土金属
1、碱性规律： LiOH NaOH KOH RbOH CsOH 中强碱 强碱 强碱 强碱 强碱 2、代表物质NaOH：又称烧碱、火碱、苛性碱 具有强碱性，除了与非金属及其氧化物作 用外，还 与一些两性金属及其氧化物作用，生成钠盐。
Si+2NaOH+H2O ─→2Na2SiO3+2H2 SiO2+2NaOH ─→Na2SiO3+H2O 2Al+2NaOH+2H2O ─→2NaAlO2+3H2 AL2O3+2NaOH ─→2NaAlO2+H2O
第二节 碱 金 属
Li Na K Rb Cs
一、碱金属元素概述： 1、碱金属是IA族S区元素，包括锂、钠、钾、铷、铯和 钫 2、价电子结构：ns1 3、金属性：同周期元素中，原子半径最大，易失1个电 子，表现出强烈的金属性。本族自上而下原子半径和离 子半径依次增大，其活泼性有规律地增强。
碱金属的基本性质
量以光的形式放出。原子的结构不同，就发出不同波长的光
，所以光的颜色也不同。碱金属和碱土金属等能产生可见光 谱，而且每一种金属原子的光谱线比较简单，所以容易观察 识别。
5、碱金属元素的化合物多为离子型化合物 6、对角线规则：在周期表中某一元素的性质和它右下方的 另一元素相似的现象。 Li Be B C ╲ ╲ ╲ Na Mg Al Si 氢氧化物：锂、镁为中强碱，水溶性小，受热易分 解为氧化物；锂和镁的氟化物、碳酸盐、磷酸盐等都难溶 于水。 Be和Al 的单质及化合物都具有两性特点。
2LiH
500℃-600℃ 2Na + H2 2NaH 2、化性：主要有LiH和NaH，皆为白色粉末，是离子型 化合物，是很强的还原剂： NaH + H2O ─→ NaOH + H2↑ 剧烈反应 4NaH + TiCl4 ─→ Ti + 4NaCl + 2H2 强还原性 4LiH + AlCl3 ─→ Li[AlH4] + 3LiCl 四氢铝锂是白色多孔的轻质粉末状复合氢化物，用于制 备有机试剂、药物、香料。
星际物质中的同位素分布与元素丰度
星际物质中的同位素分布与元素丰度星际物质是宇宙中广阔而神秘的领域。
它是构成恒星、行星和星系的基础，也是探索宇宙奥秘的重要线索。
了解星际物质中的同位素分布与元素丰度，有助于揭开宇宙的演化历程以及地球和生命的起源。
首先，我们先来了解一下同位素分布的基本概念。
同位素指的是具有相同原子序数（即元素的序数）但质量数不同的原子，它们拥有不同数量的中子。
例如，氢有三种同位素，分别是质子数分别为1、2、3的氢。
同位素的分布在不同的星系、不同的恒星和不同的行星中可能会有所差异，这取决于它们的形成和演化过程。
在星际物质中，氢和氦的丰度是最高的。
这是因为大爆炸时，宇宙诞生了大量的氢和少量的氦。
除了氢和氦之外，其他元素的丰度相对较低，它们主要来自于恒星的核聚变和超新星爆炸。
恒星的核聚变过程中，氢被转化为氦，同时释放出巨大的能量。
这个过程不断重复，导致了高质量恒星的演化。
当恒星耗尽了核燃料，无法抵抗引力坍缩时，会发生超新星爆炸，将内部合成的重元素喷射到星际空间中。
在星际介质中，重元素的丰度随着时间的推移逐渐增加。
这是因为新一代星系的形成和演化中，包含有更多的重元素。
这些重元素在恒星形成过程中被吸积，并最终形成新的行星系。
例如，地球上的金属元素就来自于恒星的合成和超新星爆炸。
这一过程耗费了数十亿年的时间，才形成了我们现在所见到的丰富元素组合。
除了重元素，同位素的分布也是星际物质中的重要研究方向之一。
同位素具有不同的稳定性和衰变特性，可以用来追溯宇宙的演化过程。
比如，碳同位素的分布可以提供有关星系形成的信息，氧同位素的分布可以揭示行星形成和生命起源的环境条件。
同时，同位素还可以用来研究宇宙射线、星际尘埃和陨石等物质的来源和性质。
在过去的几十年里，科学家们利用地面和太空观测装置，不断深入研究星际物质中的同位素分布和元素丰度。
他们通过分析星际云气体和尘埃中的成分，探索它们的产生机制和演化历程。
同时，还利用先进的实验技术，对地球上的陨石和月球样本进行研究，以寻找有关宇宙起源和演化的线索。
地球化学丰度值
地球化学丰度值地球化学丰度值是指地球上各种元素在地壳、海洋和大气中的丰度。
地球化学丰度值反映了地球上各种元素的分布情况，对于研究地球的物质组成和演化具有重要意义。
本文将介绍一些地球化学丰度值高的元素及其在地球上的分布情况。
我们来看一下地壳中丰度较高的元素。
地壳是地球最外层的固体外壳，主要由氧、硅、铝和铁等元素组成。
其中，氧是地壳中最丰富的元素，约占地壳质量的46.6%，主要以氧化物的形式存在。
硅是地壳中第二丰富的元素，约占地壳质量的27.7%，主要以硅酸盐的形式存在。
铝是地壳中第三丰富的元素，约占地壳质量的8.13%，主要以氧化铝的形式存在。
铁是地壳中第四丰富的元素，约占地壳质量的5%，主要以氧化铁的形式存在。
除了地壳，海洋也是地球上元素丰度的重要储库。
海洋中丰度较高的元素主要有氯、钠、镁和硫等。
氯是海水中最丰富的元素，约占海水质量的55.3%，主要以氯化物的形式存在。
钠是海水中第二丰富的元素，约占海水质量的30.6%，主要以氯化钠的形式存在。
镁是海水中第三丰富的元素，约占海水质量的3.7%，主要以氯化镁的形式存在。
硫是海水中第四丰富的元素，约占海水质量的0.088%，主要以硫酸盐的形式存在。
大气是地球上元素丰度的另一个重要储库。
大气中丰度较高的元素主要有氮、氧、氩和二氧化碳等。
氮是大气中最丰富的元素，约占大气质量的78%，主要以氮气的形式存在。
氧是大气中第二丰富的元素，约占大气质量的21%，主要以氧气的形式存在。
氩是大气中第三丰富的元素，约占大气质量的0.93%，主要以氩气的形式存在。
二氧化碳是大气中丰度较高的温室气体，其含量约占大气质量的0.04%，主要由人类活动和自然过程产生。
除了地壳、海洋和大气，地球内部也存在丰富的元素。
地球内部丰度较高的元素主要有铁、镍、硫和镁等。
地球内核主要由铁和镍组成，约占地球质量的35%。
地球外核主要由铁和镍组成，约占地球质量的30%。
地球地幔主要由硅、镁和铁等元素组成，约占地球质量的65%。
宇宙中的元素丰度分布与星系物质生产
宇宙中的元素丰度分布与星系物质生产宇宙是一个广袤而神秘的存在，其中蕴含着无尽的奥秘。
在宇宙中，元素丰度的分布对于我们理解星系物质的产生和演化过程至关重要。
本文将探讨宇宙中元素丰度的分布规律以及与星系物质生产的关系。
首先，我们来了解一下宇宙中元素的来源。
早期宇宙中只有氢和少量的氦，这些元素是宇宙大爆炸时期形成的。
随着时间的推移，恒星的形成和演化过程中，核聚变反应使得更重的元素逐渐产生。
恒星内部的高温和高压条件使得氢和氦发生核聚变反应，形成了更重的元素，如碳、氧、铁等。
这些元素通过恒星的爆炸，即超新星爆发，被释放到星际介质中。
然而，宇宙中元素的丰度分布并不均匀。
根据观测数据，我们发现在星系中心区域，元素丰度较高，而在星系外围区域，元素丰度较低。
这一现象可以解释为星系内部恒星形成和演化的不均匀性所导致。
在星系中心区域，恒星形成活动较为旺盛，大量恒星形成并经历超新星爆发，释放出大量的重元素。
而在星系外围区域，恒星形成活动相对较弱，重元素的产生较少。
此外，宇宙中的星系物质生产与元素丰度的分布也存在着密切的联系。
星系物质主要由气体和尘埃组成，而这些物质的来源可以追溯到星系内部的恒星形成和演化过程。
恒星形成需要足够的气体和尘埃供应，而这些物质的来源可以追溯到星系内部的星际介质。
星际介质中富含重元素，这些重元素通过恒星的爆炸释放到星际介质中，进而参与到新一轮的恒星形成过程中。
因此，星系内部的元素丰度分布与星系物质的生产密切相关。
在星系形成和演化过程中，星系之间的相互作用也对元素丰度的分布产生了影响。
当两个星系发生碰撞或合并时，它们的物质会相互混合，从而导致元素丰度的重新分布。
这种相互作用可以使得元素在星系之间流动，从而形成元素的梯度。
通过观测星系中元素丰度的分布，我们可以研究星系的形成和演化历史，了解宇宙的演化过程。
总结起来，宇宙中的元素丰度分布与星系物质生产密切相关。
元素的产生主要来源于恒星的形成和演化过程，而星系内部的恒星形成活动和星系之间的相互作用会影响元素丰度的分布。
地球化学化学元素丰度与分布
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 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。
太阳系和地球系统 化学元素的分布与分配
Mantle plumes are derived from the hot Earth’s interiors – perhaps at the basal thermal boundary layer (CMB?)
Plate tectonics is driven by the cold thermal boundary layer atop the mantle - cooling plates
18
地球是高度分异的行星，它的多种活动持续 形成了多种多样的火山岩、沉积岩、变质岩 类。虽然其它一些地外行星也可能以有限和 特殊的方式保持其活动性，但地球仍然“肚 子里有火”，且外壳被腐蚀性的水和大气圈 中的气所覆盖。
1972年Apollo17号宇航员从距 离地球37000km处看到的地球
19
地球大概半径 2885+3486= 6371 km
6
《简明地球化学手册》，中国科学院地球化学研究所，科 学出版社，1981。 《地球化学表》，H.J.勒斯勒，H.郎格著，卢焕章，徐仲 伦译，科学出版社，1985。 《地球化学》，赵伦山，张本仁，地质出版社，1988。 《地球和地壳化学元素丰度》，黎彤，倪守斌，地质出版 社，1990。 《高等地球化学》，中国科学院地球化学研究所，科学出 版社，1998。 Gao S. et al, Chemical composition of the continental crust as revealed by studies in East China. Geochimica Cosmochimica Acta., 1998, 62(11):1959~1975. 鄢明才，迟清华，中国东部地壳与岩石的化学组成。科学 出版社，1997。
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。
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Crust
Depth (km)
60
Upper Mantle 220
Transition Zone 410 660
Mantle
Lower Mantle
Outer Core
(liquid)
2898
Core
5145
Inner Core
(solid)
6370
Continental cr ust
D own wellin g
元素 C O Na Mg Al Si P S K Ca Ti Cr Mn Fe Co Ni
陨石类比法求得的地球元素丰度（wt%）
法令顿
综合陨石类比法 契尔文斯基
克拉克
（109.0141） 10.10
（109.0149） 11.28
（19-24） 12.77
0.17
0.19
0.58
3.80
4.28
2.13
Core
Siderr ophile el ements
Inner Core
第二节 元素在地球中的分布
2.地球元素丰度 估算方法 (1)陨石类比法 以下列假设：a.陨石在太阳系内形成; b.陨石与小行
星带的物质相同；c.陨石是破坏了的星体碎片；d. 产生陨石的星体其内部结构和成分分布与地球类 似
Subduction zone
Plate migration
South Pacific
Up per Lo w er
Super cold plume
Super hot plume
Mantle
Mid-oceanic ridge
U pwel lin g
Conv e cti on
Li thophile el ements
3. A>100，丰度曲线的斜率显著减缓；
4. 具有4倍数核素（如12C、16O、--40Ca、48Ti）丰度明显高 于其相邻核素丰度；
5. H和He为丰度最大的元素，占原子总数的99%以上，而Li、 Be和B等与邻近元素相比丰度特别低；
6. 以56Fe为中心的突出的峰值；
7. 在A为80和90、130和138、196和208等处，出现双峰；
Palme、Suess和Zeh（1981)计算了初始太阳星云的元 素丰度和初始的核素丰度（表1.7）
Trimble（1975），提出了陨石、太阳光球、日冕宇 宙射线的元素丰度
太阳系的成分
非挥发性元素的初始 丰度－－I型碳质球 粒陨石
挥发性元素－－太阳 光球的光谱成分
H. Palme
第一节 元素的宇宙丰度
一． 元素宇宙丰度的定义 二． 太阳系的成员 三． 宇宙丰度的计算 四． 太阳系宇宙丰度的规律
四、太阳系元素丰度的规律
1. Oddo-Harkins规则（偶数规则）－－O、Fe、Ni、Si、Mg、 S、Ca等7种丰度最高的元素，全为偶数元素，总丰度达 98.6％；
2. 在A为1~100的区域，核素丰度大致按指数规律下降；
Suess和Urey（1956）：综合天体物理和宇宙化学的 成果，提出了宇宙核素丰度－－B2FH假说的基础；
Cameron（1968）提出太阳系的核素丰度，依据：非 挥发性元素的初始丰度－－I型碳质球粒陨石；挥 发性元素－－太阳光球的光谱成分
Ganapathy和Anders（1974)：均一的太阳星云的平衡 凝聚模式－－行星化学成分（表1.3）
0.39
0.44
1.86
5.20
5.82
6.98
0.14
0.13
0.16
0.49
0.66
0.96
0.04
0.05
0.39
0.46
0.52
1.12
-
-
0.15
0.09
0.10
0.07
0.03
0.05
0.08
72.06
69.79
67.29
0.44
0.42
0.41
6.50
6.25
6.04
单一陨石类比法 艾伦司 （109.0645） 35.0 0.7 14.4 1.30 17.8 0.05 2.3 0.085 1.40 0.05 0.25 0.2 25.1 0.08 1.35
2000
Velocity (km/sec)
5
10
Lithosphere
Asthenosphere
S waves
P waves
Mesosphere
Outer Core
3000
Depth (km)
4000
Liquid
5000
Inner Core
6000
S waves
Solid
地球内部P波和S波随深度变化. Compositional subdivisions of the Earth are on the left, rheological subdivisions on the right. After Kearey and Vine (1990), Global Tectonics. © Blackwell Scientific. Oxford.
第一节 元素的宇宙丰度 第二节 元素在地球中的分布
第二节 元素在地球中的分布
一． 地球元素平均成分 二． 地壳元素平均成分 三． 地幔成分
第二节 元素在地球中的分布
一、地球的圈层构造及化学组成 1.圈层构造 地壳：上地壳和下地壳 地幔：上地幔和下地幔 地核：外核和内核
Crust 0
1000 Mantle
二、太阳系的介绍
太 阳 系 成 员
八大行星的相对大小
太阳系组成
太阳 八大行星 小行星－小行星带（火星与木星之间） 彗星
第一节 元素的宇宙丰度
一、元素宇宙丰度的定义 二、太阳系的成员 三、宇宙丰度的研究 四、太阳系宇宙丰度的规律
三、元素宇宙丰度研究
实验室分析：地球、月球、陨石和宇宙尘 光谱和射电分析：太阳、恒星、星际介质星系 空间探测器分析：行星大气、表面土壤、岩石 太阳风和宇宙线分析：
固体地球
地幔:
橄榄岩 (超基性岩) 上地幔 深达 410 km (olivine spinel)
u Low Velocity Layer 60-220 km 过渡带 as vel. incr. ~ rapidly
u 660 spinel perovskite-type
F SiIV SiVI
下地幔 has more gradual velocity increase
元素丰度与分布
第一节 元素的宇宙丰度 第二节 元素在地球中的分布
第一节 元素的宇宙丰度
一、元素宇宙丰度的定义 二、太阳系的成员 三、宇宙丰度的研究 四、太阳系宇宙丰度的规律
一、元素宇宙丰度的定义
元素的宇宙丰度＝太阳系的元素丰度 这里的丰度＝A/B的比值，一般B为Si
宇宙丰度是研究元素起源的理论依据，是解释各类 天体演化过程的基础