第二章 地幔中化学元素的分布
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
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。
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
地球化学中的重要元素及其地球内分布
地球化学中的重要元素及其地球内分布地球是一个复杂而奇异的星球，由许多不同元素组成。
这些元素在地球化学中扮演着重要的角色，影响着地球的组成和性质。
本文将探讨地球化学中的几个重要元素，包括碳、氧、硅、铁和铝，以及它们在地球内的分布。
碳是地球上最常见的元素之一。
它存在于地壳、大气和生物体中。
地壳中的碳以碳酸盐矿物的形式存在，如方解石和白云石。
大气中的二氧化碳是碳的另一种形式，它在地球的碳循环中起着重要作用。
生物体中的有机化合物也含有碳，如蛋白质、脂类和碳水化合物。
碳的地球内分布表明它在地球生命和能量循环中的关键作用。
氧是地球上最丰富的元素，占地壳和大气的大部分。
在地壳中，氧以氧化物的形式存在，如二氧化硅和氧化铁。
大气中的氧以氧气的形式存在，占空气的约20%。
氧也与其他元素形成化合物，如水和二氧化碳。
氧在地球内的广泛分布对于地球上的生物体进行呼吸和新陈代谢至关重要。
硅是地球壳中的主要元素之一。
它以硅酸盐矿物的形式存在，如石英和长石。
硅酸盐矿物在地壳岩石的形成和变质作用中起着重要作用。
硅也是硅酸盐岩和硅酸盐沉积物的主要组成部分。
硅的地球内分布与地壳构造和岩石圈运动有密切联系。
铁是地球内最常见的金属元素之一。
它广泛存在于地壳、地球内部和大气中。
地壳中的铁以氧化铁矿物的形式存在，如赤铁矿和磁铁矿。
地球内部的外核主要由铁和镍组成。
大气中的铁以氧化铁粉尘的形式存在，这些粉尘来源于土壤和火山喷发。
铁在地球内的分布对于地球磁场和地球动力学过程具有重要影响。
铝是地壳中含量最丰富的金属元素之一。
它以铝硅酸盐矿物的形式存在，如长石和云母。
铝的地球内分布与地壳形成和岩石圈演化有密切关系。
铝也是许多工业材料的重要成分，如铝制品和建筑材料。
总结起来，碳、氧、硅、铁和铝是地球化学中的几个重要元素。
它们在地球内以不同形式存在，并且对地球的组成和性质起着关键作用。
了解这些重要元素的地球内分布可以帮助我们更好地理解地球的形成和演化过程。
地球化学元素分布的地质特征
地球化学元素分布的地质特征地球化学元素是构成地球的基本组成部分，它们的分布在很大程度上决定了地球的地质特征。
地球化学元素的分布受到多种因素的影响，包括地壳构造、物理化学条件以及地质作用等。
本文将从地壳构造、元素来源、地球化学周期表以及地质过程等方面探讨地球化学元素分布的地质特征。
地壳构造对地球化学元素的分布起着重要作用。
地壳可分为大陆壳和海洋壳两种类型，它们的地球化学元素组成有所不同。
大陆壳主要由硅铝酸盐矿物构成，含有较多的铝、钾、钙等元素，而海洋壳富含钠、镁等元素。
这种差异主要是由于大陆壳形成于火山作用下的岩浆演化过程中，火山喷发的物质富含铝、钠等元素；而海洋壳主要由玄武岩构成，其形成与洋脊的形成和扩张有关，因此富含钠、镁等元素。
元素的来源也是地球化学元素分布的重要因素。
地球化学元素主要来源于地幔和地壳。
地幔是地球的主要组成部分，其中包含丰富的镁、铁、铝等元素。
地壳则是地球外部表层的部分，元素丰度较高。
地球化学元素在地壳中的分布受到多种因素的影响，包括地壳的形成和演化、不同地质过程的作用等。
例如，火山作用和构造运动可以使地壳内部的元素重新分布，形成富集和亏损区域。
地球化学周期表是研究地球化学元素分布的重要工具。
地球化学周期表将元素按原子序数排列，并根据其地球内循环特点进行分类。
根据地球化学周期表，地壳中丰度最高的元素是氧、硅、铝，这些元素的丰度直接影响到地壳的性质和构造。
与此同时，周期表的研究也为科学家提供了预测地球其他区域元素丰度的线索，有助于更好地了解地球的地质特征。
地球上的地质过程也对地球化学元素的分布产生了重要影响。
地质过程包括火山喷发、变质作用、岩浆演化、溶解沉淀等。
火山喷发是地球内部物质向地表释放的过程，其中释放的物质中富含硫、铁、镁等元素。
变质作用则是它们之间相互作用的结果，将元素重新组合并形成新的矿物。
岩浆演化是地幔物质向地壳物质的转化过程，地壳物质中的一部分会溶解在岩浆中。
溶解沉淀则是指元素在地下水中溶解和沉积的过程，从而影响地壳中元素的分布。
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.
地质学知识：地球化学中的元素分布与演化
地质学知识：地球化学中的元素分布与演化地球化学是研究地球物质的组成、性质、分布和演化的学科。
其中，元素分布与演化是地球化学研究的基本内容之一。
本文将简要介绍元素分布与演化的相关知识。
一、元素分布地球上的元素主要来源于宇宙物质和地球内部物质。
宇宙物质包括星际物质和陨石，其中包含的元素种类很多，主要是氢、氦和锂等轻元素以及碳、氧、氮、铁等重元素。
地球内部物质主要包括地壳、地幔和核，其元素分布也具有明显的层次性。
较轻的元素主要分布在地壳和地幔，包括硅、铝、钙、钾、钠等。
地壳中的元素主要以氧化物、硅酸盐和硫酸盐的形式存在。
而地幔中的元素主要是以硅酸盐和氧化物的形式存在，且含有较多的铁、镁等元素。
重元素主要存在于地球内部核中。
地球核分为外核和内核，外核主要是由铁和镍等元素组成的液态物质，而内核则主要由铁和一些轻元素如硫、氧组成。
地球内部物质的元素分布不均衡，这种不均衡性是地球化学研究的重要内容之一。
二、元素演化元素的演化是指地球上元素来源、变化和分布的历史过程。
元素演化的主要过程包括元素的起源和演化、元素的循环作用以及元素的分布特征。
地球上的元素起源主要有两种观点，一种是大爆炸后形成的宇宙元素在恒星内部聚合，形成新的元素，然后经由恒星飞出到空间中，经过一定的演化过程后，形成了地球上的基本元素。
另一种观点认为，地球上的元素大部分来源于超新星爆炸。
元素的循环作用是指地球系统内元素的相互作用过程，主要包括地球化学循环和物质循环。
其中，地球化学循环包括一系列物质的化学反应和迁移，如氧化还原反应、水文循环、生物地球化学循环等。
物质循环则是指物质在不同介质之间的循环过程，如水、大气、岩石、土壤和生物等介质之间的物质转化过程。
元素的分布特征是指地球上各种元素的分布规律和区域特征。
例如，地壳中铝的含量较高，主要分布在长芦山、横山等地区。
地幔中铁的含量较高，主要分布在太平洋橙色液体等地区。
地球内部核中铁和镍的含量较高，约占地球质量的1/3。
第二章 地壳中化学元素的分布
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 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
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： （1）在沉积过程中稀土元素没有发生明显的 分异。Taylor等（1985）研究现代沉积环境 REE的分布与世界各地后太古宙页岩的REE 分布模式十分相近，后者包括后太古宙平均 澳 大 利 亚 页 岩 （ PAAS ） ， 北 美 页 岩 组 成 （NAS分含量 -6 /10 57.9 36.5 2.0 3.5
矿物中铍 的含量 -6 /10 6.00 1.35 5.40 13.00
1 克岩石中的 各矿物所含 -6 铍 的 量 /10 3.48 0.48 0.11 0.65
各矿物中 铍量所占 的百分数 73.7 10.2 2.3 13.8
上地壳REE丰度值的确定，提供了估算其 他元素丰度的途径。如利用n（La）/n（Th）、 n（La）/n（U）、n（K）/n（U）等比值，可 以计算出Th、U、K的丰度，进而利用其他元 素与U、Th、K的比值估算其他元素含量。
大陆地壳化学组成安山岩模式 （Taylor和Mclennan，1985）
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。
地球化学探索地球内部的地幔与地核的化学组成
地球化学探索地球内部的地幔与地核的化学组成地球是人类赖以生存的家园，其内部的结构和成分一直是地球科学家们关注的热点问题之一。
地幔和地核作为地球的主要组成部分，其化学组成对地球的发展和演化具有重要意义。
本文将从地球化学的角度出发，探讨地幔与地核的化学组成以及探测这些成分的方法。
一、地幔的化学组成地幔是位于地核之上的一层区域，占据着地球体积的大部分。
地幔主要由岩石和矿物组成，包括镁铁硅酸盐岩石、橄榄岩、辉石等。
这些岩石和矿物的化学组成对地幔的性质和行为具有决定性影响。
地幔的主要元素主要有氧、硅、镁、铁、铝等。
其中，氧是地壳和地幔中含量最高的元素，占地幔总元素含量的45%左右。
硅、镁和铁则分别占地幔总元素含量的22%、21%和5%。
这些元素的含量和比例对地幔的物理性质和岩石相态的形成起着重要作用。
二、地核的化学组成地核位于地幔之下，由于无法直接取样，对地核的化学组成认识相对较少。
根据地震波传播的特点，地核被分为外核和内核两部分。
外核主要由液态的铁和镍组成，同时含有少量的硫、氧和其他元素。
地球内部的高温和高压条件使得铁和镍处于液态，形成外核。
而内核则由固态的铁和镍组成，同时还含有一些轻元素。
这些元素的含量和组合方式对地核的物理性质和动力学行为起着重要的调控作用。
三、地球化学探测地幔与地核的方法地幔和地核的化学组成无法直接获取，但地球化学家利用地球表面和地下物质的特征，发展了一系列探测方法。
1. 地震波观测地震波是地震活动产生的波动，它们在地球内部的传播特征受到地幔和地核的影响。
通过观测地震波的传播速度和路径，地球科学家可以推断出地幔和地核的物理性质和化学组成。
2. 岩石和矿物分析地球上许多火山喷发、地震和地壳运动活动的产物，如岩浆、岩石和矿物等，都可以对地幔和地核的成分进行有限的了解。
通过对这些样品的分析，可以间接推断地幔和地核的化学组成。
3. 天然气和岩石中的稀有元素地球中的一些地下资源，如天然气和岩石，含有丰富的稀有元素。
化学元素在自然界中的分布与应用
化学元素在自然界中的分布与应用化学元素是构成万物的基本单位，它们在自然界中的存在和分布方式多种多样，因而具有广泛的应用价值。
本文将从地壳中的化学元素分布、地球内部的元素运移、矿物与岩石中的元素组成、大气与水中的元素含量等方面进行探讨，旨在展示化学元素在自然界中的重要性和应用前景。
地壳中的化学元素分布地壳是地球上最外层的固体岩石壳层，其平均厚度约为35公里。
地壳中包含了丰富的化学元素，主要包括氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾等元素。
其中，氧是地壳中含量最丰富的元素，占地壳总质量的46.6%，其次是硅，占21.2%。
这些元素以不同形式存在于各种矿物和岩石中，通过地质作用不断运移和变化。
地球内部的元素运移地球内部包括地幔和核，其中地幔又分为上、中、下三部分。
地球内部的高温高压条件对化学元素运移和重新组合产生了深远影响。
地幔中含有丰富的镁、铁等金属元素，这些元素在地球内部通过熔融作用和构造活动不断向地表运移，参与了岩浆活动和火山喷发过程。
矿物与岩石中的元素组成矿物是含有一定化学成分并具有一定结晶形态的天然固体物质，在地壳中广泛存在。
不同矿物含有不同类型和含量的化学元素，这些元素组成了各种类型的岩石。
例如，含有二氧化硅和氧化铁等成分的石英矿物构成了石英岩；含有碳酸盐类及镁、钙等元素成分的方解石构成了大理石。
大气与水中的元素含量大气和水是地球上重要的两大环境载体，其中也包含了丰富的化学元素。
大气中氮氧、二氧化碳等气体元素对维持生态平衡起着至关重要的作用；水体则含有各种金属离子如钙离子、镁离子等，是生命体系生存发展所必须。
同时，大气和水也受到人类活动带来的污染影响，如工业废气排放、农业化肥流失等导致了环境中重金属和有机污染物超标。
化学元素在应用中的拓展在日常生活和工业生产中，无处不在地体现了各种化学元素的应用价值。
例如，金属铜广泛应用于电工电路制造；硅材料被广泛应用于半导体产业；氮气在制备氨肥和合成药品过程中扮演着重要角色；锂等金属元素被广泛应用于电池制造等领域。
《地球科学概论》第二章 地质学的三大任务
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。
地幔中化学元素的分布
第二节 地幔的结构及组成
三．地幔的端元组成
Hart S R（1988）提出了4种地幔端元组 成（图2-22）：亏损地幔DDM及高μ值地 幔HIMU、富集地幔1EM1、富集地幔2EM2。 后三者是洋岛玄武岩三种端元组分，主要 来自再循环大洋岩石圈。
根据Nd-Sr同位素划分的四种地幔端元组分图 （据Hofmann，1997）
热点：是地幔柱在地表的“露头”，其出露点形
成洋岛火山。热点对于活动的岩石圈板块保持相对 稳定。典型的与热点有关的洋岛火山作用的轨迹， 形成洋岛火山长链（如夏威夷－皇帝岛链）。这个 链的时代由老向现代出露点逐渐变新。
岩石圈是刚性的、冷的圈层，它由地幔的最上部 和上覆的大陆壳及海洋下的洋壳构成。岩石圈在大洋 区厚约100km，大陆地区厚约100～400km，它是由海 底扩张而移动的构造板块组成。
岩石圈之下为软流圈，岩石圈板块好似漂浮在 塑状的软流圈之上移动。岩石圈物质的再循环主 要有二种形式：
第三节 地壳与地幔的相互作用及物质交换
第二节 地幔的结构及组成
二.地幔的化学组成 1.地幔化学组成的研究方法
（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。
第二节 地幔的结构及组成
二.地幔的化学组成
2.原始地幔的化学成分 Taylor（1985）获得原始地幔的元素丰度 的方法： ①根据地幔的密度和地震资料确定原始地 幔的FeO含量为8.0％；
拆沉作用模型图（据Nelson，1991）
短线区域代表上地壳和中地壳，浅灰色区域 代表镁铁质下地壳，黑色区域表示转变为榴
辉岩的镁铁质下地壳或洋壳
一、岩石圈物质的循环
2.拆沉作用 造山过程中由于地壳加厚，>40km的地壳下部将形
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-化学元素丰度与分布
• 1H + 1H => 2D+ ++ + 0.422MeV • 2D + 1H => 3He + + 5.493MeV • 3He + 3He => 4He + 21H + 12.859MeV
地球化学-化学元素丰度与分布
C.中子俘获过程（铁以后的元素）
中子捕获反应是恒星演化到最晚阶段才开始 发生的重要反应，由此产生原子序数大于 26（Fe）的重元素。
a.慢中子俘获（s 过程）：一个原子的两次 中子俘获之间有足够时间让生成核发生衰 变（ 衰变），可合成元素至A=209。
b.快中子俘获（r 过程）：两次俘获时间很 短（ 衰变较少），可合成A=209以后的 元素。
2. 地球化学的体系：泛指一定范围内或同类的 事物按照一定的秩序和内部联系组合而成的整 体，体系可大可小。
火山角砾岩 地球化学-化学元素丰度与分布
目前已建立的元素丰度体系
地球化学-化学元素丰度与分布
3.与丰度相关的名词
（1）克拉克值：是地壳中元素的重量百 分数的丰度单位。
（2）区域克拉克值：是指地壳不同构造 单元中元素的丰度值。如克拉通地壳 元素丰度值。
Figure2. Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall. Data from Sun and McDonough (1989). 地球化学-化学元素丰度与分布
地球化学研究地球上的化学元素分布
地球化学研究地球上的化学元素分布地球，这个我们赖以生存的蓝色星球，充满了无数的奥秘等待着人类去探索。
其中，地球化学这门学科专注于研究地球上化学元素的分布，为我们揭示了地球内部的结构、演化以及与生命的密切关系。
化学元素在地球上并非均匀分布，而是呈现出特定的规律和模式。
这种分布受到多种因素的影响，包括地球的形成过程、地质作用、气候变化以及生物活动等。
地球在形成之初，通过吸积作用逐渐汇聚了大量的物质。
在这个过程中，由于不同元素的物理和化学性质差异，它们在地球内部的分布就开始出现了分化。
例如，较重的元素如铁、镍等倾向于向地球的核心聚集，形成了地核；而较轻的元素如硅、铝、氧等则主要分布在地壳和地幔中。
地质作用在化学元素的分布中也起着至关重要的作用。
板块运动导致了岩石的俯冲、碰撞和火山活动，使得元素在不同的地质环境中迁移和重新分布。
例如，在俯冲带，海洋地壳中的元素会随着板块的俯冲被带入地球内部深处，经过一系列的化学反应和物理过程，可能会在火山喷发时再次回到地表。
气候变化对化学元素的分布也有着不可忽视的影响。
长期的气候变化会导致风化、侵蚀和沉积作用的改变，从而影响元素在地表和海洋中的分布。
例如，在干旱的气候条件下，风化作用较弱，化学元素的迁移相对缓慢；而在湿润的气候中，风化作用增强，元素更容易被溶解和带走。
生物活动同样是影响化学元素分布的一个重要因素。
生物通过吸收、代谢和排泄等过程，对元素进行了选择性的富集和分散。
例如，植物通过根系吸收土壤中的营养元素，如氮、磷、钾等，而一些微生物在特定的环境中可以促进某些元素的沉淀和富集。
为了研究地球上化学元素的分布，地球化学家们采用了多种先进的技术和方法。
其中，光谱分析技术可以帮助确定岩石、土壤和水样中各种元素的含量和种类。
通过对不同地区采集的样本进行分析，科学家们能够构建出元素分布的详细地图。
此外，同位素分析也是地球化学研究中的重要手段。
同位素是同一元素的不同原子，它们具有相同的质子数，但中子数不同。
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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第三节 地壳与地幔的相互作用及物质交换
一、岩石圈物质的循环
岩石圈是刚性的、冷的圈层，它由地幔的最上部 和上覆的大陆壳及海洋下的洋壳构成。岩石圈在大洋 区厚约100km，大陆地区厚约100～400km，它是由海 底扩张而移动的构造板块组成。
岩石圈之下为软流圈，岩石圈板块好似漂浮在 塑状的软流圈之上移动。岩石圈物质的再循环主 要有二种形式：
Morgan（1971）确定了20个深源地幔柱，并提出 了地幔柱假说。地幔柱将热及相对原始的物质带至 软流圈，当幔柱到达岩石圈底部时，地壳产生隆起 及表面火山活动，这一隆起及伴随的火山称为“热 点”。 热点：是地幔柱在地表的“露头”，其出露点形 成洋岛火山。热点对于活动的岩石圈板块保持相对 稳定。典型的与热点有关的洋岛火山作用的轨迹， 形成洋岛火山长链（如夏威夷－皇帝岛链）。这个 链的时代由老向现代出露点逐渐变新。
第二节 地幔的结构及组成
一．地幔的结构
2.过渡带：有时也作为上地幔的一部分。 从400km到670km深处，其质量占地球的 7.5％。进入过渡带，P波及S波的波速显 著增加，岩石密度及导电性明显增长， 显示该层范围内地幔物质的性质发生明 显改变。硅酸盐的矿物结构产生相变， 橄榄石在400km处矿物结构转变为尖晶石 结构；近700km时又从尖晶石结构转变为 钙钛矿结构。
第二章 地壳及地幔中化学元素 的分布
第三节 地壳与地幔的相互作用及物质交换
一、岩石圈物质的循环
二、地幔柱－岩石圈的相互作用
二.地幔柱－岩石圈的相互作用
地幔柱（Mantle plume）/热点（Hotspot）
地幔柱：地幔中狭窄的上升热及低密度物质流。它 具有100km级直径，并源于660km地震不连续面或近 核－幔边界2900km深处热及低密度边界层。 现行的地幔柱概念是“狭窄的上升的热流”或 “狭窄的圆柱形热的管道”。低密度的物质起源于 核幔边界，或者来自上地幔底部670km的间断面向上 经过地幔达到地表。
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
第二章 地壳及地幔中化学元素 的分布
第二节 地幔的结构及组成 一．地幔的结构 二．地幔的化学组成 三. 地幔的端元组成
第二节 地幔的结构及组成
一．地幔的结构
地幔是地球最大的层圈，它从莫霍面到核－ 幔边界，体积占地球的83％，质量占67％。 原始地幔形成于地球增生时的最初的几百万 年，当Fe－Ni分异形成地核时，由留下的富Fe 、Mg的硅酸盐物质堆积形成的初始地幔称之为 原始地幔。
一、岩石圈物质的循环 2.拆沉作用 以往人们认为陆源洋壳沉积物俯冲作用是大陆地壳再 循环的唯一机制。目前拆沉作用的提出，引起地质、 地球化学和地球物理学者普遍重视。它是造成下地壳 及相应大陆地壳成分演化和壳－幔物质交换的重要机 制之一。
一、岩石圈物质的循环 2.拆沉作用 拆沉作用：系泛指由于重力的不稳定性导致高密度的 岩石圈地幔或大陆下地壳沉入下伏软流圈或地幔的过 程。典型的地区发生在安第斯山脉，阿尔卑斯山脉和 我国的青藏高原。
第二节 地幔的结构及组成
三．地幔的端元组成
①地幔部分熔融及岩浆的析出；
②地幔交代作用； ③地壳及岩石圈物质重新进入地幔对流。
第二节 地幔的结构及组成
三．地幔的端元组成
根据幔源岩石洋中脊玄武岩及洋岛玄 武岩的Sr、Nd、Pb同位素及微量元素研究， 地幔中存在亏损地幔（Depleted）及富集 地幔。 地幔中相对于原始地幔亏损（或富集） 不相容元素的区域（或地幔）。
第二节 地幔的结构及组成
二.地幔的化学组成 1.地幔化学组成的研究方法 （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；以及 在各种不同的温压条件下对不同组成的上地幔 物质进行熔融实验，从而了解各类岩浆起源的 条件。
第二节 地幔的结构及组成
一．地幔的结构
根据Vp及Vs波速分布，可将地幔分为三层）,， 这是原始地幔进一步分异演化的结果。 1.上地幔：深度约从10km到400km，其质量约 占地球的10％，主要由橄榄石及辉石组成。根 据地震剖面，上地幔又可分为坚硬的外壳（岩 石圈的下部）及下伏的部分熔融的软流圈。上 地幔的地质样品是由构造作用如洋壳（蛇绿岩） 仰冲或特殊的火山作用（如金伯利岩和碱性玄 武岩喷发）带至地表。
第二节 地幔的结构及组成
三．地幔的端元组成 不相容元素是指容易由地幔固体矿物 中析出而进入有利的熔体相的那些化学元 素。不相容性包括大离子半径亲岩元素 （LILE），不适合进入地幔矿物的晶体构 造。不相容元素具低的分配系数，经常 D≤0.1。
第二节 地幔的结构及组成
三．地幔的端元组成 Hart S R（1988）提出了4种地幔端元组 成（图2-22）：亏损地幔DDM及高μ 值地 幔HIMU、富集地幔1EM1、富集地幔2EM2。 后三者是洋岛玄武岩三种端元组分，主要 来自再循环大洋岩石圈。
第三节 地壳与地幔的相互作用及物质交换
一、岩石圈物质的循环
①大洋地壳或大陆地壳或岩石圈由于俯冲（消减）作 用被软流圈传导进入地幔； ②拆沉作用（delamination）地壳或岩石圈经底部侵 蚀，其碎片沉入并集储在地幔。
一、岩石圈物质的循环 1. 板块俯冲作用产生的物质再循环 俯冲（消减）作用：由于岩石圈漂浮在软流圈之上， 被传到至海沟，俯冲下滑回到岛弧之下地幔中去，经 常呈45°角俯冲并达到600km以下的深处。 地壳或岩石圈板片加入地幔，造成地幔成分的不均 一性，往往是富集地幔及高μ 值地幔端员组分形成的 原因。
拆沉作用模型图（据Nelson，1991） 短线区域代表上地壳和中地壳，浅灰色区域 代表镁铁质下地壳，黑色区域表示转变为榴 辉岩的镁铁质下地壳或洋壳
一、岩石圈物质的循环 2.拆沉作用 造山过程中由于地壳加厚，>40km的地壳下部将形 成榴辉岩。榴辉岩的密度为3.43明显大于地幔岩石 3.29g/cm3 。此外，基性岩浆底侵于下地壳底部和下 地壳部分熔融产生的残余体，经过麻粒岩相变质作用 同样会获得较高的密度3.3～3.6g/cm3。因此由榴辉岩 及镁铁质麻粒岩组成的下地壳在重力上是不稳定的， 可以使大陆下地壳发生拆沉作用。
地 幔 地 震 剖 面 及 随 深 度 矿 物 的 相 变
第二节 地幔的结构及组成
一．地幔的结构
3.下地幔：深度由670km至2900km，其质 量约占地球的49％。根据地震波速较规 则，显示下地幔的组成较上地幔均一。 矿物物理实验支持下地幔可能由Mg、Si、 O和Fe组成，具有钙钛矿（CaTiO3）晶体 构造，称之为镁硅酸盐的钙钛矿（Mg、 Fe）SiO3结构，形成于很高压力（即>20 GPa）。此外，伴随镁方铁矿（Mg、Fe） O，Si、Fe及O相对于上地幔更为富集。
第二节 地幔的结构及组成
二.地幔的化学组成 1.地幔化学组成的研究方法 （1）地质学方法：直接获取上地幔在地表的 露头，这些天然露头有碱性玄武岩、碧玄岩、 玻基辉橄岩、橄榄拉斑玄武岩、金伯利岩中的 超镁铁质岩的深源包体。上述火山作用象一座 座天然的超深钻，把地幔中的岩石标本携带到 地表，成为“天然的地幔信史”。此外，以固 态构造侵位的阿尔卑斯型镁铁质岩侵入体也是 上地幔在地表的露头，但他们常常也遭受蛇纹 石化，新鲜程度不如深源包体。
根据Nd-Sr同位素划分的四种地幔端元组分图 （据Hofmann，1997）
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
第二章 地壳及地幔中化学元素 的分布
第三节 地壳与地幔的相互作用及物质交换
一、岩石圈物质的循环 二、地幔柱－岩石圈的相互作用
②难熔主要元素Si、Ti、Al、Mg、Ca之间 应具有CⅠ型碳质球粒陨石的比值；
第二节 地幔的结构及组成
③原始地幔的亲石微量元素丰度是CⅠ型球粒 陨石的1.5倍； ④挥发性元素通过各种途径研究，获得它与 难熔亲石元素之间的比值进幔的端元组成 80年代地幔地球化学研究的主要成果是 地幔不均一性和地幔端元成分的发现。 研究表明地幔存在垂向及侧向的不均一 性。地幔不均一性的产生可能有三种途径：
第二节 地幔的结构及组成
二.地幔的化学组成 1.地幔化学组成的研究方法 （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。
第二节 地幔的结构及组成
二.地幔的化学组成
2.原始地幔的化学成分 Taylor（1985）获得原始地幔的元素丰度 的方法： ①根据地幔的密度和地震资料确定原始地 幔的FeO含量为8.0％；