中国地壳元素克拉克值与世界大洋地壳
地壳元素丰度研究进展
地壳元素丰度研究进展1 地壳元素丰度的概念地壳元素丰度又称克拉克值(CLARKE value)，一种表示地壳中化学元素平均含量的数值。
根据美国化学家和矿物学家克拉克（F.W.CLARKE）的姓氏命名。
根据表示方法的不同，又分重量克拉克值、原子克拉克值等。
1889～1924年间克拉克及其同事完成了地球各洲大量岩石和矿物样品的化学分析，并计算了50个元素的平均含量，获得主要元素的丰度值。
随着地球化学的发展，实验技术和分析方法的改善，现在地质学家们已经提出了几乎所有天然元素的克拉克值。
地壳元素丰度是重要的地球化学基础数据，它标志地壳做为一个地球化学系统化学成分的总特征，决定了地壳中发生的各种地球化学作用的背景，也提供了一个衡量元素集中分散变化程度的标尺。
与宇宙丰度规律相比，地壳中元素丰度随原子序数增大丰度值减小和偶序数元素丰度大于奇序数元素的规律基本一致。
差异主要是氢、氦、氖、氮等气体元素明显较贫，而铝、钾、钠相对较富，这与地球形成、演化过程中气态元素的散失和较轻、易熔的碱金属铝硅酸盐在地球表层富集有关。
2 地壳元素丰度的研究意义（1）元素克拉克值是元素一项重要的地球化学参数，作为背境，它能提供元素在地壳某区段富集和分散及其程度的信息。
元素的克拉克值也是影响元素地球化学行为的重要因素。
元素的丰度在某种程度上制约了元素参与地球化学过程的浓度，从而支配着元素的地球化学行为。
例如，化学性质相当近似的碱金属元素Na，K，Rb，Cs，由于它们的丰度不同，在地壳地球化学过程中有很不相同的行为。
对于丰度高的K和Na，它们在各种体系中都可有较大的浓度，可以形成独立矿物。
（2）根据地壳丰度值可以计算出地球化学性质相似或地球化学有关的元素对之间的平均比值。
如V/Fe，Ni/Cr，Ni/Co，Se/S，Te/Ce，Zr/Hf，Nb/Ta，K/Rb，U/Pb，Th/U，Rb/Sr，Sm/Nd 等等。
岩石、矿床中这些元素的比值比它们的绝对量要重要得多。
中国东部大陆地壳化学元素丰度分析
中国东部大陆地壳化学元素丰度分析Jesse·Du2013-10-28中国东部大陆地壳化学元素丰度分析摘要：本文通过对中国东部、内蒙兴安—吉黑造山带、华北地台以及华东南地块的总陆壳、上陆壳、中下陆壳元素丰度的文献数据值进行整理分析，主要着眼于特征元素之间的差别对不同地区的不同层次地壳元素丰度进行对比分析，得出一系列结论。
文章从亲石元素、亲铁元素、亲铜元素、亲生物元素以及稀土元素入手，总结了元素变化的一般规律，研究了其地质意义并总结了地球丰度的意义。
关键词：大陆地壳元素丰度变化规律地质意义0、引言大陆地壳是在地质历史过程中通过地幔部分熔融的岩浆向上侵入或喷出逐步形成的，部分熔融形成地壳后残余的地幔部分就成了现今的贫化或亏损地幔。
大陆地壳覆盖地球表面的45％，主要表现为大陆、大陆边缘海以及较小的浅海。
地壳的化学组成以硅铝质为特点，可分为两大类岩石：一类是地壳上部的相对未变形的沉积岩或火山岩堆积，另一类是已经变形变质的沉积岩、火成岩和变质岩带。
后者构成地球表面的山脉或在地壳深部，前者多在地壳表层的盆地及其边缘。
地壳可以承受强烈的板块构造运动，所以目前能寻找到38亿年前的地壳。
元素克拉克值反映了地壳的平均化学成分，确定着地壳作为一个物理化学体系的总特征以及地壳中各种地球化学过程的总背景。
它既是一种影响元素地球化学行为的重要因素，又为地球化学提供了衡量地壳体系中元素集中分散程度的标尺。
本文立足于中国东部各构造单元前人的大量实测资料，有条理的选择并分析了部分化学元素丰度值差异。
对于前人的数据进行了综合性的整理分析，对于更好认识地壳组成以及地球化学元素丰度的重要性有着重要意义。
1、数据处理方法对所有地壳微量元素进行原始地幔标准化（除REE），对稀土元素进行球粒陨石标准化；在整个数据处理中，对数据含量单位进行了处理，使所有元素含量单位均为ppm；对所成表格纵坐标取对数刻度。
在本次实验中，我们主要对亲石元素、亲铁元素、亲铜元素、亲生物元素、稀土元素等五项进行了处理分析。
地球化学
1.3.3 地壳化学成分特征和元素克拉克值的地球化学意义1.3.3.1 地壳元素丰度特征分析1) 地壳中元素相对的平均含量极不均匀。
按维氏（1949）值，丰度最大的元素（O=45.6%）比丰度最小的元素（Rn－氡,7×10-17%）在含量上大1017倍，相差十分悬殊。
按克拉克值递减的顺序排列，含量最多的前3种元素（O、Si、Al）即占地壳总重量的81.3％(图1.12)；含量最多的前9种元素（O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg）占地壳总重量的99.1％，其它元素只占0.9%，而前15种元素的重量占99.6－99.8％，其余77种元素总重量仅占地壳总重量的0.4－0.2％。
微量元素在地壳中的分布也是不均匀的，它们的丰度可以相差达107倍。
2) 元素克拉克值与周期表对比。
克拉克值大体上随原子序数的增大而减小。
周期表中前26种元素（从H至Fe）的丰度占地壳总重量的99.74％。
但Li、B、Be及惰性气体的含量并不符合上述规律。
周期表中原子序数为偶数的元素总分布量（占86.36％）大于奇数元素的总分布量（占13.64％），相邻元素偶数序数的元素分布量大于奇数元素分布量，这一规律称为奥多－哈根斯法则。
这一规律仍粗略地与太阳系元素的分布规律相同。
这一事实再次说明地球、地壳在物质上同太阳系其它部分的统一性。
图1.12 地球地壳中的组成、主要岩石和主要矿物(Krauskopf et al,1995)3) 若按元素丰度排列，太阳系、地球、地幔和地壳中主要的10种元素的分布顺序是：太阳系：H>He>O>Ne>N>C>Si>Mg>Fe>S地球：Fe>O>Mg>Si>Ni>S>Ca>Al>Co>Na地幔：O>Mg>Si>Fe>Ca>Al>Na>Ti>Cr>Mn地壳：O>Si>Al>Fe>Ca>Na>K>Mg>Ti>H与太阳系和宇宙相比，地球和地壳明显贫H、He、Ne和N等气体元素，表明由宇宙物质形成地球的演化过程必然伴随气态元素的散失。
地球科学概论(第三章)—中国矿业大学(北京)
第三章地球的内部圈层和地壳的物质组成●重点掌握地球内部圈层划分的依据，内部圈层的划分，各圈层的主要物理状态，地壳的类型，大陆地壳与大洋地壳的异同，矿物的概念，矿物的晶体结构，矿物的形态；岩石的成因分类，三大类岩石的主要特点。
●一般了解地幔、地核的物质组成，元素在地球和地壳中的分布，克拉克值，地壳的重力均衡和重力异常。
2001年8月4日，中国大陆科学钻探工程在江苏省东海县开钻。
钻井所在地毛北镇位于世界上规模最大的超高压变质带－大别苏鲁造山带上。
2005年3月8日完钻，钻进深度5158米。
中国大陆科学钻探是我国"入地"计划的重大突破，也是当前实施的国际大陆科学钻探计划20多个项目中最深的科学钻井。
第一节地球的内部圈层利用地震波可探测地球内部的圈层结构；固体地球内部分为地壳、地幔、地核三个圈层；地壳主要由低密度的富铝硅酸盐岩石组成；地幔主要由密度中等的固态富镁硅酸盐岩石组成；地核主要由高密度的铁镍合金组成，外核呈液态，内核呈固态。
一、内部圈层的划分（一）划分依据——地震波候风地动仪地震波●面波——对固体地球表面破坏最强●体波——纵波（P波）和横波（S波）地震波探测的原理：波传播速度与介质的密度和弹性性质有关，波速变化意味着介质密度和弹性变化；P 波速度高于S波，且S波不能通过液体和气体。
一、内部圈层的划分（二）密度和物性分层●两个一级波速不连续界面莫霍面与古登堡面——分隔地壳、地幔、地核●一个明显的低速带软流圈——分隔岩石圈和中间圈二、主要物理性质●密度地壳平均密度2.7-2.8g/cm3,<地球平均密度5.516g/cm3；●压力与上覆物质重量成正比，按静压力平衡公式计算；●重力地球吸引力和离心力的合力，大致指向地心，影响重力的是下伏物质质量；●温度地温场、常温层（外热层）、地热增温率或地温梯度、地热流密度；二、主要物理性质●磁场地球的偶极磁场，磁轴与地球自转轴夹角15度并绕地理极缓慢迁移（1）地磁三要素：磁偏角、磁倾角、磁场强度（磁感应强度）（2）地磁场的组成：基本磁场（偶极磁场）、变化磁场（非偶极）、磁异常（3）地磁场的成因：自激发电机假说G为地球旋转轴，M为磁极，F为磁力线；地球内部液态外核的差异运动与漩涡可产生感应电流，从而在一定时期内形成较稳定的地磁场。
自然地理学名词解释
自然地理学名词解释自然地理学重要名词解释汇总（高等教育出版社《自然地理学》第三版，伍光和主编）绪论1.地理环境：地理环境可分为自然环境、经济环境和社会文化环境三类。
三种地理环境在地域上和结构上相互重叠、相互联系，从而构成统一整体的地理环境。
2.自然环境：自然环境由地球表层中的无机和有机的。
静态和动态的自然界各种物质和能量组成，具有地理结构特征并受自然规律控制。
根据其受人类社会干扰的程度不同，分为天然环境（或原生自然环境：只受人类间接或轻微影响，而原有自然面貌未发生明显变化的自然地理环境。
）和人为环境（或次生自然环境：经受人类直接影响和长期作用之后，自然面貌发生重大变化的地区。
）。
3.经济环境：经济环境是指自然条件和自然资源经人类利用改造后形成的生产力地域综合体，包括工业、农业、交通、城镇居民点等各种生产力实体的地域配置条件和结构状态。
4.社会文化环境：社会文化环境，包括人口、社会、国家、民族、民俗、语言、文化等地域分布特征和组成结构，还及各种人群对周围事物的心理感应和相应的社会行为。
5.自然地理学（Physical Geography）：自然地理学研究地球表面物质系统及其要素的组成、结构、功能、空间特征、时间特征以及各要素之间的相互作用的机理。
根据自然地理学的研究对象的复杂性和对其研究的领域分化，目前，自然地理学主要有以下分科：6.部门自然地理学（Sectional Physical Geography）：分别研究组成地球表层物质系统的各种自然要素与过程本身，强调以某个要素为核心的分析与综合，包括的学科主要有地貌学、气候学、水文地理学、动（植）物地理学、土壤地理学等。
7.区域自然地理学（Regional Physical Geography）：研究地球表层物质系统的某个地域组合的自然特征与过程，强调具体区域的个体性。
8.综合自然地理学（Integrated Physical Geography）：主要研究地球表层物质系统的形成历史、现代过程、类型特征、地理分异和发展演变，它是自然地理学的理论研究部分，强调综合性。
中国地壳元素克拉克值与世界大洋地壳
课题研究内容
1 元素的分类对比，我们主要是将 元素分为亲氧性、亲硫性、亲铁性 和稀土元素四大类进行分析。
2 我们将对中国地壳、世界陆壳、 世界洋壳和上中下地壳中元素的丰 度进行对比，以分析元素分布规律。
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亲铁元素
具有最小的原子体积，离子的 结构比较复杂，内层有未填满 的电子层。这些元素常与铁一 起集中，在地球化学的演化中， 这种元素与基性和超基性岩有 十分密切的联系。代表性元素 有Cu、Fe、Co、Ni、Au、Ag 等。
元素丰度对比分析
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从图中我们可以看到 ，亲铁元素在 地壳 中各层为的分布规律 都很相似。这一点可 以用亲铁元素的惰性 金属型构型外电子层 结 构 来 解 释 。
元素丰度对比分析
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1、陆壳的成分与原始地幔成分相比， 明显富集大离子亲石元素和轻稀土元 素，明显亏损Nb、Ti。而Nb、Ti的 亏损是岛弧岩浆岩的特征，以此证明
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大陆地壳的增长主要发生在岛弧环境
的结论。 2、亲硫元素主要集中在中地壳，Pb、 Au在陆壳中的丰度明显高于大洋地 壳。
1、各曲线的拟合趋势相近， 说明亲氧元素在地次上含量都比较接近。 2、K在大洋地壳中的丰度小 于陆壳，而且，深度越深， 其在地壳中的含量越低。
亲硫元素
具有不大的原子体积，离子结 构比较复杂，与硫的亲和力较 大。这些元素集中于地球的中 间带。在地球化学演化中，这 些元素多与各种岩浆岩之间存 在比较密切的联系。主要代表 元素有Cu、Pb、Zn、Au、Ag。
元素丰度与克拉克值
丰度系数(k)验算
k1
k2
k3
A1/B A2/B A3/B
1.11 0.89 0.93
0.38 1.59 1.48 0.41 1.73 0.82 0.92 1.13 0.86 0.75 1.28 0.99 1.18 0.72 1.37 0.96 1.01 1.01 0.65 1.29 1.45
1.10 0.87 1.08 1.03 0.98 0.96 1.08 0.92 0.98 1.00 0.99 1.03 0.56 1.54 0.82 1.43 0.43 1.34 1.43 0.42 1.38
419
419
152
152
275
0.63 1.52 0.55
15
15
10
10
11.3
0.76 1.33 0.88
69
69
109
109
77.4
1.01 0.89 1.41
25
25
18
18
15.4
0.41 1.62 1.17
0.61
0.61 0.87
0.87
0.87
1.26 0.70 1.00
2.62 -3 0.00262 2.99 -3 0.00299 0.00298 1.10 0.88 1.00
1.02 0.96 1.06 1.00 0.94 1.23 1.47 0.35 0.58 0.67 1.45 0.70 1.44 0.53 0.88 0.96 1.03 1.06 1.10 0.91 0.88 1.06 0.95 0.92 1.47 0.49 1.33 0.91 1.11 0.94 0.90 1.08 1.13 0.94 1.09 0.91 0.92 1.06 0.99
自然地理作业 第2章 地壳(答案)
第二章地壳一、名词解释1、元素丰度（克拉克值）:化学元素在一定自然体系中的相对平均含量2、矿物: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，是构成岩石的基本单元。
3、解理:矿物受外力作用沿一定结晶方向破裂并产生解理面的能力。
4、断口:矿物受打击后形成的断裂面。
5、岩石：造岩矿物按一定的结构集合而成的地质体称为岩石。
6、岩浆岩：由高温熔融的岩浆在地表或地下冷凝所形成的岩石。
7、沉积岩：在地表条件下由风化作用、生物作用和火山作用的产物经水、空气和冰川等外力的搬运、沉积和成岩固结而形成的岩石。
8、变质岩：由先成的岩浆岩、沉积岩或变质岩，由于其所处地质环境的改变经变质作用而形成的岩石。
9、变质作用:固态原岩因温度、压力及化学活动性流体的作用而导致矿物成分、化学结构与构造的变化。
10、构造运动：地球内动力引起的地壳结构改变和地球内部物质变位的机械运动。
11、沉积建造：彼此有共生关系的底层或岩相的组合，或岩性大致相同的沉积物组合。
12、地质构造：岩层或岩体经构造运动而发生的变形与变位称为地质构造。
13、褶皱：岩层在侧向应压力作用下发生弯曲的现象。
14、火山喷发：岩浆喷出地表使地球内部物质与能量的一种快速猛烈的释放形式。
15、地震：地壳岩层能量突然释放导致周围物质运动的一种形式。
二、填空题1、地壳是地球硬表面以下到莫霍面之间由各类岩石构成的壳层，地壳由沉积岩、花岗质壳层与玄武质壳层组成。
2、矿物的光学性质是矿物对光线的吸收、反射和折射所表现的物理现象，包括颜色、光泽、透明度、条痕等。
3、是鉴定矿物的重要依据之一。
矿物擦碎成粉末后，可以消除假色，减弱他色，故矿物条痕的颜色较为固定。
4、矿物的光泽分金属光泽、半金属光泽与非金属光泽三类，后者有分金刚光泽、玻璃光泽、油脂光泽与松脂光泽、丝绢光泽、珍珠光泽、土状光泽等。
5、矿物的力学性质是指在外力作用下所表现的物理性质，包括硬度、解理、断口、弹性、挠性和延展性性等。
普通地质学(南京大学) 中国大学MOOC答案2023版
普通地质学(南京大学) 中国大学MOOC答案2023版第2讲矿物3学时第2讲矿物学单元测试1、1.下列全由矿物组成的一组是（）答案:冰、高岭石、石英、长石。
2、不属于断口形态描述语的是( )。
答案:玻璃状;3、在野外，基性岩与酸性岩的不同主要表现在（）。
答案:矿物成分;4、下列不属于自然元素单质矿物的是( )。
答案:长石。
5、下列可共存于一块岩石标本中的结构特征是（）。
答案:似斑状、不等粒、全晶质;6、下列具有极完全解理的矿物是（）。
答案:方解石;7、下列均具中等解理的矿物组是（）。
答案:辉石、角闪石;8、下列均无解理的矿物组是（）。
答案:黄铁矿、石英;9、下列均能被石英所刻动的矿物组是（）。
答案:萤石、长石;10、为纪念克拉克的功绩，通常把地壳各种元素的平均含量百分比称克拉克值。
答案:错误11、由元素组成的单质和化合物都是矿物。
答案:错误12、矿物都具有解理。
答案:错误13、自形程度愈好的矿物其解理也愈发育。
答案:错误14、矿物被碎成极细的粉末后就成了非晶质物质。
答案:错误15、矿物的颜色只与其成分有关。
答案:错误16、金属光泽是指金属矿物所具有的光泽。
答案:错误17、石英是一种晶面具玻璃光泽，断口具油脂光泽的矿物。
答案:正确18、黄铁矿也是一种重要的炼铁原料。
答案:错误19、石英、玛瑙、玻璃的成分都是SiO2，因此它们是同质多象矿物。
答案:错误20、某火成岩含50%的SiO2 ，即其含50%的石英。
答案:错误21、橄榄石具橄榄绿色的条痕。
答案:错误22、克拉克值高的元素都容易富集成矿。
答案:错误23、岩石是由一种以上矿物组成的天然固体。
答案:正确24、白钨矿在紫外光照射下发淡蓝色荧光。
答案:正确25、克拉克值可以简称为克拉值答案:错误26、地壳是由岩石组成的, 岩石是由矿物组成的, 矿物是由元素组成的。
答案:正确27、占地壳物质总量99.96%的10种元素顺序是Si、O、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti、H。
第3章 地球的物质组成(1) 化学组成
金属成矿元素
形成金属矿（硫化物、单质矿物、金属互化物、 部分氧化物） 冶炼金属物质的对象 贵金属元素 金属元素 过渡元素 稀有元素N、P、B Ca、Na、F、Cl 对生命活动有重要意义的元素，具有亲
生物的属性
放射性元素
放射性元素（同位素）有67种 84号Po以后的元素都是放射性元素 原子量<209的放射性同位素有：10Be, 14C,
40K, 50V, 87Rb, 123Te, 187Re, 190Pt, 192Pe, 138La, 144Na, 145Pm, 147Sm, 148Sm, 149Sm
地球的化学演化
化学元素丰度比较
太阳系 H、He、O、Ne、N、C、Si、Mg、Fe、S 地球 地壳 Fe、O、Mg、Si、Ni、S、Ca、Al、Co、 Na O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti、H
元素地球化学分类
Victor Moritz Goldschmidt (1888～1947) 挪威地球化学家、 晶体化学家和矿物学家、地球化 学奠基人之一，提出了元素地球 化学分类 。 他根据化学组成，提出了地球内 部分圈的假说，认为从地表至地 心依次为岩石圈、硫化物氧化物 圈、铁镍核心。至今为许多学者 所赞同。
造岩元素—亲氧(岩）元素
• 属惰性气体型离子，外层具有2个或8个电 子(s2p6)。 • 与O，F，Cl亲合力强，多组成氧化物或含 氧盐，特别是硅酸盐，形成大部分造岩矿物 • 大部分为顺磁性元素。共有53个。
造矿元素—亲硫（铜）元素
• 属铜型离子，外层具有18个电子(s2p6d10)。 • 与S，Se，Te亲合力强，往往与S2-结合 成硫化物和复杂硫化物 • 为逆磁性元素。共有19个。
大洋地壳和大陆地壳组成及它们之间的差异比较.doc
大洋地壳和大陆地壳组成及它们之间的差异比较
从地壳厚度上看,陆壳一般要厚于洋壳,从岩层新老上看,洋壳一般要新于陆壳,因为形成新岩石的大洋中脊在洋壳上.
洋壳即大洋型地壳。
是分布于大洋盆地之下的地壳。
根据地震和重力研究，大洋型地壳与大陆型地壳有根本区别。
它的结构总是比大陆型地壳更为均一，自上而下，系由沉积层和硅镁层（5—6km）组成，平均密度为3.0克/立方厘米，缺失硅铝层。
近来一般把大洋型地壳从上到下分为三层：①未固结的沉积物，在大西洋中平均厚度为1km，在太平洋底厚度仅0.5km。
②固结的沉积物，厚约1.7km，p波速度为5km/秒。
③厚度不到5公里的可能是玄武岩或辉长岩层，其中p波速度为6.7公里/秒。
洋壳的沉积厚度在不同的海域也有显著的变化，但镁铁质的第三层却相当均匀，在这一点上与厚度变化甚大的大陆型地壳的硅镁层有很大不同。
有人把“安山岩线”作为大洋型地壳和大陆型地壳的分界线。
此线的大陆一侧主要是安山岩、英安岩、流纹岩等，硅质较多（＞50％），为大陆型地壳；而北线的大洋一侧主要是橄榄玄武岩、粗面岩等，硅质较少（＜50％），为大洋型地壳。
大陆地壳覆盖地球表面的45％，主要表现为大陆、大陆边缘海以及较小的浅海。
地壳的化学组成以硅铝质为特点，可分为两大类岩石：一类是地壳上部的相对未变形的沉积岩或火山岩堆积，另一类是已经变形变质的沉积岩、火成岩和变质岩带。
后者构成地球表面的山脉或在地壳深部，前者多在地壳表层的盆地及其边缘。
地壳可以承受强烈的板块构造运动，所以目前能寻找到38亿年前的地壳。
比较大陆地壳和大洋地壳微量元素的异同点
1、比较大陆地壳和大洋地壳微量元素的异同点；
2、列举出三种测定花岗岩年龄的方法并简要阐述他们的原理
3、简述高度相容元素和高度不相容元素在岩浆结晶分异过程中的行为并各举出3种元素
4、Goldschmidt元素地球化学分类并简述其地质意义
5、比较大陆地壳和亏损地幔微量元素的特点
6、列举出三种花岗岩同位素示踪的方法并简要阐述他们的原理
7、简述高度相容元素和高度不相容元素在岩浆部分熔融过程中的行为并各举出3种例子
8、测定基性侵入岩形成时代的基本方法并阐述其原理（至少3种）。
基础地质学作业题题库
基础地质学作业题库第一章绪论思考题1.地质学的研究对象是什么？研究的目的与内容有哪些？2.地质学目前研究对象的范围是什么？热点有哪些？3.怎样看待地质学的研究方法，它与地质学的学科特点有哪些联系？4.我国独特的地域特色有哪些；而桂林独特的山水与什么样的地质作用有关？5.地质学的研究对象与应用学科之间的内在联系？6.我们该如何看待人类对自然资源的开发与利用？作业一、选择题1、地质学目前研究的最主要对象是（）。
A、岩石圈B、地壳C、地幔D、银河系二、判断题1、地质学的研究方法主要是“现实类比法”。
（）2、岩石圈指的就是地壳。
（）三、名词解释1、地质学（geology）:2、将今论古法:3、地质学的特点：第二章地球概况思考题1、地球表面的水圈是怎样循环的？2、为什么各处地温梯度不一样？4、地球内部有哪些重要分界面5、地壳的特征是什么？洋壳与陆壳有什么区别？6、地球的磁性可以变化吗？一、选择题1、形成海底峡谷的主要部位是（）。
A、大洋中B、大陆坡上C、大陆架上D、洋中脊旁2、莫霍面是（）的界面。
A、岩石圈与软流圈B、地壳与地幔C、上地壳与下地壳D、地幔与地核3、大陆地表分布最广的岩石是（）。
A、岩浆岩B、变质岩C、沉积岩D、混合岩4、地壳中克拉克值最高的三种元素是（）。
A、Fe、Ca、NaB、Fe、O、AlC、Fe、K、MgD、O、Si、Al5、地球内部圈层划分的依据是（）。
A、地球内部物质组成的变化B、地震波传播速度的变化C、地球内部物质密度、压力、温度的变化D、地球内部物质存在形势变化6、地磁子午线与地理子午线之间的夹角叫（）。
A、磁偏角B、磁倾角C、倾角D、方位角7、常温层下，深度每增加100米所升高的温度，称为（）。
A、地温温度B、地热增温率C、地热增温级二、判断题1. 地球内部深60-250km的范围内，物质全部呈熔融状态，故称为软流圈。
（）2.横波是质点振动方向与地震波传播方向平行的波，它可以在固体和液体中传播。
地质学基础阶段性作业1
中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院地质学基础课程作业1（共4 次作业）学习层次：专升本涉及章节：第1章—第3章绪论一．问答题1. 地质学的研究对象和研究内容包括哪些方面？2. 地质学的研究意义何在？3. “将今论古”有其合理性，“以古论今”是否同样可行？第1章一. 名词解释1. 岩石圈2. 地温梯度3. 重力异常4. 莫霍面二. 选择与填空题1．地幔和地核的分界面—古登堡面位于地下的约（）。
A．250km处 B．1000km处 C．2900km处 D．5125km处2．地热增温率适用于（）。
A．常温层以下的地壳浅部 B．常温层以上的地壳上部C．地表以下的地壳浅部 C．自地表到地心的整个地球3．岩石圈是指（）。
A．地壳表层人类能直接观测的部分 B．下地壳C．莫霍面以上的全部地壳 D．软流圈以上的上地幔和地壳的总和4. 地震波横波在地球内部不能被传播（或被吸收）的圈层是_________。
5. 地球的外部圈层有、和。
6. 地球外核物质的物理状态是态；内核物质的物理状态是态。
7. 表示地磁场强度的三个要素是、和。
三. 问答题1. 说明地震波在地球内部传播的状况及据此划分的地球内部圈层。
2. 简述地球内部圈层的划分及其主要依据。
第2章一. 名词解释1. 地质作用2. 克拉克值（地壳元素丰度）二. 选择及填空题1. 根据板块构造学说的观点，大洋中脊是岩石圈板块的（）。
A．扩张边界 B．俯冲（汇聚）带 C．转换断层 D．消减带2. 地壳厚度最小的地区是（）。
A．大洋盆地 B．海沟 C．大洋中脊 D．岛弧3. 板块构造学说把板块边界分成、和三类。
4. 地壳的下限是；地壳厚度最大的地区是；地壳厚度最小的地区是。
5. 地壳中克拉克值前三位的元素依次是、和。
6. 按照现代板块划分方案，一般将全球岩石圈划分为非洲板块、印度板块、太平洋板块、、、和南极洲等七个岩石圈一级板块。
三. 问答题1．对比大陆地壳和大洋地壳在分布、厚度和成分（结构）方面的差异。
元素克拉克值是元素一项重要的地球化学参数
元素克拉克值是元素一项重要的地球化学参数，作为背境，它能提供元素在地壳某区段富集和分散及其程度的信息。
元素的克拉克值也是影响元素地球化学行为的重要因素。
元素的丰度在某种程度上制约了元素参与地球化学过程的浓度，从而支配着元素的地球化学行为。
例如，化学性质相当近似的碱金属元素Na，K，Rb，Cs，由于它们的丰度不同，在地壳地球化学过程中有很不相同的行为。
对于丰度高的K和Na，它们在各种体系中都可有较大的浓度，可以形成独立矿物。
在某些特殊的环境下发生过饱和而沉淀出自己的盐类，甚至是易溶的氯化物，形成岩盐和钾盐矿床。
对于丰度低的Rb，Cs，由于其在各种体系中浓度低，终是难以达到饱和，而呈分散状态存在于其他元素的矿物中。
不能形成自己的独立矿物。
这就是为什么人造化合物的数量可达数万、数十万，自然界的化合物（矿物）数量非常有限的原因。
迄今为止，自然界尚未发现低丰度元素的阳离子和低丰度元素阴离子所组成的化合物。
因此，在考虑地壳中元素迁移、集中和分散的地球化学行为和过程时，必须注意元素克拉克值这一重要的影响因素。
根据地壳丰度值可以计算出地球化学性质相似或地球化学有关的元素对之间的平均比值。
如V/Fe，Ni/Cr，Ni/Co，Se/S，Te/Ce，Zr/Hf，Nb/Ta，K/Rb，U/Pb，Th/U，Rb/Sr，Sm/Nd等等。
岩石、矿床中这些元素的比值比它们的绝对量要重要得多。
因为它们是相关元素或化学上难以分离的共生元素。
如果它们的比值偏离了按照元素克拉克值计算出来的平均比值，就常常成为一种地球化学标志，说明已经发生过某些特点的地球化学过程。
在同位素和微量元素地球化学领域中就经常采用这种元素对比值的变化来追踪发生过的过程。
最简单的例子是如果被测岩石的Sm/Nd比值偏离了0.23～0.24，则该岩石或其物源区便可认为遭受了轻稀土的亏损或富集。
又如Th/U比一般在3.5左右，如果某地区岩石普遍出现Th/U比小于2，则可认为该区存在着铀的矿物。
普通地质学课后答案
第二章矿物本章小结1、放射性同位素通过蜕变就转变成稳定同位素。
1种放射性元素蜕变到它原由数量一般所需的时间称为半衰期。
半衰期是常数。
P52、克拉克值是地壳元素的丰度。
即元素在地壳中平均质量分数%。
P53、地壳含量最多的元素是O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti、H。
它们总含量站地壳重量的99.98%。
P54、矿物的基本性质包括：天然产出、具有有序结构及固体等三方面。
5、晶体是具有有序结构的固体，矿物都属于晶体。
晶体生长良好时具有多面体外形。
P66、成分相同而内部不同的矿物称为同质多像矿物；成分不同而内部结构相同的矿物称为类质同像矿物。
P67、矿物单体和集合体都可以形成特征性的形态。
根据形态可以识别矿物。
P78、按透过光线的能力矿物可以分为透明的与不透明的；金属矿物都是不透明的，非金属矿物都是透明的。
P89、按矿物对可见光的反射能力，可分为金属光泽、半金属光泽及非金属光泽三类。
前两类是不透明矿物的特征，后一个是透明矿物的特征。
P810、矿物的颜色是鉴定矿物的重要特征。
P811、条痕是矿物粉末的颜色。
对鉴定不透明矿物具有重要意义。
P812、硬度计由10种矿物组成，利用硬度计可以测定矿物的硬度大小。
P8-913、解理面是矿物受打击后沿一定的结晶方向分裂而成的光滑平面。
断口是矿物受打击后所形成的不沿固定的结晶方向的破裂面，它总是不光滑的。
P9-1014、硅氧四面体是一切硅酸盐矿物都具有的基本结构单位。
其特点是每一个硅的周围由四个氧。
P1215、石英、钾长石、斜长石、云母、角闪石、辉石、橄榄石是其中最主要的硅酸盐矿物，在造岩矿物中占有极其重要的地位。
P12重要术语稳定同位素、放射性同位素、克拉克值、矿物、晶体、非晶体、晶面、同质多像、类质同像、矿物集合体、透明度、光泽、颜色、条痕、硬度、摩氏硬度计、解理、断口、硅氧四面体、硅酸盐矿物。
复习思考题1、组成地壳的主要元素由哪些？什么叫克拉克值？2、解释：晶质矿物、非晶质矿物。
中国科学院地质与地球物理研究所地球化学专业考博真题2006-2010年
2006年中科院地质与地球物理所地球化学专业博士入学考题一、名词解释1.元素丰度2.半衰期3.相容元素4.稳定同位素5.类质同象6.同位素计时体系的封闭温度7.微量元素8.U-Pb同位素体系的普通Pb9.温度效应气体10.晶格能11.分配系数12.地幔交代作用二、简答1.等时线定年法的原理。
2.目前锆石U-Pb体系定年的主要方法和各自的优缺点。
3.简述埃达克岩的特征和形成环境。
4.简述识别地幔岩浆遭受地壳混染的地球化学手段。
5.简述氧同位素测试方法和其应用。
6.简述大气圈和水圈的形成和演化。
三、论述1.概述同位素分馏、分馏系数及其影响因素。
并举例说明稳定同位素分馏程度在地球科学其一领域中的应用。
2.论述岩浆作用过程中（部分熔融和分离结晶）相容元素和不相容元素的变化规律。
3.概述研究高级变质岩热演化（T-t曲线）的原理和方法（以某一岩石类型为例，如榴辉岩、麻粒岩）。
4.论述地球化学方法在花岗岩成因研究中的应用（可结合实例说明）。
2007年中科院地质与地球物理所地球化学专业博士入学考题一、名词解释1.球粒陨石2.相容元素3.吉布斯相率4.部分熔融作用5.稀土元素标准化6.稳定同位素分馏系数7.等时线8.封闭温度9.分配系数10.放射性衰变常熟11.地幔楔12.类质同象二、简答和论述1．列出你所了解和阅读的国际重要的地球化学杂志名称（>4）2.说明太阳、行星和陨石对元素丰度研究的贡献。
3.简述戈尔施密特元素地球化学分类的依据，结果和意义。
每类列举三种以上的代表元素。
4.简述类质同象法则。
举例说明它对微量元素集中和分散的影响。
5.论述微量元素地质温度计的原理和应用。
6.举例说明稀土元素在地球化学研究中的作用。
7.造成地幔不均一性的可能因素有哪些？简述大陆陨石的同位素组成变化大于大洋岩石同位素组成变化的原因。
8.举例说明H、C同位素在矿床地球化学示踪的应用。
9.选取某一同位素体系（Rb-Sr，Sm-Nd）及以岩类或者矿床为例，叙述其视年龄、内部矿物等时线和全岩等时线年龄方法的原理、前提、差异及应用。
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元素丰度对比总结
通过以上四组对比，我们还可以总结出陆壳和洋壳中的元素 丰度规律: •1、凡是在大洋中富集的元素，绝大多数都是在大陆贫化得 元素，反之依然。
•2、富集在大洋地壳中的元素几乎都是亲铁和亲铜的元素，
主要有Fe,Ca,My,Ti,Mn,P,其中以My和Mn最为富集。 •3、富集在大陆地壳的元素主要是亲石元素，主要有Si,Na| 和K，其中以K的最富集。 •4、在大陆和大洋地壳中丰度相近，无明显无明显富集和贫 化趋势的主要有O 和Al。
四
研究元素克拉克值的地球化学意义
克拉克值：元素在地壳中的丰度成为克
拉克值。
研究意义：元素克拉克值反映了元素在
地壳中的平均含量，它既是一种影响元
素地球化学行为的重要因素，也为地球
化学提供了衡量地壳体系中元素集中分
散程度的标尺。具体归纳如下。
•1、由于大陆地壳是原始地幔部分熔融产生的，因此将大陆 地壳的元素丰度对原始地幔标准化后的比值可定量衡量元素 的相融性。 •2、克拉克值影响着元素参加地壳地球化学过程的浓度，支 配着元素的地球化学行为。例如性质相似的碱金属元素在地 壳中甚至出现不同的地球化学行为。 •3、克拉克值可以为阐明地球化学省的特征提供一种标准。 •4、依据克拉克值还可以计算出地壳中地球化学性质相似或
元素丰度对比分析
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稀土元素
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1 陆壳与洋壳稀土 元素的曲线特征差异 明显，而且稀土元素 主要集中在上中地壳 。 2 中国地壳中稀土 元素丰度明显高于世 界地壳，我国稀土矿 产资源丰富。
元素丰度对比分析
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亲氧性元素
他们有惰性气体的电
子层结构，电负性较
小，代表性元素有K、 Na、Ca、Mg、Nb、 Ta、Zr、Hf等
元素丰度对比分析
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者相关元素之间的平均值。
•5、元素在矿床中的最低可采品味与克拉克值的比值，成为 元素的浓集系数。通过元素浓集系数的比较，可以发现各种
元素在地壳中集中的能力相差很悬殊。
元素丰度对比分析
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1、陆壳的成分与原始地幔成分相比， 明显富集大离子亲石元素和轻稀土元 素，明显亏损Nb、Ti。而Nb、Ti的 亏损是岛弧岩浆岩的特征，以此证明
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大陆地壳的增长主要发生在岛弧环境
的结论。 2、亲硫元素主要集中在中地壳，Pb、 Au在陆壳中的丰度明显高于大洋地 壳。
课题研究内容
1 元素的分类对比，我们主要是将 元素分为亲氧性、亲硫性、亲铁性 和稀土元素四大类进行分析。
2 我们将对中国地壳、世界陆壳、 世界洋壳和上中下地壳中元素的丰 度进行对比，以分析元素分布规律。
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亲铁元素
具有最小的原子体积，离子的 结构比较复杂，内层有未填满 的电子层。这些元素常与铁一 起集中，在地球化学的演化中， 这种元素与基性和超基性岩有 十分密切的联系。代表性元素 有Cu、Fe、Co、Ni、Au、Ag 等。
元素丰度对比分析
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从图中我们可以看到 ，亲铁元素在 地壳 中各层为的分布规律 都很相似。这一点可 以用亲铁元素的惰性 金属型构型外电子层 结 构 来 解 地壳的不同
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层次上含量都比较接近。 2、K在大洋地壳中的丰度小 于陆壳，而且，深度越深， 其在地壳中的含量越低。
亲硫元素
具有不大的原子体积，离子结 构比较复杂，与硫的亲和力较 大。这些元素集中于地球的中 间带。在地球化学演化中，这 些元素多与各种岩浆岩之间存 在比较密切的联系。主要代表 元素有Cu、Pb、Zn、Au、Ag。
中国地壳元素克拉克值与世界 大洋地壳、大陆地壳、大陆上 地壳、大陆中地壳、大陆下地 壳之比较
组员： 唐卫东 杨沛兵 李永利 姜文钦 郭晓宇
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立题背景 课题研究内容
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地壳元素丰度对比分析
研究元素克拉克值的地 球化学意义
立题背景 元素克拉克值反映了地壳的平均化学成分，确定着 地壳作为一个物理化学体系的总特征以及地壳中各 种地球化学过程的总背景。它既是一种影响元素地 球化学行为的重要因素，又为地球化学提供了衡量 地壳体系中元素集中分散程度的标尺。