化学元素丰度与分布介绍PPT
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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。
2.1.2 丰度表示法
1、重量丰度：以重量单位表示的元素丰度。
K=地壳丰度/地球丰度 当K＞1时，称为富集，当K＜1时，称为亏损。
MORB-normalized Spider Diagrams
Figure2. Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall. Data from Sun and McDonough (1989).
2、原子丰度，以原子百分数（原子％）表 示的某元素在全部元素的原子总数中的分 数。
3、相对丰度，常以原子数/106硅原子为单 位。常用于宇宙元素丰度，所以又称为宇 宙丰度单位。
2.2 太阳系的化学组成
2006年8月24日，在布拉格召开的国际天文学 联合会上，天文学家投票“驱逐”了冥王星。
1. 太阳系天体分为三类：
5B
21.2
10.0% 51 Sb 0.309 18.0%
6 C 1.01E+07
-
52 Te 4.81 10.0%
7 N 3.13E+06
-
53 I 0.9
21.0%
对于这样的数据我们应给与一个正确的评 价：
首先这是一种估计值，是反映目前人类对 太阳系的认识水平，这个估计值不可能是完全 正确的，随着人们对太阳系以至于宇宙体系的 探索的不断深入，这个估计值会不断的修正；
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。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。如玄武岩中元素的平均含量， 某矿区中元素的平均含量等。
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。
（1）行星：水星、金星、地球、火星、 木星、土星、天王星、海王星 定义：围绕太阳运转，自身引力足以克 服其刚体力而使天体呈圆球状，并且能 够清除其轨道附近其他物体的天体。
（2）矮行星：冥王星，齐娜星、谷神 星 定义：与行星同样具有足够的质量，呈 圆球状，但不能清除其轨道附近其他物 体的天体。
（3）太阳系小天体 定义：围绕太阳运转但不符合行星和矮 行星条件的物体。
相对误差 序 (±1sigma) 号
元 素
推荐值
相对误差 (±1sigma)
1 H 2.79E+10
-
47 Ag 0.486 2.9%
2 He 2.72E+09
-
48 Cd 1.61
6.5%
3 Li 57.1
9.2% 49 In 0.184 6.4%
4 Be 0.73
9.5% 50 Sn 3.82
9.4%
2. 确定太阳系元素组成的途径
①对太阳及其它星体辐射的光谱进行定性、 定量测定。
但这些资料有两个局限性：一是有些元素产生的波 长小于2900Å，这部分谱线在通过地球化学大气圈 时被吸收而观察不到；二是这些光谱产生于表面， 它只能说明表面成分，如太阳光谱是太阳气产生的， 只能说明太阳气的组成。
光谱分析:
重量百分数 （wt％）
用于常量元素
克/吨
（g/t）或ppm 用于微量元素
毫克/吨 微克/吨
（mg/t）或ppb 常用于超微量
（μg/t）或ppt
元素
PPm: (parts per million，10-6）； PPb：(parts per billion，10-9）； PPt：(parts per trillion，10-12）；
4. 研究元素和同位素丰度与分布的意义
• 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
火山角砾岩
目前已建立的元素丰度体系
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。
（3）丰度系数：
是指某一自然体的元素丰度与另一个可作为 背景的自然体的元素丰度的比值。 例：以地球丰度为背境，则地壳中该元素的丰度 系数定义为：
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 吸收暗线，我们可以定出太 阳表面的气体组成。
例如，氦就是在1,870 年首先在太阳光谱中发现的 新元素，后来才在地球找到 它的踪迹。
②直接测定地球岩石、月球岩石和各类陨石；
上个世纪七十年代美国“阿波罗”飞船登月，采 集了月岩、月壤样品，1997年美国“探路者”号， 2004年美国的“勇敢者”“机遇”号火星探测器测定 了火星岩石的成分。
宇航员来自百度文库
月球车
火星车
③利用宇宙飞行器对临 近地球的星体进行观察 和测定；
④分析测定气体星云、 星际间物质和宇宙线的 组成
金星
对于太阳系元素丰度的估算，各类学 者选取太阳系的物体是不同的。有的主要 是根据太阳和其它行星光谱资料及陨石物 质测定；有的根据CI型球粒陨石。再加上 估算方法不同，得出的结果也不尽相同。
下表列出了GERM（1998，）的太阳系元素丰度 （单位：原子数/106Si原子）（ ）。
序 号
元素
推荐值
第2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 • 2.2 太阳系的化学组成 2.3 地球的化学组成 2.4 地壳的化学组成 2.5 水-岩化学作用
2.1 元素丰度的概念和表示方法
2.1.1 丰度和丰度体系
1. 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。
2.1.2 丰度表示法
1、重量丰度：以重量单位表示的元素丰度。
K=地壳丰度/地球丰度 当K＞1时，称为富集，当K＜1时，称为亏损。
MORB-normalized Spider Diagrams
Figure2. Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall. Data from Sun and McDonough (1989).
2、原子丰度，以原子百分数（原子％）表 示的某元素在全部元素的原子总数中的分 数。
3、相对丰度，常以原子数/106硅原子为单 位。常用于宇宙元素丰度，所以又称为宇 宙丰度单位。
2.2 太阳系的化学组成
2006年8月24日，在布拉格召开的国际天文学 联合会上，天文学家投票“驱逐”了冥王星。
1. 太阳系天体分为三类：
5B
21.2
10.0% 51 Sb 0.309 18.0%
6 C 1.01E+07
-
52 Te 4.81 10.0%
7 N 3.13E+06
-
53 I 0.9
21.0%
对于这样的数据我们应给与一个正确的评 价：
首先这是一种估计值，是反映目前人类对 太阳系的认识水平，这个估计值不可能是完全 正确的，随着人们对太阳系以至于宇宙体系的 探索的不断深入，这个估计值会不断的修正；
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。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。如玄武岩中元素的平均含量， 某矿区中元素的平均含量等。
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。
（1）行星：水星、金星、地球、火星、 木星、土星、天王星、海王星 定义：围绕太阳运转，自身引力足以克 服其刚体力而使天体呈圆球状，并且能 够清除其轨道附近其他物体的天体。
（2）矮行星：冥王星，齐娜星、谷神 星 定义：与行星同样具有足够的质量，呈 圆球状，但不能清除其轨道附近其他物 体的天体。
（3）太阳系小天体 定义：围绕太阳运转但不符合行星和矮 行星条件的物体。
相对误差 序 (±1sigma) 号
元 素
推荐值
相对误差 (±1sigma)
1 H 2.79E+10
-
47 Ag 0.486 2.9%
2 He 2.72E+09
-
48 Cd 1.61
6.5%
3 Li 57.1
9.2% 49 In 0.184 6.4%
4 Be 0.73
9.5% 50 Sn 3.82
9.4%
2. 确定太阳系元素组成的途径
①对太阳及其它星体辐射的光谱进行定性、 定量测定。
但这些资料有两个局限性：一是有些元素产生的波 长小于2900Å，这部分谱线在通过地球化学大气圈 时被吸收而观察不到；二是这些光谱产生于表面， 它只能说明表面成分，如太阳光谱是太阳气产生的， 只能说明太阳气的组成。
光谱分析:
重量百分数 （wt％）
用于常量元素
克/吨
（g/t）或ppm 用于微量元素
毫克/吨 微克/吨
（mg/t）或ppb 常用于超微量
（μg/t）或ppt
元素
PPm: (parts per million，10-6）； PPb：(parts per billion，10-9）； PPt：(parts per trillion，10-12）；
4. 研究元素和同位素丰度与分布的意义
• 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
火山角砾岩
目前已建立的元素丰度体系
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。
（3）丰度系数：
是指某一自然体的元素丰度与另一个可作为 背景的自然体的元素丰度的比值。 例：以地球丰度为背境，则地壳中该元素的丰度 系数定义为：
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 吸收暗线，我们可以定出太 阳表面的气体组成。
例如，氦就是在1,870 年首先在太阳光谱中发现的 新元素，后来才在地球找到 它的踪迹。
②直接测定地球岩石、月球岩石和各类陨石；
上个世纪七十年代美国“阿波罗”飞船登月，采 集了月岩、月壤样品，1997年美国“探路者”号， 2004年美国的“勇敢者”“机遇”号火星探测器测定 了火星岩石的成分。
宇航员来自百度文库
月球车
火星车
③利用宇宙飞行器对临 近地球的星体进行观察 和测定；
④分析测定气体星云、 星际间物质和宇宙线的 组成
金星
对于太阳系元素丰度的估算，各类学 者选取太阳系的物体是不同的。有的主要 是根据太阳和其它行星光谱资料及陨石物 质测定；有的根据CI型球粒陨石。再加上 估算方法不同，得出的结果也不尽相同。
下表列出了GERM（1998，）的太阳系元素丰度 （单位：原子数/106Si原子）（ ）。
序 号
元素
推荐值
第2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 • 2.2 太阳系的化学组成 2.3 地球的化学组成 2.4 地壳的化学组成 2.5 水-岩化学作用
2.1 元素丰度的概念和表示方法
2.1.1 丰度和丰度体系
1. 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。