地球化学11399

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1、地球化学第一章太阳系和地球系统的元素丰度一、基本概念1、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范围，都处于特定的物理化学状态（C、T、P等），并且有一定的时间连续性。这个体系可大可小。某个矿物包裹体，某矿物、某岩石可看作一个地球化学体系，某个地层、岩体、矿床（某个流域、某个城市）也是一个地球化学体系，从更大范围来讲，某一个区域、地壳、地球直至太阳系、整个宇宙都可看作为一个地球化学体系。2、有关丰度的概念①丰度: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（

2、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。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。②丰度表示法:元素丰度常用三种单位来表示，即重量单位、原子单位和相对原子单位。③目前已建立的元素丰度体系④与元素丰度有关的几个名词的说明：（1.克拉克值：是地壳中元素重量百分数的丰度值。（2.区域克拉克值：是指地壳以下不同构造单元中元素的丰度值。如地

3、盾区地壳元素丰度值。（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，因为丰度体系是多层次的，所以丰度系数也是多层次的，如以地球丰度为背境，则地壳中该元素的丰度系数定义为K1=地壳丰度/地球丰度。如以地壳丰度为背境，则全球陆地地壳的该元素丰度系数定义为K2=陆地地壳丰度/地壳丰度。依次类推。当K＞1时，称为富集，当K＜1时，称为贫化。因此，丰度系数可用来指示元素的富集和贫化及其程度。3.丰度与分布元素在一个体系中的分布，特别是在较大体系中的分布包含两层含义：①元素的相对含量（平均含量）=“丰度”；②元素含量的

4、不均一性（分布离散特征数、分布所服从统计模型）。体系中元素的丰度值实际上只能对这个体系里元素真实含量的一种估计，它只反映了元素分布特征的一个方面，即元素在一个体系中分布的一种集中（平均）倾向；4.太阳系的组成（1）太阳系：太阳，行星，行星物体（宇宙尘、彗星、小行星），卫星。其中太阳的质量占太阳系质量的99.8％，其它占0.2％。（2）九大行星分类：地球组行星也称类地行星：地球、水星、金星和火星巨行星：木星和土星远日行星：天王星、海王星和冥王星。类地行星离太阳近，表面温度高，自转周期长，公转周期短且速度快，体积小，质量小，密度大，卫星少。类木行

5、星离太阳远，表面温度低，自转周期短，公转周期长且速度慢，体积大，质量大，密度小，卫星多。距太阳由近到远依次是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。二、元素在太阳系中的分布规律1.估算复杂系统总体化学组成的方法：a.主体代表整体：如用太阳的组成代表太阳系的组成，岩浆岩的平均化学成分代表地壳的平均化学成分。b.加权平均：用上、中、下地壳的组成求整体地壳的化学组成c.拟定模型：如用陨石对比法求地球的化学组成2.获取元素宇宙丰度的途径：a.直接采样如测定岩石、各类陨石、月岩、月壤和火星样品。美国的阿波罗登月采集了月岩和月壤的样

6、品；1997年的“探路者”号、“勇敢者”号、“机遇”号，测定了火星岩石的成分。b.光谱分析：存在局限性，有些元素产生的辐射波长小于2900，通过大气层时被吸收而观察不到；光谱产生于表面，只能代表表面成分。c.利用宇宙飞行器分析测定星云和星际间物质及研究宇宙射线d.由物质的物理性质与成分的对应关系推算。如对行星组成的研究。3.陨石的化学成分a.陨石的定义及研究意义陨石是从星际空间降落到地球表面上来的行星物体的碎片。陨石是空间化学研究的重要对象，具有重要的研究意义：①它是认识宇宙天体、行星的成分、性质及其演化的最易获取、数量最大的地外物质；②也是

7、认识地球的组成、内部构造和起源的主要资料来源；③陨石中的60多种有机化合物是非生物合成的“前生物物质”，对探索生命前期的化学演化开拓了新的途径；④可作为某些元素和同位素的标准样品（稀土元素，铅、硫同位素）。b.陨石的分类：以陨石中金属含量为依据（见表1.2陨石的基本分类）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，按成份分为三类：1）铁陨石（siderite）主要由金属Ni,Fe（占98%）和少量其他元素组成（Co,S,P,Cu,Cr,C等）。铁陨石主要由二种矿物组成，即铁纹石和镍纹石，这类陨石平均含金属98％．主要为镍铁合金，镍

8、含量在4％一30％之间。除金属矿物外，一般还有副矿物，如陨硫铁(Frs)、磷铁镍钴矿及石墨等．这些付矿物呈小团块散布在金属中．根据矿物晶体结构和Ni／Fe比值，铁陨