地球化学讲义+第一章太阳系和地球系统的元素丰度（中国地质大学）

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1、地球科学学院地球化学教研室——多媒体课件地球化学geochem@cug.edu.cn第一章太阳系和地球系统的元素丰度本章内容基本概念元素在太阳系中的分布规律地球的结构和化学成分(自学）地壳元素的丰度具体区域元素丰度的研究小结及思考题中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，更新一、基本概念地球化学体系分布和丰度分布与分配绝对含量和相对含量研究元素丰度的意义中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，更新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，都处于特定的物理化学状态（C、T、P等），并

2、且有一定的时间连续。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。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，也就是地球化学体系中“量”的研究。中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，更新2.分布和丰度体系中元素的分布，一般认为是指的是元素在这个体系中的相对含量（平均含量），即元素的“丰度”，体系中元素的相对含量是以元素的平均含量来表示的，其实“

3、分布”应当比“丰度”具有更广泛的涵义。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；元素在一个体系中的分布，特别是在较大体系中决不是均一的。因此，元素的分布还包含着元素在离散程度（不均一）的特征，因此元素的分布:①元素的相对含量（平均含量）=“丰度”；②元素含量的不均一性（分布离散特征数、分布所服从统计模型）。需要指出的是，从目前的情况来看，地球化学对元素特征所积累的资料（包括太阳系地球地壳）都仅限于丰度的资料，关于元素分布的离散程度及元素分布统计特征研

4、究，仅限于少量范围不大的地球化学体系内做一些工作。中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，更新3.分布与分配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）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，把地球作为整体，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.中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，更新4.绝对含量和相对含量绝对含量单位相对含量单位T吨％

5、百分之×10-2kg千克‰千分之×10-3g克mg毫克ppm、μg/g、g/T百万分之×10-6μg微克ppb、μg/kg十亿分之×10-9ng毫微克ppt、pg/g万亿分之×10-12pg微微克中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，更新5.研究元素丰度的意义①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进行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研究元

6、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？地壳中主要元素为什么与地幔中的不一样？生命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。中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，更新二、元素在太阳系中的分布规律获得太阳丰度资料的主要途径陨石的化学成分太阳系元素丰度规律中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，更新（一）获得太阳丰度资料的主要途径大家都知道我们地球所在的太阳系是由太阳、行星、行星物体(宇宙尘、彗星、小行星）其中太阳的质量占太阳系总质量的99.8%，其他成员的总和仅为0.

7、2%。所以太阳的成分是研究太阳系成分的关键。获得太阳元素丰度资料的途径主要有以下几种：1.光谱分析:对太阳和其它星体的辐射光谱进行定性和定量分析，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。光谱分析仪太阳光谱中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，更新（一）获得太阳丰度资料的主要途径2.直接分析:如测定地壳岩石、各类陨石和月岩、火星的样品.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

8、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。3.利用