元素丰度
元素丰度
指地壳中各个组成部分(大气圈、水圈、岩石圈、生物圈)的化学元素平均含量。
元素的丰度可以用列表法或作图法给出。在列表或作图时﹐通常都把硅(Si)的丰度值取为10﹐其他核素的丰度值按比例确定。
元素的丰度曲线
通常取核素的质量数为横坐标﹐丰度值为纵坐标﹐用折线或曲线把图中的点连起来所得的曲线。
世界第一大稀土资源国，已探明的稀土资源量约6588万吨。
一般将稀土元素划分为两个亚族：（1）轻稀土元素包括镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕七个元素，或称铈族（cerium group）稀土，它们具有较低的原子序数和较小质量；（2）重稀土元素（heavy rare earth elements, HREE），包括钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥，它们具有较高的原子序数的较大质量，
1太阳系和地球系统元素的丰度详解
第一章 太阳系和地球系统的元素丰度 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、迁移活动等一系列地球化学概念。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。 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。 1.1 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，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。 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
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元素“量”的研究。 2.分布与丰度 所谓元素在体系中的分布，一般认为是元素在这个体系中的相对含量（以元素的平均含量表示），即元素的“丰度”。其实“分布”比“丰度”具有更广泛的涵义： 体系中元素的丰度值实际上只是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。但是，元素在一个体系中，特别是在较大体系中的分布决不是均一的，还包含着元素在体系中的离散（不均一）特征，因此，元素的分布包括: ①元素的相对含量（平均含量=元素的“丰度”）；②元素含量的不均一性（分布离散特征数、分布所服从的统计模型）。 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究，仅限于在少量范围不大的地球化学体系内做了一些工作。 3.分布与分配 元素的分布指的是元素在一个化学体系中（太阳、陨石、地球、地壳、某地区等）的整体总含量； 元素的分配指的是元素在各地球化学体系内各个区域或区段中的含量； 分布是整体，分配是局部，两者是一个相对的概念，既有联系又有区别。 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。 4.绝对含量和相对含量 各地球体系中常用的含量单位有两类，绝对含量和相对含量。 1.2太阳系的组成和元素丰度
地球化学复习总结题
《地球化学》复习题 一、各章重点 PPT第0章重点： 地球化学发展简史（尤其是引领地球化学发展的关键学者的学术观点） 地球化学的发展趋势，包括学科生长点，及理论突破点。 PPT第1章重点： 地球化学分带的依据，各个分带地球化学特征以及相互之间的差异性； 元素和核素在地壳中分布的计量单位，元素在地壳中的分布特征，元素在主要岩石类型中的分布； 元素在地球其它圈层，如水圈（尤其是海水）、大气圈、生物圈中的分布特征。 元素在地球演化的各大地质时期中的成矿特点。 PPT第2章重点： 元素结合规律 类质同像 过渡元素的结合规律 了解戈尔德施密特的元素地球化学分类方法和按照元素的地球化学亲合性分类方法。 PPT第3章重点： 元素在水溶液中存在状态和迁移的主控因素； 主要造岩元素在岩浆结晶分异过程中的演化 岩浆作用中微量元素的定量模型 PPT第4章重点： 掌握讲解的每一种放射性同位素定年方法的原理及适用范围 稳定同位素在地球各个储库中的分布特征，影响稳定同位素分馏的主要控制反应。 PPT第5章重点： 太阳系元素分布特征，陨石分类体系及依据。 二、练习题 ---------------------------------------------------------------------------------- 1. 概述地球化学学科的特点。 2. 简要说明地球化学研究的基本问题。 3. 简述地球化学学科的研究思路和研究方法。 4. 地球化学与化学、地球科学其它学科在研究目标和研究方法方面的异同。-----------------------------------------------------------------------------------------
《地球化学》练习题2剖析
恩《地球化学》练习题 第一章太阳系和地球系统的元素丰度（答案） 1.概说太阳成份的研究思路和研究方法。 2.简述太阳系元素丰度的基本特征。 3.说说陨石的分类及相成分的研究意义. 4.月球的结构和化学成分与地球相比有何异同？ 5.讨论陨石的研究意义。 6.地球的结构对于研究和了解地球的总体成分有什么作用？ 7.阐述地球化学组成的研究方法论。 8.地球的化学组成的基本特征有哪些？ 9.讨论地壳元素丰度的研究方法。 10.简介地壳元素丰度特征。 11.地壳元素丰度特征与太阳系、地球对比说明什么问题？ 12.地壳元素丰度值（克拉克值）有何研究意义？ 13.概述区域地壳元素丰度的研究意义。 14.简要说明区域地壳元素丰度的研究方法。 15.岩浆岩中各岩类元素含量变化规律如何？ 16.简述沉积岩中不同岩类中元素含量变化规律。 第二章元素结合规律与赋存形式（答案） 1.亲氧元素和亲硫元素地球化学性质的主要差异是什么？ 2.简述类质同像的基本规律。 3.阐述类质同像的地球化学意义。 4.简述地壳中元素的赋存形式及其研究方法。 5.举例说明元素存在形式研究对环境、找矿或农业问题的意义。 6.英国某村由于受开采ZnCO3矿的影响，造成土壤、房尘及饮食摄入Cd明显高于其国标，但与未受污染的邻村相比，在人体健康方面两村没有明显差异，为什么？ 第三章自然界体系中元素的地球化学迁移（答案） 1.举例说明元素地球化学迁移的定义。 2.举例说明影响元素地球化学迁移过程的因素。 3.列举自然界元素迁移的标志。 4.元素地球化学迁移的研究方法。 5.水溶液中元素的迁移形式有那些？其中成矿元素的主要迁移形式又是什么？ 6.解释络离子的稳定性及其在地球化学迁移中的意义。 7.简述元素迁移形式的研究方法。 8.什么是共同离子效应？什么是盐效应？ 9.天然水的pH值范围是多少？对于研究元素在水介质中的迁移、沉淀有何意义？ 10.举例说明Eh、pH值对元素迁移的影响。 11.非标准电极电位E及环境的氧化还原电位Eh，在研究元素地球化学行为方面有什么作用？ 12.试述影响元素溶解与迁移的内部因素。 13.自然界中地球化学热力学体系基本特点是什么？ 14.自然体系中哪些特征可作为体系达到平衡态的证据与标志？ 15.讨论相律及其应用。
元素的精确质量数及同位素丰度报告
元素的精确质量数及同位素丰度 Aluminum Al(27) 26.981541 100.00 Antimony Sb(121) 120.903824 57.30 Sb(123) 122.904222 42.70 Argon Ar(36) 35.967546 0.34 Ar(38) 37.962732 0.063 Ar(40) 39.962383 99.60 Arsenic As(75) 74.921596 100.00 Barium Ba(130) 129.906277 0.11 Ba(132) 131.905042 0.10 Ba(134) 133.904490 2.42 Ba(135) 134.905668 6.59 Ba(136) 135.904556 7.85 Ba(137) 136.905816 11.23 Ba(138) 137.905236 71.70 Beryllium Be(9) 9.012183 100.00 Bismuth Bi(209) 208.980388 100.00 Boron B(10) 10.012938 19.80 B(11) 11.009305 80.20 Bromine Br(79) 78.918336 50.69 Br(81) 80.916290 49.31
Cadmium Cd(106) 105.906461 1.25 Cd(110) 109.903007 12.49 Cd(111) 110.904182 12.80 Cd(112) 111.902761 24.13 Cd(113) 112.904401 12.22 Cd(114) 113.903361 28.73 Cd(116) 115.904758 7.49 Calcium Ca(40) 39.962591 96.95 Ca(42) 41.958622 0.65 Ca(43) 42.958770 0.14 Ca(44) 43.955485 2.086 Ca(46) 45.953689 0.004 Ca(48) 47.952532 0.19 Carbon C(12) 12.000000 98.90 C(13) 13.003355 1.10 Cerium Ce(136) 135.907140 0.19 Ce(138) 137.905996 0.25 Ce(140) 139.905442 88.48 Ce(142) 141.909249 11.08 Cesium Cs(133) 132.905433 100.00 Chlorine Cl(35) 34.968853 75.77 Cl(37) 36.965903 24.23 Chromium Cr(50) 49.946046 4.35 Cr(52) 51.940510 83.79 Cr(53) 52.940651 9.50 Cr(54) 53.938882 2.36 Cobalt Co(59) 58.933198 100.00 Copper Cu(63) 62.929599 69.17 Cu(65) 64.927792 30.83
元素的宇宙丰度
元素的宇宙丰度 序号元素丰度单位 1 H 2.72E+10 atoms/10^6 atoms Si 2 He 2.18E+09 atoms/10^6 atoms Si 3 Li 59.7 atoms/10^6 atoms Si 4 Be 0.78 atoms/10^6 atoms Si 5 B 24 atoms/10^ 6 atoms Si 6 C 1.21E+0 7 atoms/10^6 atoms Si 7 N 2.48E+06 atoms/10^6 atoms Si 8 O 2.01E+07 atoms/10^6 atoms Si 9 F 843 atoms/10^6 atoms Si 10 Ne 3.76E+06 atoms/10^6 atoms Si 11 Na 5.70E+04 atoms/10^6 atoms Si 12 Mg 1.08E+06 atoms/10^6 atoms Si 13 Al 8.49E+04 atoms/10^6 atoms Si 14 Si 1.00E+06 atoms/10^6 atoms Si 15 P 1.04E+04 atoms/10^6 atoms Si 16 S 5.15E+05 atoms/10^6 atoms Si 17 Cl 5240 atoms/10^6 atoms Si 18 Ar 1.04E+05 atoms/10^6 atoms Si 19 K 3770 atoms/10^6 atoms Si 20 Ca 6.11E+04 atoms/10^6 atoms Si 21 Sc 33.8 atoms/10^6 atoms Si 22 Ti 2400 atoms/10^6 atoms Si 23 V 295 atoms/10^6 atoms Si 24 Cr 1.34E+04 atoms/10^6 atoms Si 25 Mn 9510 atoms/10^6 atoms Si 26 Fe 9.00E+05 atoms/10^6 atoms Si 27 Co 2250 atoms/10^6 atoms Si 28 Ni 4.93E+04 atoms/10^6 atoms Si 29 Cu 514 atoms/10^6 atoms Si 30 Zn 1260 atoms/10^6 atoms Si 31 Ga 37.8 atoms/10^6 atoms Si 32 Ge 118 atoms/10^6 atoms Si 33 As 6.79 atoms/10^6 atoms Si 34 Se 62.1 atoms/10^6 atoms Si 35 Br 11.8 atoms/10^6 atoms Si 36 Kr 45.3 atoms/10^6 atoms Si
地球的地壳元素丰度列表(知识浅析)
以下是地球地壳中的化学元素丰度的列表，其中包括 5 份不同资料来源得到的结果，此处的丰度以质量百分比的丰度为准。 其中的数字是估计值，会随着资料来源及估计方式不同而改变。因此各元素丰度的大小关系只能作大致上的参考。 元素 化学 符 号 [1] [2] [3] [4] [5] 年 产量 氧 O 46.60% 47.40% 46% 46.71% 46.1% 100,000,000 吨 硅 Si 27.72% 27.71% 27% 27.69% 28.2% 3,880,000 吨 铝 Al 8.13% 8.20% 8.2% 8.07% 8.23% 15,000,000 吨 铁 Fe 5.00% 4.10% 6.3% 5.05% 5.63% 716,000,000 吨 钙 Ca 3.63% 4.10% 5.0% 3.65% 4.15% 112,000,000 吨 (CaO) 钠 Na 2.83% 2.30% 2.30% 2.75% 2.36% 200,000 吨 钾 K 2.59% 2.10% 1.50% 2.58% 2.09% 200 吨 镁 Mg 2.09% 2.30% 2.90% 2.08% 2.33% 350,000 吨 钛 Ti 0.44% 0.56% 0.66% 0.62% 0.56% 99,000 吨 氢 H 0.14% N/A 0.15% 0.14% 0.14% 磷 P 0.12% 1000 ppm 1000 ppm 1300 ppm 1050 ppm 153,000,000 吨 锰 Mn 0.10% 950 ppm 1100 ppm 900 ppm 950 ppm 6,220,000 吨 氟 F 0.08% 950 ppm 540 ppm 290 ppm 585 ppm 钡 Ba 500 ppm 340 ppm 500 ppm 425 ppm 6,000,000 吨 碳 C 0.03% 480 ppm (0.048%) 1800 ppm (0.18%) 940 ppm 200 ppm (0.020%) 8,600,000,000 吨 锶 Sr 370 ppm 360 ppm 370 ppm 137,000 吨 硫 S 0.05% 260 ppm 420 ppm 520 ppm 350 ppm 54,000,000 吨 锆 Zr 190 ppm 130 ppm 250 ppm 165 ppm 7,000 吨 钨 W 160.6 ppm 190 ppm 1.25 ppm (?) 45,100 吨 钒 V 0.01% 160 ppm 190 ppm 120 ppm 7,000 吨 氯 Cl 0.05% 130 ppm 170 ppm 450 ppm 145 ppm 铬 Cr 0.01% 100 ppm 140 ppm 350 ppm 102 ppm 4,000,000 吨
地球,地壳中元素的分布特征分析实习报告
地球，地壳中元素的分布特征分析实习报告一·表一对比 我们小组选取的两组数据分别为华北地台大陆地壳元素丰度和中国东部大陆地壳元素丰度，并对其做了对比（表1-1）。可以看出两者间的差异较小，尤其是丰量元素的比较。可
表1-1 二·表二对比 在对表二的分析中，我们对华东南地块不同部位陆壳化合物做对比，结果发现华东南地块上陆壳SiO2， K2O和其他物质相对于其他部位多。而中下陆壳的Na2O，Al2O3的含量相
对于其他部位多。在下陆壳中Fe2O3，FeO，MnO，MgO相对于其他部位多。（表2-1图2-2） 而对于以上现象的解释，随着深度，温度，压力的增大，不同的岩石对应不同的变质相。上地壳由绿片眼和未变质的岩石构成。中地壳由英云闪长岩-奥长闪长岩-花岗质片麻岩相岩石组成。下地壳由成分不同的麻粒岩相岩石组成。而不同的变质相对应不同的化学组分，这就是不同部位的元素差异的原因。 （图2-2）
对于不同地区中下陆地壳化合物丰度的研究中，我们对华东南地块中下陆壳和做了对比（图2-3）。华东南地块中下陆壳的SiO 2、K 2O 、Na 2O 和Al 2O 3相对于华北地块中下陆壳要多。而华北地块中下陆壳的Fe2O3，FeO ，MgO ， Ca O 相对于华东南地块中下陆壳要多。 对于以上解释，我理解为华北地块比华东南地块接受剥蚀的情况要严重（有可能是构造运动将华北地块抬升），使其化学成分相对镁铁质化了。 （图2-3） SiO2 TiO2 Al2O3Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O K2O 其他 61.180.77615.3 2.34 3.640.105 3.21 4.64 3.72 2.05 3.03959.07 0.68414.68 3.14 4.870.107 3.94 6.03 3.38 1.86 2.239不同地区中下陆地壳化合物丰度 华东南地块中下陆壳 华北地台中下陆壳
地壳的物质组成及元素丰度
第一章 地壳的物质组成及元素丰度 第1节基本概念 第2节地球的内部结构及地壳的物质组成第3节地壳的元素丰度 LOGO 第1节基本概念 （一）地球化学旋回 （二）地球化学体系 （三）分布和丰度 （四）分布与分配 （五）绝对含量和相对含量 （六）地球化学省
（一）地球化学旋回 ?元素演化是以元素的赋存介质的变 迁实现的。 ?地幔物质分异出的岩浆及地壳物质 重熔形成的岩浆上升，结晶形成岩 浆岩，经构造运动隆升至地表或近 地表，进入表生环境，遭受风化、 剥蚀，搬运到湖、海盆地沉积成岩。 ?沉积岩经沉降或俯冲到地壳深处， 发生变质或部分重熔而形成新的岩 浆，完成一个大旋回。 （一）地球化学旋回 ?地球化学旋回不是简单的机械重复，它始终伴随着物质形态的转变，化学成分的变化； ?地球化学旋回所导致的化学元素的分异和演化是有规律的。
（二）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（V、T、P等），并且有一定的时间（t）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。 （三）分布和丰度 ?体系中元素的分布：一般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“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平均倾向;
丰度估计法
丰度估计法 通过已知地区(控制区)的成矿元素的地壳丰度和探明的已知参数求得已知地区该成矿元素在地壳中的富集系数，用外推的方法对成矿地质条件和地球化学特征相似的预测区，估算其成矿元素的资源量。 (1) 选择与预测区要预测的矿床类型、地质条件、地球化学特征相似的，并且勘查程度较高的地球化学作为已知区，收集矿床等相关资料与信息，以及地球化学特征数据。 (2) 收集预测区已知矿床信息。 (3)预测区面积、元素丰度值、矿石比重等。 (4) 根据丰度模型法计算控制区内所研究的成矿元素或成矿元素组合的富集系数(rR) rR=Te/(Sa×D×Ca×Sg×103＋Te) 其中rR－成矿元素或成矿元素组合(R) 的富集系数 Te－已查明的成矿元素(或R)各级别的资源总量(吨) Sa－控制区面积(km2) D－控制区估算的深度(km) Ca－成矿元素的丰度(ug/g) Sg－控制区内岩石的平均体重 富集系数(rR)是度量控制区内成矿元素富集程度的定量指标，其值在0与1之间变化，当所选定的控制区内成矿元素的资源量增加时，其rR值也增大。 (5)计算预测区该成矿元素的资源总量(Etr) ： Etr=(rR*Sb*H*Ca*Sg*103 )/(1-rR)
其中Etr－预测成矿元素资源总量(吨) Sb－预测区面积(km2) Ca－预测区内成矿元素丰度(ug/g) Sg－预测区岩石的平均比重 (6)误差估计： 误差=±f(rR，Te ，Sa ，Sb ，Ca) (7)潜在资源量 潜在资源量Etp=Etr-Te Etp－潜在资源量 Te－预测区已探明资源量 (8)预测结果评价略 注意：1、对象矿床必须与母岩关系密切；2、丰度估计法仅是一种估计方法，有时误差较大，可达1个数量级；3、部分矿种，如Zn、Cu、Pb、Ni可能形成非矿石矿物，计算时不要把这部分涉及进来。
地球化学第一章重点
第一章 地球地壳中化学元素的分布与分配 一，确定太阳系或宇宙元素丰度的途径： 1）直接分析测定地壳岩石，各类陨石，月球岩石样品 2）对太阳及其他星体辐射的光谱进行定性和定量的测量 3）利用宇宙飞行器对邻近地球的星体进行就近观察和测定或取样分析 4）分析测定气体星云和星际间物质 5）分析研究宇宙射线 二，陨石分类及特点： 陨石主要由镍铁合金，结晶硅酸盐或两者的混合物所组成，按成分可以分为三类： 1）铁陨石：主要由Ni，Fe（98%）和其他元素组成 2）石陨石：主要由硅酸盐矿物所组成（橄榄石，辉石）可分为两类： a，球粒陨石：含有球体具有球粒构造。（约含10%金属）可分为E群（顽火辉石球粒陨石）； O群（普通球粒陨石）分为三个亚群：H群（高铁普通球粒陨石）L群（低铁普通球粒陨石）LL群（低铁低金属普通球粒陨石）;C群（炭质球粒陨石）主要特征为含有碳的有机化合物分子，主要由含水硅酸盐组成；分为I型，II型，III型。 b，无球粒陨石：不含球粒，常常比球粒陨石结晶粗，成分和结构和地球上的火成岩相似。 可分为贫钙（CaO-0~3%）和富钙两个群，约含1%金属。 3）石-铁陨石：由数量上大体相等的Fe，Ni和硅酸盐矿物组成，属过渡类型。 研究陨石主要从陨石的成分、年龄、成因出发，其研究成果不仅对研究太阳系的化学成分、起源和演化、有机质起源和太阳系空间环境等有着重要意义，而且对研究地球的形成、组成演化以及地球早期生命系统的化学演化有重要意义。 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）是认识地球的组成、内部构造和起源的主要资料来源，可以用陨石类比法，地球模型和陨石的类比法来研究地球元素的丰度； 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）。 5）I型炭质球粒陨石的成分除了H,He外，与太阳成分基本一致，可代表太阳系早期物质，可以用来了解元素的宇宙丰度
地壳的基本元素分布特征及其在地球演化中的意义
地壳的基本元素分布特征及其在地球演化中的意义 大洋地壳和大陆地壳是地壳的两大组成部分,也是全球大地构造的两个基本单元。按照地球物理学的概念，地壳是介于地球固态表面和莫氏界面(Moho)之间的层壳,由岩石组成,地壳的总面积为510x106平方公里,整个地壳的平均厚度为17公里(1982,Mason),总体积为8×109立方公里,地壳内岩石的平均密度为2.8克/厘米3,因此,整个地壳的质量为24x1018吨,也就是24万地克(1地克=1020克=1014吨)。 无论在洋壳或陆壳内,重量丰度值在千分之一以上(≥0.1%)的元素有12种,这些组成洋壳和陆壳的主要元素,分别占洋壳和陆壳质量的99.63%和99.69%(见表) 表中同时列出以全地壳的元素丰度为背景所求得的丰度系数(f)。从这些丰度系数中可以看出: 1.凡是富集(f>1)在洋壳中的元素,绝大多数都是在陆壳中贫化(f<1)的元素(只有少数f=1),反之亦然。 2.富集在洋壳中的主要元素有Fe、Ca、Mg、Ti、Mn和P,富集系
数介于1.17一1.54之间,其中以Mg和Mn的f值最大。 3.富集在陆壳中的主要元素有Si、Na和K,富集系数介下1.04以~1.12之间,其中以K的f值最大。 4.在洋壳和陆壳中丰度相似,f值都接近于1,无明显的富集或贫化趋势的主要元素有O和Al。 上述的丰度特征,同样也适用于其余的元素,例如: 1.富集在洋壳中的元素还有:Se、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Pd、Ag、Cd、In、Sb、Re、Pt、Au、Hg、Bi等。富集系数介于1.06~ 2.07之间,其中以Hg的f值最小，Pt的f值最大。富集在洋壳中的元素,几乎全属亲铁(或亲金属相)和亲铜(或亲硫化物相)的元素。 2.富集在陆壳中的元素还有:Li、Be、Rb、Y、Zr、Sn、Ba、TR、Hf、Ta、W、TI、Pb、Th、U等。富集系数介于1.03~1.49之间,其中以Ba的f值最小,TR的f值最大,富集在陆壳中的元素主要是亲石(或硅酸盐相)的元素。 3.在洋壳和陆壳内丰度相似,f值都接近于1,无明显的富集或贫化趋势的元素还有:Ga、Ge、Sr、Nb等元素。 稀土丰度模式是镧系元索的丰度系数曲线,它以原子序数为横座标,按57到71的顺序排列;以样品/标准的镧系元索各个对应比值为纵座标,常用的座标(或背景)是球粒陨石。 为了显示洋壳和陆壳的化学演化特征,分别采用上地慢(黎彤,1976)和洋壳为标准,即以洋壳/上地慢和陆壳/洋壳的铜系元素丰度系数作图。
对比各种地壳元素丰度变化规律
4.地壳化学元素分布规律和分析 根据地壳的主要氧化物、稀有金属、成分特征及其百分含量可以总结 出如下规律： 1.奇偶规律：原子序数为偶数的元素其丰度大大高于相邻原子序数为奇数的丰度。 2..地壳贫铁镁，富铝钾钠。 3.递减规律：原子序数较低的的范围内，元素丰度随原子序数增大呈 指数递减。 4.较轻易熔的铝硅酸盐在地壳表层富集，较重的镁铁向深部集中。 地壳15种稀有元素丰度表(10-6)
根据上述数据可以总结出规律如下： 1 原子系数为偶数的元素丰度大于相邻原子系数为奇数的元素，具有偶数质子数或中子数的核数丰度总是高于奇数质子数或中子数的核数。 2 在稀有元素中，Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu随着深度的增加丰度几乎不变，Ce的含量最高，Tm，Lu的含量最低，La Ce Pr Nd的丰度随着深度的增加逐渐减少。 3 稀土元素的分布是不均匀的，原子序数为偶数的元素一般比相邻的原子序数为奇数的元素含量高。 4 大陆地壳稀土元素总量高，相对富轻稀土;大洋地壳稀土元素含量较低,相对富重稀土。 下表给出了地壳元素丰度具体值
地壳元素丰度表
分析和总结： 由上表可见，岩石圈中十余种常量元素占总量的绝大部分，如地壳中Ｓi、Ｏ、Ａl、Ｆe、Ｎa、Ｋ、Ca、Ｍg、Ｔi等九种元素占总量的百分之九十九以上，它们是岩石圈成分主体。 元素演化是以元素的赋存介质的变迁实现的。在地幔对流驱动板块动移并发生岩石循环过程中，地幔物质分异出的岩浆及地壳物质重熔形成的岩浆通过上升，结晶形成岩浆岩，经构造运动隆升至地表或近地表，进入表生环境，遭受风化、剥蚀，搬运到湖、海盆地沈积成岩。沉积岩再经沉降或俯冲到地壳深处，发生变质或部分重熔而形成新的岩浆，完成一个大旋回。在大旋回演化过程中，同时还存不同级次的次级旋回。如沉积岩直接进入风化搬运，变质岩也可不遭受重熔而上升至地表遭受风化、剥蚀等。 外生环境与内生环境的分界一般说来相当于潜水面，之下为还原环境，之上为氧化环境。但在基岩中断裂发育区，地下水下渗较深，也会对潜水面之下的岩石产生氧化作用。同时，我们还应当看到，地球化学旋回不是简单的机械重复，它始终伴随着物质形态的转变，化学成分的变化。可见，地球化学旋回的方式可以重复，但其物质成分的演化趋势是不可逆的，从而引起了化学元素的分异和演化，这种分异和演化是有规律的。
地壳元素的测定方法丰度
地壳元素丰度的测量方法总结 克拉克最早开始计算地壳的平均化学成分。他采用包括岩石圈、水圈和大气圈的广义地壳。它们的质量比分别是93％、7％、0.03％。因而他得到的地壳平均化学成分含量值，实际上是这三个地圈化学元素组成的综合值。 克拉克的大气圈和水圈的化学组成引用前人发表的工作，自己则从事岩石圈平均化学组成计算。他采用的火成岩和沉积岩的质量比为95％和5％。对于火成岩，他选择了5159个分析质量好的岩石化学资料。按照数据的地理分布，划分出48个区域，求得各地区平均，然后归纳成包括各大洲和洋岛的9个大区域。求得每一个区域的平均后，再计算整个地壳的平均值。每次平均的方式有所不同。对于沉积岩，他选择了676个沉积岩组合样化学全分析资料。同时将沉积岩分为页岩、砂岩和灰岩，它们的质量关系为4％，0.75％和0.25％。按照质量加权平均求得地壳的沉积岩平均成分。最后，按照火成岩和沉积岩的质量比加权求得岩石圈地壳的平均化学成分。以三个地圈的平均化学组成为基础，算得广义地壳的元素丰度。克拉克计算地壳元素丰度的有效深度为16km，因为当时所知的最高山峰和最深海沟的高差和这相当。克拉克计算中的一个主要问题是参与计算的岩石化学资料地理分布极不均一，面积仅占20％的北美、欧洲、样品数占70％以上。面积占29％的亚洲大陆，样品数仅有2％。另一个问题是洋壳很难采集，导致测量结果有一定的误差。 自从克拉克首次发表了地壳元素丰度值后，许多学者相继进行了比较简便的计算，并将结果与克拉克计算的结果进行对比，以论证其方法的可靠性。 戈尔德施密特采用了一种很有趣的简洁办法来检验克拉克的数据。在挪威南部古老片麻岩地区，有一种分布很广的冰川泥。他认为，这种冰川粘土可作为大面积分布的结晶岩石的平均化学成分。他选取了77个样品进行分析，所得结果与克拉克的5159 个样品结果除了CaO 和Na2O偏低外，其余都很接近。Na2O和CaO含量偏低是因水合作用和溶解作用导致Na 和Ca的流失。 维诺格拉多夫于1949年发表了地壳元素丰度数据。他是根据粘土和页岩的平均化学成分求得的。他发现，这种平均化学成分与克拉克的丰度值很相似。1962年，维诺格拉多夫又发表了他用两份酸性岩和一份基性岩的平均化学组成算得的地壳元素丰度值。这些丰度值对他1949年发表的丰度数据，已作了较大的修改。从现代地壳结构模型来看，维诺格拉多夫取酸性岩和基性岩的质量比为2∶1，大体上相当于这两类岩石在大陆地壳内的质量比，而不包括大洋壳。 泰勒（S.R.Taylor）于1964年发表了大陆地壳的元素丰度。他采用花岗岩和玄武岩的质量比为1∶1 进行计算。并简单地用花岗岩和玄武岩的标样来代替。泰勒取花岗岩和玄武岩质量比为1∶1，大体上接近这两类岩石在包括大洋壳在内的整个地壳质量比值。因此，他的大陆地壳丰度实际上应为全球地壳的元素丰度。 综观以上地壳元素丰度计算，可以发现存在以下几个主要问题。如地壳概念不统一，未能按现代地壳结构模型进行计算；地壳深度的确定是人为的，未考虑莫霍面在大洋和大陆的不
元素的丰度和分布
第一章元素的丰度与分布第一节元素的宇宙丰度 我们常说的元素宇宙丰度，实际上是太阳系的元素丰度，元素的宇宙丰度是研究元素起源的理论依据，是解释各类天体演化过程的基础。 由太阳、行星及其卫星、小行星、营星、流星体和星际物质构成的天体系统称为太阳系。太阳的质量占整个太阳系总质量的99．8％，而其它成员总合仅占o．2％。 按成分特点，九大行星可以划分为三种类型： 类地行星：顾名思义，它指与地球类似的行星，包括水星、金星、地球和火星。其特点是质量小、密度大、体积小、卫星少。成分特点是以岩石物质为主，富含Mg、Si、Fe等，含亲气元素少； 巨行星：木星和土星。它们的体积大、质量大、密度小、卫星多。如果以地球质量和体积分别为1，则土星分别为95．18和745，木星分别为317．94和1316。其成分特点是主要含H、He，亲石和亲铁元素少； 远日行星：天王星、海王星、具王星。其成分特点是以冰物质为主。H含量估计为10％，He、Ne平均为12％。 上述三类行星中岩石物质：冰物质：气物质的比值分别为1：10—‘：10—y—lo“’；O．02：o．07：o．9120．195：0．68：0．12。以上三类行星主要元素的原子相对丰度如表1．1所示： 随着行星际空间探测的发展，地球和月球成分的大量精细研究，各类陨石元素组成数据的积累，雪星、流星体成分的测定，“使之对太阳系化学组成的研究获得了比较满意的结果，对各行星及卫星也提出了多种化学组成模式。 如前所述，太阳系的行星成分可分三大类：岩石质的；岩石质和冰物质的；气物质的。根据平衡凝聚模型，由于太阳星云凝聚过程中温度的差异，距太阳愈远温度愈低，因而各行星区凝聚物的成分和含量均不相同。 水星：主要由难熔金属矿物，铁镍合金和少量顽辉石组成； 金星：除上述成分外，还含有钾(钠)铝硅酸盐，但不含水； 地球；除上述成分外，还含有透闪石等一些含水硅酸盐和三种形式的铁(金属铁，FeO，FeS)，其中金属钦和FeS形成低熔点混合物，在放射性加热下熔化、分异，形成早期地核。 火星：含有更多的含水硅酸盐，金属铁已完全氧化成FeO或FeS，没有金属铁的核。 小行星含有各种岩石、矿物，但其冰物质尚未凝聚。小行星区外，各种冰物质依次凝聚，因而木星和木星以外的行星有岩石和冰物质混合物的固态核。木星和土星固态核质量大，引力强，能够吸积气体(主要是氢和氦)，形成它们的金属氢中间层和液态分子氢外层。 近些年来各种探测器对行星大气的探测结果，使人们对各行星大气化学物质特征有所了解，主要结果列于表1．2中。 类地行星由于距太阳较近、质量小，早期太阳风的驱赶作用很强烈，行星形成时表面所捕获的气体难以存在，因而地球和类地行星的大气层是次生的，即主要是通过行星内部物质的熔融、去气过程逐渐形成的。计算表明，地球通过内部物质的熔融去气过程，大约共排出1．7433×10。‘g的挥发份物质，其中Co约1．218×10’’go月球表面的大气主要是He 和Ar，白天和黑夜大气浓度分别约3×10’和6×10‘原子／cmz，几乎是真空状态。水星的大气层极稀薄，＜O．0003atm，主要含有Ar、Kr、xe、He、H、O、C、Ne等；火星大气层也稀薄，质量只有地球的l／10，体积为地球的l／6，约0．005—0．o07atm，主要由COz(95％)、He(3％)、N(2％一3％)及Ar、02等组成。金星和地球则有稠密的大气层，金星大气层达100atm，主要为COz和Nz。 类木行星大，距太阳较远，温度低，早期太阳风的驱赶作用不强烈，大气层的主要
1太阳系和地球系统元素的丰度
第一章太阳系和地 球系统的元素丰度 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、迁移活动等一系 列地球化学概念。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。 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 基础概念太阳系的组成及元素丰度地球的结构和化学成分 地球化学体系中元素丰度分布特征和规律。 1.1基本概念 地壳元素的丰度区域中元素分布的研究 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元素“量”的研究。 2. 分布与丰度 所谓元素在体系中的分布，一般认为是元素在这个体系中的相对含量（以元素的平均含量表示），即元素的“丰度”。其实“分布”比“丰度”具有更广泛的涵义：体系中元素的丰度值实际上只是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。但是，元素在一个体系中，特别是在较大体系中的分布决不是均一的，还包含着元素在体系中的离散（不均一）特征，因此，元素的分布包括：①元素的 相对含量（平均含量=元素的“丰度”）；② 元素含量的不均一性（分布离散特征数、分布所服从的统计模型）。 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究，仅限于在少量范围不大的地球化学体系内做了一些工作。 3. 分布与分配 元素的分布指的是元素在一个化学体系中（太阳、陨石、地球、地壳、某地区等）的整体总含量； 元素的分配指的是元素在各地球化学体系内各个区域或区段中的含量； 分布是整体，分配是局部，两者是一个相对的概念，既有联系又有区别。 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。 4. 绝对含量和相对含量 各地球体系中常用的含量单位有两类，绝对含量和相对含量 1.2太阳系的组成和元素丰度
地壳元素丰度
部分地壳元素(化合物)丰度表/图 (地球化学作业) 学院：资环学院 班级：资勘091 姓名：喻万松 学号： 0908100349 2011-10-6
地壳主要元素(化合物)丰度表 元素（化合物） Na 2O MgO Al 2O 3 SiO 2 P 2O 5 K 2O CaO TiO 2 MnO FeO 克拉克值 (%) 上地壳 3.9 2.2 15.2 66 0.15 3.4 4.2 0.65 0.08 4.5 中地壳 3.2 3.4 1 5.5 52.3 0.1 2.01 5.1 0.7 0.1 6.4 下地壳 2.6 7.1 16.6 59.1 0.1 0.6 9.4 0.8 0.1 8.14 地壳部分微量元素丰度表(单位：ppm) 元素 Li Be B Cl V Cr Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Rb Zr N b Mo Sn W Pb 上 地壳 20 3 15 142 60 35 10 20 25 71 17 1.6 1.5 50 11 2 190 12 1.5 5.5 2 20 中 地 壳 7 2.29 17 182 118 83 25 33 20 70 17 1.13 3.1 64 62 125 8 0.6 1.3 0.6 15 .3 下 地 壳 6 0.63 8 216 196 215 38 88 26 78 13 1.1 1.3 140 11 68 5 0.45 1.09 0.5 4. 2
地壳14种稀土元素丰度表(10-6) 元 素 Y La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 上 地壳 22 30 64 7.1 26 4.5 0.88 3.8 0.64 3.5 0.8 2.3 0.33 2.2 0.32 中 地壳 22 17 15 5.8 24 4.4 1.5 4 0.58 3.8 0.82 2.3 2.3 0.41 下 地壳 16 8 20 2.6 11 2.8 1.1 3.1 0.48 3.1 0.68 1.9 0.32 1.5 0.25
地球中的元素分析
第一节、地球中的元素第二节、自然界中的矿物 第三节、矿物晶体结构─ 矿物的DNA第四节、岩石的科学与情趣地球是一个特殊的物理化学体系元素－矿物－岩石 第一节地球中的元素 宇宙中的元素是通过热核聚变反应，经历了从简单到复杂的形成演化过程的。 物质复杂多样 地球上多种多样的物质，都是从基本粒子聚变而成氢开始的,然后是四个氢合成一个氦，氦再进一步合成其它元素约在150亿年前的大爆炸以后50—100万年时，从轻元素到重元素，现今所有的元素就已逐渐形成 两千多年前中国李耳 “道生一，一生二，二生三，三生万物”的哲学思想 美国化学家克拉克(F.W.Clarke,1847-1931) · 根据大陆地壳中(地下16Km以内)的5159个岩石、矿物、土壤和天然水的样品分析数据，于1889年第一次算出元素在地壳中的平均含量数值(平均质量百分比)，即元素的丰度。 · 为了纪念这个创举，命名为克拉克值。 · 克拉克值：某一种元素在地壳中的平均重量百分含量 地壳中各元素的丰度 · 氧(45.2%）,硅(27.2%) · 铝(8%),铁(5.8%),钙(5.06%) · 镁(2.77%),钠(2.32%),钾(1.68%) · 钛(0.68%),氢(0.14%),锰(0.10%),磷(0.10%) · 其它所有元素(0.95%)
地壳中其它重要元素 · 10-5 : Cu 5.5, Pb 1.25, Zn 7, · Co 2.5, Ni 7.5 · 10-6 (g/t) : W 1.5, Sn 2, U 2.7, · Mo 1.5, As 1.8 · 10-7 : Sb 2 · 10-8 : Ag 7, Au 4 · 10-9 : Pt 5 整个地球的物质（按重量计算）各元素的丰度 · 铁近34.6%，氧为29.5% · 硅为15.2%，镁为12.7% · 镍为2.4%，硫为1.9%， · 钙和铝为2.2% · 其它所有元素共占1.5% · 地核：大部分以金属状态存在的铁和镍 · 地壳和地幔：大部分是氧和硅、铝也较多 · 水圈：以氧和氢为主 · 生物圈：主要为碳、氢、氧和氮 · 大气圈：主要为氮、氧 全球的质量近六十万亿亿吨(5.976×1027g) · 几乎都集中在平均半径为6371km的固体地球内 · 以岩石和金属的形态出现,其平均密度为5.52g/cm3(即1立方厘米5.52克)。 · 大气、水和生物体的总质量不足0.1%。 Top 第二节自然界中的矿物
地球的地壳元素丰度列表
地球的地壳元素丰度列表 素化学 符号 [1][2][3][4][5] 氧O 46.60% 47.40% 46% 46.71% 46.1% 硅Si 27.72% 27.71% 27% 27.69% 28.2% 铝Al 8.13% 8.20% 8.2% 8.07% 8.23% 铁Fe 5.00% 4.10% 6.3% 5.05% 5.63% 钙Ca 3.63% 4.10% 5.0% 3.65% 4.15% 钠Na 2.83% 2.30% 2.30% 2.75% 2.36% 钾K 2.59% 2.10% 1.50% 2.58% 2.09% 镁Mg 2.09% 2.30% 2.90% 2.08% 2.33% 钛Ti 0.44% 0.56% 0.66% 0.62% 0.56% 氢H 0.14% N/A 0.15% 0.14% 0.14% 磷P 0.12% 1000 ppm1000 ppm 1300 ppm 1050 ppm 锰Mn 0.10% 950 ppm 1100 ppm 900 ppm 950 ppm 氟 F 0.08% 950 ppm 540 ppm 290 ppm 585 ppm
钡Ba 500 ppm 340 ppm 500 ppm 425 ppm 碳 C 0.03% 480 ppm (0.048%) 1800 ppm (0.18%) 940 ppm 200 ppm (0.020%) 锶Sr 370 ppm 360 ppm 370 ppm 硫S 0.05% 260 ppm 420 ppm 520 ppm 350 ppm 锆Zr 190 ppm 130 ppm 250 ppm 165 ppm 钨W 160.6 ppm 190 ppm 1.25 ppm (?) 钒V 0.01% 160 ppm 190 ppm 120 ppm 氯Cl 0.05% 130 ppm 170 ppm 450 ppm 145 ppm 铬Cr 0.01% 100 ppm 140 ppm 350 ppm 102 ppm 铷Rb 0.03% 90 ppm 60 ppm 90 ppm 镍Ni 80 ppm 90 ppm 190 ppm 84 ppm 锌Zn 痕量75 ppm 79 ppm 70 ppm 铜Cu 0.01% 50 ppm 68 ppm 60 ppm 铈Ce 68 ppm 60 ppm 66.5 ppm 钕Nd 38 ppm 33 ppm 41.5 ppm 镧La 32 ppm 34 ppm 39 ppm 钇Y 30 ppm 29 ppm 33 ppm 氮N 0.005% 25 ppm 20 ppm 19 ppm 钴Co 痕量20 ppm 30 ppm 25 ppm 锂Li 20 ppm 17 ppm 20 ppm 铌Nb 20 ppm 17 ppm 20 ppm 镓Ga 18 ppm 19 ppm 19 ppm 钪Sc 16 ppm 26 ppm 22 ppm 铅Pb 14 ppm 10 ppm 14 ppm 钐Sm 7.9 ppm 6 ppm 7,05 ppm 钍Th 12 ppm 6 ppm 9.6 ppm 镨Pr 9.5 ppm 8.7 ppm 9.2 ppm 硼 B 痕量950 ppm (?) 8.7 ppm 10 ppm 钆Gd 7.7 ppm 5.2 ppm 6.2 ppm