地球化学阶段性作业11(答案)

中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院

地球化学课程作业1（共 3 次作业）

学习层次：专升本涉及章节：绪论——第一章

一．名词解释

1．克拉克值：指元素在地壳中的平均含量。

2．地球化学体系：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（T、P等），并且有一定的时间连续。根据研究需要，这个体系可大可小。

3．元素丰度：将元素在地球化学体系中的平均含量称之为丰度，它是对这个体系里元素真实含量的一种估计，即元素在一个体系中分布的一种集中（平均）倾向。

4．大陆地壳：地表向下到莫霍面，厚度变化在5-80km，分为上部由沉积岩和花岗岩组成的硅铝层，下部由相当于玄武岩、辉长岩或麻粒岩等组成的硅镁层两部分组成。

二．填空题

1. 陨石的主要类型有石陨石、铁陨石和石铁陨石三类。

2. 元素的丰度主要是针对相对较大的体系而言，例如太阳系、地球和大陆地壳。而元素的含量主要针对相对较小的体系而言，例如研究对象是某矿物、某流体包裹体或某块岩石。

3. 就结构分层而言，地球自地表向下可依次分为地核、地幔和地壳三个主要圈层。

4. 地球化学主要研究和解决（1）地球系统中元素及同位素的组成，（2）地球系统中元素的共生组合和元素的赋存形式，（3）元素的迁移和循环，（4）元素在自然界所发生的各种地质作用中的行为，（5）元素的地球化学演化和（6）地球的历史及其演化等六个方面的主要问题。

三．简答题

1. 简要介绍太阳系元素丰度的基本特点。

答：（1）、H和He是丰度最高的两元素，几乎占了太阳中全部原子数目的98%；（2）、原子序数较低的元素，丰度随原子序数增大呈指数递减，而原子序数较大的（Z＞45）各元素丰度值很相近；（3）、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元素。具有偶数质子数（A）或偶数中子数（N）的核素丰度总是高于具有奇数A或N的核素。这一规律即奇偶规律；（4）、质量数为4的倍数的核素或同位素具有较高丰度。原子序数（Z）或中子数（N）为“幻数”（2、8、20、50、82和126等）的核素或同位素丰度最大。如，4He （Z=2，N＝2）、16O（Z=8，N=8）、40Ca（Z=20，N=20）和140Ce(Z=58，N=82)等都具有较高的丰度；（5）、Li、Be和B具有很低的丰度，属于强亏损的元素，而O和Fe呈现明显的峰，它们是过剩元素。

2. 说明地球的圈层结构和对应物质组成。

答：答：地球大体上分地壳、地幔和地核三个大的圈层。其中地壳为地表向下到莫霍面，厚度变化在5-80km，包括大陆地壳（上部硅铝层，由沉积岩层和花岗岩、片麻岩等组成，富Si、K、Rb、Th、U等元素下部硅镁层，相当于玄武岩、辉长岩或麻粒岩相岩石。）和大洋地壳（上部2km为未固结的海相沉积物下部为硅镁层（玄武质岩层））。地幔为莫霍面以下到~2900km，分上地幔（~410km，主要由致密、刚性的Fe-Mg硅酸盐岩组成，即斜长石相-石榴石相橄榄岩）、过渡带（是一个温度相当于岩石熔点的可流动塑性层，又称软流层）和

下地幔（物质组成较为均一，矿物成分变化不大，密度更大。主要由橄榄石系列、钛铁矿型固溶体和钙钛矿组成）。地核由2900km-地心，主要是由于重力或化学分异形成的铁镍合金，以富集亲铁元素为特征，主要成分为Fe + (5-10%)的其它低质量元素。外核为液态，内核为固态。

3. 大陆地壳组成研究的基本方法。

答：由于大陆地壳的物质组成在横向和纵向上都具有极度的不均一性，因此，研究大陆的浅部地壳和深部地壳的手段不尽相同。其中，对大陆地壳浅部组成研究的方法包括区域大规模取样法、简化取巧方法以及细粒碎屑沉积物法等等。而对大陆深部地壳的研究手段则主要包括研究火山岩中的角闪岩和麻粒岩包体，暴露地表的深部地壳断面，或利用地球物理勘探获取的地震波速与岩石化学组成之间的对应关系进行反演。

4. 简述大陆地壳的基本元素地球化学特征。

答：基本包括五点：（1）大陆上地壳SiO2在66%左右，类似偏酸性的花岗岩，并具有明显的Eu负异常。（2）大陆中地壳SiO2在61%左右，类似英云闪长岩的成分。（3）大陆下地壳在全球大多数地区以SiO2在~52%的基性属性为主，一些特殊地区大陆下地壳具有更为演化的化学组成。（4）大陆地壳具有十分典型的Pb正异常和Nb亏损，这一特征类似许多岛弧岩石。（5）大陆地壳整体具有安山质/花岗闪长质的特点，SiO2在59%-62%。大陆地壳储存了全硅酸盐地球的大部分不相容元素（33%-35%的Rb, Ba, K, Pb, Th, U）。

5. 大陆地壳元素丰度的基本特性。

答：包括4点，分别是，（1）地壳中元素的相对平均含量极不均一，丰度最大的元素是O：47%，与丰度最小的元素Rn的6x10-16相差达1017倍。（2）地壳、整个地球和太阳系在元素丰度的排序上有很大的不同，与太阳系或宇宙相比，地壳和地球都明显地贫H，He，Ne，N 等气体元素；而地壳与整个地球相比，则明显贫Fe和Mg，同时富集Al，K和Na。(3)地壳中元素丰度不是固定不变的，它是不断变化的开放体系。（4）大陆地壳的元素丰度在时间和空间上都是不均一。

6. 研究太阳系元素丰度组成的几种途径。

答：获得太阳成分的手段包括：（1）直接测定各种各种地球岩石和陨石，（2）太阳光谱分析，（3）利用宇宙飞行器对地球外星体直接或取样测定，（4）分析测定气体星云和星际物质，（5）研究宇宙射线，（6）由物质的物理性质和成分的对应关系来进行推算。