地壳的物质组成及元素丰度
2地壳的结构与物质组成(精)
2 地壳的结构与物质组成2．1 地壳元素组合与矿物形成（1）地壳元素组成和分类地壳元素丰度的总特征可大致归纳如下：地壳中已发现的化学元素有92种，即元素周期表中1至92号元素。
地壳中不同元素的含量差别很大，含量最高的元素氧（47％）与含量最低的氡（10-16）差1017倍。
含量最高的三个元素氧、硅、铝的总量占地壳元素总量的84.6％。
若加上含量大于1％的元素铁、钙、钠、钾、镁，总和达98％，剩余的84个元素重量的百分含量之和仅为2％。
总体上，元素的原子丰度随元素的原子序数增大而降低，偶数原子序数的元素比相邻的奇数原子序数的元素丰度值高。
惰性元素丰度偏低。
按化学计量比计算，地壳中阴离子的总数大大低于阳离子总数，阳离子与阴离子结合能力的大小和倾向性决定了元素的地球化学行为。
地壳中元素的地球化学行为与元素的化学和晶体化学性质有关，也与地壳中元素的丰度和物理化学条件有关。
元素的地球化学分类方案较多，以下从地壳化学组成的角度出发，结合元素的地球化学行为将地壳中元素的丰度分为主量元素、微量元素、硫（硒、碲）和卤族元素、金属成矿元素、亲生物元素和亲气元素、放射性元素。
主量元素：主量元素有时也称为常量元素，是指那些在岩石中（≠地壳中）含量大于1％（或0.1％）的元素，在地壳中大于1％的8种元素都是主量元素，除氧以外的7种元素在地壳中都以阳离子形式存在，它们与氧结合形成的氧化物（或氧的化合物），是构成三大类岩石的主体，因此又常被称为造岩元素。
地壳中重量百分比最大的10个元素的顺序是：O＞Si＞Al＞Fe＞Ca ＞Na＞K＞Mg＞Ti＞H，若按元素的原子克拉克值（原子个数），则原子个数最多的元素是：O＞Si＞H＞Al＞Na＞Mg＞Ca＞Fe＞K＞Ti。
Ti、H在地壳中的重量百分比虽不足1％，但在各大类岩石中频繁出现，也常被称为造岩元素。
上述地壳中含量最高的十种元素，在各类岩石化学组成中都占重要地位。
虽然不同类型岩石的矿物成分有差异，但主要矿物都是氧化物和含氧盐，尤其是各种类型的硅酸盐，因此可将整个地壳看成一个硅酸盐矿物集合体。
地球地壳中的化学元素丰度
地球地壳中的化学元素丰度
地球地壳是地球外围的一层固体岩石壳，由多种化学元素组成。
地球
地壳的平均厚度约为35千米，它所包含的化学元素丰度是研究地球构造
和地球化学的重要内容之一、以下将介绍地球地壳中常见的化学元素丰度
及其分布情况。
第一类元素是构成地壳主要的元素，包括氧、硅、铝、铁、钙、钠和钾。
其中，氧是地壳中最丰富的元素，约占地壳质量的46.6%。
硅元素紧
随其后，占地壳质量的27.7%。
铝元素占地壳质量的8.1%，铁元素占
2.6%，钙、钠和钾元素占2.2%、2.6%和2.4%。
第二类元素是地壳中存在量较小但仍然较为重要的元素，包括镁、钛、锰、镍、铅等。
镁元素的丰度约为2.1%，钛元素约为0.61%，锰元素约为0.09%，镍元素约为0.007%，铅元素约为0.0013%。
此外，还存在一些地壳中丰度较低的元素，如镧系元素、稀土元素等。
这些元素丰度较低，但在地质学和地球化学的研究中也具有重要意义。
地球地壳中元素的丰度分布呈现地域差异。
一般来说，地壳中的元素
丰度与地壳的成因有关。
例如，在火山带和地壳运动活跃的地区，地壳中铁、镁等含量较高。
而在海岸线附近，地壳中的氯、钠等含量较高。
此外，地壳中元素的丰度还受到地质作用的影响。
例如，地壳中的铜、银、金等
贵金属元素往往富集于矿床中。
总之，地球地壳中的化学元素丰度是地球科学研究的重要内容之一、
通过对地壳中化学元素丰度的分析，可以了解地球地壳的构成和演化过程，为地质学、地球化学等相关学科的发展提供重要的数据支持。
地基讲04 地壳的无机组成(修改)总结
1
地质学基础
第四章
第一节 地壳的化学成分
地 壳的无机组成
从表中可以看出，O、Si、Al、Na、Fe、Ca、Mg和K8种元素的 平均含量占地壳总重量的97.52%，其它元素不到3%。 2.上、下地壳元素丰度的差异
2.结构式（晶体化学式）：表示矿物中化学成分种类和数 量关系以及原子结构关系的化学式（目前普遍采用）。 该化学式的书写规律见书P48页。
6
地质学基础
第四章
第二节 矿物与岩石
地 壳的无机组成
三、岩石 岩石是各种地质作用形成并在一定地质和物化条件下稳定的 一种或几种矿物组成的集合体。
岩石按成因可分为三类：
7
地质学基础
第四章
第三节 矿物的形态
地 壳的无机组成
自然界产出的矿物大多数是固体矿物，固体矿物中绝大多数是晶 体矿物。通常非晶质体矿物无一定的形态，而晶体矿物则具有一定的 形态。 一、晶体与非晶质体的概念 1.晶体矿物：内部质点（原子、离子或分子）呈有规律的重复排列 矿物称之为晶体矿物 。 2.非晶质体矿物：内部质点（原子、离子或分子）呈无规律的排列 矿物称之为晶体矿物 。 3.空间格子：将晶体结构中的相当点抽象出来，这些相当点就构成 了在三维空间无限延伸的几何图形，这个几何图形称之为空间格 子。 4.平行六面体与晶体的对称
类质同象的形成条件：主要为离子类型相同或相近， 离子半径相近，离子电价相同等。
5
地质学基础
第四章
第二节 矿物与岩石
自然地理之地壳
自然地理之地壳第一节地壳的组成物质地壳的组成物质可从元素、矿物和岩石三方面来说明。
在地壳中，各种元素化合为矿物，各种矿物集合为岩石。
它们彼此相关又各有差异。
一、地壳的平均化学成分地壳的平均化学成分或元素在地壳中的丰度，很早便有人进行研究。
克拉克等（1924年）最先提出了一个比较完整的地壳元素丰度的数据，后来又经许多学者的修改和补充。
他们的研究结果表明，地壳中自然存在的九十多种化学元素，它们的相对平均含量（即克拉克值）是极不均匀的。
若按元素含量的递减顺序排列，最丰富的氧和硅便占地壳总重量的74％多，另六种较丰富的元素即铝、铁、钙、钠、钾和镁共占24％多，而其余几十种元素的总和则不足2％。
这些微量的元素，其含量也十分悬殊，有些还是超微量的。
元素是组成地壳的物质基础。
元素的丰度在一定程度上可支配元素的地球化学行为。
例如化学性质相似的碱金属元素，其中丰度较高的钾和钠在地壳中易形成各种独立矿物，而丰度低的铷和铯则难于达到饱和的浓度，不能形成自己的独立矿物，总是呈分散状态存在于由其他元素（主要是钾）组成的矿物当中。
当然，元素的富集与分散除受丰度影响外，更主要的是取决于原子的最外电子层构造及其地球化学特性，如金和汞的丰度很低，它们也能形成独立的矿物。
二、矿物自然界的矿物是由化学元素在一定的地质环境中形成的，具有一定的化学成分和理化性质的化合物或单质。
矿物是构成岩石或地壳的基本单元。
（一）矿物的基本特点及其生成方式天然矿物的绝大多数是化合物，仅极少数为单质。
各种矿物的化学组成一般可用化学式表示，但其中或多或少都含有某些杂质（常是稀有分散元素），而化学式只能表示其主要组分。
矿物的绝大多数为固态，但也有一些呈液态（如自然汞、石油）和气态（如各种天然气）。
固态矿物多数为晶质，仅少数为非晶质。
晶质矿物的各原子有固定的比例以及有确定的排列格架（内部构造），在适宜的空间环境中可生成有规则的几何形体，但在受限制的情况下常形成不规则的外形，并与其他矿物紧密地镶嵌在一起。
05 地壳物质组成-元素与矿物
地壳元素丰度的特征
地壳中各元素的丰度具有以下特点： 1.地壳中元素丰度的差异 从表中可以看出，O、Si、Al、 Fe、 Ca、 Na、 K和Mg八种元素的平均含量占地壳总重量的 97.52%，其它元素不到3% 2.上、下地壳元素丰度的差异 硅铝层以氧、硅、铝为主，钙、钠、钾也较多， 而硅镁层虽仍以氧、硅为主，但镁、铁含量则 相对较高
矿物的力学性质
二、解理与断口 1.解理 矿物在外力敲打或挤压下，按一定方向破裂成 光滑平面的性质称为解理，其光滑面称解理面。解理 只有结晶矿物才具有，解理面是晶体矿物结构中接点 间距较大，质点间结合力较弱的面，因而解理面是晶 体矿物中的一种潜在破裂面 根据解理的发育方向有 1组解理（片状的云母） 2组解理（柱状的辉石） 3组解理（立方体状的方铅矿） 4组解理（八面体的萤石） 6组解理（菱形十二面体的闪锌矿）
矿物的光学性质
二、条痕 指矿物粉末的颜色，一般指矿物在白色瓷板上擦划后 留下的痕迹的颜色。因矿物的条痕比矿物的颜色更稳 定，故利用矿物的条痕鉴别矿物比利用矿物的颜色要 更可靠 三、透明度 矿物的透明度是指矿物允许可见光透过的程度。一般 以0.001 mm厚的矿物薄片透过光的程度为标准，分为 1.透明：可见另一端物体的清晰轮廓 2.半透明：可见另一端物体的模糊阴影，如闪锌矿等 3.不透明：另一端物体不可见，如黄铁矿等
矿物的光学性质
矿物集合体及不平坦表面矿物光泽 1.油脂光泽：透明矿物解理不发育时或隐晶质透明矿物表面呈现的 油脂反光。如石英、蛋白石等
2.珍珠光泽：透明矿物的极完全解理面上呈现的珍珠状反光，如云 母、片状石膏表面等
3.丝绢光泽：透明的纤维状或鳞片状矿物集合体表面具有的丝绢状 反光，如绢云母、纤维状石膏等
地球元素含量排序表
地球元素含量排序表一般都认为地球的内部有三个同心求层，分别为地壳、地幔以及地核。
其中，地壳指的是地球的表面层，也是我们人类生存和从事各种各样生产活动的场所。
地壳其实是由多组断裂的、很多大小不一的块体所组成的，所以，在它的外部会呈现出各式高低起伏的形态，因而地壳的厚度并不是一致的。
通常，大陆下的地壳平均厚度在35公里左右，而我国的青藏高原的地壳厚度要达到65公里以上，而海洋下的地壳的厚度只有5到10公里。
其实，整个地球的平均半径是6371公里，所以地壳的厚度对于地球的厚度来说仅仅只是薄薄的一层。
地壳中含量排名前十位的元素是：氧(O)、硅(Si)、铝(Al)、铁(Fe)、钙(Ca)、钠(Na)、钾(K)、镁(Mg)、氢(H)、钛(Ti)。
在这其中，含量最多的元素是氧元素，大概占所有元素中的48.6%，再者就是硅元素，占据所有元素中的26.3%。
接下来就是铝、铁、钙、钠、钾、镁，这些占比都要超过1%。
而上述的八种元素占据了地壳化学成分总量的98%以上，剩下还有80多种元素，它们只占地壳化学成分总量的不到2%。
地壳中的前12种元素量的多寡决定了地壳各区域的化学性质和物理性质，地壳中的各种岩石就由它们组成，所以这些元素又被称之为“造岩元素”，也被称为“常量元素”。
而剩下的那么多元素其实在地壳中占据的很少，它们在地壳中的丰度均在0.01%以下，所以被称之为“微量元素”。
事实上，绝大多数的元素，包括我们生活生产当中所需要的很多金属和非金属在内，在地壳中的含量都是比较微小的，就算是那些在地壳中含量比较多的元素，也并不能达到工业生产的要求。
不过，这些化学元素在特定的地址条件下是可以形成天然化合物的，也就是我们所熟知的矿物。
而矿物在地球上的分别就非常广泛了，并且还与我们的生产生活关系密切，是我们人类生产生活的重要物质来源之一。
下面是排名前四的元素的介绍1.氧元素（46.6%）氧元素是地壳中含量最为丰富的元素，它在地壳中占467，100 ppm(百万分之一)，或者是46.6%。
地壳的物质组成及元素丰度
z 上地壳厚5-12km，由偏酸性的岩浆岩（花岗岩）和沉积岩组 成，又称为硅铝层（Si, Al）；
z 下地壳由麻粒岩、玄武岩等中酸性、中基性岩石组成，又称 为硅镁层，富铁镁质(Fe, Mg)。
¾ 洋壳由玄武质的下地壳物质及其上面厚约0.5km的海洋沉积 物组成。
7
这个面时，由上部的平均速度6.0km/s突增至8.0km/s。这 一突然变化标志着物质的化学成分和晶体结构的变化。 ¾ 莫霍面之上的地壳在大陆上的平均厚度约35km，在板块碰 撞边界，如青藏高原，增高至60-70km；在大洋中地壳厚 度仅有5-10km，最薄处仅为零。
6
2016/12/13
¾ 地壳的物质组成
¾ 地球的内部结构
z 认为由地壳、地幔、地核等不同层圈组成； z 主要依据：地震波传播速度的变化及地球内物质密度的
不均匀分布等地球物理资料（间接资料）
¾ 地壳的结构
¾ 广义地壳：包括岩石圈（约100km厚的结晶质固态物质， 包括地壳和部分上地幔）、大气圈、水圈和生物圈；
¾ 狭义地壳：专指岩石圈中莫霍面以上的部分。 ¾ 莫霍面：是地表到上地幔间的一个不连续面，地震波通过
¾ 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。
¾ 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。
2016/12/13
（一）地球化学旋回
¾ 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；
¾ 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。
地球地壳中的化学元素丰度_780107005
铜 Cu 0.01% 50 ppm
钴 Co 痕量 锂 Li 铌 Nb 镓 Ga 钪 Sc 铅 Pb 钐 Sm 钍 Th 镨 Pr 硼 B 钆 Gd 镝 Dy 铪 Hf 铒 Er 镱 Yb 铯 Cs 铍 Be 锡 Sn 痕量 铕 Eu 铀 U 钽 Ta 锗 Ge 钼 Mo 痕量 砷 As 钬 Ho 铽 Tb 铥 Tm 溴 Br 铊 Tl 锑 Sb 碘 I 镉 Cd 银 Ag 汞 Hg 痕量 痕量
25 ppm 20 ppm 20 ppm 19 ppm 22 ppm 14 ppm 7,05 ppm 9.6 ppm 9.2 ppm 10 ppm 6.2 ppm 5.2 ppm 3.0 ppm 3.5 ppm 3.2 ppm 3 ppm 2.8 ppm 2.3 ppm 2.0 ppm 2.7 ppm 2.0 ppm 1.5 ppm 1.2 ppm 1.8 ppm 1.3 ppm 1.2 ppm 0.52 ppm 2.4 ppm
0.850 ppm 30 吨 0.2 ppm 53,000 吨
0.450 ppm 12,000 吨 0.15 ppm 13,900 吨
0.075 ppm 9950 吨 0.085 ppm 8400 吨
硒 Se 痕量 铟 In 铋 Bi 碲 Te 铂 Pt 金 Au 钌 Ru 钯 Pd 铼 Re 铑 Rh 锇 Os 铱 Ir
30 ppm 17 ppm 17 ppm 19 ppm 26 ppm 10 ppm 6 ppm 6 ppm 8.7 ppm 8.7 ppm 5.2 ppm 6.2 ppm 3.3 ppm 3.0 ppm 2.8 ppm 1.9 ppm 1.9 ppm 2.2 ppm 1.8 ppm 1.8 ppm 1.7 ppm 1.4 ppm 1.1 ppm 2.1 ppm 1.2 ppm 0.94 ppm 0.45 ppm 3 ppm 0.530 ppm 0.2 ppm 0.490 ppm 0.15 ppm 0.080 ppm 0.067 ppm
地球化学丰度值
地球化学丰度值地球化学丰度值是指地球上各种元素在地壳、海洋和大气中的丰度。
地球化学丰度值反映了地球上各种元素的分布情况，对于研究地球的物质组成和演化具有重要意义。
本文将介绍一些地球化学丰度值高的元素及其在地球上的分布情况。
我们来看一下地壳中丰度较高的元素。
地壳是地球最外层的固体外壳，主要由氧、硅、铝和铁等元素组成。
其中，氧是地壳中最丰富的元素，约占地壳质量的46.6%，主要以氧化物的形式存在。
硅是地壳中第二丰富的元素，约占地壳质量的27.7%，主要以硅酸盐的形式存在。
铝是地壳中第三丰富的元素，约占地壳质量的8.13%，主要以氧化铝的形式存在。
铁是地壳中第四丰富的元素，约占地壳质量的5%，主要以氧化铁的形式存在。
除了地壳，海洋也是地球上元素丰度的重要储库。
海洋中丰度较高的元素主要有氯、钠、镁和硫等。
氯是海水中最丰富的元素，约占海水质量的55.3%，主要以氯化物的形式存在。
钠是海水中第二丰富的元素，约占海水质量的30.6%，主要以氯化钠的形式存在。
镁是海水中第三丰富的元素，约占海水质量的3.7%，主要以氯化镁的形式存在。
硫是海水中第四丰富的元素，约占海水质量的0.088%，主要以硫酸盐的形式存在。
大气是地球上元素丰度的另一个重要储库。
大气中丰度较高的元素主要有氮、氧、氩和二氧化碳等。
氮是大气中最丰富的元素，约占大气质量的78%，主要以氮气的形式存在。
氧是大气中第二丰富的元素，约占大气质量的21%，主要以氧气的形式存在。
氩是大气中第三丰富的元素，约占大气质量的0.93%，主要以氩气的形式存在。
二氧化碳是大气中丰度较高的温室气体，其含量约占大气质量的0.04%，主要由人类活动和自然过程产生。
除了地壳、海洋和大气，地球内部也存在丰富的元素。
地球内部丰度较高的元素主要有铁、镍、硫和镁等。
地球内核主要由铁和镍组成，约占地球质量的35%。
地球外核主要由铁和镍组成，约占地球质量的30%。
地球地幔主要由硅、镁和铁等元素组成，约占地球质量的65%。
第3章 地球的物质组成(1) 化学组成
金属成矿元素
形成金属矿（硫化物、单质矿物、金属互化物、 部分氧化物） 冶炼金属物质的对象 贵金属元素 金属元素 过渡元素 稀有元素N、P、B Ca、Na、F、Cl 对生命活动有重要意义的元素，具有亲
生物的属性
放射性元素
放射性元素（同位素）有67种 84号Po以后的元素都是放射性元素 原子量<209的放射性同位素有：10Be, 14C,
40K, 50V, 87Rb, 123Te, 187Re, 190Pt, 192Pe, 138La, 144Na, 145Pm, 147Sm, 148Sm, 149Sm
地球的化学演化
化学元素丰度比较
太阳系 H、He、O、Ne、N、C、Si、Mg、Fe、S 地球 地壳 Fe、O、Mg、Si、Ni、S、Ca、Al、Co、 Na O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti、H
元素地球化学分类
Victor Moritz Goldschmidt (1888～1947) 挪威地球化学家、 晶体化学家和矿物学家、地球化 学奠基人之一，提出了元素地球 化学分类 。 他根据化学组成，提出了地球内 部分圈的假说，认为从地表至地 心依次为岩石圈、硫化物氧化物 圈、铁镍核心。至今为许多学者 所赞同。
造岩元素—亲氧(岩）元素
• 属惰性气体型离子，外层具有2个或8个电 子(s2p6)。 • 与O，F，Cl亲合力强，多组成氧化物或含 氧盐，特别是硅酸盐，形成大部分造岩矿物 • 大部分为顺磁性元素。共有53个。
造矿元素—亲硫（铜）元素
• 属铜型离子，外层具有18个电子(s2p6d10)。 • 与S，Se，Te亲合力强，往往与S2-结合 成硫化物和复杂硫化物 • 为逆磁性元素。共有19个。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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;（三）分布和丰度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。
因此元素的分布包含两方面特征: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，地球化学对元素分布特征所积累的资料（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，仅限于少量范围不大的地球化学体系内做一些工作。
（四）分布与分配元素的分布指的是元素在一个地球化学体系中（太阳、陨石、地球、地壳、某地区）整体平均含量；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。
（五）绝对含量和相对含量绝对含量单位相对含量单位T吨％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纳克ppt、pg/g万亿分之×10-12pg皮克（六）地球化学省在地壳的某一个大范围（几千、几万甚至十几万平方千米）某些元素富集特征特别明显。
该区域不仅是一两类岩石中该元素丰度特别高，该种元素的矿床常成群出现，而且在历史演化中，该元素的矿产出现率也特别高。
通常将地壳的这一区段称为地球化学省。
地球化学省实质上是一种地球化学异常，它是以全球地壳为背景的规模巨大的一级地球化学异常。
地球化学省的存在对找矿具有重要意义；与环境和生物学有密切关系，例如，一些地方病的分布具有明显的地域性，与该段地壳中某些元素的分布具有密切联系。
第2节地球的内部结构及地壳的物质组成地球的内部结构z认为由地壳、地幔、地核等不同层圈组成；z主要依据：地震波传播速度的变化及地球内物质密度的不均匀分布等地球物理资料（间接资料）地壳的结构广义地壳：包括岩石圈（约100km厚的结晶质固态物质，包括地壳和部分上地幔）、大气圈、水圈和生物圈；狭义地壳：专指岩石圈中莫霍面以上的部分。
莫霍面：是地表到上地幔间的一个不连续面，地震波通过这个面时，由上部的平均速度6.0km/s突增至8.0km/s。
这一突然变化标志着物质的化学成分和晶体结构的变化。
莫霍面之上的地壳在大陆上的平均厚度约35km，在板块碰撞边界，如青藏高原，增高至60-70km；在大洋中地壳厚度仅有5-10km，最薄处仅为零。
地壳的物质组成陆壳以康氏面分为上地壳和下地壳；z上地壳厚5-12km，由偏酸性的岩浆岩（花岗岩）和沉积岩组成，又称为硅铝层（Si, Al）；z下地壳由麻粒岩、玄武岩等中酸性、中基性岩石组成，又称为硅镁层，富铁镁质(Fe, Mg)。
洋壳由玄武质的下地壳物质及其上面厚约0.5km的海洋沉积物组成。
第3节地壳的元素丰度（一）研究元素丰度的意义（二）地壳元素丰度的定义（三）地壳元素丰度确定的方法（四）地壳元素的丰度特征（五）研究元素地壳丰度的地球化学意义（六）地壳元素分布的不均一性（七）具体区域元素丰度的研究（八）小结（一）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的元素丰度、分布特征和基本规律。
（二）地壳元素丰度的定义地壳元素丰度：地壳中化学元素的平均含量，又称为克拉克值。
（三）地壳元素丰度确定的方法地壳（大陆）的化学组成是认识地球总体成分、分异演化和地球的动力学过程的基本前提，再加之大陆地壳是人类生活和获取资源的场所，为此大陆地壳化学组成的研究自地球化学学科诞生以来一直是研究的中心问题之一。
（三）地壳元素丰度确定的方法几种研究地壳丰度的方法：1.早期克拉克计算法是由美国F.W.Clarke和H.S.Washington于1924年发表的地球化学资料中计算出来的。
他们的思路是在地壳上部16公里范围内（最高的山脉和最深海洋深度接近16公里）分布着95%的岩浆岩，4%的页岩，0.75%的砂岩，0.25%的灰岩，而这5%沉积岩也是岩浆岩派生的，因此认为岩浆岩的平均化学成分实际上可以代表地壳的平均化学成分。
其作法如下：①在世界各大洲和大洋岛屿采集了5159个不同岩浆岩样品和676件沉积岩样品；②对53种元素进行了定量的化学分析；③其样品的数量相当于这些样品在地球表面分布面积的比例;④计算时用算术平均求出整个地壳的平均值。
他们的工作具有重大的意义：z开创性的工作，为地球化学发展打下了良好的基础；z代表陆地地壳成分，其数据至今仍有参考价值。
2. 简化研究法（取巧研究法）1）戈尔德施密特（Goldschmidt）采集了挪威南部冰川成因粘土（77个样）用其成分代表地壳平均化学成分，其结果与克拉克的结果相似，但对微量元素的丰度做了大量补充和修订，Na2O和CaO 含量偏低（这与表生条件下，Na和Ca容易淋滤沉淀有关）。
2) 维诺格拉多夫（1962）岩石比例法是以两份酸性岩加一份基性岩来计算地壳平均化学成分。
3）泰勒和麦克伦南（Taylor和McLennan,1985）提出细粒碎屑沉积岩，特别是泥质岩，可作为源岩出露区上地壳岩石的天然混合样品，用太古宙后页岩平均值扣除20%计算上部陆壳元素丰度。
综合上述各种研究方法，根据目前对地壳的认识，显然具有以下的不足之处:首先采用的地壳的概念不统一，均未按照现代地壳结构模型来考虑；其次没有考虑岩石组成随深度和构造单元的变化。
3.大陆地壳剖面法造山作用可使下地壳甚至上地幔的岩石大规模暴露到地表，出露地表的大陆地壳剖面是研究大陆地壳元素丰度的良好样品。
但这样的剖面仅分布在少量地区。
尽管各家所采用的研究方法不同，但所得的地壳主要元素丰度的估计值还是相互接近的，这充分说明其估计值是比较精确的。
（四）地壳元素的丰度特征(1)地壳中元素的相对平均含量是极不均一的，丰度最大的元素是O：47%，与丰度最小的元素氡Rn的6x10-16相差达1017倍。
相差十分悬殊。
z前九种元素：O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Tiz前十五种元素占99.61%，z其余元素仅占0.39%z这表明：地壳中只有少数元素在数量上起决定作用，而大部分元素居从属地位。
（四）地壳元素的丰度特征（四）地壳元素的丰度特征(2) 对比地壳、整个地球和太阳系元素丰度数据发现，它们在元素丰度的排序上有很大的不同.z太阳系: H>He>O>Ne>N>C>Si>Mg>Fe>Sz地球: Fe>O>Mg>Si>Ni>S>Ca>Al>Co>Naz地壳: O>Si>Al>Fe>Ca>Na>K>Mg>Ti>Hz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, Na和K。
这种差异说明什么呢？（四）地壳元素的丰度特征分析结论：由宇宙化学体系形成地球的演化（核化学）过程中必然伴随着气态元素的逃逸。
而地球原始的化学演化（电子化学）具体表现为较轻易熔的碱金属铝硅酸盐在地球表层富集，而较重的难熔镁、铁硅酸盐和金属铁则向深部集中。
由此可见地壳元素的丰度取决于两个方面的原因: 元素原子核的结构和稳定性；宇宙物质形成地球的整个演化过程中物质的分异。
总之，现今地壳中元素丰度特征是由元素起源直到太阳系、地球（地壳）的形成和存在至今这一段漫长时期内元素演化历史的最终结果。
（四）地壳元素的丰度特征(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①地球表层H、He等气体元素逐渐脱离地球重力场；②每天降落到地球表层的地外物质102~105吨；③地壳与地幔的物质交换；④放射性元素衰变；⑤人为活动的干扰。
（五）研究元素地壳丰度的地球化学意义元素地壳丰度(克拉克值)是地球化学中一个很重要的基础数据。
它确定了地壳中各种地球化学作用过程的总背景，它是衡量元素集中、分散及其程度的标尺，本身也是影响元素地球化学行为的重要因素。
（五）元素地壳丰度研究的地球化学意义1、控制元素的地球化学行为①元素的克拉克值在某种程度上影响元素参加许多化学过程的浓度，从而支配元素的地球化学行为。