地球化学东华理工大学地球化学课3 TJH.pptVIP

1、地球的结构 1、地球的结构 2、大陆地壳的结构和组成特征 人们已获得对大陆地壳研究的认识 2.1 大陆上地壳化学组成的研究方法 大陆上地壳成分 花岗岩类和花岗闪长岩类 77 % 石英闪长岩类 8 % 闪长岩类 1 % 辉长岩类 13 % 正长岩类、斜长岩类、橄榄岩类 1 % 2.2 大陆深部地壳化学组成的研究方法 大陆中地壳成分 大陆下地壳成分 科学问题：底侵作用仅限于后太古宙时期？ 麻粒岩地体和包体差异的原因分析： 对大陆地壳整体成分研究的认识： 对大陆地壳整体成分研究的认识： 3、大洋地壳 3、大洋地壳 3、大洋地壳 3、大洋地壳 N-MORB和E-MORB N-MORB和E-MORB 3、大洋地壳 地壳厚度 空间上地壳元素分布的不均一性 空间上地壳元素分布的不均一性 时间上地壳元素分布的不均一性 时间上地壳元素分布的不均一性 地壳元素丰度—克拉克值 元素克拉克值的地球化学意义 ?? 元素克拉克值的地球化学意义 ?? 地壳元素的丰度特征 地壳元素的丰度特征 分析结论： 地壳元素的丰度特征 地壳中元素分布的一般规律 ① 与地球和太阳系相比，最丰富的十种元素是 地 壳：O-Si-Al-Fe-Ca-Na-K-Mg-Ti-H 地 球：Fe-O-Mg-Si-Ni-S-Ca-Al-Co-Na 太阳系 H-He-O-Ne-N-C-Si-Mg-Fe-S ②不均匀性：前十五种元素占99.61%， 其余元素 仅占0.39%。 ③分布量随原子序数增大而降低。例外：Li, Be, B; 232Th、238U、235U；贵金属, Se, Te等。 地壳中元素分布的一般规律 ④偶数规则：偶数原子序数元素丰度高于相邻奇数元素，但有例外（4Be、12Mg、 4Si、 24Cr、 32Ge、 34Se、42Mo、52Te、 74W)。 ⑤四倍规则：4q型（如16 O 等）占87％；4q＋3型（如27 Al 等）占13％；4q＋2型（如238 U 等）和4q＋1型（如9 Be ）只占千分之几。 ⑥差六规则：在丰度对数曲线上出现峰值的元素，其原子序数之差为6或6的倍数。 地壳中元素分布的一般规律 ⑦原子核内质子和中子的奇偶性：偶－偶：60％；偶－奇和奇－偶：35％；奇－奇：5％。 ⑧壳层规则（幻数）：2, 8, 14, 20, 28, 50, 82。（幻數是指原子核中质子数和中子数的某个特定数值，当质子数或中子数為幻数，或者二者取值均為幻数時，原子核显示出很高的稳定性。例如，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）。 ⑨放射性蜕变：238U，235U，40K、87Rb减少；206Pb、207Pb、208Pb，40Ar，87Sr增多。 5、地幔的组成 6、地核的组成 1.大气圈 ①电离层：80～350km（～1000km:外电离层) ②平流层：～30km（30～60km同温层）； ③对流层：8～20km。 ④从地表到60km高空的大气成分是近于均匀的，主要由N2、O2和Ar组成。随着离开地面距离增加，大气圈变得稀薄了，但仍然以氮和氧为主。 ⑤次要组分中臭氧和二氧化碳很重要。臭氧主要集中在平流层内，它吸收紫外线辐射；二氧化碳对地球的碳循环很重要，是主要的温室气体之一，对气候有重要影响。 大气圈总质量估计为5.0×1021克 2.水圈 水圈的总质量为1.4×1018吨，海洋仅占地球总质量的0.02％。如果地球是由C1球粒陨石和顽火辉石球粒陨石的混合物组成的，则应含有大约2％的H2O。 水圈可分为地表水圈和地下水圈。地下水圈中只有上部很小一薄层为冷水，下层为热水根据地热增温率和水的临界温度推算，地下水圈的下界在稳定的古老结晶岩地区约为35公里；在有沉积岩盖层的古老结晶岩地区约20～25公里；而在近代沉降地区和年轻造山带则为15公里左右。 水 圈 地球表面98 %左右的水分布于海洋。因此，海水的平均组成可视为水圈的平均组成。 8、地球的化学组成 地球元素丰度及其规律 小结 0～0.000002 冬 0.000524 He 0～0.000007 夏 臭氧 0.0182 Ne 0.0000087 Xe 0.0314 CO2 0.00005 H 0.934 Ar 0.0002 CH4 20.95 O 0.000114 Kr 78.08 N 含量（体积％） 成分 含量（体积％