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1、为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三章第三章 地球的化学组成地球的化学组成为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益本章内容本章内容本章内容本章内容1、地球的结构、地球的结构2、大陆地壳的结构和组成特征、大陆地壳的结构和组成特征3、大洋地壳、大洋地壳4、地壳的元素丰度、地壳的元素丰度5、地幔的组成、地幔的组成6、地核的组成、地核的组成7、地球外部圈层的组成、地球外部圈层的组成8、地球的化学组成、地球的化学组成为了规范事业单位聘用关系，建立
2、和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益地震横波：在固态中传播，在液态中不能传播。传播速度慢。地震横波：在固态中传播，在液态中不能传播。传播速度慢。地震纵波：在固态、液态中均可以传播，传播速度快。地震纵波：在固态、液态中均可以传播，传播速度快。11、地球的结构、地球的结构为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益v根据地震波的传播速度，将地球分为地壳、地幔、地核等根据地震波的传播速度，将地球分为地壳、地幔、地核等不同圈层。不同圈层。v地球表面还有水圈、大气圈。地球表面还有水圈
3、、大气圈。11、地球的结构、地球的结构为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益F地球由地壳、地幔、地核以及水圈和大气圈组成地球由地壳、地幔、地核以及水圈和大气圈组成F地壳、地幔、地核统称为固体地球地壳、地幔、地核统称为固体地球F地核：液态的外核和固态的内核两部分组成地核：液态的外核和固态的内核两部分组成F地幔、地核、地壳分别占地幔、地核、地壳分别占地球质量的地球质量的67.2%、32.4%和和0.4%，分别占，分别占体积的体积的83、16、0.7F大气圈和水圈所占地球质量不足大气圈和水圈所占地球质量不足0.03%为了规
4、范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益22、大陆地壳的结构和组成特征、大陆地壳的结构和组成特征地壳可分为大陆地壳和大洋地壳。地壳可分为大陆地壳和大洋地壳。大陆占地球表大陆占地球表面的面的41%，大陆地壳的质量占整个地壳质量，大陆地壳的质量占整个地壳质量79%，加之大陆是人们生活和获取资源的主要场所，因此加之大陆是人们生活和获取资源的主要场所，因此大陆地壳大陆地壳是地球化学组成的研究中心。是地球化学组成的研究中心。大陆地壳的化学组成和演化机制是认识地球总体大陆地壳的化学组成和演化机制是认识地球总体成分、分异演化和地球动力学过
5、程的基本地球化学成分、分异演化和地球动力学过程的基本地球化学前提。因此，大陆地壳的化学组成自地球化学科学前提。因此，大陆地壳的化学组成自地球化学科学诞生以来一直是地球化学研究的中心问题之一。诞生以来一直是地球化学研究的中心问题之一。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益人们已获得对大陆地壳研究的认识人们已获得对大陆地壳研究的认识1.大多数地区地壳由上、中、下地壳三层组成。大多数地区地壳由上、中、下地壳三层组成。2.随深度增加，温度和压力增大，变质程度升高，因此不随深度增加，温度和压力增大，变质程度升高，因此不同深度的
6、岩石对应不同的变质相。同深度的岩石对应不同的变质相。上地壳：上地壳：未变质相至绿片岩相岩石和花岗岩侵入体组成未变质相至绿片岩相岩石和花岗岩侵入体组成（花岗质）（花岗质）中地壳：中地壳：英云闪长岩英云闪长岩-奥长花岗岩奥长花岗岩-花岗闪长质片麻岩为主花岗闪长质片麻岩为主的角闪岩相岩石组成的角闪岩相岩石组成（英云闪长质）（英云闪长质）下地壳：下地壳：成分不同的麻粒岩相岩石组成成分不同的麻粒岩相岩石组成（玄武质）（玄武质）3.从上地壳至中地壳至下地壳，随着深度增加，岩石逐渐从上地壳至中地壳至下地壳，随着深度增加，岩石逐渐变得更基性，即变得更基性，即SiO2含量逐渐降低。含量逐渐降低。为了规范事业单位
7、聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2.12.1大陆大陆上地壳上地壳化学组成的研究方法化学组成的研究方法（1）岩石平均化学组成法是由美国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。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事
8、业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益其作法如下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；对53种元素进行了定量的化学分析；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;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：开创性的工作，为地球化学发展打下了良好的基础；代表陆地区域岩石圈成分，其数据至今仍有参考价值。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（2）通过对大区域出露的不同岩石进行系统取样和分析.在区域内采集不同时代的不同类型岩石的代表性样品，对所
9、获得的样品进行分析测试，然后按照各类岩石在区域内所占的比例，求出该区域的元素丰度。 世界上迄今为止只有加拿大地盾和中国东部两个地区。优点：1、是上地壳元素丰度研究的最可靠办法；2、可以同时研究所有主量元素和微量元素的唯一方法。缺点：费时、费力、费钱。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（3）细粒碎屑沉积岩法1）哥尔德斯密斯（Goldschmidt）采集了挪威南部冰川成因粘土（77个样）用其成分代表岩石圈平均化学成分，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
10、件下，Na和Ca容易淋滤沉淀有关）。2）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，用后太古宙页岩平均值扣除20%计算上部陆壳元素丰度。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（3）细粒碎屑沉积岩法缺点：不能给出大陆上地壳主量元素的丰度，对微量元素的研究也仅限于不溶元素和中等程度的不溶元素。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（4）大陆地壳生长历史法泰
11、勒和麦克伦南（Taylor和McLennan,1985）提出：现今大陆地壳质量的75%形成于太古宙，25%形成于后太古宙。后太古宙的大陆生长主要发生在岛弧地区，代表性物质是岛弧安山岩。他们根据上述认识计算了现代大陆地壳的化学组成。存在问题：目前对于大陆地壳生长历史的认识差异较大，对不同地质时期大陆地壳的原始物质的性质认识也不尽相同。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益上部地壳深成岩体的体积比例FF花岗岩类和花岗闪长岩类花岗岩类和花岗闪长岩类77%77%FF石英闪长岩类石英闪长岩类8%8%FF闪长岩类闪长岩类1%1%
12、FF辉长岩类辉长岩类13%13%FF正长岩类、斜长岩类、橄榄岩类正长岩类、斜长岩类、橄榄岩类1%1%FF 总总总总 量量量量 100 %100 %100 %100 %（1）大陆上地壳主要具有花岗质的总体成分。大陆上地壳成分为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（2）大陆上地壳在微量元素蛛网图上具有明显的Eu负异常。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2.22.2大陆大陆深部地壳深部地壳化学组成的研究方法化学组成的研究方法（1）出露地表的大
13、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（exposedcrustalcross-section）是研究大陆地壳元素丰度的良好样品。这样的剖面仅分布在少量地区：意大利北部的Ivrea带、意大利南部的Calabria带、加拿大的Kapuskasing隆起、南非的Vredefort构造带、我国的登封-鲁山、五台-兴和、怀安-尚义。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益图图1.2出露地表的大陆地壳剖面的一般模式（据出露地表的大陆地壳剖面的一般模式（据Percival等，等，19
14、92）为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益鉴别大陆地壳剖面的标志为（FountainandSalisbury,1981）:（1）有规律的变质分带，由于不同深度条件下形成的岩石均连续出露地表，大陆地壳剖面应展示出由低至高的规律性变质分带；（2）剖面中分布的麻粒岩形成于下地壳条件（6001400MPa)（3）由于下地壳岩石密度较大，磁性较强，因此向着地表出露的下地壳岩石方向应表现出明显的重力和磁性异常。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益鉴
15、别大陆地壳剖面的标志为（FountainandSalisbury,1981）:（4）地表出露的被确认为下地壳的岩石可直接延伸至地壳深部。根据地震波速与岩石类型和化学成分之间的关系，可由地震测深结构推测深部岩石组成。（5）产热率自上地壳向下地壳降低。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（2）火山岩中的深部地壳包体研究即与橄榄岩等一同产于玄武质火山岩中的深部地壳包体，主要是来自下地壳的麻粒岩相包体，来自中地壳的角闪岩相包体通常少见。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，
16、保障用人单位和职工的合法权益（3）地球物理法地震波：主要利用地震波速与岩石的矿物和化学组成密切相关，通过对地震折射测深获得的地震波速，结合在模拟深部温度压力条件下实验测定深部可能组成岩石的地震波速，来推测深部地壳组成。地表热流：由于地表热流取决于地壳岩石的生热率，而生热率是岩石中放射性生热元素U、Th、K的函数，因此，地表热流也可用来制约地壳成分。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益下地壳的成分是不确定性最大，争议最多的领域，主要原因有：（1）出露地表的麻粒岩地体和产于火山岩中的麻粒岩包体在形成条件和成分上存在重大
17、差异；（2）下地壳在不同尺度上成分都是很不均一的；（3）地球物理对深部的探测是间接的，其解释不是唯一的，具有多解性。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益大陆中地壳成分大陆中地壳具有花岗闪长大陆中地壳具有花岗闪长英云闪长质的总英云闪长质的总体成分，体成分，SiO2含量介于含量介于62.4%69.4%之间。之间。与大陆上地壳的重要区别：与大陆上地壳的重要区别：在在REE分配模式图分配模式图上仅显示弱的负上仅显示弱的负Eu异常或没有异常或没有Eu异常。异常。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事
18、业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益大陆下地壳成分下地壳成分估计值变化从基性至中性：下地壳成分估计值变化从基性至中性：SiO2=49.6%62.9%.相对于上地壳相对于上地壳亏损亏损K、U，不具不具Eu异常或具异常或具Eu正异常正异常。下地壳样品：下地壳样品：麻粒岩包体麻粒岩包体和和麻粒岩地体。麻粒岩地体。二者存二者存在一系列的差异。在一系列的差异。（1）分布：）分布：麻粒岩地体：麻粒岩地体：51%属太古宙，属太古宙，32%属元古宙，属元古宙，17%属显生宙属显生宙麻粒岩包体：麻粒岩包体：14%属太古宙，属太古宙，52%属元古宙，属元古宙，34%属显生宙属显生宙（2）成分：）成
19、分：麻粒岩地体：麻粒岩地体：以中性以中性长英质为主，长英质为主，SiO2含量主要介于含量主要介于55%75%之间之间麻粒岩包体：麻粒岩包体：以镁铁质以镁铁质-超镁铁质为主，超镁铁质为主，SiO2含量主要介于含量主要介于40%55%之间之间为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益科学问题：底侵作用仅限于后太古宙时期？F包体主要产于后太古宙；包体主要产于后太古宙；F下地壳反射面被认为主要由基性岩浆底侵物下地壳反射面被认为主要由基性岩浆底侵物质引起，下地壳反射面主要发育在后太古宙地质引起，下地壳反射面主要发育在后太古宙地区，
20、在太古宙克拉通地区较少见；区，在太古宙克拉通地区较少见；F太古宙下地壳高速层的厚度明显小于元古宙太古宙下地壳高速层的厚度明显小于元古宙地壳。地壳。另一种可能：另一种可能：先前存在于太古宙下地壳的基性先前存在于太古宙下地壳的基性岩浆底侵物质已被拆沉。岩浆底侵物质已被拆沉。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益Yaoetal.,2019.Lithos为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益麻粒岩地体和包体差异的原因分析：（1）麻粒岩包体经历酸性成
21、分麻粒岩包体经历酸性成分部分熔融作用部分熔融作用。（2）麻粒岩地体和麻粒岩包体分别代表了下地麻粒岩地体和麻粒岩包体分别代表了下地壳不同深度层次的，其中壳不同深度层次的，其中麻粒岩地体麻粒岩地体可能代表可能代表下地壳的中上部下地壳的中上部，而，而麻粒岩包体麻粒岩包体则可能代表则可能代表下下地壳底部至壳地壳底部至壳-幔过渡带幔过渡带；（3）地壳成分和地壳生长机制是随时间演化的。地壳成分和地壳生长机制是随时间演化的。镁铁质镁铁质麻粒岩包体麻粒岩包体被认为是被认为是玄武质岩浆底侵在玄武质岩浆底侵在壳壳-幔边界的产物幔边界的产物。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作
22、人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益对大陆地壳整体成分研究的认识：（1）大陆地壳总体成分是安山质的或花岗闪长大陆地壳总体成分是安山质的或花岗闪长质的，质的，SiO2含量范围为含量范围为57%63%（2）上、中、下地壳整体均以明显亏损上、中、下地壳整体均以明显亏损Nb、Ta等高场强元素和富集等高场强元素和富集Pb为特征，在原始地为特征，在原始地幔标准化蛛网图上分别呈现明显的负异常和正幔标准化蛛网图上分别呈现明显的负异常和正异常，而显著区别于洋壳。这种特征与岛弧岩异常，而显著区
23、别于洋壳。这种特征与岛弧岩浆岩的特征相同，而不同于板内岩浆岩，说明浆岩的特征相同，而不同于板内岩浆岩，说明现今大陆地壳主体形成于岛弧环境。现今大陆地壳主体形成于岛弧环境。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益对大陆地壳整体成分研究的认识：（3）对应于地震波速随深度增加，大陆地壳成对应于地震波速随深度增加，大陆地壳成分存在明显垂向分层，从上地壳至下地壳随着分存在明显垂向分层，从上地壳至下地壳随着SiO2含量逐渐降低，不相容元素含量亦逐渐减含量逐渐降低，不相容元素含量亦逐渐减低，而相容元素含量逐渐升高。低，而相容元素含量
24、逐渐升高。（4）大陆上地壳具有明显的大陆上地壳具有明显的Eu负异常，大陆负异常，大陆下地壳通常具下地壳通常具Eu正异常，大陆地壳整体具有正异常，大陆地壳整体具有弱的弱的Eu负异常。负异常。Eu/Eu*=0.93。（课本。（课本P55图图2.8）为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益3、大洋地壳相对于大陆地壳，大洋地壳厚度较薄，平相对于大陆地壳，大洋地壳厚度较薄，平均为均为10km，且垂向是均一的。，且垂向是均一的。大洋地壳剖面大洋地壳剖面：沉积岩沉积岩枕状玄武岩枕状玄武岩席状岩墙群席状岩墙群块状辉长岩块状辉长岩上上下
25、下除沉积层外，其余三层均是玄武质的。因除沉积层外，其余三层均是玄武质的。因此，此，大洋地壳大洋地壳总体成分是总体成分是玄武质玄武质的。的。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益3、大洋地壳蛇绿岩套蛇绿岩套(ophiolitesuit)简单称为蛇绿岩简单称为蛇绿岩(ophiolite)F蛇绿岩蛇绿岩的代表层序自下而上是：的代表层序自下而上是：橄榄岩、辉长岩、席状基性岩墙橄榄岩、辉长岩、席状基性岩墙和基性熔岩以及海相沉积物，其和基性熔岩以及海相沉积物，其中橄榄岩和辉长岩在层序上可以中橄榄岩和辉长岩在层序上可以重复多次。重
26、复多次。F三位一体三位一体：一组由蛇纹石化超：一组由蛇纹石化超镁铁岩、基性侵入杂岩和基性熔镁铁岩、基性侵入杂岩和基性熔岩以及海相沉积物构成的岩套。岩以及海相沉积物构成的岩套。F蛇绿岩蛇绿岩一般是灰绿色，其中普一般是灰绿色，其中普遍伴生蛇纹石。遍伴生蛇纹石。F意义：意义：它代表地史时期存在一它代表地史时期存在一个广阔的大洋。个广阔的大洋。Wilson,1989为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益3、大洋地壳为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法
27、权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益3、大洋地壳大洋玄武岩可分为两类：大洋玄武岩可分为两类：第一类：来自洋中脊（第一类：来自洋中脊（Mid-OceanRidge）,代表亏损地代表亏损地幔的洋中脊玄武岩（幔的洋中脊玄武岩（MORB)包括包括正常型（正常型（N-MORB）和和富集型（富集型（E-MORB）两类。两类。第二类：来自大洋盆地，代表富集地幔的洋岛玄武岩第二类：来自大洋盆地，代表富集地幔的洋岛玄武岩（OIB）包括富集包括富集地幔地幔型（型（EM-1）、富集地幔）、富集地幔型（型（EM-2）以）以及高及高值型
28、（值型（HIMU）。）。在微量元素特征上，相对于大陆地壳，大洋地壳在在微量元素特征上，相对于大陆地壳，大洋地壳在蛛网图上显示蛛网图上显示Pb负异常，负异常，Nb正异常。正异常。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益N-MORB和E-MORBE-MORBN-MORBOIB为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益N-MORB和E-MORBN-MORBE-MORB为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度
29、，保障用人单位和职工的合法权益3、大洋地壳Wilson,1989为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益地壳厚度Wilson,1989为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益地壳元素分布的不均一性地壳元素的分布不论在空间上及时间上都是不均一的:(1) 空间上分布的不均一性；(2) 时间上地壳元素分布的不均一性。44、地壳的元素丰度、地壳的元素丰度为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位
30、和职工的合法权益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垂向深度（陆壳）：上下地壳元素丰度的不均匀性：上地壳：0-812km偏酸性火成岩、沉积岩；下地壳：812km-莫霍面麻粒岩、玄武岩。Ri=上地壳元素丰度/下地壳元素丰度：Ri约等于1:Ca,Si,Zr,Nd,Pb等；Ri1:Cl,C,Cs,K,Rb,U,Th,Bi,Tl,Nb等。反映了地壳物质在分异调整过程中的宏观趋势。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益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横向分布：大陆地壳和海洋地壳的不均
31、一性洋壳：占地球表面55%以上，厚5-16km，它们的化学成分与地幔物质相似，以镁、铁硅酸盐为主，主要分布着Cr,Fe,Ni,Pt等亲铁元素。陆壳：占地球表面41%，厚30-50km，它们的化学成分由铝、钾硅酸盐组成，主要分布着亲氧及亲硫元素W，Sn，Mo,Cu,Pb,Zn,Ag等。陆壳内：板块间、区域间、地质体间、岩石间、矿物间元素分布不均一性。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益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随着地质历史的发展，元素的活动与分布有着明显的规律性。地史早期：一些稳定元素在
32、地史早期富集。Au元素：主要产在前寒武纪；Fe元素:主要产在前寒武纪元古代（前寒武纪变质铁矿占世界铁矿储量60%）。地史晚期：一些活泼的不稳定元素向着地史晚期富集。Sn,Nb,Ta和W等元素：钨成矿作用高峰期在中生代（燕山期）。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益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世界部分大陆（北美、南非、印度）不同地史时期成矿元素变化规律:前寒武纪：Pt,Fe,Ni,Co,Au,U(占这些元素储量50%以上);古生代:U,Pb,Co,Ni,Pt,其次为W,Sn,Mo,Pb,Z
33、n,Hg等;中生代:W,Sn,Ag,Sb等;新生代:Hg,Mo,Cu,Pb,Zn等。以上是从地质历史大的时间跨度上来说是这样，就是从某一时限内元素在时间上的分布也是不均匀的。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益地壳元素丰度地壳元素丰度克拉克值克拉克值克拉克值：地壳中各元素的相对平均含量（丰度）称为克拉克值。如以重量百分数表示，称之为“重量克拉克值”，简称“克拉克值”；如以原子百分数表示，则称为“原子克拉克值”。浓度克拉克值=某元素在某一地质体中平均含量/某元素的克拉克值1意味该元素在地质体中集中了1意味该元素在地质
34、体中分散了例如：Mn的克拉克值为0.1%，软锰矿(含Mn达63.2%）中Mn的浓度克拉克值为632.浓集系数=某元素最低可采品位/某元素的克拉克值，反映了元素在地壳中倾向于集中的能力。例如：Fe的浓集系数为6，这说明Fe成矿时只要克拉克值富集6倍即可。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益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（1）大陆地壳化学组成对壳幔分异的指示.相容元素：在矿物-岩浆分配过程中主要富集在矿物中的元素。不相容元素：在矿物-岩浆分配过程中主要富集在岩浆中的元素。相容性接近的元素具有相似的
35、地球化学行为，它们的含量比值在壳幔系统中基本固定或者变化较小。如壳幔体系中Nb/Ta=17.5；Zr/Hf=37.为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益原始地幔标准化大陆地壳和大洋中脊玄武岩(MORB)平均成分(引自Gao,etal.,2019)为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益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(2)元素克拉克值影响着元素参加地壳地球化学过程的浓度，支配着元素的地球化学行为；(3)元素克拉克值可以为阐
36、明地球化学省的特征提供依据；例如，在东秦岭地区进行区域地球化学研究表明：东秦岭是一个富Mo贫Cu的地球化学省，Mo元素区域丰度比地壳克拉克值高2.3倍，而Cu元素则低于地壳克拉克值，这样的区域地球化学背景，有利于形成Mo成矿带；(4)依据克拉克值可以计算出地壳中地球化学性质相似或相关元素之间的平均比值。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益地壳元素的丰度特征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，丰度最大的元素是是O：47%，与丰度最小的元素，与
37、丰度最小的元素Rn的的6x10-16相差达相差达1017倍。相倍。相差十分悬殊。差十分悬殊。前九种元素：前九种元素：O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti前五种前五种:82.58%前九种前九种:98.13%前十五种元素占前十五种元素占99.61%，其其余元素余元素仅占仅占0.39%。这表明：地壳中只有少数元这表明：地壳中只有少数元素在数量上起决定作用，而大部素在数量上起决定作用，而大部分元素居从属地位。分元素居从属地位。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益地壳元素的丰度特征地壳元素的丰度特征2.对比地壳、
38、整个地球和太阳系元素丰度对比地壳、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数据发现，它们在元素丰度的排序上有很大的不同：很大的不同：太阳系：太阳系：HHeONeNCSiMgFeS地球：地球：FeOMgSiNiSCaAlCoNa地壳：地壳：OSiAlFeCaNaKMgTiH与太阳系或宇宙相比，地壳和地球都明与太阳系或宇宙相比，地壳和地球都明显地贫显地贫H,He,Ne,N等气体元素；而地壳等气体元素；而地壳与整个地球相比，则明显贫与整个地球相比，则明显贫Fe和和Mg，同，同时富集时富集Al,K和和Na。这种差异说明什么这种差异说明什么呢？呢？为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适
39、应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益分析结论：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。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:元素原子元素原子核的
40、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。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、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。史的最终结果。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益地壳元素的丰度特征地壳元素的丰度特征3.地壳中元素丰度不是固定不变的，它是不断变化的地壳中元素丰度不是固定不变的，它是不
41、断变化的开放体系。开放体系。地球表层地球表层H、He等气体元素逐渐脱离地球重力场；等气体元素逐渐脱离地球重力场；每天降落到地球表层的地外物质每天降落到地球表层的地外物质102105吨；吨；地壳与地幔的物质交换；地壳与地幔的物质交换；放射性元素衰变；放射性元素衰变；人为活动的干扰。人为活动的干扰。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益地壳中元素分布的一般规律地壳中元素分布的一般规律与地球和太阳系相比，与地球和太阳系相比，最丰富的十种元素最丰富的十种元素是是地地壳壳：O-Si-Al-Fe-Ca-Na-K-Mg-Ti-H地
42、地球球：Fe-O-Mg-Si-Ni-S-Ca-Al-Co-Na太阳系太阳系H-He-O-Ne-N-C-Si-Mg-Fe-S不均匀性不均匀性：前十五种元素占：前十五种元素占99.61%，其余元素其余元素仅占仅占0.39%。分布量随原子序数增大而降低分布量随原子序数增大而降低。例外：。例外：Li,Be,B;232Th、238U、235U；贵金属；贵金属,Se,Te等。等。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益地壳中元素分布的一般规律地壳中元素分布的一般规律偶数规则：偶数规则：偶数原子序数元素丰度高于相邻奇偶数原子序数元素
43、丰度高于相邻奇数元素，但有例外（数元素，但有例外（4Be、12Mg、4Si、24Cr、32Ge、34Se、42Mo、52Te、74W)。四倍规则：四倍规则：4q型（如型（如16O等）占等）占87；4q3型型（如（如27Al等）占等）占13；4q2型（如型（如238U等）和等）和4q1型（如型（如9Be）只占千分之几。）只占千分之几。差六规则：差六规则：在丰度对数曲线上出现峰值的元素，在丰度对数曲线上出现峰值的元素，其原子序数之差为其原子序数之差为6或或6的倍数。的倍数。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益地壳中元素
44、分布的一般规律地壳中元素分布的一般规律原子核内质子和中子的奇偶性原子核内质子和中子的奇偶性：偶偶：偶偶：60；偶奇和奇偶：偶奇和奇偶：35；奇奇：；奇奇：5。壳层规则（幻数）：壳层规则（幻数）：2,8,14,20,28,50,82。（幻。（幻數是指原子核中质子数和中子数的某个特定数值，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，数時，原子核显示出很高的稳定性。例如，4He（Z=2，N2）、）、16O（Z=8，N=8）、）、40Ca（Z=20，N=20）和）和140Ce(Z=
45、58,N=82)等都具等都具有较高的丰度）。有较高的丰度）。放射性蜕变：放射性蜕变：238U，235U，40K、87Rb减少；减少；206Pb、207Pb、208Pb，40Ar，87Sr增多。增多。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益55、地幔的组成地幔的组成上地幔B:33-410kmC:410-1000km下地幔D:1000-2900km为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益地幔：地幔：主要由镁主要由镁-铁硅酸盐组成。铁硅酸盐组成。地幔
46、岩：地幔岩：3份橄榄岩份橄榄岩1份玄武岩混合物成分份玄武岩混合物成分（Ringwood,1966,1979)。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益地幔占地球质量的地幔占地球质量的67.2%，约占地球质量的，约占地球质量的2/3。地球演化过程中：地球演化过程中：第一阶段：地球历史的非常早期（约在太阳系形成后第一阶段：地球历史的非常早期（约在太阳系形成后30Ma以内），形成地核和以内），形成地核和原始地幔
47、。原始地幔。第二阶段：地质历史时期的原始地幔部分熔融形成地壳第二阶段：地质历史时期的原始地幔部分熔融形成地壳和和亏损地幔亏损地幔。原始地幔：原始地幔：地核形成后，地壳形成以前的地幔，也即现地核形成后，地壳形成以前的地幔，也即现今的地幔今的地幔+地壳。地壳。亏损地幔：亏损地幔：原始地幔经过部分熔融形成地壳以后残余的原始地幔经过部分熔融形成地壳以后残余的地幔。地幔。富集地幔：富集地幔：板块俯冲作用将地壳物质再循环返回地幔后，板块俯冲作用将地壳物质再循环返回地幔后，形成富集地幔。形成富集地幔。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的
48、合法权益上地幔的主要成份（）上地幔的主要成份（）氧化物上地幔(1)地幔岩(2)未分异的原始地幔(现在的地幔地壳)(1)SiO24545.149.9TiO20.150.20.16Al2O33.33.33.64FeO8.08.08.0MnO0.130.115MgO39.838.135.1NiO0.25Cr2O30.440.4CaO2.63.12.89Na2O0.340.40.34K2O0.020.030.02（1）Taylor&McLennan，1985；（2）Ringwood，1975。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合
49、法权益66、地核的组成、地核的组成地核占地球总质量的32.4%。对地核化学组成的研究主要通过地球物理、陨石、地球整体和地幔的化学组成以及高温高压实验等方面开展。根据目前研究，地核主要由Fe（85.5%）、Si(6.0%)、Ni(5.2%)、S(1.9%)四种元素组成，这四种元素占地核总质量的98.6%，其余元素的丰度均小于1%。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益由地球物理的地震波速和密度资料得知，地核主要由Fe-Ni合金组成，同时，含有5%10%的轻质量元素。1.外核(29005000km)液态铁镍合金（地震S横
50、波消失)2.内核(5000km深度以下）主要为固态铁镍合金，可能还有10%20%的轻元素如C、S、O、Si等。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益1.1.大气圈大气圈电离层：电离层：8080350km350km（1000km:1000km:外电离层外电离层)平流层：平流层：30km30km（303060km60km同温层）；同温层）；对流层：对流层：8820km20km。从地表到从地表到60km60km高空的大气成分是近于均匀的，主高空的大气成分是近于均匀的，主要由要由N2N2、O2O2和和ArAr组成。随着离开地
51、面距离增加，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。大气圈变得稀薄了，但仍然以氮和氧为主。次要组分中臭氧和二氧化碳很重要。臭氧主要集中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。有重要影响。77、地球外部圈层的组成、地球外部圈层的组成为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益大气圈总质量估计为大气圈总质量估计为
52、5.0105.0102121克克成分成分含量（体含量（体积）成分成分含量（体含量（体积）N78.08Kr0.000114O20.95CH40.0002Ar0.934H0.00005CO20.0314Xe0.0000087Ne0.0182臭氧臭氧夏夏00.000007He0.000524冬冬00.000002主主要要成成分分微微量量成成分分次要次要成分成分为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2.2.水圈水圈水圈的总质量为水圈的总质量为1.4101.4101818吨，海吨，海洋仅占地球总质量的洋仅占地球总质量的0.02
53、0.02。如果。如果地球是由地球是由C1C1球粒陨石和顽火辉石球球粒陨石和顽火辉石球粒陨石的混合物组成的，则应含有粒陨石的混合物组成的，则应含有大约大约22的的HH22OO。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益水圈可分为地表水圈和地下水圈。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下界在稳定的古老结晶岩地区约为3535公
54、里；在有沉积岩盖层的古老结公里；在有沉积岩盖层的古老结晶岩地区约晶岩地区约20202525公里；而在近代公里；而在近代沉降地区和年轻造山带则为沉降地区和年轻造山带则为1515公里公里左右。左右。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益水水圈圈FF地球表面地球表面98%98%左右的水分布于左右的水分布于海洋。因此，海海洋。因此，海水的平均组成可水的平均组成可视为水圈的平均视为水圈的平均组成。组成。大洋1350冰川29地下潜水8.4河、湖0.2大气圈0.013生物圈0.0006地球上水的分布（地球上水的分布（地球上水的分布
55、（地球上水的分布（1010101015151515m mm m3 33 3） 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益元素ppm可能存在形式Cl18980ClNa10561Na+Mg1272Mg2+S884SO42-,MgSO40,CaSO40Ca400Ca2+K380K+Br65BrC28HCO3（无机碳）Sr13Sr2+B4.6 H3BO3F1.4 FFF55种种种种阳阳阳阳离离离离子子子子，55种种种种阴阴阴阴离离离离子子子子和和和和11种种种种分分分分子子子子的的的的总总总总和和和和占占占占海海海海水水水水盐盐
56、盐盐分分分分的的的的99.999.9FF这这这这些些些些元元元元素素素素的的的的浓浓浓浓度度度度比比比比例例例例近近近近似似似似恒恒恒恒定定定定，生生生生物物物物活活活活动动动动和和和和总总总总盐盐盐盐度度度度对对对对其其其其影影影影响响响响不不不不大大大大，称称称称为为为为“保保保保守守守守元元元元素素素素”海水的常量元素含量海水的常量元素含量海水的常量元素含量海水的常量元素含量为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益88、地球的化学组成、地球的化学组成地球化学组成的研究方法陨石类比法：a.陨石在太阳系形成；b.陨石
57、与小行星成分相同；c.陨石是破坏了的星体碎片；d.产生陨石的星体，其内部结构和成分与地球相似。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益地球模型和陨石类比法: 在一定的地球模型基础上求出各圈层的质量及比值然后选择陨石类型或陨石相的化学成分来代表各圈层的元素丰度最后用质量加权平均法求整个地球的元素丰度。Mason(1966)的SMT法：a.地核(占地球总质量的32.4%)含5.3%陨硫铁的球粒陨石的镍铁金属相的平均成分代表；b.地幔+地壳(占地球总质量的67.6%)球粒陨石的平均硅酸盐成分代表。为了规范事业单位聘用关系，建
58、立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益地球物理类比法(黎丹,1976): 在布伦地球模型基础上划分出四个圈层：地壳(0.4%)A上地幔(27.17%)B+C下地幔(40.4%)D地核(31.5%)E+F+G并结合地球物理资料。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益地球元素丰度及其规律地球元素丰度及其规律Fe+O+Si+Mg90%；含量大于1%的元素：Ni、Ca、Al、S；含量介于0.01%-1%的元素Na、K、Cr、Co、P、Mn、Ti。地球元素丰度遵循太阳系元素丰度
59、的基本规则，如奇偶规律、递减规律等。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益小结小结地球是太阳系的一个行星，地壳是地球的外部圈层，因此，太阳系、地球、地壳的元素丰度共同遵循太阳系元素丰度的基本规律，如奇偶规律、随原子序数增大元素丰度递减等。在太阳系物质形成地球、地球分异出地壳的过程中发生过化学分异，导致三者间在组成和元素丰度上也存在差异。一个自然体系的丰度在与外界的相互作用过程中会不断发生演化，因此，地壳现今的元素丰度并不能代表它形成和演化过程中的元素丰度。 元素丰度是自然体系的基本化学特性，它决定了体系内化学作用和化学演化的基本特征，也控制着与相邻体系的物质交换，地壳、尤其上地壳的元素丰度与人类生存活动密切相关，最受人们的关注，研究成果也最丰富。
