地壳与地幔化学课件

地壳与地幔化学

一、地球的圈层构造及化学组成1.圈层构造地壳：上地壳和下地壳地幔：上地幔和下地幔地核：外核和内核地球结构概要地壳与地幔化学2.地球元素丰度估算方法(1)陨石类比法以下列假设：a.陨石在太阳系内形成;b.陨石与小行星带的物质相同；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分布与地球类似地壳与地幔化学(2)地球模型-陨石类比法按地球的各主要圈层的比例计算：a.地核；b.石源层；c.铁源层；d.橄榄岩层；e.玄武岩层；f.花岗岩层地壳与地幔化学

地壳与地幔化学二、地壳的平均化学成分1.克拉克值的概念（1）重量克拉克值：地壳中元素的重量平均含量（2）原子克拉克值：地壳中元素的原子平均含量地壳与地幔化学2、地壳平均化学成分的确定方法（1）克拉克法（5159样品，50元素，1924）a.岩石圈：水圈：大气圈

93%7%0.03%b.岩石圈中（地壳）岩浆岩：页岩：砂岩：灰岩

95%4%0.75%0.25%地壳与地幔化学（2）戈尔德施密特法（细碎屑岩法）特点：细碎屑岩的源物质来自剥蚀区适合于区域地壳成分的估计地壳与地幔化学（3）地壳模型法Taylor法：基性岩/酸性岩=1(质量)基性岩代表下地壳，酸性岩代表上地壳地壳与地幔化学3.地壳元素丰度特征地壳元素丰度

地壳与地幔化学3.地壳元素丰度特征(1)地壳中各种元素丰度极不均匀O,Si,Al占82%O,Si,Al,Fe,Ca,Na,K,Mg占>98%O与Rn相差1017倍(2)随原子序数的增加其丰度降低，但Li,Be,B仍表现为亏损地壳与地幔化学(3)除了惰性气体和少数元素外，质量数为偶数的元素丰度大于奇数(4)四倍规则（质量数为四的倍数）4A型：12C,16O

,24Mg,28Si,32S,40Ca,48Ti,52Cr,56Fe,140Ce,232Th,238U占87%4A+3型：7Li,11B,19F,23Na,27Al,31P,35Cl,39K,51V,55Mn,59Co,63Cu,75As,107Ag占13%地壳与地幔化学4A+2和4A+1型仅占0.n%偶数规则被破坏的原因：1.惰性气体与其它气体元素的差别2.分异作用=>偶-奇元素丰度的反常地壳-地幔分异=>12Mg,24Cr的亏损核-幔分异=>34Se,52Te地壳与地幔化学4.元素克拉克值的地球化学意义(1)元素的地球化学行为与克拉克值的关系克拉克值高=>独立矿物(K,Na)克拉克值低=>类质同象(Rb,Cs)元素的克拉克值与可形成的矿物数地壳与地幔化学(2)作为元素集中分散的标尺浓度克拉克值的概念浓度克拉克值=观测值/克拉克值地壳与地幔化学(3)判断元素在地壳中富集成矿的能力浓集系数：矿石边界品位/克拉克值表几种元素的浓集系数地壳与地幔化学浓集系数低的较容易富集成矿Si,Al,Fe分别仅需富集1.5，3，6倍即可达到工业品位（矿主要形成于前寒武纪）。Cu,Zn,Ag分别需富集50，600，2000倍c才可达到工业品位（矿主要形成于古生代以后）。地壳与地幔化学5.元素在主要类型岩石中的分配(1)主要类型岩浆岩中元素的丰度特征

超基性岩富集的元素：Mg,Cr,Ni,Co,Fe,Ru,Rh,Pd,Os,Ir,Pt,Au

基性岩富集的元素：Ca,Al,V,Ti,Mn,Cu,Sc,P,Zn,Mo,Ag

中性岩富集的元素：Sr,Zr,Nb,Ga,Na地壳与地幔化学

酸性岩富集的元素：Li,Be,B,F,Si,K,Rb,Y,Sn,Cs,Ba,Hf,Ta,W,Tl,Pb,Th,U

变化不大的元素：Ge,Sb,As一般规律：同族上部在偏基性岩中含量高，下部酸性岩中含量高。解释：原子和离子电价和半径地壳与地幔化学(2)主要类型沉积岩中的规律

砂岩中富集的元素：Si,Zr

碳酸岩中富集的元素：Mg,Ca,Sr,Mn

页岩中富集的元素：Al及大多数微量元素，如V,Ni,Co,Cu,Ag,Au,Mo,U,Cd,As,Sb地壳与地幔化学(3)元素在岩石各矿物中的分配载体矿物