元素在地球中的演化特征及演化规律

一．关于地球化学的定义：地球化学是研究地球（包括部分天体）的化学组成、化学作用和化学演化的科学。

二．地球化学的基本问题1、地球系统中元素的组成（质）2、元素的共生组合和赋存形式（量）3、元素的迁移和循环（动）4：地球的历史和演化（史）三．地球化学研究思路在地质作用过程中，在宏观地质体变化和形成的同时，亦伴有大量肉眼难以辨别的化学组成变化的微观踪迹，它们包含着重要的定性和定量的地质作用信息，应用现代化学分析测试手段，剖析这些微观踪迹，从而揭示宏观地质作用的奥秘。

（一句话那就是“见微而知著”）第一章地球和太阳系的化学组成第一节地球的结构和组成一．大陆地壳和大洋地壳的区别：1.大洋地壳较薄，10-5公里，平均厚8公里；大陆地壳较厚，最厚可达70公里,平均厚33公里。

(整个岩石圈也是大陆较厚，海洋较薄。

海洋为50—60公里，大陆为100—200公里或更深。

)2.在元素的分配上，洋壳比陆壳贫硅和碱金属，但较富镁富铁。

正是这种原因，大洋沉积物中富含Fe、Mn、Co、Ni等亲铁元素，它们是现代海洋中巨大的潜在资源。

二. 固体地球各圈层的化学成分特点○1地壳：O、Si、Al、Fe、Ca○2地幔：O、Mg、Si、Fe、Ca○3地核：Fe-Ni○4地球：Fe、O、Mg、Si、Ni第二节元素和核素的地壳丰度一．概念1.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（C,T,P等）并且有一定的时间联系。

2.丰度:表示元素在某地质体中（如地球，地壳，宇宙星体及某岩类，岩体等）的含量。

3.克拉克值：元素在地壳中的平均含量4.质量克拉克值：若计算元素在地壳中的平均含量时以质量计算，则称为质量克拉克值。

5.原子克拉克值：以原子数之比表示的元素相对含量（即指某元素在某地质体中全部元素的原子总数中所含原子个数的百分数）任意元素的原子克拉克值=某元素在某地质体中的相对原子数（用N表示）/所有元素相对原子数之和（用 N表示）6.浓度克拉克值：某元素在某地质体中的平均含量/元素克拉克值二．克拉克值的变化规律：①递减：元素的克拉克值大体上随原子序数的增加而减少（但锂，铍，硼以及惰性气体的含量并不符合上述规律，丰度值很低）②偶数规则：周期表中原子序数为偶数的元素总分布量（86%）大于奇数元素的总分布量（14%）。

地球科学中的无机地球化学地球科学是现代科学领域的一支重要学科，涉及到地球的各种自然现象。

无机地球化学是地球科学中的一个分支，它研究无机物质在地球上的分布、演化和环境影响等问题。

千百年来，人们一直在探究大自然的奥秘。

地球科学的基础在于对自然现象的观察和研究，而无机地球化学正是其中的重要组成部分。

无机地球化学的研究内容丰富多样，主要围绕着地球上的无机物质和它们的化学特性展开。

地球上的无机物质是组成地球的重要组成部分。

人们通过对这些无机物质的形成过程、分布规律和演化历程的研究，可以更深入地认识地球的历史和现状。

无机地球化学的研究内容包括了很多方面，下面让我们来了解一下。

一、地球元素的分布规律地球的化学元素组成是无机地球化学研究的重要内容，它研究地球元素的分布规律、化学性质等问题。

地球元素主要分为有机元素和无机元素两大类，其中无机元素包括70多种元素。

无机元素在地球上的分布不均，不同地区之间的含量也有所不同。

无机地球化学家通过化学分析和地球化学勘探等方法，可以揭示出各种地质构造和成因类型地区的元素分布规律。

例如，探究地球上铁的分布，可以发现铁分布最为密集的地方是地壳，尤其是岩石和矿物。

在地壳中，铁的含量相对比较丰富，是第二大元素。

二、物质的化学特性无机地球化学研究的另一个重要内容是物质的化学特性。

地球上无机物质形态多种多样，它们有不同的物理、化学特性。

其中，矿物是最具代表性的无机物质之一。

矿物是地球上分布最为广泛的无机物质之一，也是大自然中最基本的物质之一。

各种矿物的结晶形态和物理性质不同，其化学成分、晶体化学结构以及同位素组成特征等特性均有不同。

地球科学家通过对矿物化学特性的研究，可以了解地球的演化历史、地幔演化历史以及地球上各种矿山型矿床的形成及其地球化学特征。

三、大气和环境污染无机地球化学的另一个重要研究内容是大气和环境污染。

随着人类的快速发展，环境问题越来越受到人们的关注。

大气和环境污染成为当今社会的一个重大问题，也是无机地球化学研究的热点之一。

现代地球化学的定义:地球化学是研究地球及子系统的化学组成、化学机制和化学演化的科学。

地球化学研究的基本问题:1地球系统中元素(同位素)的组成2 元素的共生组合和存在形式3 研究元素的迁移和循环4 地球的历史与演化。

地球化学体系的特点:1有一定的空间范围2在一定的物理化学条件下处于特定的物理化学状态3有一定的时间连续性陨石分为三类:1)铁陨石2)石陨石(是否含有硅酸盐球粒,分为球粒陨石和无球粒陨石)3)铁石陨石太阳系的行星分为:地球和类地行星;巨行星;远日行星太阳系元素丰度的规律:1. H和He是丰度最高的两种元素。

这两种元素的原子几乎占了太阳中全部原子数目的98%。

2. 原子序数较低的范围内,元素丰度随原子序数增大呈指数递减,而在原子序数较大的范围内(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4. 质量数为4的倍数的核素或同位素具有较高丰度。

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.通常将元素在宇宙或较大的地球化学系统中的平均含量称为丰度。

元素在地壳中的丰度称为克拉克值。

元素丰度:太阳系: H>He>O>C>Ne>N>Fe>Si>Mg>S;地球:Fe>O>Mg>Si>Ni>S>Ca>Al>Co>Na;地壳: O>Si>Al>Fe>Ca>Na>K>Mg>Ti>H 。

地球化学体系的特征:1 温度、压力等条件的变化幅度与实验条件相比相对有限2 是多组分的复杂体系,大量化学组风共存3 体系是开放的,体系与环境之间存在充分的物质和能量的交换4 自发进行的不可逆过程。

在自然体系中元素形成阳离子的能力和所显示出的有选择地与某种阴离子结合的特性,称元素的地球化学亲和性。

地球的地质历史从地球形成到现在的演化过程地球是我们生活的家园，它的地质历史与我们的存在息息相关。

本文将从地球形成开始，逐步介绍地球的演化过程。

1. 地球的形成地球的形成始于约46亿年前的太阳系形成时期。

当时，巨大的星云坍缩形成了太阳，并在其周围形成了行星盘。

随着行星盘的旋转和凝聚，地球开始形成。

在这个过程中，岩石和金属凝聚成球形，形成了地球的核心、地幔和地壳。

2. 形成地球的内部结构地球的内部可以分为三层：地核、地幔和地壳。

地核由铁和镍构成，它是地球最内部的部分，直径约为3480千米。

地幔是地壳和地核之间的层状结构，由硅、铁、镁等元素组成。

地壳是地球最外部的部分，不断变化的地壳板块构成了地球的陆地和海洋。

3. 地球的演化过程地球的演化是一个持续的过程，包括了地壳板块的形成、大陆漂移和造山作用等诸多过程。

3.1 地壳板块的形成地壳板块是地球表面上不断移动和碰撞的大块岩石。

它们形成于约30亿年前，当地球表面开始冷却并形成了硬壳。

地壳板块主要分为大陆板块和海洋板块。

3.2 大陆漂移大约20亿年前，地壳板块开始经历大陆漂移。

通过地壳板块的移动和碰撞，陆地不断变形和重组。

这个过程主要受到地壳板块的构造和地球内部的热对流所驱动。

3.3 造山作用地壳板块的碰撞和挤压导致了造山作用的发生。

造山作用是指地壳板块的碰撞引起的地壳变形和地表地貌的抬升。

著名的喜马拉雅山脉就是由于印度板块和欧亚板块的碰撞而形成的。

4. 地球的地质时代地球的历史被分为不同的地质时代，以记录地球演化的不同阶段。

现在广泛接受的地质时代划分包括了前寒武纪、寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪、三叠纪、侏罗纪、白垩纪、古近纪、新生代等。

5. 地球的未来演化地球的演化过程是一个持续不断的过程，包括了陆地的侵蚀、海洋的扩张以及地震、火山等地质灾害的发生。

随着时间的推移，地球的外貌和地壳板块的分布也会发生变化。

总结：地球的地质历史从地球形成到现在的演化过程包括地球的形成、内部结构的形成、地壳板块的形成、大陆漂移和造山作用等过程。

不相容元素原始地幔标准化配分型式不相容元素原始地幔标准化配分型式随着地球科学的发展，人们对地球内部构造和地球化学成分的认识越来越深入。

地球的地幔是地球内部最大的区域，它的成分和演化过程对地球的动力学和演化至关重要。

不相容元素是指在地幔中相对其他元素而言含量较低的元素，其中一些元素在地幔中具有不同的分配模式和行为。

不相容元素的原始地幔标准化配分型式，即不相容元素在地幔中的分配和分布模式，对于地球的演化和岩石圈的形成具有重要意义。

对不相容元素原始地幔标准化配分型式的研究，可以帮助科学家们解开地球内部的奥秘，揭示地幔物质的成因和演化历史。

不相容元素的原始地幔标准化配分型式常用的方法是利用地幔岩石中的元素含量和同位素组成来进行分析和研究。

这种方法可以通过对地幔岩石中不同元素之间的比值和比例关系的研究，来揭示不相容元素的标准化配分模式和地幔的演化过程。

在不相容元素的原始地幔标准化配分型式中，一些元素的分布和分配模式与其他元素存在较大差异，这可能是由于不同的元素在地幔中的化学性质和地球内部动力学过程的影响造成的。

铱元素（Ir）和铂元素（Pt）在地幔中的含量相对较低，但在地球上的地壳表面含量极为稀少。

这种分布模式表明了地幔中不相容元素的标准化配分型式与地壳的成分有很大差异。

不相容元素的原始地幔标准化配分型式还表明了地幔物质的起源和演化过程。

通过对不同地幔岩石中不相容元素的含量和分布的分析，科学家们可以推测地幔物质的来源和演化历史。

一些地幔岩石中含有较高比例的镁元素（Mg），这可能说明这些岩石是由富含镁元素的物质在地幔中的部分熔融形成的。

这种分析方法可以帮助我们了解地球内部物质的来源和演化过程。

不相容元素原始地幔标准化配分型式的研究还可以帮助我们更好地理解地球表面的地壳演化和构造运动。

地壳是地球表面的固体外壳，它的构成和演化受到地幔物质的影响。

通过对不相容元素原始地幔标准化配分型式的研究，可以揭示地壳演化的过程和机制。

地球内部物质的组成和形成地球作为我们熟悉的家园，在表面上展现出了千姿百态的美景。

而这种多样性是由地球内部的物质组成所决定的。

地球内部物质的组成和形成是地球科学研究的重要内容之一，对于了解地球的演化过程以及其他天体的形成起源也有重要意义。

一、地球内部物质的组成地球内部物质的主要组成元素有铁、氧、硅、镁、铝等。

根据这些元素的含量和比例不同，地球内部可分为核、地幔和地壳三个部分。

1.核核是地球内部的最内部部分，由铁和镍等重金属元素构成。

核分为内核和外核两部分，内核主要是固态铁和一小部分镍、硫等元素构成，外核主要是液态铁和少量硫和镍等元素构成。

2.地幔地幔是核与地壳之间的中间层，是地球最厚的部分。

地幔的主要成分为硅、氧、镁和铁等元素，其中镁、铁等元素含量最多。

根据不同的粘度和流动性质，地幔又可分为上地幔和下地幔两个层次。

3.地壳地壳是地球最外部的硬壳，与外界相互作用，构成了地球表面的地形和地貌。

地壳的主要成分有氧、硅、铝和镁等元素，与地幔元素类似，但是比地幔更丰富，形成了地球上的陆地和海洋两个不同的表面特征。

二、地球内部物质的形成地球自诞生以来，经历了漫长的演化过程。

从对地球成因的研究来看，地球内部物质的形成主要是来自于三个方面的因素：原始星际物质、地球内部自身的演化以及雷电活动。

1.原始星际物质的贡献在早期的宇宙演化中，地球作为一个星球与太阳系的其他行星物质入选同处于星云中，与原始星际物质混合着形成了地球。

原始星际物质呈现出了极高的化学复杂性，其中包括各种有机物质、水以及硅酸等物质。

这些物质在地球的形成过程中，成为了地球内部物质的重要来源。

2.地球内部自身演化的作用在地球形成后的演化过程中，地球自身内部的物质也在不断的发生变化。

地球本身的自身内核，经过漫长的岁月沉淀而形成，而地幔和地壳则是由地球本身的内部材料经过各种地质作用涌现而成形。

随着演化不断发展，地球内部材料的形成也变得更加复杂和多样化。

3.雷电活动对地球内部物质的贡献雷电活动在地球的形成和演化过程中也起到了重要的贡献。

地球化学期末复习20221207整理名词解释：1、硅酸盐地球：地球总体元素丰度与球粒陨石相近，除了挥发元素外，主要是由硅酸盐组成的，故名硅酸盐地球。

2、元素丰度：就是化学元素在一定自然体中的相对平均含量3、元素地球化学迁移：当体系与环境处于不平衡条件时，元素将从一种赋存状态转变为另一种赋存状态，并伴随着元素组合和分布上的变化及空间上的位移，以达到与新环境条件的平衡，该过程称为元素的地球化学迁移。

4、元素地球化学亲和性：在自然体系中元素形成阳离子的能力和所显示出的有选择地与某种阴离子结合的特性称为元素的地球化学亲和性。

5、微量元素：是指构成物质的常量（或主要）元素之外的、用现代分析技术可以检测出来的所有元素。

6、不相容元素：总分配系数小于1，在硅酸盐熔体中相对富集的元素。

7、相容元素：总分配系数大于1，在早期结晶的固相矿物组合中相对富集的元素。

8、能斯特分配定律：在一定的温度压力下，微量组分在两共存相中的分配达平衡时，其在两相中的化学位相等。

9、分配系数：在温度、压力恒定的条件下，微量元素i(溶质)在两相分配达平衡时其浓度比为一常数(KD)，此常数KD称为分配系数，或称能斯特分配系数。

10、放射性衰变定律：单位时间内发生衰变的原子数与现存放射性母体的原子数成正比。

其数学表达式：—dN/dt=λN11、同位素等时线：对于同期同源地质样品，它们应有相同的初始子体同位素比值和形成时间，即各样品均符合具相同参数（如对于Sm-Nd的143Nd/144Nd(0)和t）的放射成因子体同位素衰变方程，表现为各样品沿以初始子体同位素比值为截距，以(eλt-1)为斜率的直线分布，这条直线称为等时线。

12、Sr模式年龄：用假定初始87Sr/86Sr比值的方法计算出来的同位素年龄称为Sr模式年龄。

13、同位素封闭温度：对各种同位素定年体系来说，它们不是在矿物、岩石形成时的那一瞬间就开始计时，而是必须当温度降低到能使该计时体系达到封闭状态时，即子体由于热扩散丢失可以忽略不计时，子体才开始积累，这个开始计时的温度就是封闭温度，得到的年龄即为表面年龄或称冷却年龄。

地球化学与地球化学勘探地球化学是研究地质体中元素的分布、迁移、转化和反应规律的学科，它对研究地球内部构造、成因演化以及矿产资源富集和环境演变起着重要的作用。

而地球化学勘探则是将地球化学原理和方法应用于矿产资源勘探的过程，以寻找、发现和评估矿产资源。

一、地球化学的基本原理地球化学利用地球上各种岩石、矿物、水体和大气中的化学元素进行研究，基于以下几个基本原理：1. 元素守恒原理：宇宙中的化学元素总量是守恒的，地球化学分析的基本前提是元素的总量守恒。

2. 地壳物质组成原理：地壳是地球的最外层，由各种岩石和矿石组成，地球化学研究的对象主要是地壳物质。

3. 元素分布原理：不同元素在地壳中的分布存在一定的规律，通过研究元素的地球化学分布可以了解地球内部构造和演化。

4. 元素迁移与转化原理：元素在地球内部存在迁移和转化的过程，研究这些过程可以揭示矿产资源的形成和分布规律。

二、地球化学勘探的方法和应用地球化学勘探根据地质背景和矿产类型的不同，采用不同的方法和技术进行研究和勘探。

常见的地球化学勘探方法包括：1. 岩石和矿石化学分析：通过对岩石和矿石的化学分析，可以了解其中包含的元素和矿物组成，进而判断矿产资源的类型和富集程度。

2. 土壤和沉积物化学分析：土壤和沉积物中的元素含量和分布可以反映地下含矿体的成因特征，通过采集样品进行化学分析可以辅助矿床勘探工作。

3. 水体化学分析：地下水和地表水中的元素含量和组成可以反映地下矿床的存在和排放情况，通过对水体进行化学分析可以指导矿产资源的勘探和开发。

4. 矿产物化学特征研究：通过对矿石和矿矿化物的化学特征进行研究，可以揭示矿体的形成机制和矿床的演化历史。

地球化学勘探的应用范围广泛，主要包括以下几个方面：1. 矿产资源勘探：地球化学是矿产资源勘探的重要手段之一，通过地球化学勘探可以寻找到新的矿产资源点，并评价其潜力和可开发性。

2. 环境地球化学研究：环境地球化学研究关注地球化学过程对环境质量的影响，通过研究环境样品中的元素含量和分布，可以评价环境质量和污染程度。

地球化学复习资料地球化学是研究地球的化学组成、化学作用和化学演化的科学。

它涉及到地质学、化学、物理学等多个学科领域，对于理解地球的形成、演化以及各种地质过程具有重要意义。

以下是为大家整理的地球化学复习资料，希望能帮助大家更好地掌握这门学科。

一、地球化学的基本概念1、元素的丰度元素在地球或宇宙中的平均含量称为元素的丰度。

了解元素丰度是研究地球化学的基础，它可以帮助我们了解地球的化学组成以及各种元素在地球中的分布规律。

2、同位素同位素是指具有相同质子数但中子数不同的原子。

同位素在地球化学研究中具有重要作用，例如通过同位素比值可以推断地质过程的温度、压力等条件。

3、克拉克值克拉克值是指元素在地壳中的平均质量分数。

它是衡量元素在地壳中相对含量的重要指标。

二、地球化学的研究方法1、野外观察与采样地质工作者在野外对岩石、土壤、水样等进行观察和采集，为后续的实验室分析提供样本。

2、实验室分析包括对样品进行元素含量测定、同位素分析、矿物鉴定等。

常用的分析方法有原子吸收光谱法、质谱法等。

3、数据处理与解释对获得的大量数据进行处理和分析，运用统计学方法和地球化学理论来解释地质现象和过程。

三、地球化学的分支学科1、岩石地球化学研究岩石中元素的分布、迁移和演化，以揭示岩石的成因和地质过程。

2、矿床地球化学研究矿床形成的地球化学条件、成矿物质来源以及矿床的勘查和评价。

3、环境地球化学关注环境中化学元素的迁移转化规律，以及人类活动对环境的影响。

4、有机地球化学研究地球上有机物质的组成、结构和演化，与石油、天然气等能源的形成和勘探密切相关。

四、地球化学在地质学中的应用1、地质年代学通过同位素测年方法，确定岩石和地质事件的年龄，建立地质年代表。

2、成岩成矿作用研究分析岩石和矿床形成过程中的元素迁移和聚集规律，为找矿提供理论依据。

3、地球内部结构和演化根据地幔和地核的元素组成和同位素特征，探讨地球内部的结构和演化过程。

4、古环境重建利用沉积物中的元素和同位素指标，恢复过去的气候、环境条件。