地球化學(xué)基礎(chǔ)課件第二章.ppt

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第二章自然體系中元素的分布 一 自然體系 地球化學(xué)體系 按照地球化學(xué)的觀點(diǎn) 我們將所要研究的對(duì)象看作是一個(gè)地球化學(xué)體系 地球化學(xué)體系的特點(diǎn)是 1 有一定的空間 2 一定的物理化學(xué)條件下 溫度 壓力 pH Eh等 處于特定的物理化學(xué)狀態(tài) 3 有一定的時(shí)間連續(xù)性 地球化學(xué)體系可大可小 一個(gè)礦物或巖石單位可看作是一個(gè)地球化學(xué)體系 一個(gè)區(qū)域或地殼 地球 太陽(yáng)系 甚至整個(gè)宇宙也可看作是一個(gè)地球化學(xué)體系 都可作為一個(gè)地球化學(xué)的研究對(duì)象 二 復(fù)雜系統(tǒng)及其組成研究方法復(fù)雜系統(tǒng) 多元 有內(nèi)部結(jié)構(gòu) 組成 系統(tǒng)內(nèi)組成不均一 確定系統(tǒng)組成的方法 a 直接采樣 b 光譜分析 c 由物質(zhì)的物理性質(zhì)與成分的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行推測(cè) 估算系統(tǒng)總體化學(xué)組成的方法 a 用主體代表整體 如用太陽(yáng)的組成代表太陽(yáng)系 b 在已知各部分成分后 由各部分組成加權(quán)平均求整體化學(xué)組成 如用上中下地殼組成求整體地球的化學(xué)組成 c 在擬定模型的基礎(chǔ)上 求系統(tǒng)的化學(xué)組成 如用隕石對(duì)比法求地球的化學(xué)組成 三 元素的豐度 分布與分配1 分布與豐度體系中元素的含量通常指元素相對(duì)含量的平均值 豐度 即元素在一個(gè)體系中的相對(duì)含量 又稱為元素在體系中的 分布 體系中元素的豐度值只反映元素分布的一個(gè)特征 即元素在體系中分布的趨近傾向 平均值 實(shí)際上 元素在體系空間上的分布是不均一的 在較大的體系中這一特征往往更顯著 也就是說(shuō)分布還應(yīng)反映元素在體系中的離散程度 2 分布與分配的關(guān)系 分布是整體 分配是局部 分布 是指元素在研究體系中 太陽(yáng) 隕石 地球 地殼 地區(qū)等 的總體平均含量 分配 指的是元素在研究體系中各部分或各區(qū)段中的含量 絕對(duì)含量單位相對(duì)含量單位T噸0 0百分之 10 2Kg千克0 00千分之 10 3g克mg毫克 g 微克ppm g g g g T 百萬(wàn)分之 10 6ng毫微克ppb ng g 十億分之 10 9pg微微克ppt pg g萬(wàn)億分之 10 12 四 地球化學(xué)研究中常用的含量單位 元素豐度是每一個(gè)地球化學(xué)體系的基本數(shù)據(jù)可在同一體系或不同體系中用元素的含量值來(lái)進(jìn)行比較 通過(guò)縱向 時(shí)間 橫向 空間 上的比較 了解元素動(dòng)態(tài)情況 從而建立起元素集中 分散 遷移活動(dòng)等一些地球化學(xué)概念 人類在探索和了解元素豐度這一課題時(shí)建立了近代地球化學(xué) 舉例來(lái)加深對(duì)元素豐度意義的理解 五 研究元素豐度的意義 時(shí)間尺度 Ir元素豐度在K E界線上的突變 意味著什么 空間尺度 在世界各地K E界面上Ir元素豐度亦有相似的變異 這示蹤著什么 18O 13C突變 Ir 10 9 實(shí)例 西班牙BarrancodelGrederoK E剖面Ir含量的變化 2 研究元素豐度也是地球科學(xué)基礎(chǔ)理論問(wèn)題的重要素材之一 宇宙天體是怎樣起源的 地球又是如何形成的 生命是怎樣產(chǎn)生和演化的 這些都離不開(kāi)元素豐度 分布的研究 本章學(xué)習(xí)的核心目標(biāo)1 從前人研究資料中認(rèn)識(shí)各地球化學(xué)體系中元素分布的特征和規(guī)律 2 了解獲得這些資料的指導(dǎo)思想和途徑 1元素在太陽(yáng)系中的分布規(guī)律 隕石是從星際空間降落到地球表面上來(lái)的行星物體的碎片 隕石是空間化學(xué)研究的重要對(duì)象 具有重要的研究意義 它是認(rèn)識(shí)宇宙天體 行星的成分 性質(zhì)及其演化的最易獲取 數(shù)量最大的地外物質(zhì) 也是認(rèn)識(shí)地球的組成 內(nèi)部構(gòu)造和起源的主要資料來(lái)源 一 隕石的化學(xué)成分 隕石中的60多種有機(jī)化合物是非生物合成的 前生物物質(zhì) 對(duì)探索生命前期的化學(xué)演化開(kāi)拓了新的途徑 可作為某些元素和同位素的標(biāo)準(zhǔn)樣品 稀土元素 鉛 硫同位素 如美國(guó)CanyonDiable鐵隕石中的Pb S同位素組成 已經(jīng)作為地球初始Pb同位素組成和碳同位素的標(biāo)準(zhǔn)樣品 1 隕石類型隕石主要是由鎳 鐵合金 結(jié)晶硅酸鹽或兩者的混合物所組成 按成份分為三類 1 鐵隕石 siderite 主要由金屬Ni Fe 占98 和少量其他元素組成 Co S P Cu Cr C等 2 石隕石 aerolite 主要由硅酸鹽礦物組成 橄欖石 輝石 據(jù)是否含有球粒硅酸鹽結(jié)構(gòu)球粒隕石無(wú)球粒隕石球粒隕石又進(jìn)一步分為石質(zhì)球粒隕石和炭質(zhì)球粒隕石兩類 以前者為主 后者稀少 炭質(zhì)球粒隕石的特征 由碳的有機(jī)化合分子和含水硅酸鹽組成 其數(shù)量雖稀少 但卻具有特殊的研究意義 主要表現(xiàn)在 探討生命起源 代表太陽(yáng)星云平均化學(xué)成分 Allende炭質(zhì)球粒隕石的元素豐度幾乎與太陽(yáng)中觀察到的非揮發(fā)性元素豐度完全一致 3 鐵 石隕石 sidrolite 由數(shù)量上大體相等的Fe Ni和硅酸鹽礦物組成 過(guò)渡類型 隕石的主要礦物組成 Fe Ni合金 橄欖石 輝石等 隕石中共發(fā)現(xiàn)140種礦物 其中39種在地球 地殼淺部 上未發(fā)現(xiàn)過(guò) 例如褐硫鈣石 CaS 隕硫鐵 FeS 這是為什么 還原環(huán)境 2 隕石的平均化學(xué)成分要計(jì)算隕石的平均化學(xué)成分必須要解決兩個(gè)問(wèn)題 首先要了解各種隕石的平均化學(xué)成分 其次要統(tǒng)計(jì)各類隕石的比例 V M Goldschmidt采用硅酸鹽 鎳 鐵 隕硫鐵 10 2 1 其平均成分計(jì)算結(jié)果如下 3 研究隕石的新進(jìn)展地外物體 隕石 小行星 撞擊地球 將突然改變地表的生態(tài) 環(huán)境 誘發(fā)大量生物滅絕 構(gòu)成了地球演化史中頻繁而影響深遠(yuǎn)的災(zāi)變事件 為此 對(duì)探討生態(tài)環(huán)境變化 古生物演化和地層劃分均具重要的意義 1 撞擊坑和玻璃隕石 柯石英 超石英及沖擊玻璃 2 生態(tài)環(huán)境災(zāi)變與生物滅絕地球化學(xué)證據(jù) E K T P 3 預(yù)測(cè)與防止 隕石 小行星撞擊事件 4 隕石中有機(jī)質(zhì) 研究生命前期有機(jī)質(zhì)形成和演化 探索地球生命物質(zhì)起源 鐵隕石 隕石坑 二 太陽(yáng)系元素豐度規(guī)律 1 獲得太陽(yáng)系元素豐度資料的主要途徑 太陽(yáng) 恒星 星際介質(zhì)和星系元素豐度的光譜與射電測(cè)定 地球 月球 隕石 宇宙塵埃樣品的實(shí)驗(yàn)室精細(xì)分析和廣泛的測(cè)定 利用空間探測(cè)器對(duì)行星大氣 表層土壤和巖石成分的分析 探路者號(hào) 火星 太陽(yáng)風(fēng) 宇宙線成分測(cè)定等 估算太陽(yáng)系元素豐度時(shí) 各個(gè)學(xué)者選取太陽(yáng)系的物體是不同的 1989年 Anders發(fā)表了太陽(yáng)系元素和核素最新資料如下 表2 1太陽(yáng)系元素豐度 106Si原子 數(shù)據(jù)表示每106個(gè)硅原子中該元素的原子數(shù) 這是一種估計(jì)值 是反映人類當(dāng)前對(duì)太陽(yáng)系的認(rèn)識(shí)水平 它反映了元素在太陽(yáng)系分布的總體規(guī)律 把太陽(yáng)系元素豐度的數(shù)值取對(duì)數(shù)lgC作縱坐標(biāo) 原子序數(shù) Z 作橫坐標(biāo) 2 太陽(yáng)系元素豐度規(guī)律 1 在所有元素中H He占絕對(duì)優(yōu)勢(shì) H占90 He占8 2 太陽(yáng)系元素的豐度隨著原子序數(shù) Z 的增大而減少 曲線開(kāi)始下降很陡 以后逐漸變緩 在原子序數(shù)大于45的重元素范圍內(nèi) 豐度曲線近于水平 豐度值幾乎不變 3 偶序數(shù)元素的豐度 大于相鄰奇序數(shù)元素的豐度 這一規(guī)律稱之為Oddo Harkins 奧多 哈金斯 法則 4 與以上的規(guī)律相比 Li Be B Sc具有與它們?cè)有驍?shù)不相稱的低豐度 在較輕元素中虧損 而O和Fe呈明顯的峰值 其豐度顯著偏高 為過(guò)剩元素 5 原子序數(shù)或中子數(shù)為 幻數(shù) 2 8 20 50 82和128等 的核素分布最廣 豐度最大 如 4He Z 2 N 2 16O Z 8 N 8 40Ca Z 20 N 20 等 這些規(guī)律是表象 其原因是什么 與元素本身原子結(jié)構(gòu)有關(guān) 與元素形成的整個(gè)過(guò)程有關(guān) 自學(xué)思考題 1 為什么太陽(yáng)系中只有前10種元素起主導(dǎo)作用 2 為什么太陽(yáng)系元素豐度隨元素序數(shù)增加而逐漸降低 3 Li Be B的豐度為什么會(huì)虧損 參考書(shū) 隕石 地球 太陽(yáng)系 法 阿萊格爾 地質(zhì)出版社 三 地球的結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分 自學(xué) 自學(xué)思考題 1 地球各層圈元素豐度特征 2 地球中元素的分異是如何造成的 2地殼元素的豐度 研究地殼元素豐度是地球化學(xué)的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)任務(wù) 地殼豐度是地球各層圈中研究最詳細(xì)和較正確的 一 地殼元素豐度確定的方法早期克拉克計(jì)算法 是由美國(guó)F W Clarke和H S Washington于1924年發(fā)表的地球化學(xué)資料中計(jì)算出來(lái)的 他們的思路是在地殼上部16公里范圍內(nèi) 最高的山脈和最深海洋深度接近16公里 分布著95 的巖漿巖 4 的頁(yè)巖 0 75 的砂巖 0 25 的灰?guī)r 而這5 沉積巖也是巖漿巖派生的 因此認(rèn)為巖漿巖的平均化學(xué)成分實(shí)際上可以代表地殼的平均化學(xué)成分 作法 在世界各大洲和大洋島嶼采集了5159個(gè)不同巖漿巖樣品 其樣品的數(shù)量相當(dāng)于這些樣品在地球表面分布面積的比例 對(duì)53種元素進(jìn)行了定量的化學(xué)分析 采用巖石圈 水圈 大氣圈的質(zhì)量比值為93 7 0 03 計(jì)算時(shí)用算術(shù)平均求出整個(gè)地殼的平均值 意義 開(kāi)創(chuàng)性的工作 為地球化學(xué)發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ) 代表陸地區(qū)域巖石圈成分 其數(shù)據(jù)至今仍有參考價(jià)值 2 簡(jiǎn)化研究法 取巧研究法 1 Goldschmidt采集了挪威南部冰川成因粘土 77個(gè)樣 用其成分代表巖石圈平均化學(xué)成分 其結(jié)果與克拉克的結(jié)果相似 但對(duì)微量元素的豐度做了大量補(bǔ)充和修訂 2 維諾格拉多夫 1962 巖石比例法是以兩份酸性巖加一份基性巖來(lái)計(jì)算地殼平均化學(xué)成分 3 S R泰勒 1964 1985 用太古宙后頁(yè)巖平均值扣除20 計(jì)算上部陸殼元素豐度 3 按照地殼模型加權(quán)法 A 波德瓦爾特 A Polderraat 和A B羅諾夫 A B POHOB 及我國(guó)黎彤教授采用地殼模型加權(quán)法計(jì)算地殼元素豐度 優(yōu)點(diǎn) 按現(xiàn)代地殼結(jié)構(gòu)模型計(jì)算 包括2 3以上大洋地殼 考慮了地殼物質(zhì)隨深度變化的特征 盡管各家采用的計(jì)算方法不同 但所得的地殼主要元素的估計(jì)值還是相互接近的 這充分說(shuō)明 其估計(jì)值是比較精確的 二 地殼元素的豐度特征 1 地殼中元素的相對(duì)平均含量是極不均一的 豐度最大的元素是O 47 比豐度最小的元素Rn為6 10 16相差達(dá)1017倍 相差十分懸殊 OSiAlFeCaNaKMgTi前五種 82 58 前九種 98 13 前十五種元素占99 61 其余元素僅占0 39 這表明 地殼中只有少數(shù)元素在數(shù)量上起決定作用 而大部分元素居從屬地位 地殼中元素原子克拉克值 對(duì)數(shù)值 與原子序數(shù)曲線 粗線表示偶原子序數(shù)的元素 細(xì)線為奇原子序數(shù)的元素 2 從圖上可以看出隨著原子序數(shù)的增大 元素豐度曲線下降 與太陽(yáng)系元素分布規(guī)律相似 偶數(shù)元素豐度大于相鄰奇數(shù)元素豐度 但這些規(guī)律不如太陽(yáng)系元素豐度曲線所反應(yīng)的規(guī)律那么明顯 這說(shuō)明地殼元素豐度與太陽(yáng)系元素豐度特征既有統(tǒng)一性又有區(qū)別 3 對(duì)比地殼 整個(gè)地球和太陽(yáng)系元素豐度數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn) 它們?cè)谠刎S度的排序上有很大的不同 太陽(yáng)系 H He O Ne N C Si Mg Fe S地球 Fe O Mg Si Ni S Ca Al Co Na地殼 O Si Al Fe Ca Na K Mg Ti H 現(xiàn)象 與太陽(yáng)系或宇宙相比 地殼和地球都明顯地貧H He Ne N等氣體元素 為什么 而地殼與整個(gè)地球相比 則明顯貧Fe和Mg 同時(shí)富集Al K和Na 這種差異說(shuō)明什么呢 原因 由宇宙化學(xué)體系形成地球的演化 核化學(xué) 過(guò)程中必然伴隨著氣態(tài)元素的逃逸 而地球原始的化學(xué)演化 電子化學(xué) 具體表現(xiàn)為較輕易熔的堿金屬鋁硅酸鹽在地球表層富集 而較重的難熔鎂 鐵硅酸鹽和金屬鐵則向深部集中 總之 現(xiàn)今地殼中元素豐度特征是由元素起源直到太陽(yáng)系 地球 地殼 的形成和存在至今這一段漫長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)元素演化歷史的最終結(jié)果 4 地殼中元素豐度不是固定不變的 它是不斷變化的開(kāi)放體系 地球表層H He等氣體元素逐漸脫離地球重力場(chǎng) 每天降落到地球表層的地外物質(zhì)102 105噸 地殼與地幔的物質(zhì)交換 放射性元素衰變 人為活動(dòng)的干擾 三 地殼元素豐度研究的意義 元素地殼豐度 元素克拉克值 是地球化學(xué)中一個(gè)很重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 它確定了地殼中各種地球化學(xué)作用過(guò)程的總背景 它是衡量元素集中 分散及其程度的標(biāo)尺 本身也是影響元素地球化學(xué)行為的重要因素 1 控制元素的地球化學(xué)行為1 支配元素的地球化學(xué)行為豐度 地球化學(xué)作用濃度 支配行為 例如 豐度高 K Na天然水中高濃度 形成各種獨(dú)立礦物 鹽類礦床 豐度低 Rb Cs天然水中極低濃度 不能形成各種獨(dú)立礦物 呈分散狀態(tài)堿金屬元素化學(xué)性質(zhì)相似 2 限定自然界的礦物種類及種屬實(shí)驗(yàn)室條件下 化合成數(shù)十萬(wàn)種化合物 自然界 只有3000多種礦物 礦物種屬有限 其中 硅酸鹽礦物占25 5 氧化物 氫氧化物12 7 其他含氧酸鹽23 4 硫化物 硫酸鹽24 7 鹵化物5 8 自然元素4 3 其它3 3 為什么 因?yàn)榈貧ぶ蠴 Si Al Fe K Na Ca等元素豐度最高 濃度大 容易達(dá)到形成獨(dú)立礦物的條件 酸性巖漿巖的造巖礦物總是長(zhǎng)石 石英 云母 角閃石為主 自然界濃度低的元素很難形成獨(dú)立礦物 硒酸鋰 Li2SeO4硒酸銣 Rb2SeO4但也有例外 Be 元素地殼豐度很低 卻可形成 Be3Al2Si6O18 綠柱石 3 限制了自然體系的狀態(tài)實(shí)驗(yàn)室條件下 對(duì)體系賦予不同物理化學(xué)狀態(tài)自然界 體系的狀態(tài)受到限制 其中的一個(gè)重要的因素就是元素豐度的影響O2 游離氧 氧化還原環(huán)境H pH 溶液的酸堿度4 對(duì)元素親氧性和親硫性的限定在地殼O豐度高 S豐度低環(huán)境下 Ca元素顯然是親氧的 在地幔 隕石缺O(jiān)富S環(huán)境 能形成CaS 褐硫鈣石 2 地殼克拉克值可作為微量元素集中 分散的標(biāo)尺 1 可以為闡明地球化學(xué)省 場(chǎng) 特征提供標(biāo)準(zhǔn) 資源 Mo地殼豐度1 10 6 東秦嶺Mo區(qū)域豐度2 3 10 6 Mo的地球化學(xué)省 環(huán)境 克山病病區(qū) 土壤有效Mo 飲水Mo含量 主食中Mo含量普遍低于地殼背景 導(dǎo)致人體Mo低水平 2 指示特征的地球化學(xué)過(guò)程某些元素克拉克比值是相對(duì)穩(wěn)定的 當(dāng)發(fā)現(xiàn)這些元素比值發(fā)生了變化 示蹤著某種地球化學(xué)過(guò)程的發(fā)生 稀土元素 比值Th U 3 3 3 5 K Rb Zr Hf Nb Ta在地殼環(huán)境下 性質(zhì)相似 難以彼此分離 有相對(duì)穩(wěn)定的比值 一旦某地區(qū) 某地質(zhì)體中的某元素組比值偏離了地殼正常比值 示蹤著某種過(guò)程的發(fā)生 Th U 2鈾礦化Th U8 10釷礦化 3 濃度克拉克值和濃集系數(shù) 1意味該元素在地質(zhì)體中集中了 1意味該元素在地質(zhì)體中分散了反映了元素在地殼中傾向于集中的能力 Sb濃集系數(shù) 25000 Hg 14000 Fe 6 3 地殼豐度對(duì)地殼能源的限制地殼能源太陽(yáng)能放射性元素衰變能四 地殼元素分布的不均一性整個(gè)地球元素分布是不均勻的 地殼也是一樣 地殼元素的分布不論在空間上及時(shí)間上都是不均一的 這與地殼 乃至于地幔物質(zhì)分異的整體過(guò)程聯(lián)系起來(lái) 1 空間上分布的不均一性垂向深度 陸殼 上下地殼元素豐度的不均勻性 上地殼 0 8 12KM偏酸性火成巖 沉積巖下地殼 8 12KM 莫霍面麻粒巖 玄武巖Ri 上地殼元素豐度 下地殼元素豐度Ri 1 Ca Si Zr Nd Pb等 Ri1 Cl C Cs K Rb U Th Bi Tl Nb等 反映了地殼物質(zhì)在分異調(diào)整過(guò)程中的宏觀趨勢(shì) 橫向分布 大陸地殼和海洋地殼的不均一性洋殼 占地球表面60 以上 厚5 16KM 它們的化學(xué)成分與地幔物質(zhì)相似 以鎂 鐵硅酸鹽為主 主要分布著Cr Fe Ni Pt等親鐵元素 陸殼 占地球表面30 厚30 50KM 它們的化學(xué)成分由鋁 鉀硅酸鹽組成 主要分布著親氧及親硫元素W Sn Mo Cu Pb Zn Ag等 陸殼內(nèi) 板塊間 區(qū)域間 地質(zhì)體間 巖石間 礦物間元素分布不均一性 2 時(shí)間上地殼元素分布的不均一性隨著地質(zhì)歷史的發(fā)展 元素的活動(dòng)與分布有著明顯的規(guī)律性 地史早期 一些穩(wěn)定元素在地史早期富集 Au元素 主要產(chǎn)在前寒武紀(jì) Fe元素 主要產(chǎn)在前寒武紀(jì)元古代 前寒武紀(jì)變質(zhì)鐵礦占世界鐵礦儲(chǔ)量60 地史晚期 一些活潑的不穩(wěn)定元素向著地史晚期富集 W元素 鎢成礦作用高峰期在中生代 燕山期 Sn Nb Ta等 世界部分大陸 北美 南非 印度 不同地史時(shí)期成礦元素變化規(guī)律 前寒武紀(jì) Pt Fe Ni Co Au U 占這些元素儲(chǔ)量50 以上 古生代 U Pb Co Ni Pt 其次為W Sn Mo Pb Zn Hg等 中生代 W Sn Ag Sb等 新生代 Hg Mo Cu Pb Zn等 3具體區(qū)域元素豐度的研究 1它是決定區(qū)域地殼 巖石圈 體系的物源 物理化學(xué)特征的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 2為研究各類地質(zhì) 地球化學(xué)作用 分析區(qū)域構(gòu)造演化歷史及區(qū)域成礦規(guī)律提供重要的基礎(chǔ)資料 3為研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境 為工業(yè) 農(nóng)業(yè) 畜牧業(yè) 醫(yī)療保健等事業(yè)提供重要信息 一 區(qū)域元素豐度研究的意義 1區(qū)域范圍的確定 靶區(qū)的選擇 根據(jù)工作任務(wù)和性質(zhì)來(lái)確定 區(qū)域成礦規(guī)律研究 長(zhǎng)江中下游區(qū)域地球化學(xué)研究為例 一定的成礦區(qū) 帶 特定的地球化學(xué)過(guò)程 某些元素的特色分布 地球化學(xué)分區(qū) 2盡可能全面收集前人的地質(zhì) 地球化學(xué)資料 總結(jié)前人認(rèn)識(shí) 找出工作焦點(diǎn) 二 區(qū)域元素豐度研究的思路 3了解元素的空間分布規(guī)律 二維 三維空間巖石圈 需要樣品在空間上要有代表性的展布 再通過(guò)統(tǒng)計(jì)方法來(lái)研究區(qū)域內(nèi)元素豐度分布態(tài)勢(shì) 4了解元素在時(shí)間上分布規(guī)律沉積巖 從老到新地層系統(tǒng)剖面研究和樣品分析 元素在各時(shí)期沉積過(guò)程中變化趨勢(shì) 元素在各時(shí)期沉積過(guò)程中富集地段 礦源層 及它們的賦存形式 各時(shí)期沉積作用的巖相古地理環(huán)境 巖漿巖 建立巖漿活動(dòng)的時(shí)間序列 研究元素隨時(shí)間演化趨勢(shì) 前加里東期基性火山巖 變質(zhì)為斜長(zhǎng)角閃巖 安山巖 安山玢巖加里東期輝綠巖 輝長(zhǎng)輝綠巖燕山期花崗閃長(zhǎng)巖 花崗斑巖 石英斑巖 東秦嶺鉬礦帶各期巖漿巖中鉬元素豐度變化 提供信息 東秦嶺深源是具富鉬的地球化學(xué)特征 鉬元素在中生代燕山期巖漿作用中富集 5分析元素區(qū)域分布的地質(zhì) 地球化學(xué)原因一個(gè)地區(qū)元素分布現(xiàn)狀是整個(gè)地質(zhì)歷史過(guò)程中元素活動(dòng)的暫時(shí)狀況 是各種地質(zhì) 地球化學(xué)作用的綜合結(jié)果 每一個(gè)作用過(guò)程 特定的元素組合和強(qiáng)度 Co Ni Cr V Ti累加異常 森林植被覆蓋 區(qū)域土壤地球化學(xué)測(cè)量 Co Ni Cr V Ti累加異常南北迥異 為什么 北側(cè) 華北地臺(tái) 碳酸鹽巖南側(cè) 秦嶺褶皺系 基性火山巖 界線 異常急變帶 黑溝斷裂帶 例1 華北地臺(tái)南緣與秦嶺褶皺系北緣界線 豫西段 在西安一帶是中華民族發(fā)祥地之一 周秦漢唐等十幾個(gè)王朝建過(guò)都 天子墓葬 納百川 容天地 水銀 HgS辰砂 河流 貴族 涂紅繪彩 地球化學(xué)汞氣測(cè)量來(lái)確定墓穴空間位置 例2 秦始皇的陵墓是否已盜 三 元素在巖石和礦物中的分配 地殼中元素分布不均勻 區(qū)域元素分布不均 由各類巖石 礦物引起 各類巖石 礦物中元素含量差別是懸殊的 各種巖石類型和組成礦物中元素含量及變化是地球化學(xué)研究的出發(fā)點(diǎn) 1各類型巖石中元素的平均含量自學(xué)與作業(yè)2巖石中元素在組成礦物間的分配分配是極不均勻的 受元素性質(zhì)礦物形成時(shí)物理化學(xué)條件等因素所控制 查明原因必須要確定各組成礦物中元素的含量 進(jìn)行共生礦物內(nèi)元素平均含量的平衡計(jì)算 平衡計(jì)算前獲得以下資料 巖石中元素的含量 巖石中各礦物的百分含量 每種礦物的元素含量 例 某花崗巖中各礦物Nb含量的平衡計(jì)算 巖石中Nb含量 16 10 6 注意兩點(diǎn) 盡量包含所有的礦物并精確地測(cè)定每種礦物中元素的含量 計(jì)算出來(lái)的巖石元素含量與實(shí)測(cè)巖石元素含量要一致 16 10 6 如果不一致 查原因 分析有誤 遺漏了礦物 攜帶礦物 巖石中該元素主要含量分配于哪種礦物 富集礦物 元素在某種礦物中的含量大大超過(guò)了該元素在巖石中的平均含量 Theendofthischapter