元素地球化学详解.ppt

一、引 言 二、沉积岩中元素的分布 三、沉积环境的元素地球化学标志; 迄今为止，地球化学已包括许多分支学科，其中得到国内外公认的也有20多种。划分分支学科的准则有粗有细，依据也有所不同。 1973年美国出版的《地球化学定向》一书把地球化学划分为四大分支，即天体化学、固体地球化学(或内生地球化学)、外生地球化学和有机地球化学。 按重要的地质作用作为划分分支学科的准则，可划分出：岩浆作用地球化学、沉积作用地球化学、内生作用地球化学、外生作用地球化学、深部地球化学、构造地球化学等分支学科。 按研究对象来划分，则有：天体化学、环境地球化学、生物地球化学、区域地球化学、矿床地球化学、水文地球化学等。 按地质时代划分，如太古代地球化学、第四纪地球化学等。 强调室内研究手段，则可分为实验地球化学、包裹体地球化学等。 化学组成作为划分分支学科的准则，则有：有机地球化学、同位素地球化学、元素地球化学。; 元素地球化学是地球化学领域最老的分支学科，也可以说早期的地球化学就是元素地球化学。随着科学的发展，地球化学的含义、概念和研究范围不断发展，不断丰富，并且不是一成不变的。同样，元素地球化学的研究范围、含义和概念也是不断发展的。;1、元素地球化学的概念及主要研究内容; (1)元素的物理、化学和晶体化学性质研究。包括元素的原子结构、同位素组成、化合价、元素的原子和离子半径、离子类型、极化性质、电负性等。 (2)元素在宇宙、星体、陨石、月球和地球各圈层的分布、分配研究。元素在各种地质体分布量的差异以及他们的地球化学意义研究。 (3)元素的赋存状态及迁移形式的研究。其中包括各种地球化学过程中的化学反应以及元素运动的物理化学条件的研究等。 ; (4)元素的演化和循环历史研究。生物是演化的，无机界是演化的，元素也在演化。生物有产生、发展和衰亡的变化，元素也有这种变化。如放射性元素铀在自然界的原子数量不断减少，而铅原子的数量在不断增加。 (5)元素的富集规律及主要??床类型研究。这些内容是矿床学、石油地质学的主要部分，也是元素地球化学的重要内容。 (6) 元素在环境中的运移规律和与人类的关系。;2、元素地球化学的研究方法;3、元素地球化学的研究历史; 我国使用金属的历史非常久远，有关元素地球化学的知识在远古时期即已开始积累。 但解放前发展非常缓慢。解放后，新中国工业、农业生产和国防现代化的发展推动了地质事业，也推动了元素地球化学的发展。稀有元素、稀土元素、铀等元素都有专著出版，还多次召开了全国性的稀有元素地球化学学术会议。元素地球化学研究工作得到迅速的发展。 我国有关高等学校开设了元素地球化学课程。中国矿物岩石地球化学学会建立了专门的元素地球化学专业委员会。在不少研究机构中，元素地球化学也受到了重视。; 沉积岩的形成过程同时也是地壳中元素再分配和重新分布的过程。 ;第二章 元素地球化学;第二章 元素地球化学; 地壳中各元素的平均含量称为克拉克值。由于沉积作用的复杂性和多样性，所以沉积岩的元素组成变化更大。不同岩石类型中元素含量不同，如Li元素，在页岩中为66ppm，在砂岩中为15ppm，碳酸盐岩中为 5ppm。同一种岩石中不同元素含量不同。;;第二章 元素地球化学; 硅：在地壳中分布很广，它在所有元素丰度分布顺序上，仅次于氧占第二位，它也是岩石圈上部最重要的带阳电荷的元素。从地壳向地核过渡，硅的含量逐渐下降，不能大量集中到地球深处。; 天然水中都含一定量的SiO2。河水中最低(2－3)×10-6，最高可达80×10-6 ，平均值大约是13×10-6 。湖水中(2－10 )×10-6，最高可达70×10-6。海洋水中，无论在垂直方向上，还是水平方向上， SiO2的含量变化都很大。海表面，许多地方不到1×10-6；深水中大约为(6－9)×10-6 。海水中SiO2的含量受生物的影响很大，因为海水中有大量硅藻、放射虫、含硅质海绵和珊瑚等，在它们活着时，从海水中吸收SiO2，当它们死亡后遗体分解SiO2又回到海水中。 地下水和热泉中SiO2含量变化很大，与含水层岩石性质有关。如灰岩层水中SiO2含量很低，热泉中可达529×10-6。 碎屑沉积物中的砂岩和砾岩。 SiO2含量在65％－95％间。有些石英砂岩几乎是纯的SiO2(99.99％)，杂质极少，有重要的经济意义。 化学成因的岩石SiO2含量变化更大，如隧石、硅土、硅华， SiO2含量