地球化学东华理大学地球化学课件2TJH.ppt

1、太阳系的组成 2、太阳系元素组成的研究方法 按照地球化学观点，我们通常将所要研究的对象总体看做是一个地球化学体系。 地球化学体系的特点： 有一定的空间范围； 在一定的物理化学条件下（组分、温度、压力、PH、Eh等），处于特定的物理化学状态； 有一定的时间连续性。 这个体系可大可小。某个矿物包裹体、某矿物、某岩石可看作一个地球化学体系，某个地层、岩体、矿床（某个流域、某个城市）也是一个地球化学体系，从更大范围来讲，某一个区域、地壳、地球直至太阳系、整个宇宙都可看作为一个地球化学体系。 估算地球化学体系总体化学组成的方法: 用主体代表整体。如用太阳的组成代表太阳系的组成。 若已知系统各部分的成分后，可用加权平均法求整体的化学组成。如用上中下地壳的组成求整体地壳的化学组成。 在拟定的模型基础上，求系统的化学组成。如用陨石对比法求地球的化学组成。 3、元素丰度 二、陨石的化学成分 1、陨石(Meteorite)：是从外层空间落到地球上的固体物质，质量大小从几克到几十吨不等. 陨石和流星(meteor)都来自流星体（meteoroid），当流星体足够大，并能够受住大气层的严峻考验落到地面，即为陨石。 2、陨石的研究意义 3、陨石的分类 球粒陨石质陨石 非球粒陨石质陨石 非球粒陨石质陨石 非球粒陨石质陨石的分类 根据CaO的含量划分为：（1）贫钙型calcium-depleted [ ω（Ca) ≦3%] ; (2)富钙型calcium-enriched[ ω（Ca) ≧ 5%]； 根据成因划分为：（1）斜长辉石无球粒陨石系列；（2）顽火辉石无球粒陨石系列；（3）尚未划分出成因系列的无球粒陨石。 4、陨石的化学成分 关于陨石的基本认识 三、行星和月球的化学成分 三、行星和月球的化学成分 三、行星和月球的化学成分 三、行星和月球的化学成分 三、行星和月球的化学成分 三、行星和月球的化学成分 三、行星和月球的化学成分 三、行星和月球的化学成分 三、行星和月球的化学成分 三、行星和月球的化学成分 3.4 火星的成分 3.5 月球的化学成分 3.6 太阳的化学成分 四 太阳系的元素丰度及起源? 4.1 获取太阳系元素丰度的途径? 直接采样分析:如测定地壳岩石、各类陨石和月岩样品.上个世纪七十年代美国“阿波罗”飞船登月，采集了月岩、月壤样品； 光谱分析 ：对太阳和其它星体的辐射光谱进行定性和定量分析。 但这些资料有两个局限性：一是有些元素产生的波长小于2900?，这部分谱线在通过地球化学大气圈时被吸收而观察不到；二是这些光谱产生于表面，它只能说明表面成分，如太阳光谱是太阳气产生的，只能说明太阳气的组成。 4.1 获取太阳系元素丰度的途径? 由天体的物理性质与成分的对应关系推算； 利用飞行器观察、直接测定或取样分析：1997年美国“探路者”号，2004年美国的“勇敢者”“机遇”号火星探测器测定了火星岩石的成分； 遥感和取样分析测定气体星云或星际间物质； 分析研究宇宙射线。 太阳系元素丰度研究的历史 太阳系元素丰度研究的历史 元素的宇宙化学分类 4.2 太阳系元素的丰度 4.2 太阳系元素的丰度 4.2 太阳系元素的丰度 4.2 太阳系元素的丰度 由表可知： 太阳系元素丰度规律图 基本规律 深入分析： 深入分析： 4.3 太阳系元素的起源 （5）在丰度曲线上O和Fe呈明显的峰，它们是过剩元素； （6）Tc和Pm没有稳定同位素，在宇宙中不存在；原子序数大于83（Bi）的元素也没有稳定同位素； （7）质量数为4的倍数的核素或同位素具有较高丰度。此外，还有人指出原子序数（Z）或中子数（N）为“幻数”（2、8、20、50、82和126等）的核素或同位素丰度最大。例如，4He（Z=2，N＝2）、16O（Z=8，N=8）、40Ca（Z=20，N=20）和140Ce(Z=58,N=82)等都具有较高的丰度。 ?? 通过对上述规律的分析，人们认识到在元素丰度与原子结构及元素形成的整个过程有着一定的关系。??? 1. 与元素的原子结构有关。原子核由质子和中子组成，其间既有核力又有库仑斥力，但中子数和核子数比例适当时，核最稳定，而具有最稳定原子核的元素一般分布最广。在原子序数（Z）小于20的轻核中，中子（N）/质子（P）＝1时，核最稳定，为此可以说明4He（Z=2，N＝2）、16O（Z=8，N=8）、40Ca（Z=20，N=20）等元素丰度较大的原因。又如偶数元素与偶数同位素的原子核内，核子倾向成对，它们的自旋力矩相等，而方向相反，量子力学证明，这种核的稳定性大，而偶数元素核、偶数同位素在自然界的分布广。??? 2. 与元素形成的整个过程有关。H和He丰度占主导地位和Li、Be和B等元