《GM3矿物的时空分布(2)》精选课件.ppt

Chap.3 矿物的时空分布 3.1 矿物的形成 1. 矿物的形成（ Mineral Formation ） Mineral Classification About 3,500 different minerals on Earth!! We limit our attention to a few common types - most of Earth’s composition? Silicates: Si+ O2-, combined w/ cations. Carbonates: Ca2+, Mg2+, (CO3 )2- Oxides: O2- metallic cations Sulfides: S2- metallic cations Sulfates: (SO4)2- metallic cations Halides: Cl-, F-, Br-, I- cations Hydroxides: (OH)- cations Native Elements: e.g., Cu, Au, etc. Important Mineral Groups 矿物的形成取决于化学元素的丰度 和 元素的地球化学性质。 （1） 地壳中化学元素的丰度 1）元素克拉克值（clarke）：各种化学元素在地壳中的 平均含量（即元素在地壳中的丰度）之百分数。 质量百分数（weight percent）：质量克拉克 原子百分数（atom percent）：原子克拉克 2）地壳中化学元素的分布特征 a）元素分布的极不均匀性 丰度最大者：O——46.6% 丰度最小者：Rn——7×10-16 % b）地壳的主要化学组成为 O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K 、Mg、H、Ti 等十种。 Abundance of the Elements (wt. %) Crust Whole Earth Oxygen (O) 46.3 % 29.5% Silicon (Si) 28.2% 15.2% Aluminum (Al) 8.2% 1.1% Iron (Fe) 5.6% 34.6% Calcium (Ca) 4.1% 1.1% Sodium (Na) 2.4% 0.6% Potassium (K) 2.1% 0.1% Magnesium (Mg) 2.3% 12.7% Titanium (Ti) 0.5% 0.1% Nickel (Ni) trace 2.4% All others trace 2.6% 前表说明： a）前8种元素丰度最高，占地壳成分的99%以上， 是地壳中各类岩石的基本成分。 b）含氧盐和氧化物矿物分布最广， 硅酸盐矿物占总种数的24%，占地壳总重量的3/4； 氧化物矿物占矿物种总数14%，占地壳总重量的17%。 c）从原子角度看，地壳由氧阴离子堆积而成， 金属阳离子充填在其空隙中。 常见8种元素的丰度与矿物种数关系 （2）元素的地球化学性质 ①聚集元素：丰度很低，但趋于集中，形成 独立的矿物种，甚至富集成矿床。 如 Sb、Bi、Hg、Ag、Au等。 ②分散元素：丰度远比聚集元素高，但趋于分散，很少能形成独立的矿物种，而常常作为微量的类质同象混入物赋存于主要由其他元素所组成的矿物中。如 Rb、Cs、Ga、In、Sc等。 §3.2 矿物的空间分布 不同矿物在地球中就位， 空间位置 温压位置 矿物的空间分布与地球内部各圈层 的物质成分和物理状态有密切的关系。 地球内部温度（t）、压力（P）的总体变化是深度（h）的函数。 在不同的带内，由于物质成分和物理状态存在明显差异，因而导致所形成的矿物种类及数量存在巨大差别。 地球矿物学模型(E.K.拉扎连柯) 矿物的稳定域由矿物反应平衡线 限制。 1、地球矿物学模式 地核：内地核：金属氢化物和碳化物 外地核：金属、金属氧化物和碳化物混合 地幔：下地幔：均质状态 地幔过渡带：矿物相变 上地幔：地幔岩（Pyro