第一章太阳系和地球系统的元素丰度——地球化学.ppt

2.2获得太阳丰度的主要途径 3.利用宇宙飞行器分析测定星云和星际间物质及研究宇宙射线。 (高强粒子：质子和α粒子、较重元素原子核、电子、中微子、高能光子等） 4 由物质的物理性质与成分的对应关系推算（如行星）（表面温度低，无法测光谱，据体积、质量、密度等对比） 5 分析测定气体星云或星际间物质(极稀薄气体、极少量尘埃） * ppt课件 * ppt课件 1 指出含量最高的两个元素 2 原子序数越高含量越？ 3锯齿状说明奇数还是偶数元素高 4 找出规律 5找出异常 1H 2He 26Fe 8O 9F 82Pb 90Th 92U 21Sc 61Pm 43Tc * ppt课件 * ppt课件 2.3太阳系元素丰度规律 1. H和He是丰度最高的两种元素。占总数99.86％,重量97%、H/He比值12.5。 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＞50）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。具有偶数质子数（A）或偶数中子数（N）的核素丰度总是高于具有奇数A或N的核素。这一规律称为奥多-哈根斯法则，亦即奇偶规律。??? * ppt课件 * ppt课件 2.3太阳系元素丰度规律 4. 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。 5. Tc和Pm没有稳定性同位素，在宇宙中几乎不存在；原子序数大于83（Bi）的元素也没有稳定同位素，他们都是Th和U的长寿命放射成因同位素，在丰度曲线上这些元素的位置空缺。 同样都是化学元素，为什么在宇宙（太阳系）中的含量差距如此悬殊？为什么会出现偶数规则？ * ppt课件 2.4 元素起源 1. 氢燃烧过程（温度106K 或107K）合成氦核（期间也能产生Li、Be、B） 2. 氦燃烧过程（温度108K）合成12C、16O、20Ne、24Mg、28Si、32S等元素 3. 碳和氧的“燃烧过程”（温度109K）产生中等质量元素，结合α过程合成了大部分中低原子量元素 4.硅燃烧过程（统计平衡过程，3.8×109K）形成V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni等元素 5. 中子俘获过程（S-过程）合成比铁重的元素 。快中子过程合成原子量大于209的元素。 * ppt课件 每一质量数的丰度值是该质量数的所有核素丰度的总和。对于放射性核素，其丰度数据已回推到太阳系形成时的数值。图中还标出产生各种元素的可能核过程。 图片来源，涂光炽1984版教材 * ppt课件 2.5 陨石的化学成分 定义：落到地球上的行星物体碎块，即从行星际空间穿越大气层到达地表的星体（流星体）残骸称为陨石. （有一层黑色或深褐色熔壳。主要来自小行星带：小行星碎块和崩解的彗星残核，少量来自其它天体，大小从显微质点到几十吨, 非洲戈巴铁陨石60t,是最大的铁陨石,新疆铁陨石28t,世界第3铁陨石;吉林石陨石1.77t,是世界最大的石陨石） 南极和沙漠是陨石富集区！ 在南极已采集15000块陨石 为什么？ 1965，英国，Barwell 陨石 * ppt课件 2.5.1 陨石类型 铁陨石 石陨石 石铁陨石 主要由金属Ni, Fe（占90%以上）构成 由数量上大体相等的Fe－Ni和硅酸盐矿物组成 陨石的主要矿物组成：Fe、Ni 合金、橄榄石、辉石等。陨石中共发现140种矿物，其中39种在地球（地壳浅部）上未发现。 如褐硫钙石CaS，陨硫铁FeS。 球粒状硅酸盐集合体 （金属含量10%） 球粒陨石 * ppt课件 主要成分：球粒、Fe-Ni金属、难熔包裹体、基质 * ppt课件 * ppt课件 2.5.1 陨石类型 注意： 球粒陨石和少量无球粒陨石属原始陨石（微星物质碎块） 石-铁陨石、铁陨石和多数无球粒陨石属于分异型陨石，经过了岩浆侵入、喷出，岩浆结晶分异（具球粒陨石成分的物质再熔融和分异） 降落的陨石中大部分是球粒陨石（占总数91.5%），其中普通球粒陨石最多（80%）。无球粒陨石3.3%，铁陨石4.6%。石铁陨石1%。 * ppt课件 2.5.3 陨石研究意义 陨石是空间化学研究的重点对象，已有几百年的研究历史，近几十年发展尤为迅速 是目前最易获取和数量最大的地外物质 研究太阳系的物质组成、起源与演化，对认识太阳系早期演化历史有重要意义。 探索有机质和生命起源 作为地球成分研究的对比标准(如稀土和微量元素标准化及硫同位素国际标准)，帮助了解地球的成因和组成 防治自然灾害 * ppt课件 美国亚利桑那Barringer(or Meteor)陨石坑，直径约1.2km 由一个直径约40m的撞击物撞击而成。 撞击物残余称为Canyon Diablo铁陨石(国际S同位素标准） * ppt课件 ppt课件 pp