内容发布更新时间 : 2024/6/3 4:51:51星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

1.3.3 地壳化学成分特征和元素克拉克值的地球化学意义 1.3.3.1 地壳元素丰度特征分析

1) 地壳中元素相对的平均含量极不均匀。按维氏（1949）值，丰度最大的元素（O=45.6%）比丰度最小的元素（Rn－氡,7×10-17%）在含量上大1017倍，相差十分悬殊。按克拉克值递减的顺序排列，含量最多的前3种元素（O、Si、Al）即占地壳总重量的81.3％(图1.12)；含量最多的前9种元素（O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg）占地壳总重量的99.1％，其它元素只占0.9%，而前15种元素的重量占99.6－99.8％，其余77种元素总重量仅占地壳总重量的0.4－0.2％。微量元素在地壳中的分布也是不均匀的，它们的丰度可以相差达107倍。 2) 元素克拉克值与周期表对比。克拉克值大体上随原子序数的增大而减小。周期表中前26种元素（从H至Fe）的丰度占地壳总重量的99.74％。但Li、B、Be及惰性气体的含量并不符合上述规律。周期表中原子序数为偶数的元素总分布量（占86.36％）大于奇数元素的总分布量（占13.64％），相邻元素偶数序数的元素分布量大于奇数元素分布量，这一规律称为奥多－哈根斯法则。这一规律仍粗略地与太阳系元素的分布规律相同。这一事实再次说明地球、地壳在物质上同太阳系其它部分的统一性。

图1.12 地球地壳中的组成、主要岩石和主要矿物(Krauskopf et al,1995)

3) 若按元素丰度排列，太阳系、地球、地幔和地壳中主要的10种元素的分布顺序是：

太阳系：H>He>O>Ne>N>C>Si>Mg>Fe>S 地球： Fe>O>Mg>Si>Ni>S>Ca>Al>Co>Na

地幔： O>Mg>Si>Fe>Ca>Al>Na>Ti>Cr>Mn 地壳： O>Si>Al>Fe>Ca>Na>K>Mg>Ti>H

与太阳系和宇宙相比，地球和地壳明显贫H、He、Ne和N等气体元素，表明由宇宙物质形成地球的演化过程必然伴随气态元素的散失。而与地球和地幔相比，地壳贫Fe、Mg，而富Al、K、Na和Si等亲石元素，表明地球的原始化学演化为，较轻易熔的碱金属和铝硅酸盐在地球表层富集，较重难熔的镁铁硅酸盐和金属铁下沉，在地幔和地核中富集。

综上所述可以得出结论：地壳中元素的丰度不仅取决于元素原子核的结构和稳定性（决定宇宙中元素丰度的因素），同时又受地球形成前、地球形成时以及地球存在时期物质演化和分异的影响。即现在地壳中元素丰度特征是由元素起源直到地壳形成和存在这一漫长时期内元素演化历史的总体体现。 1.3.3.2 元素克拉克值的地球化学意义

元素克拉克值反映了地壳的平均化学成分，决定着地壳作为一个物理化学体系的总特征及地壳中各种地球化学过程的总背景。既是一种影响元素地球化学行为的重要因素，又为地球化学提供了衡量元素集中或分散程度的标尺。 1.3.3.2.1 大陆地壳化学组成对壳幔分异的指示

大陆地壳是在地质历史过程中通过地幔部分熔融的岩浆向上侵入或喷出逐步形成的，部分熔融形成地壳后残余的地幔部分就成了现今的贫化或亏损地幔。大洋中脊玄武岩(MORB)是这种贫化地幔的典型代表，相容性元素(compatible elements)是指在矿物-岩浆分配过程中主要富集在矿物中的元素。反之，不相容元素(incompatible elements)是指主要富集在岩浆中的元素。霍夫曼(Hoffmann,1988)提出，由于大陆地壳是原始地幔部分熔融形成的，因此将大陆