地球化學(xué)化學(xué)元素豐度與分布課件

2.1元素豐度的概念和表示方法2.1.1豐度和豐度體系

因此，元素豐度就是化學(xué)元素在一定自然體中的相對平均含量。如元素的地殼豐度，元素的地球豐度，元素的太陽系豐度等。如果這個自然體占據(jù)一個較小的空間位置時，習(xí)慣上稱為元素的平均含量。如玄武巖中元素的平均含量，某礦區(qū)中元素的平均含量等。1.一種化學(xué)元素在某個自然體中的重量占這個自然體總重量的相對份額（如百分?jǐn)?shù)），稱為該元素在自然體中的豐度。2.1元素豐度的概念和表示方法2.1.1豐度和豐度體系

火山角礫巖2.地球化學(xué)的體系：泛指一定范圍內(nèi)或同類的事物按照一定的秩序和內(nèi)部聯(lián)系組合而成的整體，體系可大可小?；鹕浇堑[巖2.地球化學(xué)的體系：泛指一定范圍內(nèi)或同類目前已建立的元素豐度體系目前已建立的元素豐度體系（1）克拉克值：是地殼中元素的重量百分?jǐn)?shù)的豐度單位。（2）區(qū)域克拉克值：是指地殼不同構(gòu)造單元中元素的豐度值。如克拉通地殼元素豐度值。3.與豐度相關(guān)的名詞

（1）克拉克值：是地殼中元素的重量百分?jǐn)?shù)的豐度單位。3.與豐（3）豐度系數(shù)：是指某一自然體的元素豐度與另一個可作為背景的自然體的元素豐度的比值。例：以地球豐度為背境，則地殼中該元素的豐度系數(shù)定義為：K=地殼豐度/地球豐度當(dāng)K＞1時，稱為富集，當(dāng)K＜1時，稱為虧損。（3）豐度系數(shù)：MORB-normalizedSpiderDiagramsFigure2.Winter(2001)AnIntroductiontoIgneousandMetamorphicPetrology.PrenticeHall.DatafromSunandMcDonough(1989).

MORB-normalizedSpiderDiagram4.研究元素和同位素豐度與分布的意義研究元素豐度是研究地球化學(xué)基礎(chǔ)理論問題的重要素材之一宇宙天體是怎樣起源的？地球又是如何形成的？地殼與地幔中的主要元素有什么不一樣？生命體是怎么產(chǎn)生和演化的？這些研究都離不開地球化學(xué)體系中元素豐度分布特征和規(guī)律。4.研究元素和同位素豐度與分布的意義研究元素豐度是研究地球元素豐度是每一個地球化學(xué)體系的基本數(shù)據(jù)

可在同一或不同體系中用元素的含量值來進(jìn)行比較，通過縱向（時間）、橫向（空間）上的比較，了解元素動態(tài)情況，從而建立起元素集中、分散、遷移活動等一些地球化學(xué)概念。從某種意義上來說，也就是在探索和了解豐度這一課題的過程中，逐漸建立起近代地球化學(xué)。元素豐度是每一個地球化學(xué)體系的基本數(shù)據(jù)2.1.2豐度表示法重量百分?jǐn)?shù)（wt％）用于常量元素克/噸（g/t）或ppm用于微量元素毫克/噸（mg/t）或ppb常用于超微量元素微克/噸（μg/t）或ppt1、重量豐度：以重量單位表示的元素豐度。(partspermillion，10-6）；(partsperbillion，10-9）；(partspertrillion，10-12）；PPm:PPb：PPt：2.1.2豐度表示法重量百分?jǐn)?shù)（wt％）用于常量元素克/噸2、原子豐度，以原子百分?jǐn)?shù)（原子％）表示的某元素在全部元素的原子總數(shù)中的分?jǐn)?shù)。3、相對豐度，常以原子數(shù)/106硅原子為單位。常用于宇宙元素豐度，所以又稱為宇宙豐度單位。

2、原子豐度，以原子百分?jǐn)?shù)（原子％）表示的某元素在全部元素的2.2太陽系的化學(xué)組成2.2太陽系的化學(xué)組成2006年8月24日，在布拉格召開的國際天文學(xué)聯(lián)合會上，天文學(xué)家投票“驅(qū)逐”了冥王星。2006年8月24日，在布拉格召開的國際天文學(xué)聯(lián)合會上，天文（1）行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星定義：圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)，自身引力足以克服其剛體力而使天體呈圓球狀，并且能夠清除其軌道附近其他物體的天體。1.太陽系天體分為三類：（1）行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海（2）矮行星：冥王星，齊娜星、谷神星定義：與行星同樣具有足夠的質(zhì)量，呈圓球狀，但不能清除其軌道附近其他物體的天體。（3）太陽系小天體定義：圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)但不符合行星和矮行星條件的物體。（2）矮行星：冥王星，齊娜星、谷神星地球化學(xué)化學(xué)元素豐度與分布課件①對太陽及其它星體輻射的光譜進(jìn)行定性、定量測定。但這些資料有兩個局限性：一是有些元素產(chǎn)生的波長小于2900?，這部分譜線在通過地球化學(xué)大氣圈時被吸收而觀察不到；二是這些光譜產(chǎn)生于表面，它只能說明表面成分，如太陽光譜是太陽氣產(chǎn)生的，只能說明太陽氣的組成。2.確定太陽系元素組成的途徑①對太陽及其它星體輻射的光譜進(jìn)行定性、定量測定。2.確定太太陽光譜光譜分析:由名為麥克梅斯.皮爾斯

(McMath-Pierce)的太陽塔所產(chǎn)生的光譜圖。光譜圖中的暗線，是因?yàn)樘柋砻婧蜕戏降臍怏w對來自太陽內(nèi)部的陽光選擇性吸收的結(jié)果。因?yàn)椴煌N類的氣體會吸收不同顏色的光，所以從這些吸收暗線，我們可以定出太陽表面的氣體組成。例如，氦就是在1,870年首先在太陽光譜中發(fā)現(xiàn)的新元素，后來才在地球找到它的蹤跡。

太陽光譜光譜分析:由名為麥克梅斯.皮爾斯

(M宇航員月球車火星車②直接測定地球巖石、月球巖石和各類隕石；上個世紀(jì)七十年代美國“阿波羅”飛船登月，采集了月巖、月壤樣品，1997年美國“探路者”號，2004年美國的“勇敢者”“機(jī)遇”號火星探測器測定了火星巖石的成分。宇航員月球車火星車②直接測定地球巖石、月球巖石和各類隕石；③利用宇宙飛行器對臨近地球的星體進(jìn)行觀察和測定；④分析測定氣體星云、星際間物質(zhì)和宇宙線的組成

金星③利用宇宙飛行器對臨近地球的星體進(jìn)行觀察和測定；金星對于太陽系元素豐度的估算，各類學(xué)者選取太陽系的物體是不同的。有的主要是根據(jù)太陽和其它行星光譜資料及隕石物質(zhì)測定；有的根據(jù)CI型球粒隕石。再加上估算方法不同，得出的結(jié)果也不盡相同。

對于太陽系元素豐度的估算，各類學(xué)者選取太陽系的物體是序號元素推薦值相對誤差

(±1sigma)序號元素推薦值相對誤差

(±1sigma)1H2.79E+10-47Ag0.4862.9%2He2.72E+09-48Cd1.616.5%3Li57.19.2%49In0.1846.4%4Be0.739.5%50Sn3.829.4%5B21.210.0%51Sb0.30918.0%6C1.01E+07-52Te4.8110.0%7N3.13E+06-53I0.921.0%下表列出了GERM（1998，）的太陽系元素豐度（單位：原子數(shù)/106Si原子）（GERM：/GERM/index.html）。序號元素推薦值相對誤差(±1sigma)序號元素推薦值相對首先這是一種估計(jì)值，是反映目前人類對太陽系的認(rèn)識水平，這個估計(jì)值不可能是完全正確的，隨著人們對太陽系以至于宇宙體系的探索的不斷深入，這個估計(jì)值會不斷的修正；數(shù)據(jù)雖然還是很粗略的，但從總的方面來看，它反映了元素在太陽系分布的總體規(guī)律。

對于這樣的數(shù)據(jù)我們應(yīng)給與一個正確的評價：首先這是一種估計(jì)值，是反映目前人類對太陽系的認(rèn)識水平3.太陽系的形成及元素的起源3.太陽系的形成及元素的起源1）太陽系物質(zhì)的同源性地球、月球、隕石的135Ba/136Ba只在0.01%范圍內(nèi)變化。2）太陽星云的凝聚過程及物質(zhì)分異太陽星云自轉(zhuǎn)加速=>星云盤+原太陽=>溫度增高引起星云盤內(nèi)的物質(zhì)分餾。元素的化學(xué)分餾=>隨溫度降低的凝聚=>凝聚物聚集為塵層、粒子團(tuán)、星子、行星1）太陽系物質(zhì)的同源性3）行星形成方式不均一的吸積說首先吸積金屬鐵，然后吸積硅酸鹽。均一的吸積說吸積過程的物質(zhì)成分是均勻的，核、幔在后來的演化過程中形成。3）行星形成方式

A.大爆炸宇宙的核合成過程（H、He和少量Li、Be、B）大爆炸誕生時只存在高密度的基本粒子（質(zhì)子，中子，電子等）和反粒子（反質(zhì)子，反中子，反電子等），當(dāng)溫度降到1012K時,發(fā)生氫核聚變反應(yīng)：1H+1H=>2D++++0.422MeV2D+1H=>3He++5.493MeV3He+3He=>4He+21H+12.859MeV4）元素起源（假說）A.大爆炸宇宙的核合成過程（H、He和少量Li、Be、BB.隨后發(fā)生氦核聚變反應(yīng)：當(dāng)恒星內(nèi)部的氫全部轉(zhuǎn)變?yōu)楹ひ院?，氫核聚變停止。此時恒星內(nèi)部收縮，溫度升高到100×106K，氦核聚變開始。4He+4He=>8Be8Be+4He=>12C+12C+4He=>16O16O+4He=>20Ne地球化學(xué)化學(xué)元素豐度與分布課件20Ne

+4He=>24Mg24Mg

+4He=>28Si28Si

+4He=>32S(36Ar,40Ca等)由于在原子核和ａ粒子之間存在正的靜電斥力，因此通過氦核聚合方式產(chǎn)生的新原子核的質(zhì)量是有限的。研究表明，以這種方式形成的最重的原子核為56Ni，并經(jīng)進(jìn)一步衰變而成穩(wěn)定的56Fe。這正好解釋了宇宙中鐵元素含量異常高的原因。20Ne+4He=>24Mg由于在原子核和ａ粒子之C.中子俘獲過程（鐵以后的元素）中子捕獲反應(yīng)是恒星演化到最晚階段才開始發(fā)生的重要反應(yīng)，由此產(chǎn)生原子序數(shù)大于26（Fe）的重元素。a.慢中子俘獲（s過程）：一個原子的兩次中子俘獲之間有足夠時間讓生成核發(fā)生衰變（衰變），可合成元素至A=209。b.快中子俘獲（r過程）：兩次俘獲時間很短（衰變較少），可合成A=209以后的元素。C.中子俘獲過程（鐵以后的元素）質(zhì)子數(shù)Z中子數(shù)N34333231302928747677As7576Ge707172737475Ga69707172Zn64656667686970Cu6364656670Ni6263646533343536373839404142

紅巨星中由慢中子捕獲反應(yīng)合成核素示意圖（據(jù)柴之芳，1998）。藍(lán)色部分為穩(wěn)定同位素，其余為放射性同位素質(zhì)子數(shù)Z中子數(shù)N747677As7576Ge707172734.太陽系元素豐度規(guī)律把太陽系元素豐度的數(shù)值取對數(shù)lgC作縱坐標(biāo)，原子序數(shù)Z作橫坐標(biāo)。

①H和He是豐度最高的兩種元素，其原子數(shù)幾乎占太陽中全部原子數(shù)目的98％②原子序數(shù)較低的范圍內(nèi)（Z<45），元素豐度隨原子序數(shù)增大呈指數(shù)遞減，而（Z＞45）各元素豐度值很相近。4.太陽系元素豐度規(guī)律把太陽系元素豐度的數(shù)值取對數(shù)lgC作③質(zhì)量數(shù)為4的倍數(shù)的核素或同位素具有較高豐度。④原子序數(shù)為偶數(shù)的元素其豐度大大高于相鄰原子序數(shù)為奇數(shù)的元素。⑤

Li、Be和B具有很低的豐度，屬于強(qiáng)虧損的元素，而O和Fe呈現(xiàn)明顯的峰，它們是過剩元素。③質(zhì)量數(shù)為4的倍數(shù)的核素或同位素具有較高豐度。④原子序通過對上述規(guī)律的分析，人們認(rèn)識到在元素豐度與原子結(jié)構(gòu)及元素形成的整個過程有著一定的關(guān)系。

①與元素的原子結(jié)構(gòu)有關(guān)具有最穩(wěn)定原子核的元素一般分布最廣。②與元素形成的整個過程有關(guān)在太陽系中Li、Be和B等元素豐度偏低的原因可能是恒星熱核反應(yīng)過程中被消耗掉了。通過對上述規(guī)律的分析，人們認(rèn)識到在元素豐度與原子結(jié)構(gòu)及元素形太陽的質(zhì)量占太陽系總質(zhì)量的99．865％，是太陽系所有行星質(zhì)量總和的745倍。2.2.1.太陽的化學(xué)成分太陽的質(zhì)量占太陽系總質(zhì)量的99．865％，是太陽系所有行星質(zhì)2.2.2隕石的類型和化學(xué)組成隕石是從星際空間降落到地球表面上來的行星物體的碎片。隕石是空間化學(xué)研究的重要對象，具有重要的研究意義：①是認(rèn)識宇宙天體、行星的成分、性質(zhì)及其演化的最易獲取、數(shù)量最大的地外物質(zhì)；②是認(rèn)識地球的組成、內(nèi)部構(gòu)造和起源的主要資料來源；2.2.2隕石的類型和化學(xué)組成隕石是從星際空間降③隕石中的60多種有機(jī)化合物是非生物合成的“前生物物質(zhì)”，對探索生命前期的化學(xué)演化開拓了新的途徑；④可作為某些元素和同位素的標(biāo)準(zhǔn)樣品（稀土元素，鉛、硫同位素）。③隕石中的60多種有機(jī)化合物是非生物合成的“前生物物質(zhì)”圖玄武巖微量元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值（據(jù)SunandMcDonough,1989）圖玄武巖微量元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值（據(jù)SunandMcD1.隕石的類型隕石主要是由鎳-鐵合金、結(jié)晶硅酸鹽或兩者的混合物所組成，隕石有140種礦物，39種地球未發(fā)現(xiàn)。按成份分為三類：1.隕石的類型隕石主要是由鎳-鐵合金、結(jié)晶硅酸鹽或兩者的

1）石隕石（aerolite）：主要由硅酸鹽礦物組成。根據(jù)是否含有球粒硅酸鹽結(jié)構(gòu)，分為球粒隕石和無球粒隕石。

2）鐵隕石（siderite）：主要由金屬Ni,Fe（>90%）和少量其他元素組成（Co,S,P,Cu,Cr,C等）。3）石-鐵隕石（sidrolite）：由數(shù)量上大體相等的Fe－Ni和硅酸鹽礦物組成，是上述兩類隕石的過渡類型。

鐵隕石石隕石鐵隕石石隕石1976年3月8日下午，中國吉林市北郊降落了一次世界上罕見的隕石雨：隕落的巨石穿透凍土層，砸出一個深6.5米、直徑2米多的坑。這塊隕石重1770千克，是至今世界上最大的石隕石，連同收集到的其它隕石，總重量達(dá)2噸以上。1976年3月8日下午，中國吉林市北郊降落了一次世界上罕見的2006年01月25日我國第22次南極科考隕石“大豐收”2006年01月25日我國第22次南極科考隕石“大豐收”納米比亞的Hoba鐵隕石（重60噸）在南極發(fā)現(xiàn)的火星隕石（ALH84001）美國科學(xué)家1996年報(bào)道在這塊火星隕石中發(fā)現(xiàn)了火星生命的跡象。納米比亞的Hoba鐵隕石（重60噸）在南極發(fā)現(xiàn)的火星隕石（A2.隕石的平均化學(xué)成分

隕石的平?jīng)Q化學(xué)成分計(jì)算結(jié)果如下（V.M.Goldschmidt

采用硅酸鹽﹕鎳-鐵﹕隕硫鐵=10﹕2﹕1）：要計(jì)算隕石的平均化學(xué)成分必須要解決兩個問題：首先要了解各種隕石的平均化學(xué)成分；其次要統(tǒng)計(jì)各類隕石的比例。各學(xué)者采用的方法不一致。2.隕石的平均化學(xué)成分隕石的平?jīng)Q化學(xué)成分計(jì)算結(jié)果如下（V球粒隕石是星云直接凝聚或星云凝聚物重熔的產(chǎn)物，代表地幔和原始未分異地球的狀態(tài)和化學(xué)成分。碳質(zhì)球粒隕石典型特征：含有碳的有機(jī)化合物分子，并且隕石主要由含水硅酸鹽組成。

3.球粒隕石：球粒隕石是星云直接凝聚或星云凝聚物重熔的產(chǎn)物，代表地幔和原始圖3CI型碳質(zhì)球粒隕石元素豐度與太陽元素

豐度對比(據(jù)涂光熾，1998)圖3CI型碳質(zhì)球粒隕石元素豐度與太陽元素

豐度對比(據(jù)涂光碳質(zhì)球粒隕石對探討生命起源的研究和探討太陽系元素豐度等各個方面具有特殊的意義。由于CI型碳質(zhì)球粒隕石的元素豐度幾乎與太陽中觀察到的非揮發(fā)性元素豐度完全一致，碳質(zhì)球粒隕石的化學(xué)成分已被用于估計(jì)太陽系中非揮發(fā)性元素的豐度。碳質(zhì)球粒隕石對探討生命起源的研究和探討太陽系元素4.如何鑒定一塊樣品是否為隕石？1.采集背景2.外表熔殼：隕石在隕落地面以前要穿越稠密的大氣層，隕石在降落過程中與大氣發(fā)生磨擦產(chǎn)生高溫，使其表面發(fā)生熔融而形成一層薄薄的熔殼。因此，新降落的隕石表面都有一層黑色的熔殼，厚度約為1毫米。3．表面氣印：另外，由于隕石與大氣流之間的相互作用，隕石表面還會留下許多氣印，就象手指按下的手印。4.如何鑒定一塊樣品是否為隕石？4．內(nèi)部金屬：鐵隕石和石鐵隕石內(nèi)部是有金屬鐵組成，這些鐵的鎳含量很高（5－10％）。球粒隕石內(nèi)部也有金屬顆粒，在新鮮斷裂面上能看到細(xì)小的金屬顆粒。5．磁性：正因?yàn)榇蠖鄶?shù)隕石含有鐵，所以95％的隕石都能被磁鐵吸住。6．球粒：大部分石隕石是球粒隕石（占總數(shù)的90％），這些隕石中有大量毫米大小的硅酸鹽球體，稱作球粒。在球粒隕石的新鮮斷裂面上能看到圓形的球粒。7．比重：鐵隕石的比重為8克/cm3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地球上一般巖石的比重。球粒隕石由于含有少量金屬，其比重也較重。4．內(nèi)部金屬：鐵隕石和石鐵隕石內(nèi)部是有金屬鐵組成，這些鐵的鎳地球化學(xué)化學(xué)元素豐度與分布課件2.2.3月球化學(xué)2.2.3月球化學(xué)1.概況1.概況1）月巖有3種類型：月海玄武巖、高地斜長巖、高地玄武巖2）月球的主要化學(xué)成分：O，Si，F(xiàn)e，Ca，Mg，Al，Ti3）無水、少揮發(fā)分4）月巖年齡：46－31億年活動2.月巖的化學(xué)組成1）月巖有3種類型：2.月巖的化學(xué)組成阿波羅16號從月球上取回的斜長巖標(biāo)本斜長巖是一種基性深成巖，90%以上的成分是斜長石，此外尚有一些成分為角閃石、輝a石和黑云母組成。斜長巖為灰色，粗粒狀結(jié)構(gòu)，有閃光變彩現(xiàn)象。斜長巖為一種古老的巖石，也是月球表面組成月陸的重要成分阿波羅16號從月球上取回的斜長巖標(biāo)本斜長巖是一種基性深成巖，1.行星的化學(xué)成分行星表面溫度較低，因而缺乏原子光譜的激發(fā)條件，這排斥了應(yīng)用光譜測定其成分的可能?，F(xiàn)在對于行星化學(xué)成分的了解主要是通過間接方法獲得的。因此，目前關(guān)于行星化學(xué)成分的知識還是極貧乏的。

2.2.4行星和行星間物質(zhì)的化學(xué)成分1.行星的化學(xué)成分2.2.4行星和行星間物質(zhì)的化學(xué)成分2.行星組成特點(diǎn)：1)距離太陽由近到遠(yuǎn)行星密度降低、表面溫度下降。2）內(nèi)行星有鐵鎳核，幔層厚、大氣圈稀薄；外行星為硅酸鹽核或無核、幔，濃密大氣圈或全為氫、氦等氣體構(gòu)成。內(nèi)行星外行星小行星帶太陽2.行星組成特點(diǎn)：內(nèi)行星外行星小行星帶太陽2.1元素豐度的概念和表示方法2.1.1豐度和豐度體系

因此，元素豐度就是化學(xué)元素在一定自然體中的相對平均含量。如元素的地殼豐度，元素的地球豐度，元素的太陽系豐度等。如果這個自然體占據(jù)一個較小的空間位置時，習(xí)慣上稱為元素的平均含量。如玄武巖中元素的平均含量，某礦區(qū)中元素的平均含量等。1.一種化學(xué)元素在某個自然體中的重量占這個自然體總重量的相對份額（如百分?jǐn)?shù)），稱為該元素在自然體中的豐度。2.1元素豐度的概念和表示方法2.1.1豐度和豐度體系

火山角礫巖2.地球化學(xué)的體系：泛指一定范圍內(nèi)或同類的事物按照一定的秩序和內(nèi)部聯(lián)系組合而成的整體，體系可大可小?；鹕浇堑[巖2.地球化學(xué)的體系：泛指一定范圍內(nèi)或同類目前已建立的元素豐度體系目前已建立的元素豐度體系（1）克拉克值：是地殼中元素的重量百分?jǐn)?shù)的豐度單位。（2）區(qū)域克拉克值：是指地殼不同構(gòu)造單元中元素的豐度值。如克拉通地殼元素豐度值。3.與豐度相關(guān)的名詞

（1）克拉克值：是地殼中元素的重量百分?jǐn)?shù)的豐度單位。3.與豐（3）豐度系數(shù)：是指某一自然體的元素豐度與另一個可作為背景的自然體的元素豐度的比值。例：以地球豐度為背境，則地殼中該元素的豐度系數(shù)定義為：K=地殼豐度/地球豐度當(dāng)K＞1時，稱為富集，當(dāng)K＜1時，稱為虧損。（3）豐度系數(shù)：MORB-normalizedSpiderDiagramsFigure2.Winter(2001)AnIntroductiontoIgneousandMetamorphicPetrology.PrenticeHall.DatafromSunandMcDonough(1989).

MORB-normalizedSpiderDiagram4.研究元素和同位素豐度與分布的意義研究元素豐度是研究地球化學(xué)基礎(chǔ)理論問題的重要素材之一宇宙天體是怎樣起源的？地球又是如何形成的？地殼與地幔中的主要元素有什么不一樣？生命體是怎么產(chǎn)生和演化的？這些研究都離不開地球化學(xué)體系中元素豐度分布特征和規(guī)律。4.研究元素和同位素豐度與分布的意義研究元素豐度是研究地球元素豐度是每一個地球化學(xué)體系的基本數(shù)據(jù)

可在同一或不同體系中用元素的含量值來進(jìn)行比較，通過縱向（時間）、橫向（空間）上的比較，了解元素動態(tài)情況，從而建立起元素集中、分散、遷移活動等一些地球化學(xué)概念。從某種意義上來說，也就是在探索和了解豐度這一課題的過程中，逐漸建立起近代地球化學(xué)。元素豐度是每一個地球化學(xué)體系的基本數(shù)據(jù)2.1.2豐度表示法重量百分?jǐn)?shù)（wt％）用于常量元素克/噸（g/t）或ppm用于微量元素毫克/噸（mg/t）或ppb常用于超微量元素微克/噸（μg/t）或ppt1、重量豐度：以重量單位表示的元素豐度。(partspermillion，10-6）；(partsperbillion，10-9）；(partspertrillion，10-12）；PPm:PPb：PPt：2.1.2豐度表示法重量百分?jǐn)?shù)（wt％）用于常量元素克/噸2、原子豐度，以原子百分?jǐn)?shù)（原子％）表示的某元素在全部元素的原子總數(shù)中的分?jǐn)?shù)。3、相對豐度，常以原子數(shù)/106硅原子為單位。常用于宇宙元素豐度，所以又稱為宇宙豐度單位。

2、原子豐度，以原子百分?jǐn)?shù)（原子％）表示的某元素在全部元素的2.2太陽系的化學(xué)組成2.2太陽系的化學(xué)組成2006年8月24日，在布拉格召開的國際天文學(xué)聯(lián)合會上，天文學(xué)家投票“驅(qū)逐”了冥王星。2006年8月24日，在布拉格召開的國際天文學(xué)聯(lián)合會上，天文（1）行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星定義：圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)，自身引力足以克服其剛體力而使天體呈圓球狀，并且能夠清除其軌道附近其他物體的天體。1.太陽系天體分為三類：（1）行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海（2）矮行星：冥王星，齊娜星、谷神星定義：與行星同樣具有足夠的質(zhì)量，呈圓球狀，但不能清除其軌道附近其他物體的天體。（3）太陽系小天體定義：圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)但不符合行星和矮行星條件的物體。（2）矮行星：冥王星，齊娜星、谷神星地球化學(xué)化學(xué)元素豐度與分布課件①對太陽及其它星體輻射的光譜進(jìn)行定性、定量測定。但這些資料有兩個局限性：一是有些元素產(chǎn)生的波長小于2900?，這部分譜線在通過地球化學(xué)大氣圈時被吸收而觀察不到；二是這些光譜產(chǎn)生于表面，它只能說明表面成分，如太陽光譜是太陽氣產(chǎn)生的，只能說明太陽氣的組成。2.確定太陽系元素組成的途徑①對太陽及其它星體輻射的光譜進(jìn)行定性、定量測定。2.確定太太陽光譜光譜分析:由名為麥克梅斯.皮爾斯

(McMath-Pierce)的太陽塔所產(chǎn)生的光譜圖。光譜圖中的暗線，是因?yàn)樘柋砻婧蜕戏降臍怏w對來自太陽內(nèi)部的陽光選擇性吸收的結(jié)果。因?yàn)椴煌N類的氣體會吸收不同顏色的光，所以從這些吸收暗線，我們可以定出太陽表面的氣體組成。例如，氦就是在1,870年首先在太陽光譜中發(fā)現(xiàn)的新元素，后來才在地球找到它的蹤跡。

太陽光譜光譜分析:由名為麥克梅斯.皮爾斯

(M宇航員月球車火星車②直接測定地球巖石、月球巖石和各類隕石；上個世紀(jì)七十年代美國“阿波羅”飛船登月，采集了月巖、月壤樣品，1997年美國“探路者”號，2004年美國的“勇敢者”“機(jī)遇”號火星探測器測定了火星巖石的成分。宇航員月球車火星車②直接測定地球巖石、月球巖石和各類隕石；③利用宇宙飛行器對臨近地球的星體進(jìn)行觀察和測定；④分析測定氣體星云、星際間物質(zhì)和宇宙線的組成

金星③利用宇宙飛行器對臨近地球的星體進(jìn)行觀察和測定；金星對于太陽系元素豐度的估算，各類學(xué)者選取太陽系的物體是不同的。有的主要是根據(jù)太陽和其它行星光譜資料及隕石物質(zhì)測定；有的根據(jù)CI型球粒隕石。再加上估算方法不同，得出的結(jié)果也不盡相同。

對于太陽系元素豐度的估算，各類學(xué)者選取太陽系的物體是序號元素推薦值相對誤差

(±1sigma)序號元素推薦值相對誤差

(±1sigma)1H2.79E+10-47Ag0.4862.9%2He2.72E+09-48Cd1.616.5%3Li57.19.2%49In0.1846.4%4Be0.739.5%50Sn3.829.4%5B21.210.0%51Sb0.30918.0%6C1.01E+07-52Te4.8110.0%7N3.13E+06-53I0.921.0%下表列出了GERM（1998，）的太陽系元素豐度（單位：原子數(shù)/106Si原子）（GERM：/GERM/index.html）。序號元素推薦值相對誤差(±1sigma)序號元素推薦值相對首先這是一種估計(jì)值，是反映目前人類對太陽系的認(rèn)識水平，這個估計(jì)值不可能是完全正確的，隨著人們對太陽系以至于宇宙體系的探索的不斷深入，這個估計(jì)值會不斷的修正；數(shù)據(jù)雖然還是很粗略的，但從總的方面來看，它反映了元素在太陽系分布的總體規(guī)律。

對于這樣的數(shù)據(jù)我們應(yīng)給與一個正確的評價：首先這是一種估計(jì)值，是反映目前人類對太陽系的認(rèn)識水平3.太陽系的形成及元素的起源3.太陽系的形成及元素的起源1）太陽系物質(zhì)的同源性地球、月球、隕石的135Ba/136Ba只在0.01%范圍內(nèi)變化。2）太陽星云的凝聚過程及物質(zhì)分異太陽星云自轉(zhuǎn)加速=>星云盤+原太陽=>溫度增高引起星云盤內(nèi)的物質(zhì)分餾。元素的化學(xué)分餾=>隨溫度降低的凝聚=>凝聚物聚集為塵層、粒子團(tuán)、星子、行星1）太陽系物質(zhì)的同源性3）行星形成方式不均一的吸積說首先吸積金屬鐵，然后吸積硅酸鹽。均一的吸積說吸積過程的物質(zhì)成分是均勻的，核、幔在后來的演化過程中形成。3）行星形成方式

A.大爆炸宇宙的核合成過程（H、He和少量Li、Be、B）大爆炸誕生時只存在高密度的基本粒子（質(zhì)子，中子，電子等）和反粒子（反質(zhì)子，反中子，反電子等），當(dāng)溫度降到1012K時,發(fā)生氫核聚變反應(yīng)：1H+1H=>2D++++0.422MeV2D+1H=>3He++5.493MeV3He+3He=>4He+21H+12.859MeV4）元素起源（假說）A.大爆炸宇宙的核合成過程（H、He和少量Li、Be、BB.隨后發(fā)生氦核聚變反應(yīng)：當(dāng)恒星內(nèi)部的氫全部轉(zhuǎn)變?yōu)楹ひ院?，氫核聚變停止。此時恒星內(nèi)部收縮，溫度升高到100×106K，氦核聚變開始。4He+4He=>8Be8Be+4He=>12C+12C+4He=>16O16O+4He=>20Ne地球化學(xué)化學(xué)元素豐度與分布課件20Ne

+4He=>24Mg24Mg

+4He=>28Si28Si

+4He=>32S(36Ar,40Ca等)由于在原子核和ａ粒子之間存在正的靜電斥力，因此通過氦核聚合方式產(chǎn)生的新原子核的質(zhì)量是有限的。研究表明，以這種方式形成的最重的原子核為56Ni，并經(jīng)進(jìn)一步衰變而成穩(wěn)定的56Fe。這正好解釋了宇宙中鐵元素含量異常高的原因。20Ne+4He=>24Mg由于在原子核和ａ粒子之C.中子俘獲過程（鐵以后的元素）中子捕獲反應(yīng)是恒星演化到最晚階段才開始發(fā)生的重要反應(yīng)，由此產(chǎn)生原子序數(shù)大于26（Fe）的重元素。a.慢中子俘獲（s過程）：一個原子的兩次中子俘獲之間有足夠時間讓生成核發(fā)生衰變（衰變），可合成元素至A=209。b.快中子俘獲（r過程）：兩次俘獲時間很短（衰變較少），可合成A=209以后的元素。C.中子俘獲過程（鐵以后的元素）質(zhì)子數(shù)Z中子數(shù)N34333231302928747677As7576Ge707172737475Ga69707172Zn64656667686970Cu6364656670Ni6263646533343536373839404142

紅巨星中由慢中子捕獲反應(yīng)合成核素示意圖（據(jù)柴之芳，1998）。藍(lán)色部分為穩(wěn)定同位素，其余為放射性同位素質(zhì)子數(shù)Z中子數(shù)N747677As7576Ge707172734.太陽系元素豐度規(guī)律把太陽系元素豐度的數(shù)值取對數(shù)lgC作縱坐標(biāo)，原子序數(shù)Z作橫坐標(biāo)。

①H和He是豐度最高的兩種元素，其原子數(shù)幾乎占太陽中全部原子數(shù)目的98％②原子序數(shù)較低的范圍內(nèi)（Z<45），元素豐度隨原子序數(shù)增大呈指數(shù)遞減，而（Z＞45）各元素豐度值很相近。4.太陽系元素豐度規(guī)律把太陽系元素豐度的數(shù)值取對數(shù)lgC作③質(zhì)量數(shù)為4的倍數(shù)的核素或同位素具有較高豐度。④原子序數(shù)為偶數(shù)的元素其豐度大大高于相鄰原子序數(shù)為奇數(shù)的元素。⑤

Li、Be和B具有很低的豐度，屬于強(qiáng)虧損的元素，而O和Fe呈現(xiàn)明顯的峰，它們是過剩元素。③質(zhì)量數(shù)為4的倍數(shù)的核素或同位素具有較高豐度。④原子序通過對上述規(guī)律的分析，人們認(rèn)識到在元素豐度與原子結(jié)構(gòu)及元素形成的整個過程有著一定的關(guān)系。

①與元素的原子結(jié)構(gòu)有關(guān)具有最穩(wěn)定原子核的元素一般分布最廣。②與元素形成的整個過程有關(guān)在太陽系中Li、Be和B等元素豐度偏低的原因可能是恒星熱核反應(yīng)過程中被消耗掉了。通過對上述規(guī)律的分析，人們認(rèn)識到在元素豐度與原子結(jié)構(gòu)及元素形太陽的質(zhì)量占太陽系總質(zhì)量的99．865％，是太陽系所有行星質(zhì)量總和的745倍。2.2.1.太陽的化學(xué)成分太陽的質(zhì)量占太陽系總質(zhì)量的99．865％，是太陽系所有行星質(zhì)2.2.2隕石的類型和化學(xué)組成隕石是從星際空間降落到地球表面上來的行星物體的碎片。隕石是空間化學(xué)研究的重要對象，具有重要的研究意義：①是認(rèn)識宇宙天體、行星的成分、性質(zhì)及其演化的最易獲取、數(shù)量最大的地外物質(zhì)；②是認(rèn)識地球的組成、內(nèi)部構(gòu)造和起源的主要資料來源；2.2.2隕石的類型和化學(xué)組成隕石是從星際空間降③隕石中的60多種有機(jī)化合物是非生物合成的“前生物物質(zhì)”，對探索生命前期的化學(xué)演化開拓了新的途徑；④可作為某些元素和同位素的標(biāo)準(zhǔn)樣品（稀土元素，鉛、硫同位素）。③隕石中的60多種有機(jī)化合物是非生物合成的“前生物物質(zhì)”圖玄武巖微量元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值（據(jù)SunandMcDonough,1989）圖玄武巖微量元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值（據(jù)SunandMcD1.隕石的類型隕石主要是由鎳-鐵合金、結(jié)晶硅酸鹽或兩者的混合物所組成，隕石有140種礦物，39種地球未發(fā)現(xiàn)。按成份分為三類：1.隕石的類型隕石主要是由鎳-鐵合金、結(jié)晶硅酸鹽或兩者的

1）石隕石（aerolite）：主要由硅酸鹽礦物組成。根據(jù)是否含有球粒硅酸鹽結(jié)構(gòu)，分為球粒隕石和無球粒隕石。

2）鐵隕石（siderite）：主要由金屬Ni,Fe（>90%）和少量其他元素組成（Co,S,P,Cu,Cr,C等）。3）石-鐵隕石（sidrolite）：由數(shù)量上大體相等的Fe－Ni和硅酸鹽礦物組成，是上述兩類隕石的過渡類型。

鐵隕石石隕石鐵隕石石隕石1976年3月8日下午，中國吉林市北郊降落了一次世界上罕見的隕石雨：隕落的巨石穿透凍土層，砸出一個深6.5米、直徑2米多的坑。這塊隕石重1770千克，是至今世界上最大的石隕石，連同收集到的其它隕石，總重量達(dá)2噸以上。1976年3月8日下午，中國吉林市北郊降落了一次世界上罕見的2006年01月25日我國第22次南極科考隕石“大豐收”2006年01月25日我國第22次南極科考隕石“大豐收”納米比亞的Hoba鐵隕石（重60噸）在南極發(fā)現(xiàn)的火星隕石（ALH84001）美國科學(xué)家1996年報(bào)道在這塊火星隕石中發(fā)現(xiàn)了火星生命的跡象。納米比亞的Hoba鐵隕石（重60噸）在南極發(fā)現(xiàn)的火星隕石（A2.隕石的平均化學(xué)成分

隕石的平?jīng)Q化學(xué)成分計(jì)算結(jié)果如下（V.M.Goldschmidt

采用硅酸鹽﹕鎳-鐵﹕隕硫鐵=10