地壳的基础元素散布特点及其在地球演变中的意义[整理版]

地壳的基础元素散布特点及其在地球演变中的意义[整理版] 地壳的基本元素分布特征及其在地球演化中的意义 大洋地壳和大陆地壳是地壳的两大组成部分,也是全球大地构造的两个基本单元。按照地球物理学的概念，地壳是介于地球固态表面 6和莫氏界面(Moho)之间的层壳,由岩石组成,地壳的总面积为510x10平方公里,整个地壳的平均厚度为17公里(1982,Mason),总体积为8×9310立方公里,地壳内岩石的平均密度为2.8克/厘米,因此,整个地壳的 182014质量为24x10吨,也就是24万地克(1地克=10克=10吨)。 无论在洋壳或陆壳内,重量丰度值在千分之一以上(?0.1%)的元素有12种,这些组成洋壳和陆壳的主要元素,分别占洋壳和陆壳质量的99.63%和99.69%(见表) 表中同时列出以全地壳的元素丰度为背景所求得的丰度系数(f)。从这些丰度系数中可以看出: 1.凡是富集(f>1)在洋壳中的元素,绝大多数都是在陆壳中贫化(f<1)的元素(只有少数f=1),反之亦然。 2.富集在洋壳中的主要元素有Fe、Ca、Mg、Ti、Mn和P,富集系数介于1.17一1.54之间,其中以Mg和Mn的f值最大。 3.富集在陆壳中的主要元素有Si、Na和K,富集系数介下1.04以~1.12之间,其中以K的f值最大。 4.在洋壳和陆壳中丰度相似,f值都接近于1,无明显的富集或贫化趋势的主要元素有O和Al。 上述的丰度特征,同样也适用于其余的元素,例如: 1.富集在洋壳中的元素还有:Se、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Pd、Ag、Cd、In、Sb、Re、Pt、Au、Hg、Bi等。富集系数介于1.06~2.07之间,其中以Hg的f值最小，Pt的f值最大。富集在洋壳中的元素,几乎全属亲铁(或亲金属相)和亲铜(或亲硫化物相)的元素。 2.富集在陆壳中的元素还有:Li、Be、Rb、Y、Zr、Sn、Ba、TR、Hf、Ta、W、TI、Pb、Th、U等。富集系数介于1.03~1.49之间,其中以Ba的f值最小,TR的f值最大,富集在陆壳中的元素主要是亲石(或硅酸盐相)的元素。 3.在洋壳和陆壳内丰度相似,f值都接近于1,无明显的富集或贫化趋势的元素还有:Ga、Ge、Sr、Nb等元素。 稀土丰度模式是镧系元索的丰度系数曲线,它以原子序数为横座标,按57到71的顺序排列;以样品/标准的镧系元索各个对应比值为纵座标,常用的座标(或背景)是球粒陨石。 为了显示洋壳和陆壳的化学演化特征,分别采用上地慢(黎彤,1976)和 洋壳为标准,即以洋壳/上地慢和陆壳/洋壳的铜系元素丰度系数作图。 洋壳和陆壳的稀土丰度模式 从图中的稀土丰度模式可以看出,洋壳的模式显然与陆壳的模式不同,前者以La的丰度系数最大为特征,后者则以Ce的丰度系数最大为特征,?并呈现明显的Ce正异常。这反映出两者不同的成因方式。从上地慢演化为洋壳,主要是岩浆分异作用。而从洋壳演化为陆壳,则除岩浆分异作用之外,还有沉积分异作用和变质混合作用的综合叠加。轻镧系元素(La一Gd)和重镧系元素(Tb一Lu)的丰度比值(L/H),从上地慢、洋壳到陆壳也呈递增变化(表)。轻镧系元素丰度增长较重镧系元素丰度快约1倍的特征,在一定程度上反映了地壳的形成和演化，曾遭受过重力作用的影响。 这种元素分布特征显示了地球在演化过程中核、幔、壳在漫长的地质历史中一个渐渐分异的过程，使较轻的元素分布在地球上部，较重的元素分布在核部，以后将会继续朝这个方向演化。 参考文献 黎彤、饶纪龙,论化学元素在地壳及其基本构造单元中的丰度.地质学报45卷,l期,82一91页;1966,seientiasiniea,vol.Xv,No.2,P.258--272; 1970,IntemateonalGeologyReview,v.12,No.7,P.778一786. 黎彤 化学元素的地球丰度,地球化学,3期,167一174页。 黎彤 元索丰度的应用,地质与勘探,6期1一6页及18页。 黎彤、郭范 元素丰度表(1,2),地质与勘探编辑部出版。