宇宙和地球中元素的分布與分配

宇宙和地球中元素的分布與分配第一頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日第一章宇宙和地球的元素組成第一節(jié)基本概念

第二節(jié)宇宙中元素的組成第三節(jié)月球的元素組成第四節(jié)隕石的化學(xué)成分及其分類(lèi)第五節(jié)地球的元素組成

第二頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)基本概念

地球化學(xué)體系

元素的分布元素的分配元素的豐度元素豐度的研究意義第三頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日1.地球化學(xué)體系體系和環(huán)境：

在熱力學(xué)中，把研究對(duì)象稱(chēng)為體系，而與體系有內(nèi)在聯(lián)系的周?chē)糠址Q(chēng)為環(huán)境。體系的性質(zhì)即狀態(tài)有廣度性質(zhì)和強(qiáng)度性質(zhì)之分。前者具有加和性，例如體系的V，n等。后者不具有加和性，例如T，P。在地球化學(xué)研究中，把所研究對(duì)象稱(chēng)為一個(gè)地球化學(xué)體系，每個(gè)地球化學(xué)體系都有一定的空間，都處于特定的物理化學(xué)狀態(tài)，并且有一定的時(shí)間連續(xù)。第四頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日2.分布與分配的概念

分布指元素在各種宇宙體或地質(zhì)體中（太陽(yáng)、行星、隕石、地球、地圈、地殼）整體（母體）的含量；而分配則指元素在構(gòu)成該宇宙體或地質(zhì)體內(nèi)各個(gè)部分或各區(qū)段（子體）中的含量。二者既有聯(lián)系又有區(qū)別，而且是一個(gè)相對(duì)的概念?；瘜W(xué)元素在地球中的分布，也就是元素在地球（母體）中的各層圈（子體）分配的總和。而元素在構(gòu)成地殼的各構(gòu)造層及各類(lèi)型巖石中的分布，則又是元素在地殼（母體）中各子體中分配。第五頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日元素在地殼中的原始分布受控于：

元素的起源元素的質(zhì)量原子核的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)地球演化過(guò)程中的熱核反應(yīng)第六頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日元素在地殼中各圈層的分配受控于：地質(zhì)作用中元素的遷移元素的化學(xué)反應(yīng)元素電子殼層結(jié)構(gòu)及其地球化學(xué)性質(zhì)第七頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日3.豐度的概念

豐度是指化學(xué)元素在地球化學(xué)系統(tǒng)（太陽(yáng)、行星、隕石、地球、地圈、地殼）中的平均分布量。自然體系中不同級(jí)別、不同規(guī)模的宇宙體或地質(zhì)體中（如太陽(yáng)系、行星、隕石、地球、地殼、各地圈）元素的平均含量就相應(yīng)的稱(chēng)為元素的宇宙豐度、地球豐度、地殼豐度，各種巖石的元素豐度等。豐度的表示方法：常量元素常用重量%表示，微量元素常用百萬(wàn)分之一（ppm，10-6）和十億分之一（ppb，10-9）表示。第八頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日4.豐度的研究意義

豐度是每一個(gè)地球化學(xué)體系的基本數(shù)據(jù)。近代地球化學(xué)正是在探索和了解豐度這一過(guò)程中逐漸形成的。一些重要的地球化學(xué)基本理論問(wèn)題都離不開(kāi)地球化學(xué)體系中元素豐度分布特征和規(guī)律研究。第九頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日宇宙是由數(shù)不清的超星系團(tuán)和星系團(tuán)組成的，每個(gè)星系團(tuán)都包含了難以計(jì)數(shù)的星系（如銀河系），而1個(gè)星系通常擁有成千上萬(wàn)億顆恒星，銀河系就是由1000多億顆像太陽(yáng)這樣的恒星組成的。宇宙學(xué)原理表明，在宇觀尺度上，三維空間在任何時(shí)刻都是均勻各向同性的.第二節(jié)宇宙（太陽(yáng)系）的化學(xué)組成第十頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日地球的特殊性不僅在于其擁有生命，而且在于其經(jīng)歷了高度的化學(xué)分異，形成了清晰的層狀結(jié)構(gòu)。因而，人類(lèi)可以直接觀察的地球表層（地殼）的物質(zhì)組成不同于整個(gè)地球乃至全部太陽(yáng)系的化學(xué)成分。于是，我們通過(guò)分析隕石和月球的樣品，遙測(cè)行星和太陽(yáng)大氣的成分，從中獲得關(guān)于太陽(yáng)系組成的知識(shí)。本章首先介紹宇宙的成因和化學(xué)元素起源的假說(shuō)，然后分別討論太陽(yáng)系、地球、月球和隕石的化學(xué)組成問(wèn)題。

第二節(jié)宇宙（太陽(yáng)系）的化學(xué)組成第十一頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)宇宙（太陽(yáng)系）的化學(xué)組成二、化學(xué)元素的起源三、元素在宇宙中的豐度一、現(xiàn)代宇宙成因假說(shuō)第十二頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日2.1 宇宙的成因一、現(xiàn)代宇宙成因假說(shuō)宇宙是如何形成和演化的問(wèn)題一直激勵(lì)著科學(xué)家甚至哲學(xué)家去思考和探索。人們構(gòu)造了各種各樣的宇宙成因模型試圖對(duì)宇宙的結(jié)構(gòu)及其歷史作出描述?！坝钪娲蟊ā奔僬f(shuō)就是目前最為流行的模型之一。該模型由于得到了許多觀測(cè)結(jié)果的支持而受到越來(lái)越多的科學(xué)家承認(rèn)，并被稱(chēng)為現(xiàn)代宇宙成因假說(shuō)。

第十三頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日2.1宇宙的成因一、現(xiàn)代宇宙成因假說(shuō)

“宇宙大爆炸”假說(shuō)是由美國(guó)天體物理學(xué)家加莫夫最先提出的（Gamow,1952）。該假說(shuō)認(rèn)為，大約在150億年以前，所有的天體物質(zhì)都集中在一起，密度極大，溫度極高，被稱(chēng)為原始火球。這個(gè)時(shí)期的天空中，沒(méi)有恒星和星系，只是充滿(mǎn)了輻射。后來(lái)由于某種未知的原因，原始火球發(fā)生了大爆炸，組成火球的物質(zhì)飛散到四面八方，隨著物質(zhì)的膨脹和冷卻，宇宙開(kāi)始了自身的演化歷史。第十四頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日第十五頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日

表1-1宇宙發(fā)展簡(jiǎn)史時(shí)間（s）溫度（K） 事件10-43 1032 宇宙的開(kāi)端10-33 1027 產(chǎn)生量子不對(duì)稱(chēng)，物質(zhì)與反物質(zhì)不等量10-6 1013 夸克結(jié)合成質(zhì)子和中子等強(qiáng)子102109 輕原子核形成1012約4000K 中性原子形成1016 星系開(kāi)始形成10172.7K 今天的宇宙背景光子輻射第十六頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日2.1 宇宙的成因“宇宙大爆炸”假說(shuō)最直接的證據(jù)來(lái)自于對(duì)宇宙膨脹假說(shuō)的證實(shí)：

1929年，美國(guó)著名天文學(xué)家埃德溫·哈勃（EdwinHubble）在威爾遜山天文臺(tái)利用當(dāng)時(shí)世界上最大的2.5m反射望遠(yuǎn)鏡測(cè)量了仙女星座18個(gè)星系的運(yùn)動(dòng)速度以及這些星系到地球的距離。結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有這些星系的光譜都有紅移現(xiàn)象，第十七頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日2.1 宇宙的成因他認(rèn)識(shí)到這些紅移現(xiàn)象可能正是一種多譜勒效應(yīng)：遠(yuǎn)離我們而去的光源發(fā)出的光，我們收到時(shí)會(huì)感到其頻率降低，波長(zhǎng)變長(zhǎng)，并出現(xiàn)光譜線紅移即光譜線向長(zhǎng)波方向移動(dòng)的現(xiàn)象。這如同遠(yuǎn)離我們而去的列車(chē)發(fā)出的汽笛聲，我們聽(tīng)到時(shí)會(huì)感到其頻率降低，音調(diào)變低的現(xiàn)象一樣。第十八頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日2.1 宇宙的成因由此，他認(rèn)為紅移反映了這些星系相對(duì)于地球正在退行，與地球的距離正在增加。根據(jù)多譜勒效應(yīng)可以通過(guò)紅移的多少計(jì)算這些星系退行的速度：

λ1/λ=1+V/C

其中λ1是物體運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)出的光譜波長(zhǎng)，λ是物體靜止時(shí)發(fā)出的波長(zhǎng)，C是光速，V是物體運(yùn)動(dòng)的速度。第十九頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日2.1 宇宙的成因哈勃在獲得各個(gè)星系的退行速度及其到地球的距離之后意外地發(fā)現(xiàn)在速度和距離之間存在明顯的線性關(guān)系（見(jiàn)圖1-1），即遙遠(yuǎn)星系的退行速度（V）正比于它的距離（D），寫(xiě)成公式為：

V=H

D其中速度的單位是km/秒，距離的單位為106光年（1光年=1×1013km），H稱(chēng)為哈勃常數(shù)（15km/秒/106光年），整個(gè)關(guān)系式就是著名的哈勃定律。第二十頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日2.1 宇宙的成因按照哈勃定律，所有的河外星系（即除銀河系而外的其它星系）都在遠(yuǎn)離我們，而且離我們?cè)竭h(yuǎn)的河外星系，遠(yuǎn)離得越快。這和宇宙膨脹模型所描述的結(jié)果正好相符。哈勃的發(fā)現(xiàn)使宇宙膨脹假說(shuō)得到了觀測(cè)的支持，為“宇宙大爆炸”假說(shuō)的提出奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第二十一頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日2.1 宇宙的成因“宇宙大爆炸”假說(shuō)之所以得到科學(xué)家的廣泛接受還要?dú)w功于兩位美國(guó)科學(xué)家彭齊亞斯和威爾遜的杰出工作——他們?cè)?965年發(fā)現(xiàn)了彌漫在全天空的微波背景輻射（PengziasandWilson,1965）。大爆炸理論認(rèn)為，原始火球在大爆炸后所發(fā)出的強(qiáng)烈光輝會(huì)隨著宇宙的膨脹而日益暗淡下來(lái)。這相當(dāng)于隨著宇宙空間的增大，單位體積內(nèi)所含的光子數(shù)會(huì)越來(lái)越少，即背景輻射的溫度會(huì)越來(lái)越低，加莫夫預(yù)測(cè)至今這一溫度應(yīng)低到5K了?？墒窃鯓硬拍軝z測(cè)到這一背景輻射呢？第二十二頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日2.1 宇宙的成因1964年，美國(guó)貝爾電話(huà)實(shí)驗(yàn)室的工程師彭齊亞斯和威爾遜利用一架精密的射電望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行對(duì)天觀測(cè)，結(jié)果他們?cè)?.35cm波長(zhǎng)上發(fā)現(xiàn)一種具有獨(dú)特性質(zhì)的極強(qiáng)的無(wú)線電噪聲。一般情況下，用天線接受到的是來(lái)自天線的無(wú)線電信號(hào)，而不是這種噪聲。當(dāng)時(shí)似乎所有方向都能接受到這種波長(zhǎng)為7.35cm的噪聲，相當(dāng)于溫度為3K物體輻射的射線。這一現(xiàn)象曾使他們百思不得其解。后來(lái)在普林斯頓大學(xué)迪克（R.H.Dicke）教授的幫助下他們認(rèn)識(shí)到這正是加莫夫所預(yù)期的宇宙微波背景輻射溫度，于是他們?cè)?965年正式發(fā)表了這一重要發(fā)現(xiàn)，并因而在1978年兩人共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。第二十三頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日2.2 化學(xué)元素的起源二、化學(xué)元素的起源三、元素在宇宙中的豐度一、現(xiàn)代宇宙成因假說(shuō)第二十四頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日二、化學(xué)元素的起源在大爆炸之初，宇宙中化學(xué)元素的種類(lèi)極為單一：主要由氫原子和少量的氦原子所組成，其它元素都形成在恒星演化的各個(gè)階段。這是因?yàn)楹阈菑脑氐暮朔磻?yīng)中獲得輻射能以維持其演化，而元素的核反應(yīng)類(lèi)型又取決于恒星的演化程度及其所能提供的反應(yīng)溫度。因此?；瘜W(xué)元素的起源假說(shuō)被稱(chēng)之為“恒星合成元素”假說(shuō)。

第二十五頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日“恒星合成元素”假說(shuō)概括了元素合成過(guò)程的3種類(lèi)型:1.氫核聚變反應(yīng):主星序階段的所有恒星都是通過(guò)氫核聚變反應(yīng)獲得能量的，核反應(yīng)的產(chǎn)物是元素氦。2.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(shí)恒星內(nèi)部收縮，溫度升高到100×106K，氦核聚變開(kāi)始。3.中子捕獲反應(yīng):中子捕獲反應(yīng)是恒星演化到最晚階段才開(kāi)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。第二十六頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日二、化學(xué)元素的起源三、元素在宇宙中的豐度一、現(xiàn)代宇宙成因假說(shuō)第二十七頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日三、元素在宇宙中的豐度宇宙中化學(xué)元素的組成和豐度是對(duì)宇宙成因理論和元素起源假說(shuō)的檢驗(yàn)，確定元素在宇宙中的豐度是地球化學(xué)和宇宙化學(xué)研究的重要任務(wù)之一。宇宙學(xué)原理表明宇宙是均勻的和各向同性的，宇宙各部分的化學(xué)組成是統(tǒng)一的。根據(jù)這一原理，人們通常用太陽(yáng)系平均化學(xué)成分來(lái)表示宇宙中元素的豐度。第二十八頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日確定太陽(yáng)系元素豐度的途徑是：（1）對(duì)太陽(yáng)及其他星體輻射的光譜進(jìn)行定性、定量測(cè)定；（2）直接測(cè)定地球巖石、月球巖石和各類(lèi)隕石；（3）利用宇宙飛行器對(duì)臨近地球的星體進(jìn)行觀察和測(cè)定；（4）分析測(cè)定氣體星云、星際物質(zhì)和宇宙線組成。第二十九頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日太陽(yáng)及行星的性質(zhì)

太陽(yáng)系由太陽(yáng)、行星、行星物體（宇宙塵、彗星、小行星）和衛(wèi)星所組成，其中太陽(yáng)集中了整個(gè)太陽(yáng)系99.8%的質(zhì)量。Oursolarsystemconsistsofthesun,nineplanets(andtheirmoons),anasteroidbelt,andmanycometsandmeteors.Thesunisthecenterofoursolarsystem;theplanets,over61moons,theasteroids,comets,meteoroidsandotherrocksandgasallorbittheSun.第三十頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日太陽(yáng)及行星的性質(zhì)第三十一頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日太陽(yáng)系由太陽(yáng)、行星、行星物體（宇宙塵、彗星、小行星）和衛(wèi)星所組成，其中太陽(yáng)集中了整個(gè)太陽(yáng)系99.8%的質(zhì)量。

*接近太陽(yáng)的較小的內(nèi)行星-水星、金星、地球、火星，也稱(chēng)類(lèi)地行星；

*遠(yuǎn)離太陽(yáng)的外行星-木星、土星、天王星、海王星和冥王星，也稱(chēng)類(lèi)木行星。

第三十二頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日*

在火星和木星之間存在著數(shù)以兆計(jì)的小行星（小行星帶）。它們的大小相差極大。最大的直徑可達(dá)數(shù)百公里，最小的僅1m。其數(shù)量在1011個(gè)以上。第三十三頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日

Titius-Boderule(1772):0，3，6，12，24…+4;

10TheTerrestrialPlanetsTheJovianplanetsBodySunMercuryVenusEarthMarsJupiterSaturnUranusNeptunePlutoDistance00.390.7211.525.29.219.230.139.5Density1.415.435.255.523.951.330.691.291.642.03Radius1090.380.9510.53119440.18第三十四頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日

化學(xué)元素在太陽(yáng)系中的分布特點(diǎn)主要表現(xiàn)為：內(nèi)行星體積小、密度大，主要元素是Fe,Si,Mg等非揮發(fā)性元素；外行星體積大、密度小，主要是H，He等揮發(fā)性元素。第三十五頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日三、元素在宇宙中的豐度太陽(yáng)系平均化學(xué)成分或元素宇宙豐度的確定主要依據(jù)兩類(lèi)數(shù)據(jù)。一是根據(jù)太陽(yáng)光譜資料確定太陽(yáng)系中揮發(fā)性元素含量。

目前已知太陽(yáng)中存在有85種化學(xué)元素。由于太陽(yáng)表面溫度極高，這些元素的原子都處于激發(fā)狀態(tài)，并不斷地輻射出各自的特征光譜。太陽(yáng)光譜的譜線數(shù)目和波長(zhǎng)主要取決于太陽(yáng)表層中所存在的元素種類(lèi)，而這些譜線的亮度則主要取決于元素的相對(duì)豐度。因此，通過(guò)測(cè)定太陽(yáng)光譜中不同波長(zhǎng)譜線強(qiáng)度，就可得到太陽(yáng)表層元素的豐度。氫和氦是太陽(yáng)大氣中最主要成分，這兩種元素的原子幾乎占了太陽(yáng)中全部原子數(shù)目的98%。第三十六頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日三、元素在宇宙中的豐度

二是根據(jù)球粒隕石的化學(xué)組成確定太陽(yáng)系中非揮發(fā)性元素的組成和含量。

球粒隕石主要由硅酸鹽礦物組成，含有細(xì)小的圓形球粒，稱(chēng)作隕石球粒。這些球粒是在非平衡條件下，從熱的、低密度和部分電離的氣體中直接凝聚出來(lái)的（Blanderetal.,1969），只有太空才能滿(mǎn)足這樣的條件。因此，球粒隕石可能代表著太陽(yáng)系中各個(gè)行星的原始母質(zhì)，從而成為探索太陽(yáng)系中重元素或非揮發(fā)性元素的寶貴樣品。第三十七頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日三、元素在宇宙中的豐度在獲得上述兩類(lèi)數(shù)據(jù)以后，通常采用太陽(yáng)光譜數(shù)據(jù)確定宇宙中H、He和其它揮發(fā)組分的豐度，并根據(jù)球粒隕石的分析結(jié)果確定宇宙中其它非揮發(fā)性元素的含量，其中分布廣的非揮發(fā)性元素（例如Si）在兩類(lèi)數(shù)據(jù)間的部分重疊被用來(lái)將兩種來(lái)源的資料結(jié)合起來(lái)。第三十八頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日三、元素在宇宙中的豐度按照這一模式，1937年戈?duì)柕滤姑芴鼐幹屏说谝粋€(gè)適用的元素及同位素在宇宙中的豐度表，以后又不斷有新的宇宙中元素豐度表問(wèn)世，比較這些元素的宇宙豐度表,可以看出：①雖然不同作者在計(jì)算方法和數(shù)據(jù)取舍上有所偏頗，但所得結(jié)果卻大同小異。②表中元素豐度值采用的是相對(duì)于106個(gè)Si原子的各個(gè)元素的原子數(shù)，即原子豐度值，選擇Si作為標(biāo)準(zhǔn)是因?yàn)樵撛胤植紡V且揮發(fā)性又小，因而穩(wěn)定性好。③宇宙中元素的分布是極不均一的，其含量差別達(dá)到10個(gè)數(shù)量級(jí)以上；然而又是有規(guī)律可循的。第三十九頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日第四十頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日三、元素在宇宙中的豐度宇宙中元素分布的如下特征規(guī)律：（1） 宇宙中最豐富的元素為H和He。H/He比值為12.5。（2） 原子序數(shù)較低（Z<50）的輕元素隨原子序數(shù)增加呈指數(shù)遞減，而在較重元素范圍內(nèi)（Z>50），不僅元素的豐度低，而且豐度值幾乎不變，即豐度曲線近乎水平。（3） 原子序數(shù)為偶數(shù)的元素其豐度值大大高于原子序數(shù)為奇數(shù)的相鄰元素。（奧多-哈根斯法則）第四十一頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日三、元素在宇宙中的豐度（4） 與He相鄰的元素Li、Be和B具有很低的豐度，按較輕元素的豐度水平它們是非常虧損的元素；O和Fe呈明顯的峰出現(xiàn)在元素豐度曲線上，說(shuō)明它們是過(guò)剩的元素。（5） Tc和Pm沒(méi)有穩(wěn)定性同位素，在宇宙中不存在；原子序數(shù)大于83（Bi）的元素也沒(méi)有穩(wěn)定同位素，它們都是Th和U的長(zhǎng)壽命放射成因同位素。在豐度曲線上這些元素的位置空缺。（6） 質(zhì)量數(shù)為4的倍數(shù)的核素或同位素具有較高的豐度，如4He、16O、40Ca、56Fe和140Ce等。第四十二頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日三、元素在宇宙中的豐度通過(guò)對(duì)這些規(guī)律的分析，人們逐漸認(rèn)識(shí)到宇宙中元素豐度的分布與元素的化學(xué)性質(zhì)無(wú)關(guān)，而主要受原子核的結(jié)構(gòu)控制。原子核由質(zhì)子和中子組成，其間既有核力（結(jié)合力）又有庫(kù)侖斥力，當(dāng)中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)比例適當(dāng)時(shí)，核較穩(wěn)定，而具有穩(wěn)定核結(jié)構(gòu)的元素一般分布較廣。原子序數(shù)低的輕核容易達(dá)到質(zhì)子和中子數(shù)的平衡，例如16O

、24Mg、28Si、40Ca的原子核中具有中子/質(zhì)子=1，核最穩(wěn)定，因此這些元素具有較大的宇宙豐度。第四十三頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日三、元素在宇宙中的豐度隨著原子序數(shù)的增加，核內(nèi)中子數(shù)的增加速度往往大于質(zhì)子數(shù)，原子核趨于不穩(wěn)定，故而元素和同位素的豐度降低。偶數(shù)元素的原子核內(nèi)，核子傾向成對(duì)，根據(jù)量子力學(xué)計(jì)算，此時(shí)原子核能降低，核穩(wěn)定性增大，因而這種元素在自然界中的分布較廣。

第四十四頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日三、元素在宇宙中的豐度此外元素的恒星合成過(guò)程也決定了元素的豐度大小。例如Li、Be、B作為氫燃燒的一部分而轉(zhuǎn)換成He，造成了宇宙中這部分元素的虧損。又如O和Fe的豐度異常地高是因?yàn)檫@兩種元素是氦燃燒的穩(wěn)定產(chǎn)物。

第四十五頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日一、月球的主要巖石類(lèi)型二、月球的化學(xué)組成三、月球和地球若干特征對(duì)比第三節(jié)月球的組成第四十六頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日過(guò)去人們僅能夠從恒星和行星的電磁輻射以及隕石的組成資料來(lái)了解地球以外的天體。1969年7月美國(guó)“阿波羅”11號(hào)載人飛船首次登月成功，開(kāi)始了人類(lèi)對(duì)地球的衛(wèi)星——月球表面的物質(zhì)組成和物理性質(zhì)進(jìn)行直接研究的時(shí)期。從1969年7月到1972年12月，美國(guó)共實(shí)現(xiàn)了6次人類(lèi)登月活動(dòng)，有12名宇航員到達(dá)月面考察，考察時(shí)間達(dá)22個(gè)多小時(shí)，共帶回月面巖石和月壤樣品470多千克。這項(xiàng)偉大的工程積累了有關(guān)月球的許多珍貴資料（中科院貴陽(yáng)地球化學(xué)研究所，1977；Anderson,1973;Cameron,1978;Toksozetal.,1972），對(duì)探討太陽(yáng)系的起源和地球的演化歷史都有重要的參考價(jià)值。第三節(jié) 月球的組成第四十七頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日在經(jīng)歷了十八年的平靜之后，美國(guó)1994年成功地發(fā)射了Clementine號(hào)月球探測(cè)器，并于次年提出了面向21世紀(jì)的全新而完整的探月計(jì)劃。緊接著俄羅斯、歐洲空間局、日本和印度也制定了各自的月球探測(cè)計(jì)劃并付諸實(shí)施。這一切標(biāo)志著月球探測(cè)的新高潮已經(jīng)開(kāi)始（歐陽(yáng)自遠(yuǎn)等，2003）。

第三節(jié) 月球的組成第四十八頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日月壤中3He的平均含量為3×10－9～4×10－9，資源總量可達(dá)100～500萬(wàn)t，是目前已知地球上3He資源量（10～20t）的10～50萬(wàn)倍。建設(shè)一個(gè)50MW的D－3He核聚變發(fā)電站，每年約消耗3He50kg，以1992年全球用電量計(jì)算，如果全部使用D－3He發(fā)電，則需約100t3He原料，也就是說(shuō)，月壤中的3He儲(chǔ)量可供地球發(fā)電1～5萬(wàn)a（歐陽(yáng)自遠(yuǎn)等，2003）。勿庸置疑，開(kāi)發(fā)月壤中豐富的3He對(duì)人類(lèi)未來(lái)能源的可持續(xù)利用具有重要意義。

第三節(jié) 月球的組成第四十九頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日一、月球的主要巖石類(lèi)型：根據(jù)對(duì)月巖、月壤和月塵樣品的研究，構(gòu)成月球表面（月殼）的巖石存在三種主要類(lèi)型：一類(lèi)是與地球上大洋型拉斑玄武巖相近的月海玄武巖，但與地球上的拉斑玄武巖不同的是，月巖的拉斑玄武巖中富含TiO2和FeO，它主要分布在月球表面相對(duì)低洼的廣闊的“月?！钡貐^(qū)。同位素年齡大多數(shù)在31.5到38.5億年之間。月海玄武巖現(xiàn)認(rèn)為是由月球內(nèi)部富鈦、鐵和貧斜長(zhǎng)石的區(qū)域因放射性加熱而部分熔融產(chǎn)生的，不是月殼原始分異的產(chǎn)物。三、月球的組成第五十頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日一、月球的主要巖石類(lèi)型：第二類(lèi)是富含放射性元素及難熔微量元素的非月海玄武巖。它是一種富斜長(zhǎng)石的玄武巖，內(nèi)中斜長(zhǎng)石的含量較月海玄武巖為高，但鐵鎂礦物和不透明礦物的含量則比月海玄武巖為低。其中有一種特殊的巖石類(lèi)型，由于它含有較高的鉀（K）、稀土元素（REE）及磷酸鹽（P），故命名為克里普巖（KREEP）?？死锲諑r的化學(xué)成分本質(zhì)上是玄武巖，但U、Th、Rb、Sr、Ba及稀土的含量比月海玄武巖高。非月海玄武巖一般認(rèn)為是由富斜長(zhǎng)石的巖石部分熔融而產(chǎn)生的。三、月球的組成第五十一頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日一、月球的主要巖石類(lèi)型：第三類(lèi)是富鋁的高地斜長(zhǎng)巖，其中含有70%的斜長(zhǎng)輝長(zhǎng)巖，它是組成月球臺(tái)地或高地的巖石，也是月球上保存下來(lái)最老的臺(tái)地單元。富鋁的斜長(zhǎng)巖現(xiàn)認(rèn)為是巖漿分離作用的產(chǎn)物。其化學(xué)特征最顯著的是Al2O3含量較高（19.1~36.49%）而TiO2和FeO均較低。三、月球的組成第五十二頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日一、月球的主要巖石類(lèi)型：除上述三種主要月殼巖石類(lèi)型外，在有的樣品中還發(fā)現(xiàn)有化學(xué)成分上非常獨(dú)特的偏酸性巖石，這種巖石明顯的富含SiO2（61%）、K2O（2.0%）、ZrO2（0.3%）、Li（100ppm）、Ba（2150ppm）、Rb（30ppm）、Nb（170ppm）、Th（34ppm）、U（11ppm）、Y（240ppm）、Yb（20ppm）。但是到目前為止，在月球上尚未發(fā)現(xiàn)大的花崗巖體。三、月球的組成第五十三頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日二、月球的化學(xué)組成

對(duì)月球表面不同地區(qū)所采取的月壤及月塵樣品的研究表明，月壤主要由晶質(zhì)的巖石碎塊、玻璃及顯微角礫巖組成；月塵主要由輝石、斜長(zhǎng)石、橄欖巖及鈦鐵礦組成，含少量的鱗石英、方英石，隕硫鐵、尖晶石及鎳鐵。即親鐵、親銅、親石和親氣元素。三、月球的組成第五十四頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日AgesoflunarrocksTheoldestrocksareanorthositesinthelunarhighlands(ancientcrust,billionyearsold).Impactbrecciasaremostlyfromthegiantmaria-excavatingimpacts(billionyearsold).Marebasaltthatcoversthemariafloorswasformedbymeltingofthelunarmantle.Thesebasaltsgraduallyfilledthemariaasaseriesoflavaflows(billionyearsold).Volcanicglassisscatteredthroughoutthelunarregolith,althoughfewvolcanoeshavebeenpositivelyidentified.Thisglass(billionyearsold)largelypost-datesthemarebasalts.Since1.3billionyearsagothereisnoevidenceofanygeologicprocessesexceptmeteoriteimpactsandsomemasswastingprocessessuchaslandslides.第五十五頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日二、月球的化學(xué)組成

由于月球上缺少地質(zhì)作用，月壤和月塵實(shí)際上是月表巖石破裂（因隕石撞擊和晝夜溫差等原因）后就近堆積的沉積層，因此，月壤和月塵能夠代表月殼的化學(xué)組成。有意義的是在月球的不同地點(diǎn)所采取的月壤樣品其化學(xué)組成十分相似，其元素組合與地球上元素組合特征也相當(dāng)吻合，可劃為4類(lèi)（見(jiàn)表1-8）：三、月球的組成第五十六頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日三、月球的組成月球物質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的化學(xué)元素親鐵元素親銅元素親石元素親氣元素FeCuNiRuRhPdOsIrPtCuAuMoWReGeAsSbSn(Ga)(Bi)SSeTeFeAgCdHgTlPbBiIn(Mo)LiNaKRbCsBeMgCaSrBaBAlScYLa-LuSiTiZrHfThPVNbTiMnFeOCrUZnGaFClBrIHeNeArKrXeHNC第五十七頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日三、月球的組成如前所述，玄武巖和斜長(zhǎng)巖是月球上發(fā)現(xiàn)的最豐富的2類(lèi)巖石。對(duì)月球玄武巖和月球斜長(zhǎng)巖的常量元素和微量元素分析結(jié)果列在表1-9和表1-10中。從中可見(jiàn)，由于月球上缺少大氣圈，缺少氧化作用，因此所有的Fe都以FeO形式存在。與地球玄武巖相比，月球玄武巖相對(duì)富含F(xiàn)eO、MgO和TiO2而貧含堿金屬；在微量元素方面，月球玄武巖則以富含Cr、Zr、Th、REE等難熔元素為特征。月球斜長(zhǎng)巖的主要組分為SiO2、Al2O3和CaO，其中CaO的含量明顯比地球斜長(zhǎng)巖高，而SiO2、Na2O和K2O的含量則明顯低于地球斜長(zhǎng)巖中的含量。

第五十八頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日三、月球的組成三、月球和地球若干特征對(duì)比

對(duì)月球觀察和自月球表面采回的月巖、月壤標(biāo)本的研究結(jié)果表明：（1)

月球與地球都是太陽(yáng)系的成員，均在距離“原太陽(yáng)”非常相似的距離內(nèi)凝聚形成，二者演化過(guò)程有許多近似之處。但由于形成二者的初始物質(zhì)組成上的差異、體積和密度的不同等原因，也導(dǎo)致它們演化過(guò)程有許多差異。現(xiàn)今月球表面的特征似乎可以比擬作地球發(fā)展的早期階段，因此，月球的研究資料成為了解地球早期（距今31~46億年）階段演化特征的一個(gè)重要方面。第五十九頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日三、月球的組成三、月球和地球若干特征對(duì)比

（2）鑒于目前地球上所發(fā)現(xiàn)的最古老的巖石同位素年齡（37~37.5億年）和月巖的最老的同位素年齡（A-14的樣品為39.5億年是最老的，A-11及A-16的樣品為中等年齡34~37億年）很為接近，同時(shí)，月球演化在距今31億年以來(lái)幾乎處于“停滯”狀態(tài)，如果把月球原始結(jié)晶巖石看作地殼早期形成的巖石的話(huà)，這就說(shuō)明今天地球上存在的花崗巖質(zhì)的大陸型地殼、水圈和大氣圈等，是在地球后來(lái)的演化和發(fā)展過(guò)程中產(chǎn)生的。第六十頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日三、月球的組成三、月球和地球若干特征對(duì)比

（3）從月球表面采回的月巖標(biāo)本無(wú)論在地球化學(xué)特征（巖石的化學(xué)成分和礦物成分、同位素測(cè)定）上，或者是地球物理性質(zhì)（密度、彈性波傳播速度）方面，大體和地球上大洋型玄武巖地殼，或者是地殼的硅鎂層相似，反映了月殼和大洋型地殼相似。月球表面缺失象地球表面廣泛分布的大陸型花崗巖地殼（硅鋁層）。第六十一頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日三、月球的組成三、月球和地球若干特征對(duì)比

（4）月球的現(xiàn)有研究結(jié)果表明，月球和地球由同樣的化學(xué)元素組成，地球中的全部化學(xué)元素在月巖和月壤中都有發(fā)現(xiàn)，但二者的比例不同。地球與月球化學(xué)組成上的差異，無(wú)疑是在后期的化學(xué)分餾和熱變質(zhì)階段產(chǎn)生的。第六十二頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日三、月球的組成三、月球和地球若干特征對(duì)比

（5） 在月球和地球早期，強(qiáng)烈的火山活動(dòng)都比較普遍。月球高地的形成，廣泛分布的月海玄武巖和地球早期產(chǎn)生的中、基性噴出巖后經(jīng)變質(zhì)形成的全球廣泛分布的綠巖系，是地球可以與月球演化進(jìn)行對(duì)比的顯著特征之一。第六十三頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日三、月球的組成三、月球和地球若干特征對(duì)比

（6） 月巖及月壤內(nèi)缺乏水，并幾乎沒(méi)有三價(jià)鐵的存在，證實(shí)了月球表面沒(méi)有水圈和大氣圈，月表接近于真空狀態(tài)。因此，月球不會(huì)象地球上那樣，有分布廣泛的生命活動(dòng)（生物圈）的存在。由于缺乏流水、氧化、生物等作用，月球表面自然地也缺失了這些外營(yíng)力引起的地質(zhì)作用和產(chǎn)物。月巖是基本上保持了原狀而變化不大的“原始巖石”。第六十四頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日三、月球的組成三、月球和地球若干特征對(duì)比

（7） 由于月巖沒(méi)有明顯的磁場(chǎng)，月球可能沒(méi)有金屬月核。但月球內(nèi)部具有類(lèi)似于地球的殼層構(gòu)造。地球物質(zhì)的熔融、分異遠(yuǎn)比月球要充分得多。月球火成巖的熔融溫度因缺水而比地球上的火成巖要高得多，地球內(nèi)部沒(méi)有月球內(nèi)部那樣堅(jiān)固。月球強(qiáng)的還原條件是月球上熔體結(jié)晶作用過(guò)程的特征。地球物質(zhì)的核轉(zhuǎn)變能較月球大得多，因而地球的構(gòu)造-巖漿活動(dòng)比月球規(guī)模大，延續(xù)時(shí)間也較長(zhǎng)。第六十五頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日三、月球的組成三、月球和地球若干特征對(duì)比

（8） 月表所具有的不同于地球的特殊物理—化學(xué)環(huán)境，使試圖通過(guò)對(duì)月球物質(zhì)的研究而在月球上找尋礦床的可能性顯得很小。地球的極其復(fù)雜的內(nèi)、外營(yíng)力地質(zhì)作用，是其形成豐富礦產(chǎn)資源的優(yōu)越條件。這是二者明顯不同之處。第六十六頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日Dustoftheearlysolarnebula.Agreatmanypebbles.Zillionsofboulders.Trillionsofasteroids.Fourinnerplanets.月球起源假說(shuō)第六十七頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日Introductiontolunargeology

ThebasicgeologyoftheMoonhavebeenworkedoutfromtelescopeandsatelliteimagesofthelunarsurface,samplesreturnedbytheU.S.ApolloandSovietLunamissions,fromseismicsensorsleftbyApollomissions,andfrommeasurementsofthephysicalcharacteristicsofthemoonsuchasgravity.Thefollowingsummarizestheconclusions.TheMoon'sdensity,measuredchemistry,andseismicstructureiscompatiblewithalunarmineralogyofmostlypyroxene,olivine,andiron-titaniumoxides,withlittleornoironcore.第六十八頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日TheoverallchemistryoftheMoonismuchliketheEarth'smantle,buttheMoonhasmuchlessofchemicalcomponentsthatarevolatileatmodesttemperatures,includingH2O,CO2,andelementswithlowboilingpointssuchassodium,lead,andarsenic.TheMoon'soldestcrustis4.4billionyearsold,about50kmthickonthenearsideandthickeronthefarside,andiscomposedmostlyofanorthosite(plagioclase-richplutonicrock)andrelatedplagioclase-richrocks.Thisanorthositecrustisthoughttohaveformedbyfloatingofplagioclase第六十九頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日crystalsastheycrystallizedduringcoolingofaglobalmagma"ocean".Thecrusthasbeenheavily"churnedup"bynumerouslargemeteoriteimpactsearlyintheMoon'shistory.TheMoon'smantleislargelycomposedofpyroxene,olivine,andiron-titaniumoxides.Thedeeperpartsofthemantlewerealwaysmostlysolid,whereastheupperpartsofthemantlewereformedbysinkingofdensemineralsduringcoolingandcrystallizationofthemagmaoceanatthesametimethatthecrustformed.第七十頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日Afterthecrusthadformedandthemagmaoceansolidified,severalhugemeteoriteimpactsexcavatedlargebasinsandcreatedlargequantitiesofimpactmeltandbreccia.6.Thelargestlunarimpactbasinsarepartlyfilledwithenormousbasalticlavaflows.These"marebasalts"eruptedoveraperiodofhundredsofmillionsofyears.Thebasaltsformedbymeltingofthedeeplunarmantle.第七十一頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日Volcanicactivitydecreasedwithtime,andevidenceindicatesthatvolcanismceasedatleast1.3billionyearsago.

Impactcrateringcontinuesataslowratetothisday.9.TheMoonisgraduallymovingawayfromEarthastidalfrictiontransfersangularmomentumtotheMoon.Asaresult,Earth's'rotationrateisgraduallyslowingandthedayisgraduallygettinglonger.第七十二頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日SamplesreturnedfromtheMoon:6U.S.Apollolandings382.0kg3U.S.S.R.Lunarobotlanders0.32kg3knownlunarmeteorites0.12kgTotal382.4kg第七十三頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日Soil100kgLooseparticlesonandnearthesurfacethathavebeenexcavatedandthrownaboutbymeteoriteimpacts.Thisismadeofmineralandrockfragments,volcanicglass,impactglass,andfragmentsweldedtogetherwithimpactglass.Breccia133kgAggregatesofrock,soil,andotherbrecciasthatwereweldedtogetherbymeteoriteimpacts.Someofthesehavebeenpartlymeltedbyimpactheating.Basalt80kgDark,fine-grained,iron-andmagnesium-rich,silica-poorvolcanicrockthatmakesupthedarkfloorsofthelargestlunarimpactbasins(maria).Other69kgSmallbrecciaandrockfragments,anorthosite(plagioclase-richplutonicrock),andgabbro(coarse-grainedequivalentofbasalt).Graniteandotherrocktypesareveryrare.Typesofsamplescollected第七十四頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日TherearemanyfewermineralsinlunarrocksthanontheEarth,partlybecauseofthemorelimitedrangeofchemicalcompositionoftheMoon.Theabsenceofwaterandothervolatilesisimportantinlimitingthenumberofmineralstoo.Themostabundantmineralsinthemoonarelistedbelow:第七十五頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日Silicatesplagioclase(feldspar),calcium-richpyroxene(augite,pigeonite),calcium-poorpyroxene(enstatite),olivine.Thesemineralsarefoundinterrestrialrocks,principallyingabbro,basalt,andtheEarth'suppermantle.Quartz,alkalifeldspars,andrelatedmineralsarerare.Oxidesilmenite(FeTiO3),ülvospinel(TiFe2O4),chromite(FeCr2O4),andferropseudobrookite(FeTi2O5).Thesemineralsarefoundinmanyterrestrialrocks,althoughthelatterthreeonlyinbasalt,gabbro,theEarth'smantle,andrelatedrocks.Sulfidestroilite(FeS).ThismineralisextremelyrareontheEarth.MetalsFe.IronisextremelyrareontheEarth(exceptinthecore).Mineralsinlunarsamples第七十六頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日

第四節(jié)隕石的化學(xué)成分及其分類(lèi)

Mostpeoplearefamiliarwiththeterm"shootingstar,"butfewknowitsimportance.Actually,itisnotastarshootingacrossthesky,butasmallpieceofsolidmattercalledameteoroidcollidingwiththeatmosphere.AsthemeteoroidenterstheEarth'satmosphere,thefrictioncreatedbyitsincomingvelocitycausesitssurfacetoheatup,andthebrilliantflashoflightrecordsthepassageofameteor.第七十七頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日

第四節(jié)隕石的化學(xué)成分及其分類(lèi)隕石(Meteorite)是從星際空間降落到地球表面上來(lái)的太陽(yáng)系碎片，主要來(lái)源于位于火星和木星之間的小行星帶。每天落到地球上的隕石平均重量在1000至10000噸之間，但大部分落在占地表2/3的海洋里，一部分落在人煙稀少的沙漠、森林和山區(qū)，僅有少數(shù)的隕石才有機(jī)會(huì)被人們發(fā)現(xiàn)。隕石的研究已有幾百年的歷史，近幾十年來(lái)發(fā)展尤為迅速?，F(xiàn)在，人們對(duì)隕石的類(lèi)型、組成及其演化途徑已經(jīng)有了比較統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，并且通過(guò)隕石的研究對(duì)太陽(yáng)系的早期歷史有了更加清楚的了解。隕石學(xué)已經(jīng)構(gòu)成了天文學(xué)和地質(zhì)學(xué)之間的一門(mén)重要的交叉學(xué)科。

第七十八頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日MarsMeteorite第七十九頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日MarsMeteorite第八十頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日

第四節(jié)隕石的化學(xué)成分及其分類(lèi)二、隕石的類(lèi)型

三、隕石的平均化學(xué)成分

四、隕石的演化歷史

一、隕石的研究意義

第八十一頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日

第四節(jié)隕石的化學(xué)成分及其分類(lèi)一、隕石的研究意義

隕石的化學(xué)成分是估計(jì)太陽(yáng)系元素豐度以及地球整體和地球內(nèi)部化學(xué)組成最有價(jià)值的依據(jù)：（1）隕石是認(rèn)識(shí)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）隕石是認(rèn)識(shí)地球的組成、內(nèi)部構(gòu)造和起源的主要資料來(lái)源。（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(duì)探索生命前期的化學(xué)演化開(kāi)拓了新的途徑；（4）隕石可作為某些元素和同位素的標(biāo)準(zhǔn)樣品。第八十二頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日

第四節(jié)隕石的化學(xué)成分及其分類(lèi)二、隕石的類(lèi)型

（1）鐵隕石

主要由金屬鎳-鐵（占98%）和少量的其它礦物組成。（2）石隕石

主要由硅酸鹽礦物所組成。這類(lèi)隕石又可分為兩個(gè)亞類(lèi)，即決定于它們是否含有細(xì)小而大致等粒的球狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)而進(jìn)一步分之為：①球粒隕石；②無(wú)球粒隕石。這類(lèi)隕石大多數(shù)是石質(zhì)隕石，很少量而特殊的是碳質(zhì)隕石。（3）鐵石隕石由數(shù)量大體相等的鎳-鐵和硅酸鹽礦物組成，是上述兩類(lèi)隕石之間的過(guò)渡類(lèi)型。第八十三頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日

第四節(jié)隕石的化學(xué)成分及其分類(lèi)

ClassificationofMeteoritesMeteoritesareclassifiedintothreemaingroupsbecauseoftheirparticularmineralcompositions:irons,stony-irons,andstones.Mineralogically,meteoritesconsistofvaryingamountsofnickel-ironalloys,silicates,sulfides,andseveralotherminorphases.Classificationisthenmadeonthebasisoftheratioofmetaltosilicatepresentinthevariouscompositions.Notwometeoritesarecompletelyalike,andspecificcompositionalandstructuralfeaturesgiveaparticularmeteoriteitsuniqueidentity.第八十四頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日

第四節(jié)隕石的化學(xué)成分及其分類(lèi)鐵隕石：鐵隕石比較稀少，它只占隕石總量的10%，但在地表發(fā)現(xiàn)的隕石中，鐵隕石多于石隕石，原因是鐵隕石較易在土壤中保存，并且易于和地表巖石相區(qū)別。鐵隕石除主要組分鎳-鐵合金外，一般具有副礦物磷鐵鎳鈷礦[(Fe,Ni,Co)3P]、隕硫鐵（FeS）、鎳碳鐵礦（Fe3C）以及石墨。附屬副礦物如隕輝鉻礦（FeCr2S4）則較少見(jiàn)。這些副礦物呈小圓塊散布在金屬中。金屬通常呈一種特殊結(jié)構(gòu)，稱(chēng)維德曼斯德特蝕象（Widmanstetterfigure）。這種結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為一種鎳-鐵合金的薄層在一種富鎳的基質(zhì)（鎳鐵石）內(nèi)互相間生，它是一種合金在高溫時(shí)緩慢地結(jié)晶的標(biāo)志.第八十五頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日

第四節(jié)隕石的化學(xué)成分及其分類(lèi)石隕石：石隕石中的球粒隕石之所以得名，如上所述，是因?yàn)橛须E石球粒的存在，它們是由橄欖石或輝石所組成的小球體，有時(shí)也有玻璃。無(wú)球粒隕石中則沒(méi)有球粒結(jié)構(gòu)。除了結(jié)構(gòu)上的區(qū)別以外，它們?cè)诔煞稚弦脖憩F(xiàn)差異。球粒隕石的平均礦物成分大致是：鎳-鐵12%、橄欖石46%、紫蘇輝石21%、透輝石4%、斜長(zhǎng)石11%；無(wú)球粒隕石的平均礦物成分大致是：鎳-鐵1%、橄欖石9%、紫蘇輝石50%、透輝石12%、斜長(zhǎng)石25%。在石隕石中，球粒隕石所占的比例遠(yuǎn)較無(wú)球粒隕石要多，占全部隕石的90%以上。

第八十六頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日隕石球粒第八十七頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日隕石球粒第八十八頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日隕石球粒第八十九頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日三、隕石的平均化學(xué)成分

大量的隕石組分的分析資料表明，隕石中最廣泛分布的化學(xué)元素為：O、Fe、Si、Mg、Ni、S、Al、Ca等。其比值取決于隕石的礦物成分。三種基本類(lèi)型的隕石之間，在化學(xué)成分上是有著很大差異的。因此，在計(jì)算隕石的平均化學(xué)成分時(shí)，必須解決下面兩個(gè)問(wèn)題：首先，要了解各種隕石的平均化學(xué)成分。現(xiàn)在人們已經(jīng)積累了對(duì)隕石化學(xué)分析的許多實(shí)際資料，所以這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)基本解決。第九十頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日

三、隕石的平均化學(xué)成分

其次，要知道各種類(lèi)型隕石數(shù)量的比例。這個(gè)問(wèn)題到目前為止，還未經(jīng)過(guò)確切研究和最后解決，因而不同研究者在計(jì)算隕石化學(xué)成分時(shí)所采用的比例并不一致。對(duì)隕石的化學(xué)組成研究表明，地球上已知的化學(xué)元素在隕石中均有發(fā)現(xiàn)。盡管隕石和地球在體積上相差懸殊，但在物質(zhì)上具有宇宙天體的共性，充分說(shuō)明隕石與地球物質(zhì)來(lái)源的同源性。第九十一頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日

四、隕石的演化歷史：

目前，世界各地已測(cè)定了數(shù)百個(gè)隕石的年齡。一個(gè)重要的結(jié)果是，由石隕石、鐵隕石以及地球物質(zhì)中所得到的鉛，全都位于一條共同的等時(shí)線上。這說(shuō)明它們幾乎是在同一時(shí)間形成的。利用鉛同位素求得隕石的年齡為（45.5±0.7）億年。鉛法測(cè)出的隕石年齡被認(rèn)為是隕石形成封閉體系以后的年齡，通常稱(chēng)為固化年齡。第九十二頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日

四、隕石的演化歷史：

此外，利用Rb-Sr法也測(cè)出了隕石的固化年齡，其測(cè)定結(jié)果幾乎全部為44～47億a，平均為（45±2.6）億年。利用K-Ar法測(cè)得的年齡數(shù)據(jù)略低些，多數(shù)集中在45億a，這是由于隕石固化后氬逸失所引起的?？梢?jiàn)隕石和月球、地球的年齡都是十分近似的，表明它們都是太陽(yáng)系的成員，形成獨(dú)立的宇宙體的時(shí)期是大致相同的。這個(gè)結(jié)果對(duì)探討宇宙體的形成、發(fā)展是很有意義的。第九十三頁(yè)，共一百零七頁(yè)，2022年，8月28日一、地球的成因二