《主量元素地球化學(xué)》課件

主量元素地球化學(xué)歡迎來(lái)到主量元素地球化學(xué)課程。我們將探索這些關(guān)鍵元素如何塑造我們的星球，影響地質(zhì)過(guò)程和生命演化。讓我們開(kāi)始這趟激動(dòng)人心的地球化學(xué)之旅吧！by主量元素是什么？定義主量元素是地球巖石圈中含量超過(guò)0.1%的化學(xué)元素。主要成員包括氧(O)、硅(Si)、鋁(Al)、鐵(Fe)、鈣(Ca)、鎂(Mg)、鈉(Na)和鉀(K)。地球化學(xué)意義這些元素主導(dǎo)了地球的化學(xué)組成和地質(zhì)過(guò)程。主量元素對(duì)地球系統(tǒng)的重要性1地殼組成構(gòu)成地殼99%以上的物質(zhì)2礦物形成主導(dǎo)巖石和礦物的形成過(guò)程3地質(zhì)循環(huán)驅(qū)動(dòng)巖石循環(huán)和板塊構(gòu)造4生命過(guò)程支持生物圈的基本元素硅的地球化學(xué)豐度地殼第二豐富元素，占27.7%主要礦物石英、長(zhǎng)石、云母等硅酸鹽礦物地質(zhì)作用火山活動(dòng)、沉積作用中起關(guān)鍵作用鋁的地球化學(xué)地殼分布鋁是地殼中第三豐富的元素，占8.1%。主要以鋁硅酸鹽形式存在，如長(zhǎng)石和粘土礦物。地質(zhì)意義鋁在風(fēng)化過(guò)程中相對(duì)穩(wěn)定，常富集于沉積巖中。鋁土礦是重要的鋁礦床類型。鐵的地球化學(xué)1地殼含量鐵是地殼中第四豐富元素，占5.0%2氧化態(tài)主要以Fe2+和Fe3+形式存在，氧化還原敏感3礦物形式常見(jiàn)礦物包括赤鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦等4地質(zhì)意義鐵的氧化還原狀態(tài)是判斷古環(huán)境的重要指標(biāo)鈣的地球化學(xué)地殼含量鈣是地殼中第五豐富元素，占3.6%主要礦物方解石、石膏、磷灰石等地質(zhì)作用參與碳酸鹽巖形成，影響海洋化學(xué)生物作用是生物骨骼和貝殼的主要成分鎂的地球化學(xué)地殼含量鎂是地殼中第八豐富元素，占2.1%主要礦物橄欖石、輝石、蛇紋石等地質(zhì)意義是超基性巖的主要成分，指示地幔成分環(huán)境作用參與海洋碳循環(huán)，影響全球氣候變化鉀的地球化學(xué)鉀是地殼中第七豐富元素，占2.6%。主要以長(zhǎng)石、云母等硅酸鹽礦物形式存在。鉀在巖漿分異過(guò)程中富集，是重要的放射性元素。鈉的地球化學(xué)1地殼含量鈉是地殼中第六豐富元素，占2.8%2主要礦物鈉長(zhǎng)石、鈉云母、巖鹽等3地質(zhì)作用參與巖漿演化和蒸發(fā)巖形成4環(huán)境意義影響水體鹽度，指示古氣候變化主量元素在巖石中的分布花崗巖富含Si、Al、K，Ca、Fe、Mg含量相對(duì)較低玄武巖富含F(xiàn)e、Mg、Ca，Si、Al含量相對(duì)較低橄欖巖極富Mg、Fe，Si含量適中，Al、Ca、Na、K含量很低主量元素在沉積巖中的分布碎屑巖砂巖富Si，頁(yè)巖富Al、K。風(fēng)化程度影響元素分布。碳酸鹽巖石灰?guī)r富Ca，白云巖富Ca、Mg。反映沉積環(huán)境。蒸發(fā)巖石膏富Ca，巖鹽富Na。指示古氣候條件。主量元素在變質(zhì)巖中的分布1低級(jí)變質(zhì)元素分布接近原巖，開(kāi)始重新分配2中級(jí)變質(zhì)元素明顯遷移，新礦物形成3高級(jí)變質(zhì)元素大規(guī)模重組，形成特征變質(zhì)礦物組合主量元素在火山巖中的分布1流紋巖高Si、Al、K，低Fe、Mg、Ca2安山巖中等Si、Al，F(xiàn)e、Mg、Ca含量適中3玄武巖低Si、Al，高Fe、Mg、Ca主量元素在地球內(nèi)部的分布地殼富集Si、Al、Na、K地幔富集Mg、Fe，Si含量適中地核主要由Fe、Ni組成主量元素在地球表層的分布土壤Si、Al富集，Ca、Mg、K、Na隨淋溶程度變化河流Ca、Na、Mg為主要陽(yáng)離子，反映流域巖性海洋Na、Mg、Ca、K為主要陽(yáng)離子，含量相對(duì)穩(wěn)定大氣主要以氣溶膠形式存在，如硫酸鹽、硝酸鹽主量元素在生物圈中的分布生物圈中主量元素分布受生物類型、生態(tài)環(huán)境和生理功能影響。植物富集K、Ca，動(dòng)物富集Ca、P，微生物富集S、P。主量元素的地球化學(xué)循環(huán)巖漿作用巖漿上升，元素分異風(fēng)化作用巖石分解，元素釋放搬運(yùn)沉積元素遷移，重新分配變質(zhì)作用元素重組，礦物轉(zhuǎn)變主量元素的地球化學(xué)指標(biāo)1CIA指數(shù)化學(xué)風(fēng)化指數(shù)，反映風(fēng)化強(qiáng)度2A-CN-K圖解評(píng)估長(zhǎng)石風(fēng)化程度和黏土礦物形成3Mg#值指示巖漿演化程度和地幔源區(qū)特征4Fe/Mg比反映氧化還原條件和礦物分異主量元素在環(huán)境地質(zhì)中的應(yīng)用污染監(jiān)測(cè)利用主量元素異常識(shí)別工業(yè)污染源。Ca/Mg比用于評(píng)估水體富營(yíng)養(yǎng)化。生態(tài)評(píng)估Na/K比反映土壤鹽堿化程度。Si/Al比指示土壤肥力和植被覆蓋狀況。主量元素在礦產(chǎn)勘探中的應(yīng)用異常識(shí)別利用主量元素異常圈定礦化區(qū)蝕變指示K、Na、Ca變化反映熱液蝕變強(qiáng)度成礦預(yù)測(cè)Fe、Mg比值指示巖漿分異和成礦潛力主量元素在水文地質(zhì)中的應(yīng)用1水質(zhì)類型根據(jù)主量離子組成分類地下水2水巖相互作用利用Ca/Mg、Na/Cl比值判斷水巖反應(yīng)3補(bǔ)給來(lái)源Sr/Ca比值示蹤地下水補(bǔ)給源4混合過(guò)程利用保守元素Na、Cl計(jì)算混合比例主量元素在土壤地化中的應(yīng)用1成土過(guò)程Si/Al比反映黏化作用強(qiáng)度2肥力評(píng)價(jià)Ca、Mg、K含量指示土壤養(yǎng)分狀況3環(huán)境變化Fe、Mn比值反映土壤氧化還原條件4污染診斷Na/K比異常指示工業(yè)污染影響主量元素在大氣地球化學(xué)中的應(yīng)用氣溶膠來(lái)源Ca/Al比值區(qū)分自然和人為源酸雨形成SO42?/NO3?比值指示酸雨主要成因污染傳輸Na/Cl比值示蹤海鹽氣溶膠的長(zhǎng)距離傳輸氣候變化冰芯中Ca2?、Mg2?含量反映古氣候變化主量元素在海洋地球化學(xué)中的應(yīng)用水團(tuán)示蹤利用保守元素Na、Cl識(shí)別不同水團(tuán)生物地球化學(xué)循環(huán)Ca、Si、P參與海洋生物泵過(guò)程熱液活動(dòng)Fe、Mn異常指示海底熱液活動(dòng)主量元素在行星地球化學(xué)中的應(yīng)用1行星形成Fe/Si比反映行星分異程度2大氣演化CO2/N2比指示行星大氣演化歷史3宜居性評(píng)估K、Na、Mg分布影響行星表面水循環(huán)4隕石分類主量元素組成是隕石分類重要依據(jù)主量元素地球化學(xué)的研究方法XRFX射線熒光光譜法，快速無(wú)損分析ICP-OES電感耦合等離子體發(fā)射光譜法，高精度EPMA電子探針微區(qū)分析，微米尺度定量分析主量元素地球化學(xué)的前沿問(wèn)題地幔不均一性探討主量元素分布對(duì)地幔結(jié)構(gòu)的指示意義深部水循環(huán)研究主量元素在地幔含水礦物中的賦存狀態(tài)早期地球演化利用主量元素示蹤早期地殼形成過(guò)程生命起源探索主量元素在前生命化學(xué)演化中的作用主量元素地球化學(xué)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)高精度分析發(fā)展飛秒激光原位分析技術(shù)同位素示蹤利用主量元素穩(wěn)定同位素研