地球的物理成 元素在地球中的分布 口其它 氩氮碳氯钾钠钙铝硫 宇宙太阳系地球地壳水圈生物圈大气圈 口钙铝 其它19% 其它3% 其它15%其它<2%其它<2%其它<0.8%其它0.04% 氦20.9% 复27% 硫19% 钾1.68% 钠1.1% 氩094% 氢772% 氢70% 该、铝22% 钠230% 氯19% 氮0.5% 氧20.94% 镍24% 镁277% 氢10.8% 氢66% 氮7808% 镁127% 钙506% 氧846% 碳394% 硅15.2% 铁58% 氧524% 镍镁硅氧铁氦氢 氧29.5% 铝8% □口■口 铁346% 硅272% 氧452%
元素在地球中的分布 宇 宙 太阳系 地 球 地 壳 水 圈 生物圈 大气圈 其 它 氩 氮 碳 氯 钾 钠 钙 铝 硫 钙 铝 镍 镁 硅 氧 铁 氦 氢 其它1.9％ 其它3％ 其它1.5％ 其它＜2％ 其它＜2％ 其它＜0.8％ 其它0.04％ 氦20.9％ 氦27％ 硫1.9％ 钾1.68％ 钠1.1％ 钙0.3％ 氩0.94％ 氢77.2％ 氢70％ 该、铝2.2％ 钠2.30％ 氯1.9％ 氮0.5％ 氧20.94％ 镍2.4％ 镁2.77％ 氢10.8％ 氢6.6％ 氮78.08％ 镁12.7％ 钙5.06％ 氧84.6％ 碳39.4％ 硅15.2％ 铁5.8％ 氧52.4％ 氧29.5％ 铝8% 铁34.6％ 硅27.2％ 氧45.2％ 地球的物理组成
地球的物理成 元素在地壳中的分布 目前已知的化学元素有108种,在地壳中发现的有92种。化学元素在各个宇 宙体和地球的化学系统(如地球、大气圈、水圈、岩石圈)中的平均含量称 为丰度 19世纪末,美国化学家克拉克(F.W. Clarke,1847-1931)根据采自欧美地 6km范围内的5159个岩石、矿物、土壤、天然水样品的分析数据,于1889 年首次发表了地壳50种元素的平均含量,开创了地球化学研究的先河。后人 为了纪念克拉克的这一创举,便把元素的地壳丰度称为克拉克值,其中把用 重量百分数表示的称为重量克拉克值,用原子百分数表示的称为原子克拉克 值。继克拉克之后,许多学者对克拉克值作乐进一步研究、补充和修改 克拉克值研究表明,地壳中元素分布有如下规律: 不同元素的克拉克值相差悬殊。0、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K等8种元素 (称为八大元素)占地壳总重量的98%以上,其余的80多种元素不足2% 地壳元素的克拉克值大致随其原子序数的增加而递减 地壳中偶数元素的分布量高于奇数元素,且序数相邻的元素之间偶数元素的 分布量一般高于奇数元素 地壳元素在时间和空间上的分配存在不均匀性。某些元素在某个地质历史时 期的某些地带相对富集
元素在地壳中的分布 ➢ 目前已知的化学元素有108种，在地壳中发现的有92种。化学元素在各个宇 宙体和地球的化学系统（如地球、大气圈、水圈、岩石圈）中的平均含量称 为丰度。 ➢ 19世纪末，美国化学家克拉克（F.W.Clarke，1847-1931）根据采自欧美地 壳16km范围内的5159个岩石、矿物、土壤、天然水样品的分析数据，于1889 年首次发表了地壳50种元素的平均含量，开创了地球化学研究的先河。后人 为了纪念克拉克的这一创举，便把元素的地壳丰度称为克拉克值，其中把用 重量百分数表示的称为重量克拉克值，用原子百分数表示的称为原子克拉克 值。继克拉克之后，许多学者对克拉克值作乐进一步研究、补充和修改。 ➢ 克拉克值研究表明，地壳中元素分布有如下规律： ▪ 不同元素的克拉克值相差悬殊。O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K等8种元素 （称为八大元素）占地壳总重量的98%以上，其余的80多种元素不足2% ▪ 地壳元素的克拉克值大致随其原子序数的增加而递减 ▪ 地壳中偶数元素的分布量高于奇数元素，且序数相邻的元素之间偶数元素的 分布量一般高于奇数元素 ▪ 地壳元素在时间和空间上的分配存在不均匀性。某些元素在某个地质历史时 期的某些地带相对富集 地球的物理组成
地球的物理成 矿物世界 ◇当你漫步于高山峻岭、田野荒原或是都市皇城、乡村小院时,仔细观察, 你会发现那些山石、土石、基石、观赏石等无一不是由千姿百态、五颜 六色的颗粒所组成的,这些颗粒就是矿物。它是由一种或多种元素在自 然条件下形成的。除少数呈气态(硫化氢)和液态(水银)外,绝大多 数呈固态。固态矿物往往各异的形态、颜色、光泽、透明度、比重、硬 度和其它物理、化学性质,因而构成了姿态万千、色彩斑斓、绚丽璀璨、 奥妙无限的矿物世界。 ◇目前,已知的矿物多达3300余种,并且不断有新的矿物发现。这些矿物 是人类乃至整个生物界赖以生存的物质基础,没有矿物,就没有人类, 更没有人类的现代文明
矿 物 世 界 ❖ 当你漫步于高山峻岭、田野荒原或是都市皇城、乡村小院时，仔细观察， 你会发现那些山石、土石、基石、观赏石等无一不是由千姿百态、五颜 六色的颗粒所组成的，这些颗粒就是矿物。它是由一种或多种元素在自 然条件下形成的。除少数呈气态（硫化氢）和液态（水银）外，绝大多 数呈固态。固态矿物往往各异的形态、颜色、光泽、透明度、比重、硬 度和其它物理、化学性质，因而构成了姿态万千、色彩斑斓、绚丽璀璨、 奥妙无限的矿物世界。 ❖ 目前，已知的矿物多达3300余种，并且不断有新的矿物发现。这些矿物 是人类乃至整个生物界赖以生存的物质基础，没有矿物，就没有人类， 更没有人类的现代文明。 地球的物理组成
地球的物理成 、矿物世界一矿物定义 ·所谓矿物是指地壳中由一种或多种元素在各种地质作用下所形成的天 然无机化合物或元素单质,它们大多具有比较固定的化学成分、内部 构造、形态特征和物理性质。 由一种元素组成的矿物称为单质矿物或自然元素矿物,如自然金 (Au)、金刚石(C)、自然硫(S)等;由两种或两种以上元素组成 的矿物称为化合物矿物,如岩盐(NaC1)、方解石(CaCO3)、石英 (Si02)等。某些人工合成的矿物称为人造矿物,虽然它们与自然矿 物类似,并不是真正意义上的矿物,故常在其名称前冠以“人造”或 “合成”二字,如人造金刚石、人造水晶、人造红宝石等,以示与真 正矿物的区别。 固态矿物按其内部构造可分为晶质矿物和非晶质矿物,当组成矿物的 原子、离子或分子等内部质点呈有序规则排列时,称为晶质矿物(如 方解石)。当内部质点呈无序排列时称为非晶质矿物(蛋白石)。非 晶质矿物可以由胶体化学沉积作用形成(如蛋白石),也可以由岩浆 喷发快速冷凝作用形成(如燧石)。这些非晶质矿物在自然界中经过 漫长的地质历史时间可逐渐转化为晶质矿物,这种作用称为“脱玻化” 作用
二、矿物世界－矿物定义 • 所谓矿物是指地壳中由一种或多种元素在各种地质作用下所形成的天 然无机化合物或元素单质，它们大多具有比较固定的化学成分、内部 构造、形态特征和物理性质。 • 由一种元素组成的矿物称为单质矿物或自然元素矿物，如自然金 （Au）、金刚石（C）、自然硫（S）等；由两种或两种以上元素组成 的矿物称为化合物矿物，如岩盐（NaCl）、方解石（CaCO3）、石英 （SiO2）等。某些人工合成的矿物称为人造矿物，虽然它们与自然矿 物类似，并不是真正意义上的矿物，故常在其名称前冠以“人造”或 “合成”二字，如人造金刚石、人造水晶、人造红宝石等，以示与真 正矿物的区别。 • 固态矿物按其内部构造可分为晶质矿物和非晶质矿物，当组成矿物的 原子、离子或分子等内部质点呈有序规则排列时，称为晶质矿物（如 方解石）。当内部质点呈无序排列时称为非晶质矿物（蛋白石）。非 晶质矿物可以由胶体化学沉积作用形成（如蛋白石），也可以由岩浆 喷发快速冷凝作用形成（如燧石）。这些非晶质矿物在自然界中经过 漫长的地质历史时间可逐渐转化为晶质矿物，这种作用称为“脱玻化” 作用。 地球的物理组成
地球血 、矿物世界一矿物的化学性质 化学结构:矿物中的元素以离子键、共价键、金属键、 分子键相连结,按尽量紧密原则作规律性重复排列。 由于阴离子较大,所以实际上是阴离子按尽量紧密原 则排列,阳离子按电价相等原则有规律地分布于阴离 子的空隙之中。壘徠中罾子排烈的格式称为晶体格架 或晶体构造。如石盐的晶体格价为立方体 类质同象:矿物的化学成分具有相对稳定性,但由于 形成作用的复杂多变和杂质的介入:可使矿物成分在 定范围内茇生改变。矿物在结晶过程中,电价和半 径相近的离子可以同时进入晶体格架相互替代,但矿 物的形态和理化性质未发生根本改变。如闪锌矿 (ZnS)中的Zn2可以部分地被Fe2+(不超过26%)替代 这种化学成分稍有改变但晶体格架保持不变的现象称 阴离子 为类质同象,类质同象矿物仍属同一种矿物 同质多象:同种化学成分的物质,在不同的自然物理 阳离子 化学条件下可以形成形态和物理化学性质完全的矿物 如碳(C)在地壳深部高温高压条件下形成金刚石 在温压较低的变质作用中形成石,这种化学成分相 同但内部结构迥然不同的现象称为同质多象
二、矿物世界－矿物的化学性质 • 化学结构：矿物中的元素以离子键、共价键、金属键、 分子键相连结，按尽量紧密原则作规律性重复排列。 由于阴离子较大，所以实际上是阴离子按尽量紧密原 则排列，阳离子按电价相等原则有规律地分布于阴离 子的空隙之中。晶体中离子排列的格式称为晶体格架 或晶体构造。如石盐的晶体格价为立方体。 • 类质同象：矿物的化学成分具有相对稳定性，但由于 形成作用的复杂多变和杂质的介入，可使矿物成分在 一定范围内发生改变。矿物在结晶过程中，电价和半 径相近的离子可以同时进入晶体格架相互替代，但矿 物的形态和理化性质未发生根本改变。如闪锌矿 （ZnS）中的Zn2+可以部分地被Fe2+（不超过26%）替代， 这种化学成分稍有改变但晶体格架保持不变的现象称 为类质同象，类质同象矿物仍属同一种矿物。 • 同质多象：同种化学成分的物质，在不同的自然物理 化学条件下可以形成形态和物理化学性质完全的矿物。 如碳（C）在地壳深部高温高压条件下形成金刚石， 在温压较低的变质作用中形成石墨。这种化学成分相 同但内部结构迥然不同的现象称为同质多象。 地球的物理组成