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Note.TE-Geochem 微量元素地球化学 Trace Element Geochemistry 第0章 绪论 1.微量元素地球化学定义：地球化学的重要分支学科之一，是研究微量元素在地球( 包括部分天 体)形成、演化中分布、赋存状态、行为方式、分析技术和各类应用的分支学科。 2.微量元素的定义：地球化学体系中，克拉克值低于0.1% 的元素。  地壳主要由O、Si、Al 、Fe、Ca、Mg、Na 、K、Ti等九种元素组成，这九种元素占地壳总重 量的99 ％左右— 【主要元素常量元素】。其它元素被统称为次要元素、微量元素、痕量元 素、杂质元素或稀有元素等。 • 常量元素：能形成独立矿物，其分配受相律控制，遵循相律和化学计量法则。 • 微量元素：自然体系中浓度极低，不能形成独立矿物，可以成为副矿物其分配不受相律和化 学计量法则限制。 ○ major elements ：地壳中平均浓度1% ○ minor elements ：地壳中平均浓度∈[0.1% ，1%] ○ trace elements ：地壳中平均浓度0.1% ，通常为ppm 或ppb 数量级 注：ppm=partspermillion=10-6 ；同理，ppb=10-9 ；ppt=10-12 。 第一章 微量元素的分类 一.戈式分类 • 亲石元素（Lithophile elements） 在岩石硅酸盐相中富集的化学元素。在地球中它们明显富集在地壳内，在自然界中都以氧化物,含 氧盐，特别是硅酸盐的形式出现，如硅、铝、钾、钠、钙、镁、铷、锶、铀、稀土元素等。 • 亲铁元素（Siderophile elements） 富集于陨石金属相和铁陨石中的化学元素。它们与氧和硫的结合能力均弱,并易溶于熔融铁中；在 地球中相对于地壳和地幔, 明显在地核内聚集。典型的亲铁元素有镍、钴、金、铂族元素。 • 亲铜元素（Chalcophile elements） 在硫化物相和陨硫铁(FeS) 中富集的化学元素。在自然界中, 它们往往易与S2- 结合成硫化物和复杂硫 化物，如硫、铜、锌、铅、镉、砷、银、硒、碲、锑等。 • 亲气元素（Atmophile elements ) 组成地球大气圈的主要元素,惰性气体元素, 以及主要呈易挥发化合物存在的元素，如氢、氮、碳、 氧等。 注：①变价元素可以属于不同类别（i.e. 二价时属于亲铜元素；更高价时属与亲石元素） ②物理化学条件不同，具有不同的性质，可以属于不同类别 条目 分类 亲石（亲氧）元素 亲铜（亲硫）元素 亲铁元素 亲气元素 2 6 2 6 10 离子最外层 8 电子（s p ）稀有气 18 电子（s p d 结构 8-18 电子的过渡结 8 电子 结构 体结构 构 电负性和电 较低的电负性和电离 中等电负性和电离 较高电负性和第一 离能 能 能 电离能 键性 离子键 共价键 金属键 分子键（惰性元素为原 子键） 其他性质 氧化物的生成热大 氧化物的生成热小 氧化物的生成热小 形成具有挥发性或易形 于FeO 的生成热 成挥发性化合物 分区 TE-Geochem 的第 1 页 于FeO 的生成热 成挥发性化合物 于FeO 的生成热 原子容积曲 下降部分 上升部分 最低部分 很大（最大？） 线位置 富集位置 岩石圈 硫化物-氧化物过渡 铁-镍核 地球外圈 圈