地壳主要是什么物质构成的 地壳主要是什么物质构成的

作者&投稿:游滢 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
地壳的主要矿物都是氧化物和含氧盐,尤其是各种类型的硅酸盐,因此可将整个地壳看成一个硅酸盐矿物集合体。

地壳中重量百分比最大的10个元素的顺序是:O>Si>Al>Fe>Ca>Na>K>Mg>Ti>H,若按元素的原子克拉克值(原子个数),则原子个数最多的元素是:O>Si>H>Al>Na>Mg>Ca>Fe>K>Ti。Ti、H(P)在地壳中的重量百分比虽不足1%,但在各大类岩石中频繁出现,也常被称为造岩元素。
上述地壳中含量最高的十种元素,在各类岩石化学组成中都占重要地位。虽然不同类型岩石的矿物成分有差异,但主要矿物都是氧化物和含氧盐,尤其是各种类型的硅酸盐,因此可将整个地壳看成一个硅酸盐矿物集合体。
岩浆岩是地壳中分布最广的岩石大类,从酸性岩直到超基性岩,主要矿物都是硅酸盐,不同的是:超基性岩和基性岩主要由镁、铁(钙)的硅酸盐组成,中、酸性岩主要由钾、钠的铝硅酸盐和氧化物组成。大陆地壳中上部中酸性岩石占主导的地位,下部中基性岩为主体;大洋地壳以基性岩石为主,因此地球科学家常称地壳为硅酸盐岩壳。也有的学者将以中酸性岩为主的部分称为硅铝质地壳,将以基性岩为主的部分称为硅镁质地壳。
由此可知:地壳中主量元素的种类(化学成分)决定了地壳中天然化合物(矿物)的类型;主要矿物种类及组合关系决定了其集合体(岩石)的分类;而地壳中主要岩石类型决定了地壳的基本面貌。
微量元素:
在地壳(岩石)中含量低于0.1%的元素,一般来说不易形成自己的独立矿物,多以类质同象的形式存在于其它元素组成的矿物中,这样的元素被称为微量元素。比如:钾、钠的克拉克值都是2.5%,属主要元素,在自然界可形成多种独立矿物。与钾、钠同属第一主族的铷、铯,由于在地壳中的含量低,在各种地质体中的浓度亦低,难以形成自己的独立矿物,主要呈分散状态存在于钾、钠的矿物中。
硫(硒、碲)和卤族元素:
在地壳中,除氧总是以阴离子的形式存在外,硫(硒、碲)和卤族元素在绝大多数情况下都以阴离子形式存在。虽然硫在特定情况下可形成单质矿物(自然硫S2),硫仍是地壳中除氧以外最重要的呈阴离子的元素。硫在热液成矿阶段能与多种金属元素(如贵金属Ag、Au,贱金属Pb、Zn、Mo、Cu、Hg等)结合生成硫盐和硫化物矿物,这些矿物是金属矿床的物质基础 。若矿物结晶时硫含量不充分,硒可以进入矿物中占据硫在晶格中的位置,硫、硒以类质同象的方式在同种矿物中存在。碲与硫的晶体化学性质差别比硒大,故碲通常不进入硫化物矿物,当硫不足时,它可以结晶成碲化物。
氯、氟等卤族元素,通过获得一个电子就形成稳定的惰性气体型(8电子外层)的电层结构,它们形成阴离子的能力甚至比氧、硫更强,只是因为卤族元素的地壳丰度较氧、硫低得多,限制了它们形成独立矿物的能力。卤族元素与阳离子结合形成典型的离子键化合物。离子键化合物易溶于水,但气化温度较高,在干旱条件下,卤化物还是比较稳定的。当卤族元素的浓度较低,不能形成独立矿物时,它们进入氧化物,在含氧盐矿物中,常见它们以类质同象方式置换矿物中的氧或羟基
金属成矿元素:
在地质体中金属元素多形成金属矿物(硫化物、单质矿物或金属互化物,部分氧化物),在矿产资源中作为冶炼金属物质的对象。
金属成矿元素按其晶体化学和地球化学习性以及珍稀程度可以分为:贵金属元素、金属元素、过渡元素、稀有元素、稀土元素。
贵金属元素Ag、Au、Hg、Pt等,贵金属元素在地壳中主要以单质矿物,硫化物形式存在,在地质体中含量低,成矿方式多样,但矿物易分选,元素化学稳定性高,成矿物质的经济价值高;
金属元素Pb、Zn、Cu(又称贱金属元素)、Sb、Bi等,在地壳中主要以硫化物形式存在。成矿物质主要通过热液作用成矿,硫(硒、碲)的富集对成矿过程有重要意义。矿床中成矿元素含量较高,是国民经济生活中广泛应用的矿产资源;
过渡元素Co、Ni、Ti、V、Cr、Mn和W、Sn、Mo、Zr、Hf等,这些元素在自然界多以氧化物矿物形式存在,部分也可形成硫化物(如钼)或硫盐(如锡)。
稀有元素Li、Be、Nb、Ta、Ti、Zr在地壳中含量很低,主要形成硅酸盐或氧化物。
稀土元素钇和镧系元素统称为稀土元素,地壳中稀土元素含量低,但它们常成组分布。稀土元素较难形成自己的独立矿物,主要进入钙的矿物,在矿物中类质同象置换钙。较常见的稀土元素矿物和含稀土元素的矿物都是氧化物或含氧盐类矿物。
亲生物元素和亲气元素:
主要有C、H、O、N和P、B,它们是组成水圈、大气圈和生物圈的主要化学成分,在地壳表层的各种自然过程中起着相当重要的作用。部分微量元素(如Zn、Pb、Se等)以及在地壳表层和水圈中富集的元素Ca、Na、F、Cl等对生命的活动有重要意义,具亲生物的属性。某些亲生物元素的过量或馈乏不仅会影响生命物体的正常发育,严重时还会引起一些物种的绝灭。
放射性元素:
现代地壳中存在的放射性元素(同位素)有67种。原子量小于209的放射性同位素仅有十余种,它们是:10Be,14C,40K,50V,87Rb,123Te,187Re,190Pt,192Pe,138La,144Na,145Pm,147Sm,148Sm和149Sm,自84号元素钋(Po)起,元素(同位素)的原子质量都等于或大于209,这些原子核都有放射性,它们都是放射性同位素。
现代核物理技术的高度发展,已经能够通过中子活化及核合成技术生成许多新的放射性元素(同位素),若将这些元素计算在内,元素周期表内的元素总数应增加到109个。
(2)矿物的分类、晶形及其物理性质
地壳中各种元素多数组成化合物,并以矿物的形式出现。矿物多数是在地壳(地球)物理化学条件下形成的无机晶质固体,也有少数呈非晶质和胶体。矿物学是地球科学中研究历史最悠久的分支学科之一。自有人类以来就开始了对矿物的认识和利用,人类有了文字就有了对矿物认识的记载。矿物学作为一门独立的学科已有近三个世纪的历史了,20世纪20年代以来在矿物学研究中逐步引入了现代科学技术的研究手段和方法,使矿物学进入了由表及里、由宏观到微观的研究层次,开始了矿物成分、结构与物理性质、开发应用综合研究的新阶段。
迄今发现的矿物种数已达3000余种。常见的造岩矿物只有十余种,如石英、正长石、斜长石、黑云母、白云母、角闪石、辉石、橄榄石等,其余属非造岩矿物。按矿物中化学组分的复杂程度可将矿物分成单质矿物和化合物。化合物按与阴离子的结合类型(化学键)划分大类,主要大类有:硫化物(包括砷、锑、铋、碲、硒的化合物);氧的化合物;以及卤化物。在各大类中按阴离子或络阴离子种类可将矿物划分类,各类中按矿物结构还可以划分亚类,在亚类中又可以进一步划分部、族和矿物种。

地壳上层为花岗岩层,主要由硅-铝氧化物构成;下层为玄武岩层,主要由硅-镁氧化物构成。理论上认为过地壳内的温度和压力随深度增加,每深入100米温度升高1℃。近年的钻探结果表明,在深达3公里以上时,每深入100米温度升高2.5℃,到11公里深处温度已达200℃。

目前所知地壳岩石的年龄绝大多数小于20多亿年,即使是最古老的石头 丹麦格陵兰的岩石也只有39亿年;而天文学家考证地球大约已有46亿年的历史,这说明地球壳层的岩石并非地球的原始壳层,是以后由地球内部的物质通过火山活动和造山活动构成的。

地壳下面是地球的中间层,叫做“地幔”,厚度约2865公里,主要由致密的造岩物质构成,这是地球内部体积最大、质量最大的一层。 地幔又可分成上地幔和下地幔两层。一般认为上地幔顶部存在一个软流层,推测是由于放射元素大量集中,蜕变放热,将岩石熔融后造成的,可能是岩浆的发源地。下地幔温度、压力和密度均增大,物质呈可塑性固态。



地壳主要是由硅酸盐物质构成的。

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地壳的组成成分有什么特点~

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