元素在地球各圈層中的分布

第二章

元素在地球各圈層中的分布研究地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)、組成的方法：1、地球物理:依據(jù)地震波(P波和S波)在地球內(nèi)部傳播速度的變化，確定地球內(nèi)部由若干不同速度的圈層組成。63705145289866041060220CrustMantleCoreUpperMantleTransitionZoneInnerCoreDepth(km)LowerMantle(solid)OuterCore(liquid)地球除了大氣圈、水圈和生物圈外

自表層向內(nèi)部分三個(gè)圈層：地殼、地幔和地核。

2、實(shí)驗(yàn)?zāi)M：高溫高壓實(shí)驗(yàn)?zāi)M地球內(nèi)部不同深度條件下具有相同地震波速的物相組成。3、天體物質(zhì)的對(duì)比：對(duì)比不同類型隕石成分及波速特征（推測(cè)地球深部）4、地球化學(xué):玄武巖和地幔包體(＜200km)0-40第一節(jié)地球的圈層結(jié)構(gòu)和組成400-670第一節(jié)地球的圈層結(jié)構(gòu)和組成一、地殼的結(jié)構(gòu)與組成（一）大陸地殼1大陸地殼的結(jié)構(gòu)大陸地殼一般以地震康拉德面為界劃分出上地殼和下地殼。①上地殼P波速度多為5.8-6.4km/s相當(dāng)于酸性火成巖和酸性變質(zhì)巖的波速。但根據(jù)地表巖石加權(quán)計(jì)酸的平均化學(xué)成分接近花崗閃長(zhǎng)巖。②下地殼康拉德面到莫霍面P波速多介于6.5-7.2km/s，滿足這一波速范圍的巖石類型較多，在含水條件下，溫度低于600℃時(shí)，主要為基性斜長(zhǎng)角閃巖和角閃巖類；相對(duì)干條件下穩(wěn)定的巖石類型為麻粒巖和石榴石粒變巖，大于50公里范圍內(nèi)，則以榴輝巖相巖石為主。目前研究結(jié)果傾向于:下地殼的平均化學(xué)成分相當(dāng)于偏鎂鐵質(zhì)的中性巖。在不同構(gòu)造背景下，巖石組合可有較大差別。大陸超深鉆探成果表明，上下地殼之間巖石組合并無(wú)截然的界面，而是復(fù)雜的交錯(cuò)和滲透關(guān)系。2大陸地殼的化學(xué)組成目前常采用兩類方法計(jì)算地殼平均成分

（1）用細(xì)碎屑沉積物代表陸殼平均成分

（2）用地表各類巖石的加權(quán)平均成分，按一定的陸殼結(jié)構(gòu)模型計(jì)算平均地殼成分。

不同陸殼結(jié)構(gòu)模型計(jì)算出的大陸平均地殼成分存在一定差異。第一節(jié)地球的圈層結(jié)構(gòu)和組成研究地殼組成的意義研究地殼平均成分的意義:地球演化進(jìn)程與能量衰減原始地殼成因上下地殼演化過(guò)程、地殼生長(zhǎng)、地殼物質(zhì)的再循環(huán)、底侵、拆沉作用等。第一節(jié)地球的圈層結(jié)構(gòu)和組成（二）大洋地殼

1、洋殼結(jié)構(gòu)：

現(xiàn)代大洋地殼厚度約5-10公里

洋殼剖面：遠(yuǎn)洋沉積物→洋底玄武巖、席狀巖墻群→輝長(zhǎng)巖+超鎂鐵堆積巖+地幔橄欖巖。洋殼的地球物理特征（1）海洋沉積物P波速度2.0km/s（2）玄武巖和席狀巖墻,P波速度4.5-5.5km/s密度2.55g/cm3.（3）輝長(zhǎng)巖和超鎂鐵堆積巖平均厚5kmP波速度6.5-7.1km/s密度2.88g/cm3（4）莫霍面以下為變形橄欖巖P波8.1km/s密度3.33g/cm3

現(xiàn)代地球不同圈層的組成和壓力、溫度的平均值殼層主要組成深度/km壓力/108Pa溫度/℃大陸地殼Si-Al層Si-Mg（Fe）層0～401～10常溫至600上地幔巖殼Si-Mg質(zhì)巖石40～5010～18600～1100低速帶地幔巖50～15018～501100～1400下部150～40050～1201400～1800過(guò)渡帶400～984120～3801800～2500下地幔地幔巖（富Fe）984～2898380～13502500～4000地核外核Fe-Ni2898～46401350～29804000～4700過(guò)渡層Fe-Ni4640～51552980～33204700～4500內(nèi)核Fe-Ni5155～63713320～37005500～60002、洋殼化學(xué)組成

洋殼以拉斑玄武質(zhì)成分為主體，化學(xué)成分中堿金屬含量低，K2O僅為陸殼的1/7比陸殼貧硅、堿金屬，而富鎂鐵。洋底熱水沉積作用極其發(fā)育，是許多金屬成礦的重要場(chǎng)所。二、地幔和地核（1）400公里P波速不連續(xù)面

地幔過(guò)渡帶頂界（2）670公里P波速不連續(xù)面

上地幔底界（3）2900公里P波不連續(xù)面、S波停止傳播核幔邊界63705145289866041060220CrustCoreUpperMantleTransitionZoneInnerCoreDepth(km)LowerMantle(solid)OuterCore(liquid)（4）2900-4640公里P波為8.1-8.9km/sS波不通過(guò)為流體狀態(tài)的外核（5）4640-5155公里P波增大10.4km/s

流體外核和固體內(nèi)核的過(guò)渡層（6）5155-地心（6371）P波速度增大為11.0-11.3km/s地核以FeNi合金為主含少量Si=7.35%S（2.30%）O（4.10%）等輕元素區(qū)域邊界深度km體積分配質(zhì)量1025克總質(zhì)量分配地幔質(zhì)量分配地殼上地幔過(guò)渡帶下地幔外地核內(nèi)地核0-莫霍面莫霍面-400400-10001000-29002900-51005100-63710.0080.160.220.440.1540.0082.4621002451890.0040.100.170.410.320.0060.150.240.6地球內(nèi)部各層的規(guī)模和質(zhì)量據(jù)林伍德,1975

三、巖石圈及上地幔結(jié)構(gòu)的不均一性

現(xiàn)代地球物理研究表明，地幔存在橫向和垂向的不均一性。

1古老地臺(tái)地幔頂部波速大達(dá)8.2-8.3km/s巖石圈地幔厚度大軟流圈極弱或不存在

2年輕地臺(tái)地幔頂部波速為7.9-8.1km/s具有正常軟流圈3大陸裂谷

地幔頂部波速接近8km/s，軟流圈波速低厚度大，整個(gè)巖石圈都薄，出現(xiàn)大量玄武巖4年輕造山帶地殼厚，巖石圈地幔薄，出現(xiàn)巨量花崗巖。(五)地幔中的相變實(shí)驗(yàn)表明：（1）約330公里處，地幔組成中發(fā)生輝石（含量29%）向石榴石結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化（密度增加2.5%），約370公里，橄欖石（含量55%）向尖晶石-β-M2SiO4轉(zhuǎn)變（密度增加，由3.38g/cm3增大到3.63g/cm3）（2）670公里不連續(xù)面出現(xiàn)方鎂石，斯石英并發(fā)生石榴石結(jié)構(gòu)向鈦鐵礦轉(zhuǎn)變，尖晶石和β相鎂硅酸鹽向鈣鈦礦結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，巖石密度增大(3.63增大到4.03g/cm3)（3）1000公里深礦物轉(zhuǎn)化為比復(fù)雜氧化物更致密的相（沖擊實(shí)驗(yàn)外推結(jié)果）。(六)地幔巖模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)地幔中速度不連續(xù)界面主要是相變作用的結(jié)果，而不是化學(xué)界面，支持了地幔巖的模型思想。（1）橄欖巖地幔巖模型：林伍德地幔巖模型：3分阿爾卑斯橄欖巖+1分夏威夷拉斑玄武巖（2）榴輝巖-橄欖巖互層地幔模型根據(jù)地震波和密度計(jì)算(1979,1982):①在220-670公里深度之間橄欖巖地幔巖的VPVS計(jì)算值與實(shí)測(cè)值不一致而與橄欖榴輝巖計(jì)算值吻合（2）榴輝巖-橄欖巖互層地幔模型②400及670公里處相轉(zhuǎn)變所造成的橄欖巖密度和波速變化與實(shí)測(cè)值有偏差，據(jù)此提出榴輝巖-橄欖巖互層模型，把地幔自上而下分為三層：富集的橄欖巖上地幔（莫霍面-220公里深）虧損橄欖榴輝巖組成的過(guò)渡帶(220-670公里)虧損橄欖巖下地幔

(七)地球化學(xué)模型Depaolo(1983)根據(jù)幔源火山巖地球化學(xué)研究提出雙層地幔地球化學(xué)模型,支持林伍德的雙層地幔對(duì)流模型(1)虧損上地幔(2)670公里下相對(duì)不虧損的下地幔目前對(duì)全地幔對(duì)流和雙層地幔對(duì)流存在不同認(rèn)識(shí)，層析成像結(jié)果支持全地幔對(duì)流模型第二節(jié)元素在地殼中的豐度一、地殼元素豐度與計(jì)算模型１、元素的克拉克值元素在地殼中的相對(duì)平均含量稱為克拉克值。若以質(zhì)量表示，稱為“質(zhì)量克拉克值”表示方法：10-6、10-9、10-12、g/t（一）地殼元素豐度計(jì)算模型2黎彤（1976）認(rèn)為地殼化學(xué)成分除大陸地殼成分外，還應(yīng)考慮包括大洋地殼成分。3Taylor（1985）采用細(xì)碎屑沉積巖的平均成分代表不同時(shí)期地殼的平均成分。認(rèn)為細(xì)碎屑沉積巖是地殼表層巖石平均成分的最理想的代表（先決條件）（討論：不同計(jì)算模型得出的地殼元素豐度的差異）

（二）區(qū)域地殼元素豐度的研究方法區(qū)域地殼元素豐度計(jì)算模型：1、天然地殼剖面模型2、根據(jù)變質(zhì)作用確定的深度剖面模型3、根據(jù)巖石地球化學(xué)與區(qū)域地球化學(xué)建立的地殼剖面模型

第二節(jié)元素在地殼中的豐度（三）地殼的元素豐度規(guī)律(1)元素在地殼中的分布具有明顯的不均一性：（O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti）占地殼總量的99.18%其它元素僅占0.82%

第二節(jié)元素在地殼中的豐度(2)服從元素豐度的偶數(shù)規(guī)則（原子序數(shù)為偶數(shù)的元素豐度大于相鄰的齊數(shù)元素）。但有不符合偶數(shù)規(guī)則的元素存在。

12Mg偶數(shù)規(guī)則的破壞與元素化學(xué)性質(zhì)有關(guān)，是地球化學(xué)演化的結(jié)果。第二節(jié)元素在地殼中的豐度(3)具四倍規(guī)則：原子量或質(zhì)量數(shù)是4的整數(shù)倍的元素豐度高。約占地殼總重的87%，如C、O、Mg、Si、S、Ca、Ti、Cr、Fe、Ce、Pb、Th等。(4)原子核的質(zhì)子和中子數(shù)組合控制了元素的豐度，偶偶型的元素豐度高，齊偶型次之。(5)核殼層規(guī)則：質(zhì)子數(shù)為2、8、14、20、28、50、82和中子數(shù)為2、8、14、20、28、50、82、126的核穩(wěn)定性高，分布量大。第二節(jié)元素在地殼中的豐度三、元素在地殼各類巖石中的分布地殼中元素豐度大小或元素分布的不均一性，反映不同類型巖石的元素含量不同，是元素地球化學(xué)性質(zhì)和巖石形成環(huán)境差異的結(jié)果。地球7種元素占總質(zhì)量的97%O50.7%Mg15.3%Fe15.2%Si14.4%S3.0%Al1.4%Ca1.0%（一）火成巖中元素豐度的主要特征

1、按超基性巖-基性巖-中性巖-酸性巖:

Fe、Mg、Cr、Ni、Co和鉑族元素豐度遞減堿金屬元素：Li、Na、K、Rb、Cs及Si、Be、Sr、Ba、Zr、Hf、U、Th、Nb、Ta、W、Mo、Sn、Pb和稀土元素等的含量遞增。2、Ca、Al、Ti、V、Mn、Cu、Sc等在基性巖中含量最高，其它巖石含量降低。3、Ge、Sb、As等元素含量在各類巖石中變化不大。（一）火成巖中元素豐度的主要特征（二）沉積巖中元素豐度的主要特征1、堿金屬元素Li、Na、K、Rb、Cs和Si、Al等在頁(yè)巖、泥質(zhì)巖石中含量最高碳酸巖中最低。2、堿土金屬元素Ca、Mg、Sr在碳酸巖中含量最高，砂巖中最低，但現(xiàn)代深海碳酸巖富鈣而不富鎂。3、過(guò)渡族元素Mn、Co、Ni在深海軟泥中含量最高，現(xiàn)代大洋中形成巨大海底錳結(jié)核礦產(chǎn)，并半生有CoNi的富集。4、深海沉積軟泥中，B、Na、Ba、P、S、Cu、Mo、Pb及鹵素元素F、Cl、Br、I等都高于它們?cè)趲r漿巖中的豐度。（二）沉積巖中元素豐度的主要特征（三）地殼元素豐度的研究意義１、元素克拉克值的地球化學(xué)意義(1)元素的地球化學(xué)行為與克拉克值的關(guān)系克拉克值高—獨(dú)立礦物(K,Na)克拉克值低—類質(zhì)同象(Rb,Cs)(2)判斷元素在地殼中富集成礦的能力濃集系數(shù)：礦石邊界品位/克拉克值一些元素的濃集系數(shù)值（三）地殼元素豐度的研究意義濃集系數(shù)低的較容易富集成礦Si,Al,Fe分別僅需富集1.5，3，6倍即可達(dá)到工業(yè)品位（礦主要形成于前寒武紀(jì)）。Cu,Zn,Ag分別需富集50，600，2000倍才可達(dá)到工業(yè)品位（礦主要形成于古生代以后）。Pb、Zn在花崗巖各礦物中的分配第三節(jié)水圈、大氣圈和生物圈

的化學(xué)成分一、水圈的化學(xué)成分水圈由海（洋）水和陸地水組成。陸地水包括河流、湖泊、冰川、土壤和地下水。占地球表部水的99.9985%，地球總量的0.024%。一、水圈的化學(xué)成分（一）海水海水中溶解有少量（不大于海水總量的3.5%）氣體、有機(jī)體和微量元素，被溶解的物質(zhì)有三種存在形式：簡(jiǎn)單離子、酸根和化合物。

其中Cl-、Na+、SO42-、Mg2+(MgSO4)、Ca2+(CaSO4)、K+、HCO3-（H2CO3、CO32-）、Br-、Sr2+（SrSO4）九種被溶解物質(zhì)總量的99.91%。其它微量元素主要以簡(jiǎn)單陽(yáng)離子、硫酸鹽和氯化物形式存在。一、水圈的化學(xué)成分一、水圈的化學(xué)成分氯度：每千克海水中，所含氯、溴和碘的總克數(shù)。單位g/kg(Cl‰).鹽度：1kg海水中，溶解的碳酸鹽、有機(jī)物換算為氧化物后的總克數(shù)，溴和碘化物換算為氯化物。符號(hào)為S‰。海水的鹽度為34-36‰，其它微量元素總量不到0.1‰海水中溶解少量氣體，主要為CO2（50cm3/L）N213cm3/L、O22-8cm3/L。極少量H2S和惰性氣體，有機(jī)物質(zhì)約占0.03‰一、水圈的化學(xué)成分(二)大陸水的化學(xué)成分

大陸水所含被溶物質(zhì)主要為Ca2+、Mg2+、K+、Na+、HCO3-、SO42-和CI-等。這些物質(zhì)的總量習(xí)慣上稱為含鹽量，含鹽量因所處的地質(zhì)、地理環(huán)境不同而變化。

1．河水主要來(lái)自大氣降水，水質(zhì)變化大。世界河水含鹽量一般介于n×10—300mg／L，平均含鹽量為160mg／L。河水中主要離子濃度順序一般為

Ca2+＞Na+,HCO3-＞SO42-＞CI-，少數(shù)河水Na+＞Ca2+,CI-＞HCO3-。(二)大陸水的化學(xué)成分2．湖水包括湖泊水、沼澤水和內(nèi)海水等。水質(zhì)有淡水和咸水兩種。淡水的主要成分中：Ca2+＞Na+，HCO3-＞SO42-＞CI-。咸水中CI-＞HCO3-，其它陽(yáng)離子濃度順序與海水相似。含鹽量變化比河水小。(二)大陸水的化學(xué)成分3、地下水地下水主要由大氣降水經(jīng)過(guò)土壤和巖層的滲透而形成，成分因地而異，（與所處地質(zhì)背景有關(guān)）。含鹽量高，隨深度增大。懸浮物少、受地表污染少。(二)大陸水的化學(xué)成分上部地下水一般為Ca2+＞Na+，HCO3-＞SO42-＞CI-，深部轉(zhuǎn)化為Na+＞Ca2+，CI-＞SO42-＞HCO3-。地下水具還原性質(zhì)，常含有低價(jià)金屬，特別是Fe2+和Mn2+等。(二)大陸水的化學(xué)成分4、溫泉水

溫泉是由內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用形成的一種特殊的地下水體。常含有特殊的成分，例如CO2、H2S、CH4、N2等氣體及放射性元素．(二)大陸水的化學(xué)成分5、冰川冰川來(lái)自大氣降水，主要分布在極地和大于4500M的高原和山脈中。(二)大陸水的化學(xué)成分地球水圈的存在，對(duì)風(fēng)化、沉積作用和生命的衍生具有決定性意義．水在表生條件下使礦物發(fā)生分解、運(yùn)移，并改變了原有礦物的元素組合，導(dǎo)致一些元素發(fā)生遷移、分散，另一些元素聚合、集中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界資源總量的75%左右是在水圈中經(jīng)沉積和沉積變質(zhì)而生成的。(二)大陸水的化學(xué)成分二、大氣圈的化學(xué)成分

1、大氣圈的基本特征巖石圈表面及外部的空氣層稱為大氣圈。其質(zhì)量約為5.3×105t。大氣圈與星際空間沒(méi)有明顯的界限.根據(jù)大氣的組成狀況將大氣分為均勻?qū)樱ǖ蛯哟髿猓┖头蔷鶆驅(qū)樱ǜ邔哟髿猓?00km高度以下為均勻?qū)?，約97％的大氣質(zhì)量集中在距地表29km內(nèi)的均勻?qū)又校鶞y(cè)大氣成分均來(lái)自均勻?qū)拥南虏俊５谌?jié)

水圈、大氣圈和生物圈的化學(xué)成分

２、大氣組成大氣的成分主要為N2、O2、Ar和CO2，這四種氣體占大氣總體積的99．65％，痕量氣體有H2、Xe，Kr，CO，CH4和O3（表1-11）３、現(xiàn)代地球大氣成分的循環(huán)作用（１）氮循環(huán)氮和氧是大氣的主要成分，占大氣體積的98．9％。它們主要來(lái)自地球內(nèi)部的去氣作用。生物消耗氮，但死亡腐爛后，又轉(zhuǎn)化為NH3重新返回大氣，另一部分則保留在沉積物中。

第三節(jié)

水圈、大氣圈和生物圈的化學(xué)成分（２）氧循環(huán)大氣中的氧來(lái)源：植物的光合作用太陽(yáng)能6CO2+6H2O＋2822J－－－－－C6H12O6＋6O2

葉綠素大氣中高能射線與水氣的相互作用2H2O-高能射線——2H2＋O2（３）氧消耗：生物呼吸消耗氧，機(jī)體死亡分解時(shí)消耗氧．氧的循環(huán)對(duì)元素的遷移有著重大的影響。例如硫化物的表生富集作用。第三節(jié)

水圈、大氣圈和生物圈的化學(xué)成分（３）CO2的循環(huán)：大氣中CO2含量?jī)H占0.031%（體積），但對(duì)表生作用、氣候環(huán)境有著重要的影響。來(lái)源：地球去氣作用（火山、早期大氣）+生物排氣+碳酸巖風(fēng)化+化石燃料燃燒釋放消耗：植物光合作用、海洋和湖泊中的碳酸鹽沉淀、有機(jī)質(zhì)深埋第三節(jié)

水圈、大氣圈和生物圈的化學(xué)成分三、生物圈的成分

地球表面的植物、動(dòng)物和微生物活動(dòng)空間構(gòu)成生物圈，主要集中分布于地表和海洋。目前已發(fā)現(xiàn)生物體內(nèi)含有60余種元素。其中O、C、H的總量達(dá)98.5%，其次是Ca、K、Si、Mg、P、S等。O、C、H組成生物機(jī)體的主體，主要以：蛋白質(zhì)、類酯物、碳水化合物、色素和木質(zhì)素五大類有機(jī)分子形式存在。無(wú)機(jī)元素N、S、P、K、Ca、Mg、Fe等對(duì)細(xì)胞、骨骼、血液及循環(huán)系統(tǒng)，植物根、莖、葉的生長(zhǎng)等都有重要作用。四、大氣圈、水圈、巖石圈的相互作用與化學(xué)演化37億年前（無(wú)確切依據(jù)）原始地球：主要由氣體（H2、He、CH4）和塵埃（硅酸鹽、鐵化合物、水、NH3）經(jīng)重力吸集作用而形成。原始大氣圈：H2、H2O、CH4、NH3、N2、CO、CO2、H2S和少量惰性氣體。屬于還原性。原始水圈：現(xiàn)代的1/10、酸性（PH=1～2）

這段時(shí)間，只能用“比較行星學(xué)”來(lái)研究。例如，月球表面布滿著隕石坑，考慮到地球引力比月球大，應(yīng)有更多的隕石坑，但由于地球的風(fēng)化作用強(qiáng)，消毀了這些痕跡。

37-25億年（太古宙）

巖石圈：地殼為現(xiàn)代保存的綠巖帶、花崗質(zhì)巖石。

水圈：酸性，海水的氯度和鹽度增加。大氣圈：大氣氧增加到現(xiàn)在的千分之一。生物圈：最早生命35億年，最初生命的發(fā)展是從海洋中進(jìn)行的。開(kāi)始為嫌氧（惡氧）生物，后來(lái)逐漸轉(zhuǎn)化為喜氧生物，礦產(chǎn)：與綠巖和花崗質(zhì)巖石有關(guān)Cr、Ni、Co、Cu、Au、Ag、Pb、Zn及Pt。沉積鐵礦Fe3O4并伴有SiO2膠體的沉淀—磁鐵石英巖25-16億年（古元古代）大氣圈：游離氧、CO2含量增加生物圈：藻類的出現(xiàn)→游離氧增加→CO、CH4氧化成CO2→出現(xiàn)碳酸鹽。水圈：氯化物-碳酸鹽型礦產(chǎn)有Cr、Ni、Co、Cu、Fe、P及Pt——與基性侵入巖有關(guān)Fe：在早期（缺氧）以Fe(HCO3)2大量溶解于水中，當(dāng)游離氧增多時(shí)，以FeCO3沉積下來(lái)→Fe3O4（碳酸鹽和硅鐵建造相伴生）。16-5.7億年（中、新元古代）礦產(chǎn)有：Cu、Ni、Co、Fe、P及Pt——與基性侵入巖有關(guān)地殼：由老到新，K、Si增加，Al、Fe、Mg、Ca、Na減少。生物圈：藻類（疊層石）大量繁殖→游離氧增加→CO大量氧化成CO2→出現(xiàn)厚層碳酸鹽沉積。大氣圈：游離氧、CO2含量大量增加水圈：SO42-的濃度增加，為氧化物-碳酸巖-硫酸巖水圈，海水pH值中性。5.7億年-現(xiàn)在（顯生宙）水圈（海水）：氯化物-硫酸巖型，呈堿性，大氣圈：早期N2-CO2-O2型→N2-O2型（陸生植物出現(xiàn)后）生物圈：大量生物繁衍礦產(chǎn)：的多樣性。金屬（與基性巖有關(guān)—Cr、Ni、Co和鉑族；與殼源中酸性巖漿巖有關(guān)的—W、Sn、Mo、Bi等）、有機(jī)（煤、石油、磷、天然氣）；鹽類礦床（顯生宙）；大洋錳結(jié)核?？偟难莼厔?shì)：⑴地球物質(zhì)演化過(guò)程中，親氧、親氣元素向地球表部遷移。它們是大陸殼的主要組成元素。⑵大氣圈：游離氧少→多。（氧：游離氧缺少（還原環(huán)境）→增多（CO、CH4氧化成CO2）碳酸鹽沉積，有機(jī)礦產(chǎn)出現(xiàn)⑶水圈：（從酸性→中性→堿性）；⑷生物圈：無(wú)→開(kāi)始出現(xiàn)嫌氧（惡氧）生物→藻類出現(xiàn)→大量藻類繁衍→大量生物繁衍（海生→陸生）。⑸能量：太陽(yáng)輻射和放射性同位素衰變析出的熱量（是地球構(gòu)造活動(dòng)和化學(xué)演化的主動(dòng)力）（太古宙-地球熱能大量釋放；元古宙到早古生代—減弱；中晚古生代加強(qiáng)；中生代-高峰；此后-穩(wěn)定。）

太古-早元古中元古-晚元古顯生宙條帶狀硅鐵建造白云巖建造石灰?guī)r建造

科馬提巖堿性花崗巖金伯礫巖

鐵鉛鋅、稀土鎢錫、汞梯強(qiáng)烈分異、去氣溫度下降出現(xiàn)巨厚巖石圈

水圈酸性水圈PH值升高地殼分異明顯火山噴發(fā)氣體使海水PH值降低，導(dǎo)致硅沉淀，間歇期導(dǎo)致PH值增大，鐵沉淀。解釋說(shuō)明

水圈、大氣圈和生物圈的化學(xué)成分大氣CO2與海洋間的平衡：

25℃溶度積CO2+Mg2++H2OMgCO3+2H+MgCO3（1×10-5)CO2+Ca2++H2OCaCO3+2H+CaCO3（3.8×10-9)

CO2+Fe2++H2OFeCO3+2H+FeCO3(3.2×10-11)

Fe2++H2OFe(OH)2+2H+Fe(OH)2(8×10-16)>5.5>7.2Fe3++H2OFe(OH)3+2H+Fe(OH)3(3×10-39)>2.2>3.2Mn2++H2OMn(OH)2+2H+Mn(OH)2(1.9×10-13)>8.5>10

Ca(OH)2(5.5×10-6)

Mg(OH)2(1.8×10-11)

>8.5>11.5沉淀的PH范圍10-2M10-5M

水圈、大氣圈和生物圈的化學(xué)成分由上述