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前面首先推出了球内性质,总结了分异和对流特征,及物质量不足以形成球层的展布特征,始终没没有涉及具体的地球问题,特别是地球的元素及物质组成。下面就简述地球物质的组成。
地球化学和陨石研究表明,地球元素组成:Fe(34.6%)、O(29.5%)、Si(15.2%)、Mg(12.7%)、Ni(2.4%)、Ca和Al(2.2%)、S(1.9%)、其它元素(1.5%)。陨石分三类:①铁陨石,占陨石总量的6%,金属含量大于90%,主要由铁镍金属、陨硫铁以及少量的Fe,Ni,Co,Ti,Zr,Cu的硫化物、碳化物、氧化物、磷化物和磷酸盐,以及自然铜、石墨等矿物组成;②铁-石陨石(石-铁陨石),占陨石总量的2%,金属含量大约50%,由大致等体积的硅酸盐相和铁镍金属相组成;③石陨石,占陨石总量的92%,主要由硅酸岩矿物组成。根据是否含球粒陨石分为球粒陨石和无球粒陨石两个亚类。球粒陨石84%,无球粒陨石8%。陨石元素组成件表1,地球元素构成见表2。
表1 陨石主要化学元素及各相的元素组成(Wt%) | ||||||
陨石主要化学元素的平均组成 | 陨石各相的主要化学元素组成 | |||||
元素 | 铁陨石 | 石陨石 | 陨石平均 | 金属相 | 硫化物相 | 硅酸盐相 |
O | - | 35.71 | 31.55 | - | - | 41.02 |
Fe | 89.7 | 23.31 | 30.70 | 90.78 | 61.10 | 15.60 |
Si | - | 18.07 | 15.82 | - | - | 20.57 |
Mg | - | 13.67 | 12.17 | 0.03 | - | 15.82 |
S | 0.08 | 1.80 | 2.60 | 微量 | 34.76 | - |
Ca | - | 1.73 | 1.52 | 0.05 | - | 1.97 |
Ni | 9.10 | 1.53 | 1.44 | 8.59 | 0.10 | 0.14 |
Al | - | 1.52 | 1.34 | - | - | 1.74 |
Na | - | 0.65 | 0.60 | - | - | 0.78 |
K | 0.17 | 0.15 | - | - | 0.20 | |
Co | 0.62 | 0.12 | 0.11 | 0.63 | 0.0 | 0.02 |
从表1、2可以看出氧、铁、硅、镁在陨石和地球中,均为主要元素,质量均超过90%,但在地壳中氧、铁、硅、镁总量仅为81.6%,钾、钠、铝、钙含量大幅升高,合计达17.50%;洋壳氧、铁、硅、镁总量79.20%,钾、钠、铝、钙含量18.783%;陆壳氧、铁、硅、镁总量81.40%,钾、钠、铝、钙含量17.20%。陆壳和洋壳,前者氧、硅明显增大,后者铁、镁明显减少。在地核中氧、铁、硅、镁,以铁为主,硫位居第二;在地幔中,上下地幔铁、硅的差别不大,而氧、镁差别较大,尤其是氧差别巨大。这些差别应是星云物质汇聚后演化的结果。另外在其它1.5%元素中,存在不可忽视的重核素,根据马学昌的研究,它们对地球热运动起着不可或缺的作用(后面会谈及)。
而这种演化与硅酸盐的结构有关,岛状、链状多与小离子元素结合,架状多与大离子元素结合,前者结构紧凑密度大,后者结构稀疏密度小。显然是在在球内性质和热的作用下产生如上的差别。根据具体的发生过程另再行文。
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GMT+8, 2024-11-25 10:27
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