地球化学储库是什么?关于地球化学储库的详细介绍

创闻科学2020-11-17 12:28:46

一个相对独立均一的系统或体系,拥有与其他系统或体系不一样的地球化学或物理特征,可以是一类的地质单元或岩石。储库的研究是地球化学中最基础和最重要的研究内容。

概述

地球化学的研究最开始起源于对元素丰度的研究。在对丰度的研究中,产生了地球化学储库和端元的概念。储库通常是指一个与其他系统或体系不同的,地球化学性质或物理特征上相对均一的独立的系统或体系。它可以是一个大的系统,比如陆壳,也可以是一个大系统中的相对独立的组成部分,比如陆壳中的下陆壳。与端元不同,储库通常有具体的物理实体表现,一般都具有明确的岩石和矿物学意义。而端元则更多的是为了解释地球化学数据,其也是客观存在的,但岩石和矿物学意义不明确。

同时需要注意的是,储库的研究来源于丰度,但储库的研究不仅仅只限于丰度,还包括不同同位素的组成。

重要的地球化学储库

典型的地球化学储库包括太阳系、球粒陨石、地球、硅酸盐地球(原始地幔)、陆壳和洋中脊玄武岩等。

太阳系储库

太阳系的元素组成也被称为宇宙化学元素丰度,在平均组成上基本上等同于太阳的化学组成。通常根据光谱和CI球粒陨石的元素分析得到。

球粒陨石

具有独特的球粒结构的石陨石成为球粒陨石。球粒陨石是太阳系内最原始的物质,是从原始太阳星云中直接凝聚出来的产物,它们的平均化学成分代表了太阳系的化学组分。其中CI 型球粒陨石被认为是富含挥发份最多的陨石(22%的水和有机物),因此最原始,最能代表太阳系的成分,也是地球重要的物质组成。球粒陨石的年龄非常老,反映了太阳系的早期演化。

硅酸盐地球(原始地幔)

地壳与地幔的总和,称为硅酸盐地球或原始地幔。其化学成分与CI球粒陨石类似,但也存在着一些不同,比如Nb/Ta比值。硅酸盐地球的成分是查明地球成因、壳幔分异和陆壳形成的基础。

大陆地壳

地球化学的研究最早就是对陆壳的丰度的研究。陆壳是人类生存的场所,地球是太阳系中唯一具有陆壳的星球,是产生宜居性地球的重要因素。陆壳分为上、中和下陆壳,主量成分上为安山质,微量元素上富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,显著富集Pb元素。中国科学家黎彤和高山对陆壳储库丰度的研究做出了重大贡献。

洋中脊玄武岩

洋中脊玄武岩是洋壳的主要组成部分,覆盖了约60%的地球表面。一方面,其是亏损地幔的部分熔融产物,对该储库的研究可以反映地幔的性质。另一方面,其熔融会形成长英质岩石,造成了地壳的演化分异。著名华人科学家孙贤鉥是洋中脊玄武岩研究的先驱之一,准确测定了其中的元素丰度,并排定了元素相容性的顺序。

研究意义

1 储库作为重要的地质体,对储库的研究就是了解重要地质体的化学性质;

2 储库的化学成分为其他研究提供了基础背景值;

3 储库的研究对于人们研究物质和元素的循环和分异至关重要;

4 利用储库这一概念,可以极大的简化科学问题。