地壳中的元素
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地壳中的元素范文第1篇
流行病学和毒理学的研究已经表明细颗粒物(PM2．5)中的元素组分对人体健康存在显著的危害(Chenetal．，2009)．空气动力学直径大小决定了颗粒物在人体呼吸系统内的沉积、滞留和清除过程，因而与健康风险密切相关(Hametal．，2010)．粒径分布也对颗粒物的大气传输具有重要的影响(Husseinetal．，2004)．积聚模态颗粒物可以在较大的空间尺度内进行传输，而成核模态和爱根核模态颗粒物在大气中的存留时间较短，传输距离也较小．
近些年来，在我国一些城市已经开展了对颗粒物中元素的化学组成、分布形态及来源分析的研究．滕恩江等(1999)对重庆、武汉、兰州和广州4个城市的PM2．5样品进行聚类分析，将元素分为地壳元素和污染元素两大类．林俊等(2009)在上海郊区采集分级颗粒物样品，分析结果表明Ca和Ti主要集中在＞2μm的范围内，而Mn、Zn、Cu、Pb、Cl和S等元素主要分布在0．1～1．0μm内．2009年底北京市机动车保有量超过400万辆(北京市统计局，2010)，交通源已成为北京市颗粒物的主要来源之一(Haoetal．，2005)．交通环境是受到机动车排放和道路扬尘的影响最为直接的区域，而目前对交通环境中颗粒物元素特征的研究仍然较少(杨仪方等，2010)．在2008年奥运会期间，北京市采取了一系列的交通源临时控制措施，对其排放的污染物产生了明显的削减作用．Zhou等(2010)的研究表明，北京市城区机动车排放的VOC、CO、NOx和PM10在奥运期间分别下降了55．5%、56．8%、45．7%和51.6%．本研究通过在北京市典型道路边的分粒径细颗粒物(0．2～0．5μm、0．5～1．0μm和1．0～2.5μm)采样和化学测试，获得了元素的浓度、分布特征及季节变化特征，分析了元素的主要来源，并评估了奥运临时控制措施的效果．
2采样及分析(Samplingandanalysis)
2．1道路边及郊区采样
本研究选择北京市北四环中段保福寺桥和学院桥之间作为采样路段，位于国家体育场(鸟巢)西侧约4km．道路边采样点根据风向和城市管理要求设置于路南或路北，其中路北采样点距道路外缘约5m，路南采样点距道路外缘约2m．郊区对照采样点位于密云水库附近，距离北四环道路边采样点约80km，周围1～2km内无明显人为排放源．采样头距地面垂直高度均为约2．5m．
采样仪器为多级碰撞式颗粒物采样器DGI(型号1570，芬兰Dekati公司)．在流量为70L•min－1时，DGI可根据颗粒物的空气动力学直径进行分级，从而同时采集0．2～0．5μm(第Ⅰ级)、0．5～1．0μm(第Ⅱ级)和1．0～2．5μm(第Ⅲ级)三个粒径段的颗粒物．采样时间为12h，其中白天样品为7时～19时，夜间样品为19时～次日7时，但本研究对相邻的白天和夜间样品元素分析结果进行合并处理为日均值．使用Teflon膜(直径47mm，孔径5μm，美国Millipore公司)进行元素分析．在2008—2009期间选择5个阶段进行采样，共收集198个Teflon样品，各阶段采样统计见表1．在颗粒物采样期间，还使用便携式气象站(型号VantagePro2，美国Davis公司)测量了气象参数(温度、相对湿度、风速和风向)．对各采样阶段的典型工作日车流量的统计显示，非奥运期间采样点附近每天总车流量约为27万辆，而在奥运期间减少到约每天18．5万辆，削减率为31．5%．
2．2元素分析
采集的样品使用中日友好环境保护中心环境分析测试中心的波长色散型X荧光光谱仪(WD-XRF，型号RIX3000，日本理学电机株式会社)进行元素分析，得到了Al、Na、Mg、K、Ca、Si、S、Cl、Fe、Mn、Ti、Cu、Zn、As、Br和Pb共16种元素的质量浓度．实验条件:端窗Rh靶X射线管，电压为50kV，电流为50mA，粗狭缝，视野光阑直径为30mm，真空度为3．7～6．7Pa．采用美国MicroMatter公司的无机元素标准薄膜进行定量分析，校准工作曲线采用单点比值法．扣除空白滤膜的元素本底值．分析前滤膜在＜4℃温度下保存，所有的操作步骤均进行严格的质量控制以防止样品被污染．
2．3来源分析
在本研究中，富集因子法和因子分析法被用于判定各种元素的主要来源．富集因子法是比较自然源和人为源对颗粒物中元素贡献水平的常用方法(Yangetal．，2010)．富集因子EF(Enrichmentfactor)的计算公式为:
EFi=(Ci/CR)环境/(Ci/CR)背景(1)式中，Ci为研究的第i个元素的浓度;CR为参比元素的浓度;(Ci/CR)环境是指大气颗粒物中i元素浓度和参比元素浓度的比值;(Ci/CR)背景是指土壤中i元素含量与参比元素含量的比值．本研究选择在土壤中丰度高、受人为污染影响小的Al元素作为参比元素，土壤元素背景值取北京市表土元素平均值(中国环境监测总站，1990)．
因子分析法是一种多元分析方法，用于分析多个变量间的存在关系，可将相关性比较密切的若干变量归类，以较少的因子数反映原始数据中的大部分信息(胡伟等，2003)．本研究使用PASWStatistics18统计软件进行因子分析，提取方法为主成份，应用Kaiser标准化的正交旋转法，将相关矩阵特征值大于1的因子分离．其主要步骤为:将颗粒物中元素浓度值作为变量代入因子模型，原始数据标准化，建立变量的相关系数矩阵，通过求解相关矩阵的特征方程以确定特征值和对应的特征向量，进而确定主因子数并提取初因子;对因子载荷矩阵进行方差极大旋转，获得正交旋转矩阵，将初因子转化为具有最简结构的公因子(邹本东等，2007)．
3结果(Results)
3．1元素组成
各采样阶段PM0．2～2．5中元素的质量浓度由3个粒径段相加得到并列于表2．道路边PM0．2～2．5中的元素浓度主要是由S、K、Fe、Cl、Si、Ca和Zn等7种元素贡献的，占测试16种元素总浓度的90%以上(见图1)．其中S元素浓度最高．有研究表明，XRF测出的S元素浓度与离子色谱检测的SO2－4浓度具有很好的一致性(Heetal．，2001)．与2001—2002年在北京城区的研究相比(Duanetal．，2006)，Na、Mg、Si、Ca和Ti等元素浓度显著降低，体现出近些年对沙尘污染的控制效果．由于北京奥运会采取了严格的空气质量控制措施，奥运中的元素总浓度(3910ng•m－3)显著低于奥运前(8624ng•m－3)和奥运后(8164ng•m－3)的浓度．交通源临时控制措施对颗粒物元素浓度和分布的影响将在3．4节中详细讨论．
3．2元素来源
富集因子分析和因子分析结果分别列于表3和表4．EF＞10一般作为元素中有显著比例来自人为源的标准(Voutsaetal．，2002)．按照富集因子值可将元素分为3类:地壳元素(Al、Si、Mg、Na和Ti)、双重元素(Fe、Ca、K和Mn)和污染元素(Cu、S、Zn、Pb、Cl、As和Br)．这与其他在北京市城区的研究结果相似(王淑兰等，2002)．各粒径段的富集因子变化规律为第Ⅰ级＞第Ⅱ级＞第Ⅲ级，说明人为源对粒径较小的颗粒物(0．2～0．5μm)贡献较大，而地壳源的贡献更集中于大粒径段(1．0～2．5μm)．交通环境中元素的富集因子明显高于城区，说明机动车排放的颗粒物以及道路扬尘的显著影响(Duanetal．，2006)．北京市道路降尘中Ca、S、Zn、Cu和Pb等元素的浓度远高于土壤背景中的含量(Hanetal．，2007)．因子分析共分离出两个主要的因子，占总方差的78．5%～88．4%．因子1与Al、Mg、Si、Ti、Ca、Na、Fe和Mn等地壳元素和双重元素相关，因此其主要归属于扬尘源的贡献．交通环境中的扬尘源主要包括道路扬尘、建筑尘、外来尘等．因子2主要与污染元素相关，包括Pb、Zn、Cu、As、Br、S、Cl和K等元素．Cl和As被认为是燃煤排放的代表元素(张仁健等，2000)，而K是生物质燃烧的特征元素(Lietal．，2007)．Pb和Br有很大比例来自机动车的排放(Manalisetal．，2005;Huangetal．，1994)．Zn和Cu的来源比较复杂，可能来自机动车的轮胎和刹车线磨损、工业排放和燃煤飞灰(Sternbecketal．，2002;Wangetal．，2005;张晶等，1998)．因此，因子2可能与机动车、燃煤、生物质燃烧和工业排放等相关．
3．3元素分布特征
本研究以2008年12月和2009年8月的结果代表冬季和夏季分析细颗粒物中元素分布形态(见图2)．颗粒物的粒径分布不仅受到污染源排放特征的影响，还与干湿沉降，云过程，边界层和对流层的大气交换和化学转化等有密切关联(Allenetal．，2001)．虽然机动车排放的颗粒物质量峰值在约0．2μm以下，但后续的大气过程会造成环境中颗粒物分布的显著迁移(Kleemanetal．，1998;2000)．多数地壳元素和双重元素(除Na和K外)在夏季和冬季表现出相同的分布形态，均随粒径的增大而富集，第III级(1．0～2．5μm)可占总质量浓度的45%～80%．冬季的元素浓度较夏季上升约30%～100%，这可能是由于在冬季较高的风速和较低的相对湿度造成的外来沙尘和道路扬尘排放量的增加．多数污染元素的分布存在显著的季节差异．Br、As和Pb等元素夏季在第II级(0．5～1．0μm)出现峰值，而冬季在第I级(0．2～0．5μm)出现峰值．Na、K、Cl、Br、As、Pb和Zn等元素在冬季的第I级(0．2～0．5μm)浓度均有显著增加，其主要原因可能是在冬季由于采暖需要增加的大量的燃煤和生物质燃烧．研究表明，采暖期开始后Zn、Pb、Ti、K、Se、As和Cu等元素在细粒径段的分布出现大幅度的增长(杨勇杰等，2008)．夏季S元素在第II级(0.5～1．0μm)出现峰值，而在冬季未发现浓度峰．这可能因为夏季空气相对湿度较高，在云层内部存在着显著的硫酸盐生成过程．夏季的硫酸盐/二氧化硫的质量转化系数可能是冬季的21倍(Yaoetal．，2002)．不同的粒径分布研究之间的结果可能难以相互比较，因为使用的颗粒物采样器的分割粒径和分割效率可能不同，采样膜的材料、孔径和负载率也可能造成得到分布形态的变化．但总体来说，本研究的元素分布结果和北京市其他研究相近(Winchesteretal．，1984;Ningetal．，1996)．
地壳中的元素范文第2篇
一、依据原子结构特点推断
例1 短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表的位置如图1所示，其中X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半，则下列说法正确的是（ ）
（A）钠与W可能形成Na2W2化合物
（B）由Z与Y组成的物质在熔融时能导电
（C） W得电子能力比Q强
（D） X有多种同素异形体，而Y不存在同素异形体
解析：由“X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半”可推出X为C，因此Y为O，Z为Si，W为S，Q为Cl.Na和S可形成类似于Na2O2 的Na2S2，（A）项正确；Z与Y组成的物质是SiO2，SiO2是共价化合物，熔融时不能导电，（B）项错误； S得电子能力比Cl弱，（C）项错误；氧元素也能形成同素异形体(如O2、O3)，（D）项错误.
答案：（A）
例2 某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素（ ）
（A） 在自然界中只以化合态的形式存在
（B） 单质常用作半导体材料和光导纤维
（C） 最高价氧化物不与酸反应
（D） 气态氢化物比甲烷稳定
解析：在短周期非金属元素中，只有Si原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，Si在自然界中不存在游离态的单质，只以化合态的形式存在；用作光导纤维的物质是SiO2；SiO2可与氢氟酸反应；因为Si的非金属性比碳的弱，故SiH4的稳定性弱于CH4.只有（A）项正确.
答案：（A）
二、依据元素特殊性质推断
例3 W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图2所示，W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物，由此可知（ ）
（A） X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最弱的是Y
（B） Z元素氧化物对应水化物的酸性一定强于Y
（C） X元素形成的单核阴离子还原性强于Y
（D） Z元素单质在化学反应中只表现氧化性
解析：因为W的气态氢化物可与其最高价含氧酸生成离子化合物，这指的是铵盐，W是氮元素，则X、Y、Z依次是O、S、Cl.则其氢化物中H2S最不稳定，（A）项正确；只有氯元素的最高价含氧酸才一定比Y的含氧酸酸性强，（B）项错误；阴离子还原性S2-＞O2-，（C）项错误；Cl2与水的反应中既表现氧化性，也表现了还原性，（D）项错误.
答案：（A）
例4 元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如图3所示， 其中R单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸.则下列判断正确的是
（ ）
（A） 非金属性：Z
（B） R与Q的电子数相差26
（C） 气态氢化物稳定性：R
（D） 最高价氧化物的水化物的酸性：T>Q
解析：由R单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸，可知R为F，由周期表的相对位置可以确定X为S、T为Cl、Z为Ar、Q为Br.由于Z（Ar）为稀有气体，不能比较其非金属性，（A）项错误；R的（原子序数）电子数为9，Q的（原子序数）电子数为35,35－9＝26，（B）项正确；F、Cl、Br三种元素位于同主族，同主族元素从上到下非金属性依次减弱，氢化物的稳定性依次减弱，最高价氧化物对应水化物酸性减弱，（C）项错误、（D）项正确.
答案：（B）（D）
三、依据表中位置推断
例5 四种短周期元素在周期表中的位置如图4，其中只有M为金属元素.下列说法不正确的是（ ）
（A） 原子半径Z
（B） Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X 的弱
（C） X 的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的小
（D） Z位于元素周期表中第2 周期、第ⅥA族
解析：根据Y、Z、M、X四种短周期元素在周期表中的位置，以及只有M为金属元素可知：Y为N，Z为O，M为Al，X为Si.原子半径O
答案：（B）
例6 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X原子的最外层电子数之比为4∶3，Z原子比X原子的核外电子数多4.下列说法正确的是（ ）
（A） W、Y、Z的非金属性强弱顺序一定是Z>Y>W
（B） W、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是W>X>Y>Z
（C） Y、Z形成的分子空间构型可能是正四面体
（D） W、Y、Z三种元素单质的熔点高低顺序一定是W>Y>Z
解析：因为最外层电子数W∶〖KG-*2/3〗X＝4∶〖KG-*2/3〗3，故W最外层电子数为4，X的为3，又因为W、X、Y、Z的原子序数依次增加，可以推出：W为C，X为Al，Z为Cl，依据表中位置可知Y可能为Si、P、S.若Y为Si，则非金属性应该为Z>W>Y，（A）项错误；C比Al的原子半径小，（B）项错误；若Y为Si，则Y、Z形成的SiCl4的分子空间构型为正四面体，（C）项正确；若Y为Si，由于W为碳元素，其对应的单质有多种同素异形体，若对应的单质为C60，则熔点：C60比晶体Si的低，（D）项错误.
答案：(C)
四、依据题给关键数据推断
例7 X、Y、Z、M、W为五种短周期元素.X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素，且最外层电子数之和为15；X 与Z可形成XZ2分子；Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76 g•L-1,W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的
1 2.下列说法正确的是（ ）
(A) 原子半径：W＞Z＞Y＞X＞M
(B) XZ2 、X2M2、W2Z2均为直线型的共价化合物
(C) 由X元素形成的单质不一定是原子晶体
(D) 由X、Y、Z、M四种元素形成的化合物一定既有离子键，又有共价键
解析：Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76
g•L-1，可知该化合物的相对分子质量为：0.76×22.4＝17，该化合物是NH3，又X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素，所以Y为N，M为H，X、Y、Z都是第二周期元素，又X 与Z可形成XZ2分子，所以X为C，Z为O，W为Na.同一周期元素随原子序数增大原子半径减小，(A)项错误；W2Z2(Na2O2)为离子化合物，(B)项错误；C元素形成的单质可以是原子晶体(金刚石)、分子晶体(C60)、过渡晶体(石墨)等，(C)项正确；C、N、O、H四种元素可形成共价化合物，如尿素［CO(NH2)2］，分子中不存在离子键，D项错误.
答案：(C)
五、依据元素在地壳中的特殊含量推断
例8 短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，且原子最外层电子数之和为13.X 的原子半径比Y 的小，X 与W 同主族，Z是地壳中含量最高的元素.下列说法正确的是（ ）
(A) 原子半径的大小顺序： r(Y)>r(Z)>r(W)
(B) 元素Z、W的简单离子的电子层结构不同
(C) 元素Y 的简单气态氢化物的热稳定性比Z 的强
(D) 只含X、Y、Z三种元素的化合物，可能是离子化合物，也可能是共价化合物
解析：由Z是地壳中含量最高的元素可知Z为O，又X、Y、Z、W的原子序数依次增大， X 的原子半径比Y 的小，可知X为H，再根据X 与W 同主族，可知W为Na，最后依据X、Y、Z、W原子最外层电子数之和为13知Y为N.四种元素中Na原子半径最大，(A)项错误；Z、W的简单离子O2-、Na+的电子层结构相同，(B)项错误；NH3的热稳定性比H2O的弱，（C）项错误；只含H、N、O三种元素的化合物，NH4NO3是离子化合物，HNO3是共价化合物，(D)项正确.
答案：(D)
例9 X、Y、Z、Q、R是五种短周期元素，原子序数依次增大.X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0；Q与X同主族；Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素.
请回答下列问题：
(1)五种元素原子半径由大到小的顺序是（写元素符号） .
(2)X与Z能形成不同的液态化合物，其中原子个数比为
1∶1的化合物为.
解析：根据Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素，推知Z为氧元素，R为铝元素.再依据X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0，以及X、Y均比Z元素原子序数小，推知X Y元素分别为H和C，Q与X同主族，且比Z元素原子序数大，推知Q为钠元素.上述元素原子半径大小顺序为Na＞Al＞C＞O＞H.
H和O两种元素按原子个数比为1∶〖KG-*2/3〗1形成的化合物为H2O2.
答案：(1)Na＞Al＞C＞O＞H (2)H2O2
六、依据特殊用途推断
例10 短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大.元素W是制备一种高效电池的重要材料，X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍.下列说法错误的是( )
(A) 元素W、X的氯化物中，各原子均满足8电子的稳定结构
(B) 元素X与氢形成的原子比为1∶1的化合物有很多种
(C) 元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成
(D) 元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2
解析：元素W是制备一种高效电池的重要材料，说明W是Li；X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，说明X是碳元素；元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，因此Y是Al；短周期元素电子层数最多是3层，如果原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，所以可能是He、C和S，又因为W、X、Y和Z的原子序数依次增大，所以Z只能是S.元素W、X的氯化物分别是LiCl和CCl4，前者锂原子不能满足8电子的稳定结构，(A)项错误；X与氢形成的原子比为1∶1的化合物可以是C2H2、C6H6或C8H8，(B)项正确；单质铝与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成，(C)项正确；C和S均属于非金属元素，二者可以形成共价化合物CS2，(D)项正确.
答案：（A）
七、综合应用
例11 甲、乙、丙、丁、戊为原子序数依次增大的短周期元素.甲、丙处于同一主族，丙、丁、戊处于同一周期，戊原子的最外层电子数是甲、乙、丙原子最外层电子数之和.甲、乙组成的常见气体X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；戊的单质与X反应能生成乙的单质，同时生成两种溶于水均呈酸性的化合物Y和Z，0.1mol/L的Y溶液pH＞1；丁的单质既能与丙元素最高价氧化物的水化物的溶液反应生成盐L，也能与Z的水溶液反应生成盐；丙、戊可组成化合物M.
请回答下列问题
(1)戊离子的结构示意图为.
(2)写出乙的单质的电子式：.
(3)戊的单质与X反应生成的Y和Z的物质的量之比为
2∶4，反应中被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为.
(4)写出少量Z的稀溶液滴入过量L的稀溶液中发生反应的离子方程式：.
解析：根据气体X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可确定甲、乙分别为H、N，则丙为Na；戊原子的最外层电子数为7，戊是Cl，再根据丁的性质可确定丁是Al.Cl2与NH3反应生成N2、HCl、NH4Cl，由0.1 mol/L的Y溶液pH＞1可知，Y是NH4Cl，Z是HCl.根据生成的NH4Cl和HCl的物质的量之比为2∶4，可写出反应的化学方程式为：3Cl2+4NH3＝N2+ 2NH4Cl+4HCl，由化学方程式可知，反应中被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为2∶3.Al和NaOH溶液反应生成盐L是NaAlO2，NaAlO2与少量盐酸反应的离子方程式为H+ +AlO-2+H2O＝Al(OH)3.
答案：(1) [XC
地壳中的元素范文第3篇
铝及其化合物方程式：4Al+3O2 =(点燃)= 2Al2O3；4Al+3O2 =(点燃)= 2Al2O3；2Al+3H2SO4 = Al2(SO4)3+3H2；2Al+6H(+) = 2Al(3+)+3H2。
铝是一种金属元素，元素符号为Al，是一种银白色轻金属。有延展性。商品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铝粉在空气中加热能猛烈燃烧，并发出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液，难溶于水。相对密度2、70。熔点660℃。沸点2327℃。铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。航空、建筑、汽车三大重要工业的发展，要求材料特性具有铝及其合金的独特性质，这就大大有利于这种新金属铝的生产和应用。应用极为广泛。
（来源：文章屋网 ）
地壳中的元素范文第4篇
1、铝不属于重金属。重金属原义是指比重大于5的金属,包括金、银、铜、铁、铅等,重金属在人体中累积达到一定程度,会造成慢性中毒。相对密度在4.5g/cm3以上的金属,称作重金属。
2、铝是一种金属元素，元素符号为Al，是一种银白色轻金属。有延展性。商品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铝粉在空气中加热能猛烈燃烧，并发出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液，难溶于水。相对密度2.70。熔点660℃。沸点2327℃。铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。航空、建筑、汽车三大重要工业的发展，要求材料特性具有铝及其合金的独特性质，这就大大有利于这种新金属铝的生产和应用。 应用极为广泛。
3、2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，铝制品在一类致癌物清单中。
（来源：文章屋网 ）
地壳中的元素范文第5篇
关键词：地球化学；发展简史；发展前景
文章编号：978-7-5369-4434-3（2012）03-215-02
与生俱来的好奇心，是人类观察和认识世界的动力，关注地球以及宇宙的人们已经发现：地球及整个宇宙都是由永恒运动的物质构成的。地球内部的不稳定核素自发地进行衰变，其所释放的能量是地球物质运动的主要能源，它们足以引发岩石熔融、岩浆活动、火山喷溢，以及全球性的构造运动等各种作用过程，而地球化学面对的就是这样一个经历了几十亿年发展变动，至今仍在持续演化的地球。
一、地球化学的内涵
地球化学是研究地壳、地球以及太阳系各层次天体的化学组成、化学作用与化学演化的科学，它研究地球乃至宇宙中元素与核素的起源、分布、相互作用、迁移与聚集的规律与演化历史。地球化学脱胎于地质学和化学，并与其它相邻学科（如大气科学、海洋科学、空间科学、环境科学、天文学、物理学、生物学等）相互渗透与结合，产生了一系列分支学科，建立了自己的理论系统，构成了完整的学科体系，完善了一整套研究方法，与地质学、地球物理学和大地测量学一起成为固体地球科学的四大支柱学科。地球化学既肩负着解决当代地球科学面临的基本问题―天体、地球、生命、人类及元素的起源与演化的重大使命，又有责任为人类社会提供充足的、可持续发展的能源、矿产资源和良好的生存环境。
二、地球化学发展简史
地球化学产生于20世纪，但是地球化学的萌芽思想却源远流长。大致在20世纪40年代末期和50年代初期，地球化学才发展成为一种独立成型的学科，地球化学的发展大致经历的三个主要阶段：
（一）经典地球化学阶段
20世纪40年代第二次世界大战之前，着重研究元素的丰度、分布和迁移，研究的手段主要是无机化学、晶体化学和分析化学的方法。美国化学家克拉克是地球化学的奠基者，他着重研究化学元素在地壳当中的分布和丰度。俄罗斯矿物学家维尔纳茨基开创了生物地球化学和同位素地球化学研究领域，发表《地球化学概论》一书。挪威地质学家戈尔德施密特开创了微量元素地球化学的研究，指出了微量元素在矿物和岩石中的存在形式和分布规律。
（二）近代地球化学阶段
20世纪第二次世界大战之后，随着各项科学技术（宇航技术、高温高压实验技术、核物理探测技术等)的发展，地球化学的研究领域不断扩展，朝着地球内部和宇宙空间发展，形成了以地幔为研究对象的深部地球化学和研究陨石、月球、宇宙尘的宇宙化学。除研究元素以外，还发展和注重同位素研究，建立了同位素地球化学。在研究手段上更加注意了物理化学的热力学和动力学的理论和方法，发展了各种地球化学的模式研究，形成了地球化学全面发展的新时期。
（三）现代地球化学阶段
20世纪70年代以来，地球化学进入了现代地球化学发展阶段，现代地球化学中各种精密、灵敏、高效的分析技术不断引入，微区、微量分析（X光荧光分析、等离子光量计、精密质谱仪、电子探针等）和实验模拟技术不断得到改进；随宇航、超深钻、深海探测等研究的进展，人类得以更全面深入地观察和认识地球；基础科学成果的引入和广泛运用，提高了地球化学的理解能力和认识深度；电子计算机的普及及电子技术的不断提升，使地球化学“正在进入一个对自然过程进行全面、广泛的数字模拟的阶段；在解决与人类息息相关的诸如矿产资源、能源、环境以及地震问题方面地球化学提供了重要途径，做出了实际成果。
三、地球化学的发展前景
（一）由经验性转向理论化、由定性研究转向定向研究
地球化学已有可能将对地壳和地幔中化学作用的研究与模拟实验研究相结合，即将逆向研究与正向研究相结合；不断引用相邻学科的最新理论和技术，使地球化学研究继续由定性研究向定向研究发展。
（二）对同一科学问题进行综合探索
为避免单项研究造成的结论的多解性，研究正在向与地球化学科学系统内其他学科及其相邻学科间密切结合的方向发展，即重视对同一科学问题进行综合探索。
（三）积极参与重大科学问题的研究
以地球化学理论、方法的不断发展为支持，地球化学参与重大科学问题研究的能力不断增强。如已积极参与地球和生命的起源、地幔柱的活动、地球动力学、造山带形成、地壳和大气圈的形成和演化等重大基础性课题的研究等。
（四）为全球变化研究和生态环境保护提供理论依据
通过对海洋沉积物、冰芯、黄土―古土壤、泥炭和树轮等对象元素和同位素组成的测定，可以恢复古气候和古环境的演变；通过多种地球化学示踪剂的研究，可以阐明元素的生物地球化学循环的机制、过程和速率；进一步识别全球变化中自然作用和人类活动的份额。
（五）为人类社会的可持续发展提供新的洁净能源与矿产资源
天然气水合物将是21世纪最具有开发利用前景的新能源。天然气水合物的地球化学特征、形成环境、找矿与勘探的地球化学标志、开发与利用的地球化学研究，将是地球化学在新世纪的重大任务。寻找大型、超大型矿床和矿产密集区，开发利用丰富的海水和海底矿产资源，发现和利用各种岩石、矿物、元素和同位素的资源和特殊性能，不断满足人类社会日益增长的广泛需求，地球化学任重而道远。
（六）进一步增强防灾减灾和人群健康的社会功能
地球化学独特的研究思路与预测方法，对各种地质灾害和工程灾害的成因、演化过程及其预警发挥了重要作用。今后还将为地震监测与预报、火山喷发与预警、泥石流与滑坡的预防和治理、大型工程稳定性研究等方面作出新贡献。地球化学环境与人类的健康与疾病的关系，一直是地球化学研究中备受关注的领域，生物地球化学省某些元素丰度的异常与地方病的成因联系，已进行过深入系统的调查和综合治理研究。进一步研究不同的生物地球化学省形成过程中化学元素的迁移转化规律、赋存状态与形态及元素转化动力学，因地制宜地采取改造生物地球化学食物链等防治对策，为地方病的防治提供科学依据。
参考文献：
［1］欧阳自远主编.中国矿物学岩石学地球化学研究新进展［M］.兰州：兰州大学出版社，1994.
［2］陈道公，支霞臣，杨海涛.地球化学［M］.合肥：中国科技大学出版社，1994.
［3］傅家谟，秦匡宗主编.干酪根地球化学［M］.广州：广东科技出版社，1995.
［4］欧阳自远主编.行星地球的形成和演化［J］.地质地球化学，1995，(5).
［5］欧阳自远，倪集众，项仁杰主编.地球化学：历史、现状和发展趋势［M］.北京：原子能出版社，1996.
地壳中的元素范文第6篇
1、铼元素在元素周期表中位于原子序数75位。
2、铼是一种化学元素，符号为Re，原子序为75。铼是种银白色的重金属，在元素周期表中属于第6周期过渡金属。它是地球地壳中最稀有的元素之一，平均含量估值为十亿分之一，同时也是熔点和沸点最高的元素之一。铼是钼和铜提炼过程的副产品。其化学性质与锰和锝相似，在化合物中的氧化态最低可达?3，最高可达+7。
3、科学家在1925年发现了铼元素，因此它成为了最后被发现的稳定元素。其名称（Rhenium）取自欧洲的莱茵河。
4、镍铼高温合金可用于制造喷气发动机的燃烧室、涡轮叶片及排气喷嘴。这些合金最多含有6%的铼，这是铼最大的实际应用，其次就是作为化工产业中的催化剂。铼比钻石更难取得，所以价格高昂由于铼可应用在高效能喷射引擎及火箭引擎，所以在军事战略上十分重要。
（来源：文章屋网 ）
地壳中的元素范文第7篇
2、元素符号来自拉丁文aurum意思是光辉黎明，是柔软有延展性的亮黄色金属；
3、元素来源，与铜矿石和单质铜共生于地壳中的矿脉里；
4、元素用途，极富延展性，用于电气设备、首饰和钱币；
地壳中的元素范文第8篇
[关键词]TTG片麻岩 太古宙陆壳 成因探讨
[中图分类号] P581 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-12-58-2
1成因的提出
自从Jahn[1]将英云闪长岩、奥长花岗岩和花岗闪长岩命名为TTG岩系之后，这一概念就变成了太古代地体的定义性特征。大约90%的产生于2.5-4.0Ga之间的初生大陆地壳都属于TTG岩系。正是由于TTG岩系是现存太古代地壳中体积最大的岩石类型，因此，TTG岩系的起源和成因对于地壳的演化、增生和再造具有重要的指示意义。
但是，长久以来，对于TTG岩系的成因却没有统一定论。Condie[2]提出这些岩石来自于俯冲洋壳的玄武质源区，这是第一次将现代板块构造学说的概念应用到TTG岩系的起源中。Martin[3]提出形成于智利Austral火山区的熔岩可能是太古代TTG的现代等价物质。之后，Martin[4]基于TTG岩系与埃达克岩的化学组分的相似性又提出埃达克岩与TTG岩系具有相同的岩石学成因――形成于俯冲环境含水洋壳的的部分熔融过程，而且这一观点被广为流传和重申。
2不同观点的比较
近期的研究却持反对意见。Smithies[5]研究结果表明，大多数的埃达克岩系具有较高的Mg#和较低的SiO2，这表明这些板片熔体与地幔存在相互作用。可无论是在3.0Ga以前的样品中还是在3.0Ga以后的样品（一半以上）中都没有这种相互作用。仅在加拿大高级省的晚太古代中，TTG样品才具直接的地幔组分确凿证据，同时，这里也具有与前者相互独立的俯冲和岛弧增生的证据。因此他认为大部分的早太古代和许多的晚太古代的TTG岩系都不是埃达克岩系的类似物，TTG岩系的组分也不能提供其是现代形式的俯冲作用所形成的证据，而且TTG很可能是加厚地壳底部的含水玄武质物质的熔融产生的。Condie[6]也提出了与Martin[4]不同的意见，而且其与Smithies[5]的意见也不尽相同。尽管TTG岩系与埃达克岩系具有极其相似的REE分异模式，但是TTG比绝大多数的埃达克岩系具有更低的Sr、Mg、Ni、Cr和Nb/Ta以及较高的SiO2含量（如图1）。总的来说，富铝TTG与埃达克岩并不是同种岩石，而且二者都不能被简单地视为是浅部结晶分异的结果。埃达克岩可能是板片熔体的产物，而富铝TTG则可能是由于岛弧系统中或者大洋高原根部中的下地壳部分熔融的产物。
Martin和Moyen[7]通过对大量不同年龄的TTG岩系进行统计分析，认为太古代TTG中较低的Mg#、Cr和Ni是TTG母源岩浆没有与地幔橄榄岩相互作用的结果（如图2），尽管有些人提出反对意见，但是目前已经达成这一共识。那就是在3.3Ga以前，TTG母源岩浆与地幔橄榄岩作用的效率非常低，很显然低于晚太古代时期，这一共识对于认识太古代地壳演化具有重要的意义。此外，基于TTG母源岩浆中的Sr和（Na2O+CaO）的含量变化（如图2），Martin和Moyen[7]提出从太古代的早期到晚期，板片熔融的深度在不断增加，TTG岩浆中的Sr和（Na2O+CaO）的含量主要取决于在含水玄武岩的熔融过程中残余体是否存在中斜长石，即取决于压力。在3.5Ga之前，热流较高，以至于板片熔融只发生在前部，此时斜长石处于稳定状态，TTG体现出贫Sr。同时，由于板片俯冲形成的地幔楔体积很小，从而导致板片熔体与地幔橄榄岩的相互作用非常有限。但是，到了2.5Ga之后，热流较低，板片熔融发生的深度加深，斜长石不再稳定，TTG岩浆体现出富Sr，同时，长英质岩浆与较厚的地幔楔橄榄岩之间存在相对较强的作用。
Smithies[8]又提出，在3.3Ga之前，热流与洋壳厚度的关系是，当洋壳可以俯冲的时候，其较阿大的厚度和浮力导致了一个低角度的俯冲（平板俯冲），这样就没能形成有效的地幔楔（如图3）。从而导致形成TTG岩浆的板片熔体没能与地幔物质发生相互作用；而在2.5Ga之后，洋壳则能形成一个大角度的俯冲，从而形成有效地幔楔，板片熔体与地幔橄榄岩存在相对高效率的相互作用。这一模式其实与Martin和Moyen[7]并不冲突，就好像在3.3Ga之前，早期太古代地球利用这两个互相补充的方式来确保板片熔体与地幔橄榄岩没有较大成都的相互作用。
3TTG岩系母源的地球化学特征
一些学者还试图根据TTG片麻岩中的部分元素含量将其分类。Barker[9]将太古代花岗岩类分成两组：高铝TTG和低铝TTG。高铝TTG具有较高的Sr和Eu以及较低的Yb和Y，并且具有较强的REE分异模式和较高的Sr/Y比。由于石榴石和角闪石的存在以及斜长石的缺失才导致了这一特征。低铝TTG具有较低的Sr和Eu、较弱的REE分异模式以及较低的Sr/Y比，这一特征表明一种没有石榴石而有斜长石参与的岩石学成因。Martin[10]认为大多数的TTG岩系都属于高铝组，同时太古代TTG这一概念本身就隐含了高压源区条件。
TTG岩系到底是下地壳的部分熔融还是板片熔体？是板片熔体与地幔楔的共同作用还是浅部结晶分异的结果？为了进一步解决这个问题以及要明白TTG岩系母源岩浆具有什么样的地球化学特征，许多学者做了一些高温高压的实验。
Springer[11]通过对基性麻粒岩的部分熔融实验研究表明，由此获得的主、微量元素以及REE分异模式与活动大陆边缘的英云闪长岩具有相似特征，具有较平坦并且稍微富集LREE的堆晶辉长岩也可能是奥长花岗岩和英云闪长岩的一种合理解释。在850-1000°C的条件下，含水1%的变辉长岩的部分熔融可以产生富集SiO2（74%）的奥长花岗岩和英云闪长岩到石英闪长岩的熔体。
TTG片麻岩和现代埃达克岩一样具有低Nb/Ta比和高Zr/Sm比，但是这些微量元素的特征不同于原始地幔、大洋中脊玄武岩、洋岛玄武岩和岛弧玄武岩，这些岩石都具有较高的Nb/Ta比和较低的Zr/Sm比（如图4a）。Foley[12]对比了由角闪岩和榴辉岩产生的熔体的微量元素特征，由此得出，低镁角闪岩的部分熔融可以解释TTG岩系熔体中的低Nb/Ta比和Zr/Sm比，但是榴辉岩则不能解释这一现象（如图4b）。实验部分熔融数据表明含有金红石的榴辉岩的熔体主要在象限的上部，不含金红石的榴辉岩具有较集中的Nb/Ta，第四象限的岩石可能来自于角闪石的1-15%的批次熔融。这同时也表明最早的大陆地壳是由俯冲带环境中的低镁角闪岩的熔融产生而不是由加厚洋壳的下部榴辉岩或者高镁角闪岩产生。
然而Rapp[13]却提出了与Foley[12]不同的意见。通过高温高压实验研究，他认为榴辉岩相的含水玄武岩的部分熔融可以产生与TTG岩系相似的主微量元素特征，其中包括低Nb/Ta比和高Zr/Sm比（如图5）。在现代地质环境中，具有较低Nb/Ta比的玄武岩形成于经过俯冲修改后的亏损地幔的部分熔融过程中，尤其是弧前的洋内岛弧环境和弧后环境中。这些研究表明，TTG岩浆作用很可能发生在花岗岩类-绿岩的底部，这些花岗岩类-绿岩主要存在于太古代洋内岛弧中，而且这些岛弧经过了不同俯冲地体的逆冲叠加和构造增生。
Jackson[14]对于TTG岩浆的形成又提出了一种既有物理作用也有化学作用的模型。在下地壳，大容量的TTG岩浆可以从含水玄武质原岩（角闪岩或榴辉岩）中分离出来，通过一个简单的并且可以计算的物理作用过程，均质含水玄武质原岩的熔融可以产生不同的岩石学特征，而且温度、熔融程度以及地球化学组分都具有时空变化，对于一个给定的原岩组分，其矿物学和熔融深度主要受这种物理作用的控制。这一岩浆提取的物理模型对于TTG是起源于俯冲板片熔体还是加厚镁铁质大陆地壳的争论具有重要的指示意义。
4结论
对于TTG的成因及其岩浆来源问题，前人有的从现代板块构造学说来解释，还有另一些学者从岩石的主微量元素特征来分析。然而太古代TTG岩系的容量非常庞大，早太古代和晚太古代这两个时期中TTG岩系中一点微小的组分不同都有可能导致大陆地壳形成方式的很大转变。而且TTG不仅仅是一种太古代的现象，它们对于整个地质历史时期的大陆增生都产生了非常重要的影响6。因此，笔者认为我们要尽可能的利用各种方法来解决TTG的成因及其岩浆来源这一问题，不能只是从现代板块构造学说这种宏观角度，当然也不能只考虑到岩石内部主微量元素的特征这种微观角度。要想很好的回答这个问题，既要在宏观考虑到陆壳洋壳的演化、增生和再造以及俯冲带、造山带的形成和演化，也要在微观上考虑到岩石的岩相学特征、元素含量特征、温度、压力、流体（盐度、水、CO、CO2）和氧逸度等因素。
参考文献
[1]Jahn， B. M.， Glikson， A.Y.， Peucat， J.-J.， Hickman， A.H. REE geochemistry and isotopic data of Archaean silicic volcanics and granitoids from the Pilbara Block， western Australia： implications for the early crustal evolution. Geochimica Et Cosmochimica Acta45， 1633-1652 （1981）.
[2]Condie， K. C. Archaean Greenstone Belts. Elsevier， Amsterdam.， 434 （1981）.
[3]Martin， H. Archaean and modern granitoids as indicators of changes in geodynamic processes. Rev. Bras. Geocienc.17， 360-365 （1988）.
[4]Martin， H. Adakitic magmas： modern analogues of Archaean granitoids. Lithos46， 411-429 （1999）.
[5]Smithies， R. H. The Archaean tonalite-trondhjemite-granodiorite （TTG） series is not an analogue of Cenozoic adakite. Earth and Planetary Science Letters182， 115-125 （2000）.
[6]Condie， K. C. TTGs and adakites： are they both slab melts？ Lithos80， 33-44， doi：10.1016/j.lithos.2004.11.001 （2005）.
[7]Martin， H. & Moyen， J. F. Secular changes in tonalite-trondhjemite-granodiorite composition as markers of the progressive cooling of Earth. Geology30， 319-322 （2002）.
[8]Smithies， R. H.， Champion， D. C. & Cassidy， K. F. Formation of earth's early Archaean continental crust. Precambrian Res127， 89-101， doi：10.1016/ s0301 -9268 （03）00182-7 （2003）.
[9]Barker， F.， Arth， J.G. Generation of trondhjemitic-tonalitic liquids and Archaean bimodal trondhjemite-basalt suites. Geology4， 596-600 （1976）.
[10]Martin， H. in Developments in Precambrian Geology Vol. Volume 11 （ed K. C. Condie） 205-259 （Elsevier， 1994）.
[11]Springer， W. & Seck， H. A. Partial fusion of basic granulites at 5 to 15 kbar： Implications for the origin of TTG magmas. Contrib. Mineral. Petrol.127， 30-45 （1997）.
[12]Foley， S.， Tiepolo， M. & Vannucci， R. Growth of early continental crust controlled by melting of amphibolite in subduction zones. Nature417， 837-840 （2002）.