地球化学中的异常,最早使用于勘查地球化学中,是指矿化区段的地球化学特征(如某些元素含量的高低,元素含量分布的均匀性,元素赋存形式的差异)明显不同于周围无矿背景区的现象。第31页,共53页,星期日,2025年,2月5日地球化学异常包含了三个方面的含义:地球化学特征不同,具有一定的空间范围,元素含量或地球化学指标值偏离背景值。简言之,由异常现象、异常范围、异常值三层含义构成了完整的地球化学异常概念。由此可知,异常是相对于地球化学背景而存在,相对于背景的“正常”而言的。因此了解背景的正常分布,更有助于理解异常分布。第32页,共53页,星期日,2025年,2月5日不同级次的背景与异常第33页,共53页,星期日,2025年,2月5日二、元素的时空分布——地球化学场如果把地球化学背景和发育在其中的地球化学异常当作一个整体来看待的话,元素在这一体系中的分布便构成地球化学场。除了元素外,一切地球化学指标,都具有自己的地球化学场。第34页,共53页,星期日,2025年,2月5日地球化学指标是指一切能提供找矿信息或其他地质信息的、能够直接或间接测量的地球化学变量。地球化学指标可分为参数性与非参数性两大类。前者为定量数值,后者为定性表述(如有、无;大、中、小;强、中、弱;深、浅等)。第35页,共53页,星期日,2025年,2月5日地球化学指标第36页,共53页,星期日,2025年,2月5日将地壳或者地球表层系统中某一点放在直角坐标系(x,y,z)中,该点任一时刻t,存在着j个相,每个相有i个地球化学指标,该点指标i可表示为:第37页,共53页,星期日,2025年,2月5日我们把地球化学指标i在三度空间和时间上的分布与演化称为地球化学场,即具体某一时刻定位于三度空间上的地球化学指标值。地球化学指标应用最多的是元素含量,其次是地球化学环境标志,如pH、Eh、T、P等,地球化学场研究最多的是元素的分布。第38页,共53页,星期日,2025年,2月5日关于元素分布的基本规律(2)第1页,共53页,星期日,2025年,2月5日本章基本要求:1、了解元素地球化学旋回的含义2、掌握常量组分、微量组分的分布特征3、理解元素的共生组合概念4、掌握元素的时空分布概念5、掌握元素含量的概率分布形式第2页,共53页,星期日,2025年,2月5日应用地球化学主要是通过调查地球表层系统中化学元素的分布特征来研究它对人类产生的直接或间接利害关系。第3页,共53页,星期日,2025年,2月5日理解元素分布、分配有两重含义,一是元素在地球各圈层的分布,特别是地壳表层各地质体间及各类岩石、矿物间的分布、分配,即了解空间上、宏观上的分布、分配。二是元素在各地质作用过程中的分布、分配,即元素活动演化过程中的分布、分配。前者是后者的结果,是应用地球化学研究的主要内容。而后者是理论地球化学研究的主要内容。第4页,共53页,星期日,2025年,2月5日第一节地球化学旋回与元素分布一、地球化学旋回地球化学旋回的方式可以重复,但其物质成分的演化趋势是不可逆的,从而引起了化学元素的分异和演化,这种分异和演化是有规律的。第5页,共53页,星期日,2025年,2月5日二、常量组分分布特征丰度值一般均在10-2%以上元素称之为“常量元素”。由于它们的含量变化幅度相对平均含量基数是很小的,故地球化学中称作“常量元素”。它们组成了地幔、地壳的各种岩石,各种岩石的性质由它们决定。所以称这些元素为“造岩元素”。造岩元素的丰度一般用重量百分率(%)来表示。第6页,共53页,星期日,2025年,2月5日地幔与地壳成分特征第7页,共53页,星期日,2025年,2月5日不同学者计算地幔、地壳的模型不同。但由于地幔发展演化形成了地壳,二者在成分上差异规律是一致的,即地壳中易熔的硅铝长英质成分(Si、A1、Ca)和K、Na、水增加,而难熔组分(Mg、Fe、Ni、Co、Cr)比例减少。第8页,共53页,星期日,2025年,2月5日岩石圈中十余种常量元素占总量的绝大部分,如地壳中Si、O、A1、Fe、Na、K、Ca、Mg、Ti九种元素占总量的99%以上,它们是岩石圈成分的主体。由于这些元素含量高,它们遵循化学计量原则形成自然矿物,结果造成地幔中以铁镁暗色矿物为主、地壳中以长英