海洋的形成和海水化学组成的演化

海洋地球化学 海洋的形成 海水的化学组成及演化

海洋的形成 和 海水化学组成的演化

制作人：地化1002李佳阳 邮 箱：781640078@http://www.77cn.com.cn

海洋地球化学 海洋的形成 海水的化学组成及演化

海洋的形成

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六十年代初，建立在当时的地球物理科学基础上的“海底扩张 说”应运而生，它科学地解释了大洋地壳的形成问题，在此基 础上发展起来的“板块构造学说”进一步用地球板块的产生、 消亡和相互作用来解释地球的构造运动。这两个学说给“大陆 漂移学说”注入了更科学的新鲜的血液，以“板块理论”的形 式出现，更好地解释了海洋的形成和发展的问题，板块理论认 为，大洋的诞生始于大陆地壳的破裂。地壳由于内部物质上涌 产生隆起，在张力作用下向两边拉伸，从而导致局部破裂，形 成一系列的裂谷与湖泊。现代东非大裂谷便是例子。后来大陆 地壳终于被拉断，岩浆沿裂隙上涌，凝结而成大陆地壳，一个 新的大洋便从此诞生。

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现在的研究证明，大约在50亿年前，从太阳星云中分离出一些大大小小的星云团块。它们一边绕太阳旋转，一边自转。在运 动过程中，互相碰撞，有些团块彼此结合，由小变大，逐渐成为原始的地球。星云团块碰撞过程中，在引力作用下急剧收缩，加 之内部放射性元素蜕变，使原始地球不断受到加热增温；当内部温度达到足够高时，地内的物质包括铁、镍等开始熔解。在重力 作用下，重的下沉并趋向地心集中，形成地核；轻者上浮，形成地壳和地幔。在高温下，内部的水分汽化与气体一起冲出来，飞 升入空中。但是由于地心的引力，它们不会跑掉，只在地球周围，成为气水合一的圈层。位于地表的一层地壳，在冷却凝结过程中，不断地受到地球内部剧烈运动的冲击和挤压，因而变得褶皱不平，有时还会被挤 破，形成地震与火山爆发，喷出岩浆与热气。开始，这种情况发生频繁，后来渐渐变少，慢慢稳定下来。这种轻重物质分化，产 生大动荡、大改组的过程，大概是在45亿年前完成了。

地壳经过冷却定形之后，地球就像个久放而风 干了的苹果，表面皱纹密布，凹凸不平。高山、平 原、河床、海盆，各种地形一应俱全了。 在很长的一个时期内，天空中水气与大气共存 于一体；浓云密布。天昏地暗，随着地壳逐渐冷却， 大气的温度也慢慢地降低，水气以尘埃与火山灰为 凝结核，变成水滴，越积越多。由于冷却不均，空 气对流剧烈，形成雷电狂风，暴雨浊流，雨越下越 大，一直下了很久很久。滔滔的洪水，通过千川万 壑，汇集成巨大的水体，这就是原始的海洋。

原始的海洋，海水不是咸的，而是带酸性、又是缺氧的。水分不断蒸发，反复 地形云致雨，重又落回地面，把陆地和海底岩石中的盐分溶

解，不断地汇集于海水 中。经过亿万年的积累融合，才变成了大体匀的咸水。同时，由于大气中当时没有 氧气，也没有臭氧层，紫外线可以直达地面，靠海水的保护，生物首先在海洋里诞 生。大约在38亿年前，即在海洋里产生了有机物，先有低等的单细胞生物。在6亿 年前的古生代，有了海藻类，在阳光下进行光合作用，产生了氧气，慢慢积累的结 果，形成了臭氧层。此时，生物才开始登上陆地。 总之，经过水量和盐分的逐渐增加，及地质历史上的沧桑巨变，原始海洋逐渐 演变成今天的海洋。

海洋地球化学 海洋的形成 海水的化学组成及演化

海水化学组成的演化

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1.原始海水因溶解原始大气的成分(如HCl、 CO2、H2S等),呈现为酸性和还原性为主的 化学特征，近似为0.5 mol dm-3HCl溶液。

2. 现代海水的化学组成现代海水除组成水的氢和氧 元素外，Cl-、Na+、SO42-、Mg2+、Ca2+、K+、 HCO3-(CO32-)、H3BO3、Br-、Sr2+、F-、为构 成海水盐分的主要化学成分。海水pH约为8.2左右， 含氧。各主要成分之间保持非常接近的比例关系。

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30亿年前海水化学组成与现代海水的比较元素30亿年前的海水 现代海水

Mg2+13-24 10.7

Ca2+(%) 23-29 3.2

Na+30-47 83.1

K+17 3.0

30亿年前的海水，其K浓度比现代海水来得高，而Na浓度比 现代海水来得低。原因在于：玄武岩与HCl作用生成黏土矿物， 它们与海水发生Na+和K+、H+的交换反应，结果是不仅使海水的 pH~8,而且K+被黏土矿物吸附，而水中Na+浓度升高。 30亿年前的海水，其Mg、Ca浓度比现代海水来得高。原因在 于：海水变成中性后，大气CO2进入海水并开始有CaCO3沉淀形 成，Mg同时也发生共沉淀，结果海水中的Mg、Ca浓度逐渐降低。 海水中的许多阴离子，如F、Cl、Br、I、S、As等，它们在 海水中的含量远比从岩石溶出的要多，可能是火山、海底热液 等输入的缘故。

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地史早期，距今约46~40亿年间，地球物质的熔融分异作用进行得很剧烈，去 气作用强烈频繁，地表气温高于水沸点，所有的挥发性气体都积聚在大气中形成稠密 的火山气圈。总大气压约在100个大气压左右，其中水蒸气分压最高,二氧化碳分压居 第二位，含大量强酸性气体和还原性气体，炽热潮湿，没有水圈和水的循环。 大约距今40亿年，火山去气作用开始减弱，气温下降导致火山气圈冷凝，生成了 水圈。原始海水具有强酸性和强还原性，其pH值约为 0.3,Eh值也低至足以使大量铁、 锰、铜、硫等元素呈低价离子形式 (Fe2+、Mn2+、Cu+、S2-)运移，并汇聚于海盆形 成沉积矿床。水圈由地史早期的强酸性和强还原性向地史晚期的弱碱性和强氧化条件 的演化贯穿在整个地质历史中,并伴随着火山-沉积旋回而频繁波动。在火

山去气作用 期间，大量强酸性气体(HCl、HF、SO2、H2S等)和还原性组分(CO、CH4、H2、 NH3、H2S等)喷到地表,使大气和水圈迅速变为相应的强酸性和还原性；随后在火山 间歇期，风化淋滤作用和海解作用又使海水pH值升高，向碱性发展；水的光解反应和 绿色植物的光合作用不断生成游离氧，对还原组分氧化消耗，又使水圈向氧化环境转 化。火山去气作用期间形成强酸性和还原性雨水的风化淋滤条件，使大量铁、铝、锰、 铜、铅、锌离子 (Fe2+、Al3+、Mn2+、Cu+、Pb2+、Zn2+)和硅酸、磷、钒、钼、钨 等活化迁移;火山间歇期又形成pH值较高和偏氧化的饱含二氧化碳气雨水的风化淋滤 条件，使铀酰络合离子、铜离子(Cu2+)、硫酸根离子(SO42-)等活化迁移。它们到达 海盆以后,将伴随海水pH、Eh值的波动分异沉淀，形成沉积矿床和矿源层。

海洋地球化学 海洋的形成 海水的化学组成及演化

距今26亿年的太古宙，海水pH值一直很低,CO2在海水中溶 解度低，且不能通过海水形成碳酸盐沉淀。火山作用释放出的 CO2都富集在大气中，形成稠密的 CO2大气圈。这个阶段多为强 酸性和还原性雨水的风化淋滤条件，各种元素大量活化迁移，海 底热液也为海水成矿作用提供了大量矿质来源。这个时期风化壳 矿床不发育，主要形成铁、铝、钛、锆、金和硅石等惰性元素的 沉积矿床。

距今26~6亿年间的元古宙,地球去气作用进一步减弱，火山 间歇期增长，海水化学环境的演化随火山-沉积旋回具有强烈波 动的特点，且在火山间歇期海水pH值、Eh值升高，变为弱酸性和 弱还原至弱氧化性海水，导致碳酸盐等一系列弱酸盐的沉淀。这 个阶段形成的主要沉 …… 此处隐藏：2529字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……