地球的化學演化ppt課件-在線瀏覽
2025-03-03 13:00本頁面
【正文】 水圈 ） 。 直到距今 38億年前 ， 地球上的大氣仍是缺氧和呈酸性的隨著時間的流逝 ， 地球上的溫度逐漸降低 （ 低于 100176。 地球外部圈層的形成 14 大約到 27億年前 ， 游離氧在海洋中出現(xiàn) 。 到 27億年前生命加速發(fā)展 ， 海洋中的生物迅速繁榮起來 （ 化石證據(jù)較多 ） 。 地殼內(nèi)部的物質(zhì)分異和演化主要涉及下地殼巖石變質(zhì)脫水形成的溶液和部分熔融產(chǎn)生的巖漿向上地殼的運移 ，以及上地殼物質(zhì) （ 沉積物 、 火山巖和長英質(zhì)侵入巖 ） 通過深埋和深構(gòu)造運動向地殼深部的回返 。 地球成因說的支持證據(jù) ： （ 1） 月球表面古老巖石的化學成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造證明早期的月殼是巖漿作用的產(chǎn)物 ， 原始地殼應(yīng)有相似的成因； （ 2） 在積吸過程晚階段或其后 ， 地球上有足夠的能量可使上地幔發(fā)生部分或整體熔融 ， 當時地殼出現(xiàn)的范圍取決于發(fā)生熔融的地幔的規(guī)模； （ 3） 已發(fā)現(xiàn)的最古老地殼的年齡為 42億年 ， 它主要由英云閃長質(zhì)片麻巖組成 ， 已發(fā)現(xiàn)這些片麻巖中含有科馬提巖和玄武巖 （ 角閃巖 ） 的碎片 ， 其中一些可能是洋殼的殘留體 。 長英質(zhì)巖石模型、鈣長石模型、科馬提巖－玄武巖模型 Taylor和 Mclennan（ 1985）提出行星早期成殼的兩種模型。 另一類型：早期的殼是通過行星幔的部分熔融所派生的巖漿固結(jié)形成的。 19 二、地殼的形成和演化 洋殼的形成 地球在積吸過程后的第 1個 50Ma內(nèi)就發(fā)生脫氣 ， 則大洋在很早時期就廣泛分布地表 。 如：中國華北克拉通太古宙玄武巖的 εNd（ t） 值 ～ 10億年的期間一直穩(wěn)定在＋ 3左右 。 20 二、地殼的形成和演化 陸殼的形成與早期發(fā)展 富水是地球上能大量產(chǎn)生花崗巖質(zhì)陸殼的基本原因 。 主要證據(jù)： （ 1） 太古宙早期 （ ～ ） 的陸殼主要由長英質(zhì)片麻巖組成 ， 屬于英云閃長巖 、 奧長花崗巖和花崗閃長巖的變質(zhì)產(chǎn)物 （ TTG片麻巖 ） ， 含科馬提巖和玄武巖 （ 角閃巖 ） 等表殼巖的殘留體 。 22 二、地殼的形成和演化 陸殼的形成與早期發(fā)展 科馬提巖 、 玄武巖 、 英云閃長巖和花崗巖 ， Condie提出了太古宙陸殼的發(fā)展模式 （ 1） 地球最初的50 ～ 100Ma 期間 ， 地幔發(fā)生強烈地熔融 ， 逐漸形成了地核 ， 由于絕熱地溫梯度的建立 ， 以及地幔大規(guī)模脫氣 ，從而產(chǎn)生了大氣圈和海洋 。 24 二、地殼的形成和演化 陸殼的形成與早期發(fā)展 大約于 ， 沉降帶的冷卻導致了玄武巖高原根部向榴輝巖轉(zhuǎn)變 ， 并引發(fā)災變性地向地幔拆沉 。 ～ ， 伴隨著這些大陸克拉通化 ， 大陸下地殼 （ 主體為 TTG片麻巖 ） 的部分熔融產(chǎn)生了大量花崗巖巖漿 ， 向上侵入形成以英云閃長巖為主體的上地殼 。 25 二、地殼的形成和演化 地殼的化學演化 （ 1）上地殼的成分 第一種方法：對出露不同時代的各種陸殼巖石進行廣泛取樣，估計各時代地殼平均成分。 實際只能獲得代表上地殼的平均成分。 主要證據(jù)： 40Ar的宇宙豐度相對于 39Ar的宇宙豐度是極小的 ，地球的 40Ar全部是地球巖石中 40K放射性衰變的產(chǎn)物 。 28 三、大氣圈和水圈的演化 大氣圈和大洋的成因 大氣圈成因存在的問題： （ 1） 地球脫氣前是否存在一個原始的大氣圈？ （ 2） 原始大氣圈是如何喪失的？ 撞擊誘發(fā)脫氣形成原始大氣圈模型： 星子積吸形成地球的過程中 ， 星子高速撞擊使星子和成長著的地球雙方溫度和壓力增高 ， 導致兩者的脫氣 ， 從而形成一個由撞擊誘發(fā)的 “ 蒸汽 ” 大氣圈 。 29 三、大氣圈和水圈的演化 早期大氣圈的成分 火山作用是最重要的方式。 30 三、大氣圈和水圈的演化 早期大氣圈的成分 金屬鐵對早期脫氣的影響： （ 1） 如果早期地幔存在金屬鐵 ， 則應(yīng)有大量 H CO和 CH4及少量 COH2O、 H2S和 N2。 有證據(jù)表明地核形成于積吸過程的晚期階段 ， 最初的大氣圈很可能主要由 CO H2O和 N2組成 。 可以肯定的是： 地球早期大氣富 CO2和 H2O。 31 三、大氣圈和水圈的演化 早期的大洋 水蒸汽凝聚而成 早期含有酸性物質(zhì)， pH7，由于 Na、 Mg、 Ca、 Fe等離子加入，變?yōu)榻行裕?pH為 8～ 9）。 受到幔源的影響 32 三、大氣圈和水圈的演化 大氣圈－海洋系統(tǒng)的演化 年輕昏暗太陽的難題 ， 只相當于現(xiàn)今的 25～ 30％ ， 按照這樣的太陽亮度變化 ， 如果地球歷史中的大氣圈與現(xiàn)今大氣圈的特征相似 ， 則地表的平均溫度應(yīng)該一直保持在冰點之下 ， 直到 2Ga前為止 。 一種可能的解釋 ：早期大氣圈中含有濃度比現(xiàn)今高很多的 CO2和其它溫室氣 。 （ 2） 新太古代－古元古代形成的碎屑沉積成因的晶質(zhì)鈾礦和黃鐵礦礦床在世界各地多處發(fā)現(xiàn) ， 而中元古代以后未見此類礦床 。 （ 4） 蒸發(fā)成因硫酸鹽 （ 石膏和硬石膏 ） 大約自 。 36 三、大氣圈和水圈的演化 大氣圈自由氧（ O2）的演化歷史 37 三、大氣圈和水圈的演化 大氣圈自由氧（ O2）的演化歷史 ?早期大氣缺少自由氧 ， O2與還原性氣體反應(yīng)和礦物風化消耗掉 。 ?最早大約在志留紀 （ 430Ma） 達到 21％ 的水平 ， 此后在 15～ 35％之間波動 。 ?光合作用產(chǎn)生的 O2只有大約 2％ 留在大氣圈中 ， 其余均在沉積物中 。 38 四、生物圈的演化與生物地球化學循環(huán) 生命的起源 來自于地球還是地外？ ～ 。 20世紀 50年代 ， Miller實驗表明 ， CH NH H2經(jīng)放電產(chǎn)生氨基酸和一些簡單有機分子 。 具有分裂和產(chǎn)生一種復制作用酶 39 四、生物圈的演化與生物地球化學循環(huán) 生命的起源 生命復制的下一個階段可能是氨基酸形成蛋白質(zhì) ， 然后形成 DNA（ 脫氧核糖核酸 ） ， 作為原始基因庫 。 至今還難以通過實驗手段將簡單有機分子聚合成能進行自我復制
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