地壳是地球最外层的固体圈层,主要由各类岩石构成。经过地球化学的深入分析,我们发现地壳中天然存在的化学元素多达90余种。其中,O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K等十二种元素在地壳中的含量尤为显著,被称为“造岩元素”或“常量元素”,它们决定了地壳各区域的物理和化学特性,并构成地壳中的各种岩石。其余80多种元素的含量极低,均不超过0.01%,因此被称之为“微量元素”。
尽管这些化学元素在地壳中的平均含量极为微小,甚至包括人类生活所必需的许多金属和非金属元素在内,但它们仍然构成了地球上分布广泛且与人类生活息息相关的矿物。矿物是这些化学元素在一定的地质条件下形成的天然化合物或单质。作为人类生产和生活的重要物质来源之一,矿物对于人类社会的发展至关重要。
在众多元素中,铜、铁、铝的应用尤为广泛。它们在特定条件下可以形成相应的矿石,并通过提纯工艺转化为金属。虽然铁元素在地壳中的储量相对丰富,但真正能被工业利用的铁矿石中的铁含量却是地壳中铁含量的6倍至8倍。而对于铜元素,其可利用的含量更是要达到120倍以上。尽管铝元素在地壳中的含量位居第三,但由于其化学性质较为活泼,提纯难度较大,因此被应用到人类生活领域的时间相对较晚。尽管如此,铝元素仍然广泛分布于地壳中,几乎所有的岩石和矿物都含有一定数量的铝。
不同区域的地壳所含化学元素也各有差异。地壳的平均厚度约为17千米,其中地壳和大洋地壳的区别尤为明显。地壳较厚,平均厚度约为33千米,其岩石中富含硅、铝、钾、钠等元素;而大洋地壳则相对较薄,仅有5至8千米的厚度,其岩石中则以硅、铝、铁、镁等元素为主。
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