楚姓家谱河南宜阳:什么是克拉克值？

• Clarke value克拉克值是各种元素在地壳中的平均含量之百分数。

1. 具体表示是，可以用质量克拉克值；也可用原子克拉克值；

2. 化学元素在一定自然体系(通常为地壳)中的相对平均含量。又称元素丰度。

3. 按照不同自然体系计算出来的元素丰度，有地壳元素丰度、地球元素丰度、太阳系元素丰度和宇宙元素丰度等。

4. 研究地球及其各地圈的元素丰度，是地球化学的一个重要领域。

• 注意：

  元素丰度即元素的相对含量，是在证认的基础上根据谱线相对强度或轮廓推算出来的。结果表明﹐绝大多数恒星的元素丰度基本相同。氢最丰富，按质量计约占71%；氦次之，约占27%；其余元素约合占2%。这称为正常丰度。有少数恒星的元素丰度与正常丰度不同，一般说来，这与恒星的年龄有关。
  

  
  

拉克值
Clarke value

化学元素在一定自然体系中的相对平均含量。又称元素丰度。按照不同自然体系计算出来的元素丰度，有地壳元素丰度、地球元素丰度、太阳系元素丰度和宇宙元素丰度等。研究地球及其各地圈的元素丰度，是地球化学的一个重要领域。1889年美国化学家F.W.克拉克发表了第一篇关于元素地球化学分布的论文，将来自不同大陆岩石的许多分析数据分别求得平均值，并得出陆壳中元素的丰度。为表彰他的卓越贡献，国际地质学会将地壳元素丰度命名为克拉克值。丰度通常用重量百分数（％）或克／吨表示。某自然体系的元素丰度，是根据组成该体系的主要物质的化学成分，用加权平均法计算出来的。如地壳元素丰度，是根据各种岩石的化学成分用加权平均法求得的。元素丰度的研究有如下内容：研究元素丰度的计算方法，修订元素丰度的计算值；揭示化学元素在自然界的分布规律，阐明形成这些规律的原因；研究元素丰度及其规律性的应用，如在环境保护上的意义等。

1.4.3 元素地壳丰度研究的地球化学意义

元素地壳丰度(克拉克值)是地球化学中一个很重要的基础数据。它确定了地壳中各种地球化学作用过程的总背景。它是衡量元素集中、分散及其程度的标尺，本身也是影响元素地球化学行为的重要因素。

1.控制元素的地球化学行为

1）元素的克拉克值在某种程度上影响元素参加许多化学过程的浓度，从而支配元素的地球化学行为。

例如，地壳元素丰度高的K、Na，在天然水中高浓度，在某些特殊环境中，发生过饱和作用而形成各种独立矿物（盐类矿床）；而地壳元素丰度低的Rb、 Cs，在天然水中极低浓度，达不到饱和浓度，为此不能形成各种独立矿物而呈分散状态。

2）限定自然界的矿物种类及种属

实验室条件下，化合成数十万种化合物。

自然界中却只有3000多种矿物。矿物种属有限（硅酸盐25.5%； 氧化物、氢氧化物12.7%； 其他氧酸23.4%； 硫化物、硫酸盐24.7%；卤化物5.8%；自然元素4.3%；其它3.3% ）。

为什么酸性岩浆岩的造岩矿物总是长石、石英、云母、角闪石为主？因为地壳中O, Si, Al, Fe, K, Na, Ca等元素丰度最高，浓度大，容易达到形成独立矿物的条件。

自然界浓度低的元素很难形成独立矿物，如硒酸锂（Li2SeO4）和硒酸铷（Rb2SeO4）；但也有例外，“Be”元素地壳丰度很低（1.7×10-6），但是它可以形成独立的矿物Be3Al2Si6O18（绿柱石），其原因我们在下一章里面讲述。

3) 限制了自然体系的状态

实验室条件下可以对体系赋予不同物理化学状态，而自然界体系的状态受到限制，其中的一个重要的因素就是元素丰度的影响。例如，酸碱度PH值在自然界的变化范围比在实验室要窄很多，氧化还原电位也是如此。
4）对元素亲氧性和亲硫性的限定

在实验室条件下，化合物组成的剂量可以任意调配。在自然条件下，情况就不同了：在地壳O丰度高，S丰度低环境下，Ca元素显然是亲氧的；在地幔，陨石缺O富S环境，能形成CaS（褐硫钙石）

2. 地壳克拉克值可作为微量元素集中、分散的标尺。

1）可以为阐明地球化学省（场）特征提供标准。

例如在东秦岭地区进行区域地球化学研究表明：东秦岭是一个富Mo贫Cu的地球化学省，Mo元素区域丰度比地壳克拉克值高2.3倍，而Cu元素则低于地壳克拉克值，这样的区域地球化学背景，有利于形成Mo成矿带。

资源：Mo地壳丰度1×10-6，东秦岭Mo区域丰度2.3×10-6， Mo的地球化学省。

环境：克山病病区中土壤有效Mo、饮水Mo含量、主食中Mo含量普遍低于地壳背景，导致人体Mo低水平。

2）指示特征的地球化学过程

某些元素克拉克比值是相对稳定的，当发现这些元素比值发生了变化，示踪着某种地球化学过程的发生。

例如稀土元素比值Th/U（3.3-3.5）, K/Rb, Zr/Hf, Nb/Ta在地壳环境下，性质相似，难以彼此分离，有相对稳定的比值。一但某地区、某地质体中的某元素组比值偏离了地壳正常比值，示踪着某种过程的发生。Th/U < 2 则可认为本区存在铀矿化，Th/U>8-10则可认为本区发生了钍矿化。

3) 浓度克拉克值和浓集系数

浓度克拉克值 = 某元素在某一地质体中平均含量/某元素的克拉克值
＞1意味该元素在地质体中集中了
＜1意味该元素在地质体中分散了

区域浓度克拉克值=某元素在区域内某一地质体中平均含量/某区域元素的丰度值

浓集系数 = 某元素最低可采品位/某元素的克拉克值,反映了元素在地壳中倾向于集中的能力Sb和Hg浓集系数分别为25000和14000，Fe的浓集系数为6，这说明Fe成矿时只要克拉克值富集6倍即可。

4) 地壳丰度对地壳能源的限制

地壳的能源有两个主要来源，一个是太阳能，另外一个是放射性元素的衰变能。放射性衰变能是由放射性元素（K,U,Th)的类型和数量所决定的。例如地球经过45亿年的演化，已衰变95％，已衰变掉50%左右，而仅消耗了其总量的20％，周而复始，为地球提供能量。

1.4.3 元素地壳丰度研究的地球化学意义