地球中的元素 我们的地球是一个物质的世界。根据万有引力定律计算的结果，地球的质量近6×1021t，几乎都集中在平均半径为6371km的固体地面以下，以岩石(俗称石头)和金属的形态出现，其平均密度为5.517g/cm3(表3-1)。大气、水和生物体的总质量不足0.1%，但占据的空间广大。密度分布愈向外愈小，特别是大气圈(atmosphere)向上可以稀薄到使人误以为“真空”的程度。地球的各个圈层，实际上就是某些元素与化合物在不同物理、化学条件下的特殊组合。表3-1 地球质量与密度的分配注：未计算生物圈的质量与密度。(据A.Holmes，《PrinciplesofPhysicalGeology》，1978)物质世界的一切，不论是何种形态，归根到底，都可以说是从“一”开始，难怪不少当代科学家对两千多年前中国李耳“道生一，一生二，二生三，三生万物”的哲学思想，大为叹服。今天地球上的物质存在形式可谓千姿百态，特别是出现生命以后，更是变得复杂多样，但它们都是由最简单的基本粒子所组成的，首先是一个质子和一个电子组成结构最简单、也最轻的元素—氢。质子居于中心成为原子核，电子围绕原子核运动，犹如行星绕太阳；而质量分配也和太阳系相像，几乎全部质量都集中在原子核里，但这微不足道的电子却为这氢原子占据。
引起地球不同圈层元素丰度的差别的原因
地球是岩石行星，这么多岩石是如何形成的？
地球的结构和各圈层的成分 地球和地壳是地球化学研究的主要对象，了解地球内部物质的成分与状态是理解地壳中各类地球化学过程的基本前提。由于地球的物质组成是不均一的，我们不能以地表的物质成分代表地球的组成，所以地球的结构模型成为研究地球化学成分的基础。至今对地球内部结构与物质成分和状态的认识还主要依据间接资料。1.2.1.1 地球的结构地球物理学资料是建立地球内部结构最重要的基础。依据地震波传播速度在地球内部的变化和显示出的间断面，以及地球内部物质密度等的不均匀分布，人们已得出地球具有圈层结构的认识，即地球是由地壳、地幔和地核等不同层圈组成的（图1.4）。1.2.1.2 地壳的组成从地表到莫霍面的地球外层为地壳。已知地壳是不均一的，这种不均一性在地壳厚度、成分上都有表现，特别是大陆地壳与大洋地壳之间存在明显差异。通过精密的地震波研究、超深钻探索以及对大陆地壳断面的研究，发现大陆地壳是由沉积岩、变质岩、各类侵入岩和火山岩镶嵌组成的，并且在物质平均成分上大致存在由浅到深的渐变趋势，在近地表处接近花岗岩成分而到深处变为辉长岩成分（Mason，1982）。有人认为上地壳厚约8～12 km，由偏酸性的火成岩和沉积岩组成；下地壳主要是麻粒岩、长英质。
