《自然界的气体》PPT课件.ppt

话气体之奥秘窥自然之神奇,大气的演化历程气体的来源组成,-浅谈,-细究,原始大气阶段：大约50亿年前，大气随着地球的产 而产生 主要成分：氢和氦“命运”：因为地球内部反射性物质的衰变，引起能量的转化（对大气的维持和消亡有一定的作用），以及太阳风的强烈作用、新生地球引力较小的原因，原始大气逐渐消失或聚变形成大分子量元素,次生大气阶段：岩浆海，火山爆发，大量挥发分生 成 主要成分：N2、CO2、CH4、H2S、NH3和一些分子量大的气体“命运”：随着地球的表面逐渐固化，含量也随之变化,今日大气阶段：随着太阳辐射向着地球表面的纵深 发展，细菌以及植物的出现，光波较短的紫外 线有着强烈的光合作用，在次生大气的基础上 产生了氧气 以上三个阶段是一个非常简化的过程，还有许多细节问题等待解决，如地球何时被氧化、存在硫化海洋吗（BIF的消失）等等,自然界的气体以多种形式存在 如土壤气，大气，岩石裂隙中的气体及溶解于水中的气体等,无孔不入,按照来源：,大气,表成气,深成气,成层,主要含有N2、O2、H2、Ar、CO2、Ne、He、CH4、Kr、H2O、CO、SO2、Hg等几十种气体。,O2、CO2 含量相对稳定，主要由光合作用、呼 吸作用维持；近年来的人类活动已使大气中CO2含量略有增加（温室效应），工业前的百万分之三百到现在百 万分之三百八十五；硅酸盐的风化会固定CO2，碳酸盐岩的沉积随之板块俯冲使之减少,一种趋势,以至维持不了光合作用，生命消失,？,H2、Ar、He等低分子量的气体，它们会向外层 空间的逸散；He、H2、Ar及其他惰性气体的含量，如果没有从 地球深部来源的气体补充，则早就没有了；深部来源（现今海底热液系统仍在源源不断低提 供由低化合价铁的岩石与H2O 反应产生H2）及水 蒸气分解不足以补充的损失，以致大气中含量不 多（H2最轻）；这些气体的低含量正是由深部来源与大气逸散达 到平衡的结果。,一些微量成分，如N2O、CO、SO2等，则可能来自火山喷发，矿床氧化或人为污染，它们的含量会随地点与时间发生很大的变化，在不同的高程上也不同。,H2O及Hg与液相平衡的饱和蒸汽压有关 饱和蒸气压是温度的函数：logP=-b a和b是与气体种类有关的常数 温度越高则饱和蒸气压越大,a,T,表成气体是由水，阳光，游离氧，生物活动形成的，少量是放射成因形成的 有大量硫化物的地质体，在地表氧化时，可能生成H2S、CO2、SO2等气体，此外，还可能有S、As、Se的有机气体如：(CH3)2Se、(CH3)2S、(CH3)3As；这些气体的浓度及稳定性取决于温度、pH、Eh、硫及氧的温度,在碳酸盐地区，CO2的异常最为显著，它可以通过重碳酸盐分解而来，也可能由各种有机及无机酸对作用而来；在有机物丰富的地层或地表疏松层内，细菌活动非常积极，能打破平衡热力学的常规，产生大量有机气体，其浓度甚至可以超较教稳定的H2S；如果在缺氧的条件下受到微生物作用，则产生CH4及其他碳氢化合物；如果在富氧条件下则分解生成CO2；高等植物甚至能合成一些金属有机化合物，以挥发性分泌物形式进入周围空间。,深成气深部来的气体，与大气及浅部气体有截然不同的成分，这反映了物理化学条件的差别。大气中占相当比重的氧气，而在地下深处则微不足道（与氧化物平衡）；大气中成分很少的H2，则在地下有较大的含量；此外，地下深处还包括CO2、CO、CH4、H2S、CS2(没有SO2)；地球原始物质中所含的惰性气体及放射成因的气体，如He、Rn、Ar等，深部可以长期积累，遇有构造活动，便可达到地表。,He/Ar、N2/Ar比值随地球潮汐而有周期性的涨落，说明它们被应力挤出 深部气体在地震活动强烈时，地表含量升，所以，在固定地点对这些气体进行长期观察，可以作为预报地震的参数之一,在活动板块的边缘，情况比较特殊，在那里，随着板块的俯冲海水及远洋沉积物中的盐类，可以达到相当的深度，形成许多含H、S、Cl、F的气体，如HCI、HF、NH3、H2S等。这些气体对内生成矿过程中对成矿元素的迁移与围岩蚀变等能起到大作用。这类气体可以火山喷气形式到达地表。一般火山喷气中含有H2O、CO2、CO、H2、N2、Ar、SO2、S2、SO3、Cl2。,