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    眾所周知，不受陸地水影響的海水中主要元素的含量比例，無(wú)論在世界上哪個(gè)地方都是一定的。對(duì)于為什么不論是太平洋還是大西洋、印度洋，主要元素素的含量比例都是一定的問(wèn)題，克雷默報(bào)道過(guò)他的有獨(dú)到見(jiàn)解的研究結(jié)果，他研究了溶解在海水中的10種主要成分，H⁺，Na⁺，K⁺，Ca²⁺，Mg²⁺，PO^3-₄，SO^2-₄，CI^-，F(xiàn)^-，CO₂。認(rèn)為這些溶存的化學(xué)形式和在海底沉積物中出現(xiàn)的礦物處于平衡，海水中這些元素的濃度就是由這種平衡關(guān)系來(lái)決定的。作為和離子處于平衡的礦物種類(lèi)，其平衡常數(shù)應(yīng)能精確測(cè)定，且必必須是在任何海域也都能見(jiàn)到的礦物。

    就這10種元素的濃度來(lái)說(shuō)，其陽(yáng)離子與陰離子的當(dāng)量數(shù)應(yīng)該相等。此外，對(duì)氯離子來(lái)說(shuō)，還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)牡V物與之處于平衡，而且海水中CI^-的濃度在整個(gè)地質(zhì)年代中總是一定的，大概可假設(shè)與現(xiàn)在海水中的CI^-的濃度相等，為0．3當(dāng)量。因此把這10種離子作為研究對(duì)象，除H⁺和CI^-外列出后8種離子的礦物形式，測(cè)定平衡常數(shù)，解8個(gè)聯(lián)立方程，就能算出各離子的濃度。這些礦物種類(lèi)和平衡常數(shù)列于表4．4。但表4．4的計(jì)算中用的是離子濃度。因?yàn)楹Ｋ腥艽骐x子之間能生成離子對(duì)和絡(luò)合物，所以為了正確計(jì)算離子的濃度，還必須把表4．5中列出的方程與表4．4中列出的方程聯(lián)立起來(lái)求解。解這些方程后得到的溶存元素的濃度如表4．6所列，把該計(jì)算的結(jié)果和現(xiàn)在海水中這些元素的濃度進(jìn)行比較，顯然相當(dāng)一致。該結(jié)果揭示了非常重要的事實(shí)。

    這就是說(shuō)，只要認(rèn)為無(wú)論在任何海域都能見(jiàn)到的（如表4，4中所列出的）礦物和海水處于平衡，再給出[CI^-]數(shù)值，這樣就可把海水中元素的濃度決定下來(lái)。從該結(jié)果來(lái)看，可知海水的pH值是由海水中的Ht和粘土礦物蒙脫石和伊利石中的Na^＋和K⁺的離子交換平衡來(lái)決定的。依據(jù)西林（L.G.Sillen，1963），霍蘭（H.D.Holland，1965）等人的計(jì)算，若是上述粘土礦物和海水中H的交換平衡成立的話(huà)，那么海水的pH應(yīng)該是8．0左右。這樣得到的值與從海水中碳酸物質(zhì)（CaCO₃，H₂CO₃，HCO^-₃，CO^2-₃）的平衡關(guān)系（與上述粘土礦物絲毫沒(méi)有關(guān)系）得到的pH值相一致（北野，1967）。若考慮海水的歷史，由于認(rèn)為CaCO₃在海中出現(xiàn)以前，0．3NHCl就和硅酸鹽巖石接觸產(chǎn)生了粘土礦物，所以，就海水的pH歷史來(lái)看，可以認(rèn)為它是由粘土和海水的平衡關(guān)系來(lái)決定的。以后，因巖石中Ca²⁺，Mg²⁺，Na⁺，K⁺等的溶解，海水被中和，大氣中的CO₂オ溶于海水中，不久，即使能生成CaCO₃，也不會(huì)導(dǎo)致海水的pH值發(fā)生改變。不管是克雷默還是西林，在處理包括固相CaCO₃在內(nèi)海水中碳酸物質(zhì)平衡關(guān)系時(shí)，也一定包括大氣中的CO₂和海水中的H₂CO₃之間的平衡，這是極為重要的。之所以這樣說(shuō)，正如表4．6所示，若是給定了CI^-的濃度，則含有H⁺的海水中主要溶存元素的濃度即可簡(jiǎn)單地被決定下來(lái)，并從而也就會(huì)使之與現(xiàn)在海水中主要元素的濃度吻合起來(lái)了。這還意味著CO₂在大氣中的分壓也與現(xiàn)在大氣的值相等。拿克雷默的處理方法來(lái)討論海水的組成，正如剛才所述，實(shí)際也涉及到了大氣中CO₂的量。
    這種處理方法確實(shí)很吸引人，但表4．4所列的礦物實(shí)際上是否在任何海底都存在呢？這是有疑問(wèn)的。對(duì)這一點(diǎn)如果不作正確的探討，就不應(yīng)把克雷默的成果全盤(pán)原封不動(dòng)地接受下來(lái)。