地球化学复习

后勤部长

元素克拉克值：又叫地壳元素丰度，是化学元素在一定自然体系中的相对平均含量。


浓度克拉克值＝元素在某一地质体中平均含量/元素的克拉克值，它反映元素在地质体中集中和分散程度，大于1说明相对集中，小于1说明相对分散。


元素的地球化学亲和性，指在自然体系中元素形成阳离子的能力和所显示出的有选择性地与某种阴离子化合（结合）的倾向性。分亲铁性（趋向于单质形式产出）、亲硫性（趋向于与硫形成强烈共价键的性质）和亲氧性（趋向于与氧形成强烈离子键的性质）


K不稳定常数，即络合离子的溶解平衡常数


?Eu，反映Eu与REE整体分离程度的参数，＝2EuN/（SmN+GdN）


稳定同位素分馏系数α：反映同位素在同种或不同种化合物中分馏程度的参数，＝同位素在A物质中的比值/同位素在B物质中的比值，


偶数法则：又称为Oddo－Harkins（奥多--哈根斯）法则，原子序数为偶数的元素其丰度大大高于相邻原子序数为奇数的元素。具有偶数质子数（P）或偶数中子数（N）的核素丰度总是高于具有奇数P或N的核素，这就叫偶数法则。


相容元素和不相容元素：岩浆作用过程中，部分熔融产生岩浆或岩浆结晶时，岩浆熔体和结晶相(固相)之间微量元素的分配是不均匀的，部分熔融保留在固相或岩浆结晶时易进入固相的微量元素称为相容元素(compatible element)，趋向于存在于熔体中的微量元素称为不相容元素，前者固-液相间的总分配系数大于1，后者则小于1。


地球内部和外部的层圈结构：地球内部是由地壳、地幔和地核等层圈组成，各层圈内部还可划分出次一级的界面。因此，整个地球可以看成是大气圈、生物圈、水圈、地壳、地幔和地核等六个地圈组成的。这就是地球的层壳结构模型。常将前三个称为外部地圈，后三个称为内部地圈或称固体地球部分。


补偿类质同象：一种熔体或溶液中如果缺乏某种组份，当从中晶出包含此种组份的矿物时，熔体或溶液中性质与之相似的其他元素就以类质同象代换的方式加以补充。


捕获和允许：如果两个离子半径相近，而电荷不同，较高价的离子优先进入较早结晶的矿物晶体中，称“捕获”（capture），较低价的离子进入晚期结晶的矿物晶体中 称“允许”(admit)。


元素丰度系数(Kn)：是指某一自然体的元素丰度与另一个可作为背景的自然体的元素丰度的比值; 丰度系数可用来指示元素的富集和贫化及其程度。当K＞1 时，称为富集，当K＜1 时，称为贫化


固溶体是指溶质原子溶入金属溶剂的晶格中所组成的合金相。


普通铅：指产于U/Pb；Th/Pb比值低的矿物和岩石中任何形式的铅，绝大多数样品都会落在一个很小的等积内。


等时线：通过对地质体一组样品实测的现今[sup]87[/sup]Sr/[sup]86[/sup]Sr和[sup]87[/sup]Rb/[sup]86[/sup]Sr比值作图，拟合得一条直线，即等时线。


八面体择位能：离子八面体配体的晶体场稳定能通常高于其四面体配体的晶体场稳定能，两者之间的差称八面体择位能。


Eu正异常：以科里尔图为基础，在图中Eu的理论值Eu*与实测值之比大于1.05称Eu正异常。


温室效应和温室气体：因为大气中存在能够吸收能量的气体，热量在被辐射回太空的过程中这些气体吸收了其中的部分能量并又缓慢地将这些热量释放到大气中。这些能够产生“温室效应”的气体被称之为温室气体。温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应，就是太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长短辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应。


冷却年龄和封闭温度：在缓慢冷却情况下，当矿物岩石处于较高温环境条件时，放射成因氩的积累和由于分子热运动导致的氩扩散数量相当，矿物中不能保存放射成因氩，只有当岩石冷却到某一临界温度以下，体系中因扩散作用而引起氩的丢失与放射成因氩的积累相比可以忽略时，K-Ar衰变体系这一放射性时钟才能启动。这种情况下得到的年龄即被称为冷却年龄（或封闭年龄、保存年龄）。当岩石（体）从高温下冷却至某个温度后，某同位素母—子体系开始进入封闭状态，此时的临界温度称作该体系封闭温度。


亲氧元素：趋向于与氧形成强烈离子键的元素


吉布斯(Gibbs)相律：体系处于平衡时体系的相数（Φ），独立组分数（K）和自由度数（F）之间存在严格的关系：F=K-Φ+2


[pre]元素的地球化学迁移：使元素从一个空间转入另一个空间，从一种存在状态转变成另一种存在状态，或从一个发展阶段进入另一发展阶段。并引起化学元素的富集和贫化，这就是元素的迁移。
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微量元素的简单分配系数D：稀溶液中，在一定的温度、压力下溶质分子在两平衡相间的浓度比为一常数，这种分配关系称为能斯特分配定律，这一常数称为分配系数（partition coefficient）。也称简单分配系数。


吉布斯(Gibbs)自由能判据：即在定温定压条件下，对于一切可能的变动来说，热平衡态的吉布斯自由能最小。这是热平衡的自由焓判据。


REE：稀土元素；HFSE：高场强元素


HREE重稀土元素；LREE轻稀土元素


BABI：(Basaltic Achondrite Best Initial)玄武岩无球粒陨石87Sr/86Sr比值=0.699可作为地球形成时(45亿年前)的初始比值；CHUR：(chondritic uniform reservoir)球粒陨石型均一岩浆房的地幔源


MORB大洋中脊玄武岩；OIB洋岛玄武岩


SMOW：氢、氧同位素标准，标准平均大洋水DB：C同位素标准，美国南卡罗纳白垩系皮迪组的美洲似箭石。


  


  


简述用放射性同位素测定矿物和岩石年龄的原理，并列出目前常用的四种同位素年龄体系。


测定同位素地质年龄的基本原理：通过测定放射性衰变所经历的时间间隔来记时。设某自然体系现在的母体同位素量为P，在自然体系形成时的母体同位素量为Po，体系形成到现在的时间间隔为X，根据放射性衰变定律则有：P=Poe[sup]-[/sup][sup]λ[/sup][sup]t[/sup]


λ为母体同位素的衰变常数，其中衰变期为t[sub]1/2[/sub]=ln(2/λ)。通过求解上述方程可得t=(1/λ)ln(Po/P)。P可直接测定。Po可通过测定初始和现在子体同位素组成以及母子体含量的方法、等时线法等来确定。


目前常用的同位素年龄体系：K-Ar法， Rb-Sr法 Sm-Nd法， U-Th-Rb法， Rt-Os法。


地球化学上常用轻同位素和放射性成因稳定同位素主要有那些？引起这两类同位素组成变化的机理有何不同？


稳定同位素又分为： a 轻稳定同位素：原子序数Z＜20，ΔA/A≥10%  (ΔA 为两同位素质量差)，其发生同位素组成变化的主要原因是同位素分馏作用，其反应是可逆的。例如：O，H，S，C，N等  b、重稳定同位素（放射性成因稳定同位素）：原子序数Z＞20，ΔA/A＜10%；其发生同位素同位素组成变化的主要原因是放射性核素不断衰变的结果所造成的，这种变化是不可逆的。例如 206Pb,207Pb、208 Pb， 87Sr,和143Nd

叙述离子半径的变化规律和举例说明其地化意义？

a) 同主族, 从上到下, 电子层增加, 具有相同电荷数的离子半径增加.Li[sup]+[/sup]<Na[sup]+[/sup]<K[sup]+[/sup]<Rb[sup]+[/sup]<Cs[sup]+[/sup],  F[sup]-[/sup]<Cl[sup]-[/sup]<Br[sup]-[/sup]<I[sup]-[/sup]　 b) 同周期: 主族元素, 从左至右离子电荷数升高, 最高价离子, 半径减小。如：Na[sup]+[/sup]>Mg[sup]2+[/sup]>Al[sup]3+[/sup],  K[sup]+[/sup]>Ca[sup]2+[/sup]　过渡元素, 离子半径变化规律不明显。c) 同一元素, 不同价态的离子, 电荷高的半径小. 如：Ti[sup]4+[/sup]<Ti[sup]2+[/sup],  Fe[sup]3+[/sup]<Fe[sup]2+[/sup]   d) 一般负离子半径较大; 正离子半径较小.e) 周期表对角线上, 左上元素和右下元素的离子半径相似. 如: Li[sup]+[/sup] 和 Mg[sup]2+[/sup], Sc[sup]3+[/sup] 和 Zr[sup]4+[/sup] 的半径相似.。

  


叙述确定地壳元素丰度的方法和意义。

方法：1)克拉克法: 收集尽可能多的研究样品，进行系统的样品分析；将样品按种类和地区分组，求平均成分；确定各类样品的权值；加权平均求地壳元素丰度；   2)戈尔德斯密特法：挪威南部细粒冰川粘土 ；   3)维诺格拉多夫法：岩石比例法，用二份酸性岩加一份基性岩；4)泰勒法：花岗岩和玄武岩质量比为1:1进行计算；  5)黎彤法：在计算中国岩浆岩平均化学成分的基础上，并采用全球地壳模型，对各构造单元的质量加权平均。  

意义： 1）为研究地球的形成、化学分异及地球、地壳元素的成因等重大问题提供信息；2）确定了地壳体系的总特征；3）元素克拉克值可作为衡量元素相对富集或贫化的标尺；4）据元素克拉克值可获得地壳中不同元素平均含量间的比值，提供重要的地球化学信息。

举例说明研究陨石的重要性和陨石的分类。

研究陨石主要从陨石的成分、年龄、成因出发，其研究成果不仅对研究太阳系的化学成分、起源和演化、有机质起源和太阳系空间环境等有着重要意义，而且对研究地球的形成、组成演化以及地球早期生命系统的化学演化也有重要意义。  1)它是认识宇宙天体、行星的成分、性质及其演化的最易获取、数量最大的地外物质；   2)是认识地球的组成、内部构造和起源的主要资料来源，可以用陨石类比法，地球模型和陨石的类比法来研究地球元素的丰度；   3)陨石中的60多种有机化合物是非生物合成的“前生物物质”，对探索生命前期的化学演化开拓了新的途径；   4)可作为某些元素和同位素的标准样品（稀土元素，铅、硫同位素）。

分类：按陨石中金属的含量分类：陨石主要是由镍-铁合金、结晶硅酸盐或两者的混合物所组成。按陨石中金属的含量可将陨石分为三类：  1)铁陨石，主要由金属Ni、Fe和少量其它元素组成；  2)石陨石，主要由硅酸盐矿物组成（橄榄石、辉石）。这类陨石可以分为两类，即决定它们是否含有球粒硅酸盐结构，分为球粒陨石和无球粒陨石； 3)铁石陨石，铁石陨石由数量上大体相等的Fe、Ni和硅酸盐矿物组成。

叙述影响元素迁移的因素

元素的地球化学迁移过程包括了三个进程：活化（解体）→迁移（空间位移，存在形式发生变化）→重新结合（以新的存在形式稳定沉淀）。影响因素为：  1)元素迁移前的存在形式。如元素处于吸附状态，则容易发生迁移；若元素已进入到矿物晶格内部，形成了独立矿物或呈类质同象，则难迁移； 2)元素的地球化学性质—如离子的电价、半径等，它们既决定了元素结合成化合物时的化学键类型，也控制了元素在水溶液中的迁移形式。离子键和分子键化合物由于易溶于水，较易迁移，而共价键和金属键化合物则较难迁移；3)此外，体系中相伴组分的类型和浓度、体系中的物理化学强度参数的空间变化（浓度差、压力差、温度差等），以及环境的pH值和Eh值变化，都会影响元素的迁移形式和迁移能力。  

叙述硫同位素在矿床成因研究中的作用。

sakiya

[s:201] 谢谢。。。。看看。。。。。

◇◆|莣记|いゞ

没word文档形式的？

34659709

谢谢分享。