地球化学复习重点
地球化学考试复习资料

地球化学考试复习资料第一部分课后习题及答案绪论1. 简要说明地球化学研究的基本问题。
1)地球系统中元素及同位素的组成问题;2)地球系统中元素的组合和元素的赋存形式;3)地球系统各类自然过程中元素的行为(地球的化学作用)、迁移规律和机理;4)地球的化学演化,即地球历史中元素及同位素的演化历史。
2. 简述地球化学学科的研究思路和研究方法。
1)自然过程在形成宏观地质体的同时也留下了微观踪迹,其中包括了许多地球化学信息;2)自然界物质的运动和存在状态是环境和体系介质条件的函数;3)地球化学问题必须至于地球或其其子系统中进行分析,以系统的组成和状态来约束作用的特征和元素的行为。
地球化学研究方法:反序法和类比法第一章太阳系和地球系统的元素丰度1.简述太阳系元素丰度的基本特征.1)原子序数较低的范围内,元素丰度随原子序数增大呈指数递减,而在原子序数较大的范围内(Z>45)各元素丰度值很相近。
2)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(A)或偶数中子数(N)的核素丰度总是高于具有奇数A 或N的核素。
3)质量数为4的倍数的核类或同位素具有较高的丰度,原子序数或中子数为“约数”(2、8、20、50、83、126等)的核类或同位素分布最广、丰度最大。
4)锂、铍、硼元素丰度严重偏低,属于强亏损的元素。
5)氧和铁元素丰度显著偏高,它们是过剩元素。
6)含量最高的元素为H、He,这两种元素的原子几乎占了太阳中全部原子数目的98%。
2.简介地壳元素丰度特征.1)地壳元素丰度差异大:丰度值最大的元素(O)是最小元素(Rn)的1017倍;丰度值最大的三种元素之和达82.58%;丰度值最大的九种元素之和达98.13%;2)地壳元素丰度的分布规律与太阳系基本相同。
与太阳系或宇宙相比,地壳和地球都明显地贫H, He, Ne, N等气体元素;而地壳与整个地球相比,则明显贫Fe和Mg,同时富集Al, K 和Na。
环境地球化学考试复习重点

1. 环境背景值:指在不受污染的情况下,环境要素的平均化学成分。
2. 地球化学障:元素迁移过程中,物理-化学条件的急剧改变所引起的元素沉淀。
3. 等电pH值:当矿物颗粒不能带电荷时的PH值。
4. 生物地球化学循环:生物体所需要的营养元素在生物圈内不断地运转,他们沿着特定的途径,从非生物环境到生物有机体内,再从生物体回到非生物环境中去,从而构成元素的循环,这种循环叫做"生物地球化学循环",5. 弥散现象:在多空的介质中,当两种流体相接触,某种物质从含量较高的物体中箱含量较低的物体迁移,是两种流体分界面处形成过度混合带,混合带不断扩大,趋向于成为均质的混合物质,这种现象称为弥散现象。
6.地下水的自净过程:污染物进入地下水,通过同周围的介质发生物理化学和生物化学等一系列的反应,使污染物质的组成发生变化,最终被净化,是地下水部分或完全恢复到原来的状态,这样的过程,称为地下水的自净过程。
7.浓缩作用:当水蒸发时,其中含盐分的量不减,则其浓度相对增大,这种作用称为浓缩作用8.CO2的温室效应:二氧化碳可以让太阳辐射的可见光部分透过,但是能吸收地球在13-17um之间的再辐射,组织了热量向外层空间的散逸,保持了大气的温度,这就是所谓的CO2的温室效应。
9.化学需氧量(COD):在一定条件下,用一定的强氧化剂处理水样对所消耗的氧化剂量。
10.光化学烟雾:排入大气中的CO、NO等一次性污染物在光的作用下形成二次污染物,这两种的混合物所形成的烟雾污染现象。
11.混合作用:当两种或数种成分或矿化不同的地下水相遇时,新形成的地下水在成分与矿化度上与混合前不同,这种作用称为.混合作用。
12. 酸雨:是指PH值小于5.65的雨雪或其他形式的降水13..生物半衰期:有毒物质降到最初摄入量一半所需要的时间14. 溶质径流:地壳风化产物受水流溶蚀和冲刷并以真溶液和胶体溶液状态随水流前一的行为称为溶质径流。
1. 生命起源的前提条件有哪些?(8分)(1)在大气圈-水圈体系中必须没有游离的氧(2)必须存在有对产生有机分子所必须的元素和催化剂2. 在土壤样品采集中,一般采取哪几种方式? (8分)答:(1)对角线法适用于污水灌溉或被废水污染的田块,由进水口倒出水口引对角线,按均匀间隔取3-5个点,并根据田块形状做适当修改。
地球化学重点

地球化学重点第⼀章1本教材的地球化学定义★从20世纪初产⽣到现在,地球化学历经近100年的历史,其研究范围(从地壳到地球、宇宙)和着眼点(元素⾏为到化学组成、化学作⽤和化学研究)发⽣了重⼤变化,现代地球化学的中⼼课题是通过观察和揭⽰地球、地圈及各⼦系统(包括⾏星)这些客体的化学特性、所处的热动⼒学环境以及在各客体中或与客体有关的系统中发⽣的作⽤过程。
因此,为了强调地球及其⼦系统是地球化学研究的主要对象,在地球及其⼦系统中发⽣的各种⾃然作⽤的动态机制和物质系统的化学演化历史,地球化学定义可以简洁地表述为:地球化学是研究地球及其⼦系统(含部分宇宙体)的化学组成、化学机制和化学演化深⼊理解地球化学的定义从研究对象来看:是地球及其⼦系统(地壳、地幔及其⾃然作⽤体系)的岩浆作⽤、沉积作⽤、变质作⽤、成矿作⽤、表⽣作⽤、⽣态环境等,⽬前正在向宇宙天体拓展;从研究形式来看:主要是元素(同位素)在⾃然界的化学运动形式;从研究时间来看:包含了整个地球、地壳演化和全部地质作⽤时期;对单个元素(同位素)来讲,是研究它们的发⽣、不断发展及螺旋式演化的全部历史。
为此,地球化学是地质学与化学相结合的⼀门边缘学科,但本质上是⾪属地球科学。
地球化学的基本问题★围绕原⼦在⾃然环境中的变化及其意义,地球化学研究涉及以下5个基本问题/基本任务:1、地球系统中元素及其同位素的组成(丰度abundance和分配distrbution);2、元素的共⽣组合(paragenetic association)和赋存形式(occurrence mode);3、元素的迁移(migration)和循环(circulation);4、地球的历史(history)和演化(evolution);5、应⽤地球化学研究。
0.4.2 地球化学的基本⼯作⽅法0.4.2.1 地球化学野外⼯作⽅法1.地质考察对研究对象所处地质位置及周围环境、地质体产状测量和特征记录、地质体宏观现象的考察和描述,必要时进⾏地质填图;查明:地质体的岩⽯-矿物组成及相互作⽤关系,由此提供有关地球化学作⽤的空间展布、时间序列和相互关应该明确⼀点:地质背景清楚的地质体或样品才有研究意义。
地球化学复习资料

地球化学复习资料地球化学复习资料第⼀章绪论⼀、地球化学的定义地球化学是研究地球及⼦系统(含部分宇宙体)的化学组成、化学作⽤和化学演化的科学(涂光炽)。
地球化学是研究地球的化学成分及元素在其中分布、分配、集中、分散、共⽣组合与迁移规律、演化历史的科学。
⼆、地球化学研究的基本问题第⼀:元素(同位素)在地球及各⼦系统中的组成(量)第⼆:元素的共⽣组合和存在形式(质)第三:研究元素的迁移(动)第四:研究元素(同位素)的⾏为第五:元素的地球化学演化第⼆章⾃然体系中元素的共⽣结合规律⼀、元素地球化学亲和性的定义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地与某种阴离⼦结合的特性称为元素的地球化学亲和性。
⼆、亲氧元素、亲硫元素与亲铁元素的特点①:离⼦结构:最外层2、8个电⼦稳定结构,最外层18电⼦,最外层8—18电⼦②:电负性:较⼩,⼤,③:化学键:离⼦键,共价键,⾦属键④:氧化物的⽣成热:氧化物⽣成热⼤于FeO,⼩于FeO,氧化物⼩于亲氧元素、硫化物⼩于亲硫元素⑤:集中分布情况:岩⽯圈,硫化物——氧化物过渡圈,铁—镍核⑥:容积曲线:下降部分,上升部分,最低部分三、其它的概念离⼦电位(π):是离⼦电价(W)与离⼦半径(R)的⽐值,即π=W/R电离能:指从原⼦电⼦层中移去电⼦所需要的能量。
电离能愈⼤,则电⼦与原⼦核之间结合得愈牢固。
电⼦亲和能:原⼦得到电⼦所放出的能量(E)叫电⼦亲和能。
E越⼤,表⽰越容易得到电⼦成为负离⼦。
电负性:中性原⼦得失电⼦的难易程度。
或者说原⼦在分⼦中吸引价电⼦的能⼒叫电负性。
表⽰为:X=I+E (X:电负性;I:电离能;E:电⼦亲和能)周期表上,以Li的电负性为1.0,得出其它元素相对电负性。
化学键:离⼦键(电⼦交换),共价键(电⼦共⽤),⾦属键(价电⼦⾃由移动),范德华键(分⼦间或惰性原⼦间,存在弱的偶极或瞬时偶极),氢键(也属分⼦间静电⼒,含H的分⼦与其它极性分⼦或负离⼦间)四、元素的地球化学化学分类(⼽式分类)亲氧(亲⽯)、亲硫(亲铜)、亲铁、亲⽓根据地球中阴离⼦中氧丰度最⾼,其次是硫(主要形成氧的化合物和硫化物);⽽能以⾃然⾦属形式存在的丰度最⾼的元素是铁,因此,元素的地球化学亲和性主要分为以下三类:①亲氧性(亲⽯)元素;②亲硫性(亲铜)元素;③亲铁元素。
地球化学复习资料

第一章太阳系元素丰度和元素起源1)类地行星Terrestrial Planets(地球,水星,金星,火星)质量小、密度大体积小、卫星少,以岩石为主,富含Mg, Si, Fe等,亲气元素低2)类木行星Jovian Planets:(木星,土星,天王星,海王星)质量大、密度小体积大、卫星多H,He。
3)行星的化学成分特征随与太阳距离增加1.Fe,Co,Ni,Cr等行星核的元素减少。
2.REE,Ti,V,Th,U,Zr,Hf,Nb,Ta,W,Mo,Re,Pt增多(相对于核)。
3.形成壳-幔的元素Si,Mg,Al,Ca增多。
4.亲铜和碱金属元素Cu,Zn,Pb,Tl,Bi,Ga,Ge,Se,Te,As,Sb,In,Cd,Ag在1.5AU范围内有增多趋势,后减少。
5.氧有向外增多趋势,铁的价态有Fe o=>Fe2+=>Fe3+4)月海无水5)月海——玄武岩或显微辉长岩、钙质斜长石、单斜辉石和钛铁矿---大洋拉斑玄武,但是钛铁的含量高6)月球高地——高地斜长石富铝斜长石高地玄武岩基性斜长石、单斜辉石和钛铁矿石;铁和不透明矿物含量偏低7)克里普岩KREEP: a rock rich in P,REE and K.8)陨石是从星际空间降落到地球表面上来的行星物体的碎片。
9)陨石是空间化学研究的重要对象,具有重要的研究意义: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也是认识地球的组成、内部构造和起源的主要资料来源;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)。
10)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,按成份分为三类:1)铁陨石(siderite)主要由金属Ni, Fe(占98%)和少量其他元素组成(Co, S, P, Cu, Cr, C 等)。
地球化学复习要点

地球化学复习要点1太阳系的元素丰度特征答:①原子序数较低的元素区间,元素丰度随原子序数增大呈指数递减,而在原子序数较大的区间(Z>45)各元素丰度值很相近;②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,这一规律称为Oddo-Harkins(奥多--哈根斯)法则,亦即奇偶规律;③H和He是丰度最高的两种元素,这两种元素几乎占了太阳中全部原子数目的98%;④与He相邻近的Li、Be和B具有很低的丰度,属于强亏损的元素,而O和Fe呈现明显的峰,为过剩元素;⑤质量数为4的倍数(即α粒子质量的倍数)的核素或同位素具有较高丰度。
此外还有人指出,原子序数(Z)或中子数(N)为“幻数”(2、8、20、50、82和126等)的核素或同位素丰度最大。
例如,4He(Z=2,N=2)、16O(Z=8,N=8)、40Ca(Z=20,N=20)和140Ce(Z=58,N=82)等都具有较高的丰度。
2为什么碳质球粒陨石可以作为太阳系的初始物质的代表答:因为阿伦德(Allende)碳质球粒陨石(1969年陨落于墨西哥,CⅢ型)以及其他碳质球粒陨石(尤其是CⅠ型)中的非挥发性元素丰度几乎与太阳气中观察到的非挥发性元素丰度完全一致。
3地壳元素丰度的研究方法都有哪些答:目前应用比较广泛的有:①陨石类比法;②地球模型和陨石的类比法;③地球物理类比法等。
4地球体系中元素的赋存形式都有哪些答:(1)独立矿物。
指形成能够用肉眼或显微镜下进行矿物学研究的颗粒,粒径大于0.001mm,并且可以用机械的或物理的方法分离出单矿物。
(2)类质同象形式。
也称结构混入物,由于参加主要元素矿物晶格,用机械的或化学的方法不易使二者分离,欲使其分离,只有破坏原矿物的晶格。
(3)超显微非结构混入物。
也称超显微包体或机械混入物等,颗粒小于0.001mm,其主要物征是不占据矿物的晶位置,因此是独立化合物,但又不形成可以进行矿物学研究的颗粒。
地球化学复习重点

绪论:1. 地球化学:地球化学是研究地球及其子系统(含部分宇宙)的化学组成、化学作用和化学演化的科学.2. 地球化学研究的基本问题:①元素(同位素)在地球及各子系统中的组成②元素的共生组合和存在形式③研究元素的迁移④研究元素(同位素)的行为⑤元素的地球化学演化3. 地球化学的研究思路:"见微而知著"。
通过观察原子、研究元素(同位素),以求认识地球和地质作用地球化学现象。
4. 简述地球化学的研究方法:A. 野外工作方法:①宏观地质调研②运用地球化学思维观察、认识地质现象③在地质地球化学观察的基础上,根据目标任务采集各种地球化学样品B.室内研究方法:④量的测定,应用精密灵敏的分析测试方法,以取得元素在各种地质体中的含量值⑤质的研究,也就是元素结合形态和赋存状态的研究⑥动的研究,地球化学作用过程物理化学条件的测定和计算。
包括测定和计算两大类。
⑦模拟地球化学过程,进行模拟实验。
⑧测试数据的多元统计处理和计算。
第一章:基本概念1. 地球化学体系:我们把所要研究的对象看作是一个地球化学体系,每个地球化学体系都有一定的时间连续,具有一定的空间,都处于特定的物理化学状态(T、P 等)2. 丰度:一般指的是元素在这个体系中的相对含量(平均含量)。
3. 分布:元素的分布指的是元素在一个化学体系中(太阳、陨石、地球、地壳、某地区)整体的总的含量特征。
4. 分配:元素的分配指的是元素在各地球化学体系内各个区域、各个区段中的含量。
5. 研究元素丰度的意义:①元素丰度是每一个地球化学体系的基本数据以在同一体系中或不同体系中用元素的含量值来进行比较,通过纵向(时间)、横向(空间)上的比较,了解元素基本特征和动态情况,从而建立起元素集中、分散、迁移等系列的地球化学概念。
是研究地球、研究矿产的重要手段之一。
②研究元素丰度是研究地球化学基础理论问题的重要素材之一。
宇宙天体是怎样起源的?地球又是如何形成的?地壳中主要元素为什么与地幔中的主要元素不一样?生命是怎么产生和演化的?这些研究都离不开地球化学体系中元素丰度分布特征和分布规律。
地球化学期末复习20221207整理

地球化学期末复习20221207整理名词解释:1、硅酸盐地球:地球总体元素丰度与球粒陨石相近,除了挥发元素外,主要是由硅酸盐组成的,故名硅酸盐地球。
2、元素丰度:就是化学元素在一定自然体中的相对平均含量3、元素地球化学迁移:当体系与环境处于不平衡条件时,元素将从一种赋存状态转变为另一种赋存状态,并伴随着元素组合和分布上的变化及空间上的位移,以达到与新环境条件的平衡,该过程称为元素的地球化学迁移。
4、元素地球化学亲和性: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地与某种阴离子结合的特性称为元素的地球化学亲和性。
5、微量元素:是指构成物质的常量(或主要)元素之外的、用现代分析技术可以检测出来的所有元素。
6、不相容元素:总分配系数小于1,在硅酸盐熔体中相对富集的元素。
7、相容元素:总分配系数大于1,在早期结晶的固相矿物组合中相对富集的元素。
8、能斯特分配定律:在一定的温度压力下,微量组分在两共存相中的分配达平衡时,其在两相中的化学位相等。
9、分配系数:在温度、压力恒定的条件下,微量元素i(溶质)在两相分配达平衡时其浓度比为一常数(KD),此常数KD称为分配系数,或称能斯特分配系数。
10、放射性衰变定律:单位时间内发生衰变的原子数与现存放射性母体的原子数成正比。
其数学表达式:—dN/dt=λN11、同位素等时线:对于同期同源地质样品,它们应有相同的初始子体同位素比值和形成时间,即各样品均符合具相同参数(如对于Sm-Nd的143Nd/144Nd(0)和t)的放射成因子体同位素衰变方程,表现为各样品沿以初始子体同位素比值为截距,以(eλt-1)为斜率的直线分布,这条直线称为等时线。
12、Sr模式年龄:用假定初始87Sr/86Sr比值的方法计算出来的同位素年龄称为Sr模式年龄。
13、同位素封闭温度:对各种同位素定年体系来说,它们不是在矿物、岩石形成时的那一瞬间就开始计时,而是必须当温度降低到能使该计时体系达到封闭状态时,即子体由于热扩散丢失可以忽略不计时,子体才开始积累,这个开始计时的温度就是封闭温度,得到的年龄即为表面年龄或称冷却年龄。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
绪论:1.地球化学:地球化学是研究地球及其子系统(含部分宇宙)的化学组成、化学作用和化学演化的科学.2.地球化学研究的基本问题:①元素(同位素)在地球及各子系统中的组成②元素的共生组合和存在形式③研究元素的迁移④研究元素(同位素)的行为⑤元素的地球化学演化3.地球化学的研究思路:“见微而知著”。
通过观察原子、研究元素(同位素),以求认识地球和地质作用地球化学现象。
4.简述地球化学的研究方法:A.野外工作方法:①宏观地质调研②运用地球化学思维观察、认识地质现象③在地质地球化学观察的基础上,根据目标任务采集各种地球化学样品B.室内研究方法:④量的测定,应用精密灵敏的分析测试方法,以取得元素在各种地质体中的含量值⑤质的研究,也就是元素结合形态和赋存状态的研究⑥动的研究,地球化学作用过程物理化学条件的测定和计算。
包括测定和计算两大类。
⑦模拟地球化学过程,进行模拟实验。
⑧测试数据的多元统计处理和计算。
第一章:基本概念1.地球化学体系:我们把所要研究的对象看作是一个地球化学体系,每个地球化学体系都有一定的时间连续,具有一定的空间,都处于特定的物理化学状态(T、P等)2.丰度:一般指的是元素在这个体系中的相对含量(平均含量)。
3.分布:元素的分布指的是元素在一个化学体系中(太阳、陨石、地球、地壳、某地区)整体的总的含量特征。
4.分配:元素的分配指的是元素在各地球化学体系内各个区域、各个区段中的含量。
5.研究元素丰度的意义:①元素丰度是每一个地球化学体系的基本数据以在同一体系中或不同体系中用元素的含量值来进行比较,通过纵向(时间)、横向(空间)上的比较,了解元素基本特征和动态情况,从而建立起元素集中、分散、迁移等系列的地球化学概念。
是研究地球、研究矿产的重要手段之一。
②研究元素丰度是研究地球化学基础理论问题的重要素材之一。
宇宙天体是怎样起源的?地球又是如何形成的?地壳中主要元素为什么与地幔中的主要元素不一样?生命是怎么产生和演化的?这些研究都离不开地球化学体系中元素丰度分布特征和分布规律。
6.获得太阳元素丰度的主要途径:光谱分析;直接分析;利用宇宙飞行器分析测定;研究宇宙射线7.陨石研究的意义: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也是认识地球的组成、内部构造和起源的主要资料来源;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)。
8.陨石的类型: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,按成份分为三大类铁陨石石陨石石铁陨石9.太阳系元素的丰度特征:①H和He是丰度最高的两种元素。
这两种元素的原子几乎占了太阳中全部原子数目的98%。
②Li、Be和B具有很低的丰度,属于强亏损的元素(核子结合能低,形成后易分解),而O和Fe呈现明显的峰,它们是过剩元素(核子结合能最高,核子稳定)③原子序数较低时,元素丰度随原子序数增大呈指数递减,而在原子序数较大的范围内(Z>45)各元素丰度值很相近。
④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(A)或偶数中子数(N)的核素丰度总是高于具有奇数A或N的核素,即奇偶规律。
⑤四倍规则:质量数为4的倍数(即α粒子质量的倍数)的核素或同位素具有较高丰度。
⑥原子序数(质子数)或中子数是“幻数”的元素丰度高10.地壳元素的丰度特征:①地壳中元素的相对平均含量是极不均一的,丰度最大的元素是O=47%,与丰度最小的元素Rn=6×10-16相差达1017倍。
前九种元素:O Si Al Fe Ca Na K Mg Ti占98.13%前五种: 82.58%前十五种元素占99.61%,其余元素仅占0.39%这表明:地壳中只有少数元素在数量上起决定作用,而大部分元素居从属地位。
②对比地壳、整个地球和太阳系元素丰度数据发现,它们在元素丰度的排序上有很大的不同:太阳系:H<He<O<Ne<N<C<Si<Mg<Fe<S地球: Fe<O<Mg<Si<Ni<S<Ca<Al<Co<Na地壳: O<Si<Al<Fe<Ca<Na<K<Mg<Ti<H地壳和地球与太阳系或宇宙相比,明显地贫H, He, Ne, N等气体元素;地壳与整个地球相比,则地壳中明显贫Fe和Mg,而富集Al和K和Na。
11.元素在主要岩石类型中的分布:A.主要类型岩浆岩中元素的分配1.Fe,Mg、Cr,Ni、Co和铂族等,按超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩的顺序含量递减;2.Ca,A1,Ti,V,Mn,Cu和Sc等在基性岩中含量最高,而在超基性岩,中性岩酸性岩中含量降低;3.碱金属元素K、Na、Li、Rb,Cs及Si,Be、Sr、Ba、Zr、Hf、U、Th、Nb,Ta、W,Mo,Sn,Pb和稀土元素等,随着由超基性岩向基性岩,中性岩、酸性岩过渡,其含量明显递增。
碱性岩中K,Na的含量达最高值;4.某些元素在各类岩浆岩中的含量变化不大,例如Ge、Sb、As等.B.主要类型沉积岩中元素的分配沉积岩由于处于表生环境下,元素在各类岩石中的含量变化更加明显。
1.碱金属元素Li,Na、K、Rb,Cs和Si、A1等在页岩和泥质岩中含量最高,碳酸盐岩中最低,含量之差常达10倍(Li,Cs)至数10倍(K,Na);2.碱土金属元素Ca、Mg和Sr在碳酸盐中含量最高,砂岩中最低。
与它们的克拉克值相比,在硫酸盐中的富集程度可达10至100倍.但Mg在深海碳酸盐沉积物中并不富集,这是因为MgCO3溶解度大于CaCO3。
由于Mg2+离子在大洋深部环境能交换微粒长石中的K,形成绿泥石,因而海洋泥质沉积物比钙质沉积物相对富Mg(约高5倍).3.过渡族元素Mn,Co,Ni等在深海沉积物中含量高,因而在深海沉积物中形成了巨大的海底锰结核矿产,并伴有Ni、Co等可供综合作用。
与Mn类似,在深海沉积物中富集的元素还有B、Na、Ba、P、S、Cu、Mo、Pb及卤素元素F、Cl、Br,I等,它们的含量都高于各自在岩浆岩中含量的最高值。
C.变质岩中元素的分配各类变质岩的化学成分受原岩(沉积岩和火成岩)的控制.一般地说变质岩石中元素的含量并不因其变质类型和变质程度的不同面有明显差异。
第二章:元素的结合规律和赋存形式1.戈尔德施密特的地球化学分类:是以地球的起源和内部构造的假说为基础的。
他根据化学元素的性质与其在地球地圈内的分配之间的关系将元素分为五个地球化学组:①亲石元素;②亲铜元素;③亲铁元素;④亲气元素;⑤亲生物元素2.元素的地球化学亲和性:是指在自然体系中元素形成阳离子的能力以及阳离子在自然体系中有选择地与某阴离子结合的倾向性。
3.元素的地球化学亲和性的原因:①元素基本化学性质:电子构型、电负性、极化力、电离势等有关;②化合反应的能量效应:元素与氧化合按自由能ΔGf由高负值向低负值顺序进行。
③与元素的丰度因素:化学反应的制动原理.④元素结合的物理化学条件(宏观上:元素化合反应的能量效应)4.元素的地球化学亲和性分类:①亲氧性元素:只有能与氧以离子键性结合的金属才是亲氧元素②亲硫性:只有能与硫结合形成高度共价键性质的金属才会显示亲硫倾向③铁性元素:元素在自然界以金属状态产出的一种倾向性。
5.地壳中元素的赋存形式:独立矿物;超显微非结构混入物;胶体吸附;与有机质结合;类质同象6.类质同象:在一定的外界条件下结晶时,晶体中的部分构造位置随机地被介质中的性质类似的原子、离子、配位子、分子等其它质点所占据,结果只引起晶格常数的微小改变,但晶体的构造类型、化学键型等保持不变,这一现象称为类质同象。
7.类质同象基本规律:(1)戈尔德施密特类质同象法则只是从相互置换的质点的电价、半径的角度来进行判断,因此该法则只适用于离子键化合物。
①若两种离子电价相同、半径相似,则半径较小的离子优先进入晶格。
因此,离子半径较小的元素集中于较早期结晶的矿物中,而较大离子半径的元素集中于较晚期结晶的矿物中。
②若两种离子半径相似而电价不同, 则较高价离子优先进入晶格, 集中于较早期结晶的矿物中,称为“捕获”;而较低价离子集中于较晚期结晶的矿物中,称为“容许”。
③若两种离子电价相同、半径相似(隐蔽法则),丰度高的主量元素形成独立矿物, 丰度低的微量元素将按丰度比例进入主量元素的矿物晶格,即微量元素被主量元素所隐蔽。
(2)林伍德补充总结的类质同象规律:当阳离子的离子键成分不同时,电负性小的离子优先进入晶格,形成较强的、离子键成分较多的键. (键强较高)的键,它们优先被结合进入矿物晶格。
8.内潜同晶:两种离子浓度大致相等,而一种元素以分散量进入另一元素的晶格内,可以分出主要元素和次要元素时,这时次要元素就隐蔽在主要元素之中,称为内潜同晶。
9.内潜同晶链:多个性质相似的元素依次连续的内潜同晶称为内潜同晶链。
10.补偿类质同象:常量元素丰度制约微量元素形成类质同象。
第三章:元素的地球化学迁移1.元素的地球化学迁移:元素在地质作用中由一种存在形式变为另一种存在形式,并伴随着一定的空间位移的运动过程,叫元素的迁移。
2.交代反应:在难溶化合物的饱和溶液中出现能够形成更低活度积的化合物的离子时,则原矿物溶解,活度积更低的化合物沉淀,这种作用称为“交代反应”。
3.标准电极电位:氧化一还原电位是一个相对值,电化学中规定:在25℃溶液中,氧化态和还原态的浓度均为lmol时,平衡共存所测出的半反应的电极电位称为标准电极电位,用Eho表示。
4.地球化学障:在元素迁移过程中,环境的物理化学条件发生了急剧变化,导致介质中原来稳定迁移的元素其迁移能力下降,元素因形成大量化合物而沉淀,这些引起元素沉淀的条件或因素就称为地球化学障。
5.氧化障、还原障:自然界氧化还原反应使元素变价,造成元素性质截然改变,导致元素原有的迁移状态在短距离内发生沉淀,这种现象称为氧化障或还原障。
6.离子电位π:用阳离子的离子电位(π)来定性表示,阳离子(包括H+)对氧(O2-)的争夺能力的不同。
7.环境的氧化还原电位:环境中各种离子间氧化还原反应达到平衡时的电位,称之为环境的氧化还原电位。
环境的氧化还原电位是衡量自然环境氧化或还原某种元素(离子或原子)能力的量。
8.络合物的不稳定常数:络合物的平衡常数称为络合物离解常数,亦称络合物的不稳定常数,用K不来表示。
9.同离子效应:当在难溶化合物的饱和溶液中加入与该化合物有相同离子的易溶化合物时,原难溶化合物的溶解度将会降低,称为共同离子效应。