地球化学知识点
地球化学
地球化学一．名词解释1. 异戊二烯型化合物：由一个个异戊二烯单元头尾相连重复组合而成一类化合物，它广泛存在于生物体、近代沉积物、古代沉积岩以及原油中。
2. 萜类：环状的异戊二烯型化合物。
3.同位素效应：由于同位素不同，引起单质或化合物在物理、化学性质上发生微小变化的现象，称为同位素效应。
4.同位素分馏：在各种自然过程中，由于同位素的效应引起同位素相对含量在不同相之间的变化。
5.干酪根：沉积物和沉积岩中不溶于非氧化性的无机酸、碱和常用有机溶剂的一切有机质。
6.腐殖质：指土壤和现代沉积物中不能水解的、不溶于不溶于有机溶剂的有机质。
7.低熟油：指所有非干酪根晚期热降解成因的各类低温早熟的非常规石油。
8.生物标志物：是沉积物（岩）、原油、油页岩和煤中那些来源于生物体，在有机质演化过程中具有一定稳定性，没有或很少发生变化，基本保存了原始生化组分的碳骨架，记载了原始生物母质特殊分子结构信息的有机化合物。
9.质谱法：通过研究分子量和离子化的分子碎片来认识分子结构的一种现代分析技术（以高能电子将单个分子击碎，用碎片的质量组成特征，推测分子的结构组成和分子量，以达到分子鉴定的目的）。
10.质谱法（棒图）：将每一次扫描的记录，应用质荷比对检测器响应值作图，就可以得到由色谱分离的某一种化合物的质谱图。
11.质量色谱图：12.总离子流图：13.生物成因气：14.热成因气：二．简答题1.生物有机质的化学组分碳水化合物脂类蛋白质和氨基酸木质素和丹宁2.异戊二烯单元的结构及简单组合、拆分3.富沉积有机质的沉积环境4.C 、O 同位素丰度的表示方法5.自然界中碳同位素分馏的几种方式和结果6.干酪根的光学显微组分分类主要（1）统计腐泥组和壳质组之和与镜质组的比例；采用（2）采用类型指数(T 值)来划分，具体方法是将鉴定的各组分相对百分含量代入下式，计算出T 值，再依据表中的分类标准划分类型。
两种 方法以透射光为基础的干酪根显微组分分类组 分 亚 组 分腐泥组 无定形—絮状，团粒状，薄膜状有机质藻质体孢粉体—孢子、花粉、菌孢树脂体壳质组 角质体木栓质体表皮体镜质组 结构镜质体无结构镜质体惰质组 丝质体7.干酪根研究的常用测试方法干酪根研究的常用方法直接方法：显微镜SEM ——scanning electronic microscope荧光显光镜IR 吸收光谱X-ray核磁共振（NMR ），顺磁共振(ESR)（不破坏干酪根，根据其物理特性来研究干酪根的性质、结构）间接方法：元素分析稳定同位素热解分析（热失重、热模拟、热解—-色谱）超临界抽提、氧化分解100)100()75()50()100(-⨯+-⨯+⨯+⨯=惰质组含量镜质组含量壳质组含量腐泥组含量T（这种方法的特点是彻底的破坏干酪根，看它由哪些单元组成。
地球化学的基础知识和应用
地球化学的基础知识和应用地球是一个复杂的系统，其中包含着无数的物质元素和化合物，这些元素和化合物，就是地球化学研究的主要内容。
地球化学是研究地球内部的物质组成及其分布规律、地球表层的化学过程及其对环境的影响、地球和生物之间的相互作用等的学科。
本文将介绍地球化学的基础知识和应用。
一、地球化学基础知识1. 元素与化合物元素是指由同种原子组成的物质，如氧气、金属铜等。
而化合物则是由两种或两种以上的元素化合而成的物质，如水分子H2O、二氧化碳CO2等。
地球上绝大部分物质都是由元素和化合物组成的。
2. 元素周期表元素周期表是地球化学研究中非常重要的表格。
它展示了所有已知的元素以及它们的基本性质和化学反应。
元素周期表从左至右按原子编号排列，从上至下按元素原子序数排列。
元素的位置在周期表上决定了它的性质和化学反应。
例如，所有在同一个组中的元素都有类似的电子结构和反应性质。
3. 岩石与矿物岩石是地球构造的基本组成部分，由一个或多个矿物组成。
矿物是一种具有确定的化学成分和晶体结构的天然物质，如石英、方铅矿等。
地球化学家通过研究岩石和矿物，可以了解地球内部的成分和演化过程。
4. 地球化学循环地球上的元素和化合物一直处于循环之中。
例如，矿物在地壳中不断形成和破坏，生物不断吸取和释放各种元素和化合物，这些过程组成了地球化学循环系统。
地球化学循环的研究可以揭示地球的化学演化历史和环境变化规律。
二、地球化学应用1. 污染治理地球化学应用于环境污染治理，是近几十年来地球化学研究的一个重要领域。
地球化学家可以通过分析土壤、岩石、水体等物质中的元素和化合物，了解其受到的污染程度和种类，并制定相应的治理措施。
例如，土壤重金属污染可以通过土壤修复技术进行治理，水体中的有害物质可以通过沉淀、吸附等方式进行处理。
2. 能源勘探地球化学应用于石油、天然气等化石燃料勘探也是地球化学的一个重要领域。
地球化学家通过分析地下水、沉积物中的有机物和微量元素，来寻找化石燃料形成的地质构造、含量等信息。
地球化学考点整理
一、主量元素：把研究体系（矿物、岩石）中元素含量大于1%的元素称为主量元素。
微量元素：研究体系中浓度低到可以近似地服从稀溶液定律的元素称为微量元素。
二、放射性同位素：原子核不稳定，它们以一定方式自发地衰变成其他核素的同位素。
放射性成因同位素：由放射性元素衰变而形成的同位素。
三、能斯特分配系数：在一定的温度、压力条件下，当两个共存地质相A、B平衡时，以相同形式均匀赋存于其中的微量组分i在两相中的浓度比值为一常数，该常数称为能斯特分配系数。
四、元素的地球化学亲和性：在自然体系中元素形成阳离子的能力和所显示出来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。
五、高场强元素：离子半径小，离子电荷高，离子电位>3，难溶于水，化学性质稳定，为非活动性元素。
如：Th、Nb、Ta、Zr。
大离子亲石元素：离子半径大，离子电荷低，离子电位<3，易溶于水，化学性质活泼，地球化学活动性强。
如：Rb，K，Cs，Ba。
六、亲铁元素：在自然体系中，特别是在O、S丰度低的情况下，一些金属元素不能形成阳离子，只能以自然金属形式存在，它们常常与金属铁共生，以金属键性相互结合，这些元素具有亲铁性，属于亲铁元素。
七、放射性同位素的衰变方式：（1）β-衰变：原子核中一个中子分裂为一个质子和一个电子，β-质点被射出核外，同时放出中微子v。
（2）电子捕获：原子核自发地从K或L层电子轨道上吸取一个电子（多数为K层，故又称K层捕获），与一个质子结合变成一个中子。
（3）α衰变：重核通过放射出由两个质子和两个中子组成的α质点而转变成稳定核。
（4）重核裂变：重同位素自发地分裂成2或3个原子量大致相同的碎片。
八、盐效应：当溶液中存在易溶盐类（强电解质）时，溶液的含盐度对化合物的溶解度会产生影响，表现为随溶液中易溶电解质浓度的增大将导致其他难溶化合物的溶解度增大，称盐效应。
电负性：电负性等于电离能（I）与电子亲和性（E）之和X=I+E，可用于度量中性原子得失电子的难易程度。
地球化学复习概要
1、地球化学：就是地球的化学，它是研究地球（广义的也包括部分天体）的化学组成、化学作用及化学演化的学科，它是地学和化学的边缘学科。
2、丰度：一种化学元素在某个自然体中的重量占这个自然体的全部化学元素总重量的相对份额，元素丰度是化学元素在一定自然体中的相对平均含量。
3、类质同象：某种物质在一定外界条件下结晶时，晶体中的部分构造位置被介质中的其他元素（如原子、离子、络离子、分子）所占据而只引起晶格常数的微小改变，晶格构造类型、化学键类型、离子正负电荷的平衡保持不变或相近，这种现象称为类质同象。
4、稀土元素：指原子序数从57到71的15个镧系元素，在周期表中属ⅢB族，同族中的39号元素钇一般也看做稀土元素。
5、分配系数：分为简单分配系数、复合分配系数、对数分配系数、总分配系数，总分配系数D又称岩石分配系数，是矿物的简单分配系数和岩石中矿物的百分含量乘积的代数和。
// 总分配系数:又称为岩石的分配系数,它是用来讨论微量元素在岩石(矿物集合体)和与之平衡的熔体之间的分配关系的。
6、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的与某种阴离子结合的特性；主要有亲氧性元素、亲硫性元素、亲铁性元素。
7、微量元素（？）：又称痕量元素，指研究体系中元素含量小于0.1%的元素。
8、环境地球化学：是介于环境科学和地球化学之间的一门新兴边缘交叉学科，研究人类赖以生存的地球环境的化学组成、化学作用、化学演化与人类相互关系的科学。
9、不相容元素(ICE):D小于1的元素, 随着结晶程度的增长而逐步在残余岩浆中富集.如Rb、Cs、Ba、Sr、Zr、Nb、Th、REE、P等10、相容元素(CE):D大于1的元素,倾向在矿物晶体中富集,并随这些矿物的晶出而逐步在残余岩浆中贫化.如Fe、Co、Ni、Cr、Mg等11、生物标志化合物：指沉积有机质、原油、油页岩、煤中那些来源于活的生物体，在有机质演化过程中具有一定稳定性，没有或较少发生变化，基本保存了原始生化组分的碳骨架，记载了原始生物母质的特殊分子结构信息的有机化合物。
《地球化学》课程笔记
《地球化学》课程笔记第一章：地球化学概述一、地球化学的定义与范畴1. 定义地球化学是研究地球及其组成部分的化学组成、化学作用、化学演化规律以及这些过程与地球其他物理、生物过程的相互关系的学科。
2. 范畴地球化学的研究范畴包括但不限于以下几个方面：- 地球的物质组成和结构- 元素在地球各圈层中的分布、迁移和循环- 岩石和矿物的形成、演化和分类- 生物与地球化学过程的相互作用- 地球表面环境的化学演化- 自然资源和能源的地球化学特征- 环境污染和生态破坏的地球化学机制二、地球化学的研究内容1. 地球的物质组成- 地壳：研究地壳的化学成分、岩石类型、矿物组成及其变化规律。
- 地幔：探讨地幔的化学结构、岩石类型、矿物组成和地球化学动力学过程。
- 地核：分析地核的物质组成、物理状态和地球化学性质。
- 地球表面流体：研究大气、水圈和生物圈的化学组成和演化。
2. 元素地球化学- 元素的丰度：研究元素在地壳、地幔、地核中的丰度分布。
- 元素的分布：分析元素在地球各圈层中的分布规律和影响因素。
- 元素的迁移与富集：探讨元素在地质过程中的迁移机制和富集条件。
- 元素循环：研究元素在地球系统中的循环路径和循环速率。
3. 岩石地球化学- 岩石成因分类：根据岩石的化学成分、矿物组成和形成环境对岩石进行分类。
- 岩浆岩地球化学：研究岩浆的起源、演化、结晶过程和岩浆岩的地球化学特征。
- 沉积岩地球化学：分析沉积物的来源、沉积环境和沉积岩的地球化学特点。
- 变质岩地球化学：探讨变质作用过程中岩石的化学变化和变质岩的地球化学特征。
4. 矿物地球化学- 矿物的化学成分：研究矿物的化学组成、晶体结构和化学键合。
- 矿物的形成与变化：探讨矿物的形成条件、变化过程和稳定性。
- 矿物物理性质与地球化学：分析矿物的物理性质与地球化学环境的关系。
- 矿物化学分类：根据矿物的化学成分和结构特点进行分类。
5. 生物地球化学- 生物地球化学循环：研究元素在生物体内的循环过程和生物地球化学循环的模式。
高一必修一地化学知识点
高一必修一地化学知识点地化学，即地球化学，是地质学和化学的交叉学科。
它研究地球中各种元素和物质的分布、运移和转化过程，以及地球物质的演化历史和地球表面环境的变化。
在高一必修一的地化学课程中，我们将学习一些基本的地化学知识点，下面就让我们来了解一下这些知识点。
一、地壳的组成地壳是地球上最外层的固体壳层，由各种岩石和矿物组成。
地壳中主要含有氧、硅、铝、铁、钙等元素。
氧元素是地壳中含量最多的元素，占地壳总质量的46.6%，其次是硅元素，占28.2%。
二、矿物的分类和特征矿物是地球地壳中的天然无机化合物。
根据其组成和性质，矿物可分为硅酸盐类矿物、氧化物类矿物、硫化物类矿物、硝酸盐类矿物等。
不同的矿物具有不同的物理特征和化学性质，可以通过色泽、硬度、断口等特征进行鉴定。
三、岩石的分类和成因岩石是地壳中的主要构成物质，它是由一个或多个矿物组成的天然坚固固体。
岩石可以分为火成岩、沉积岩和变质岩三大类。
火成岩是由火山喷发或岩浆冷却凝固形成的，常见的有花岗岩、玄武岩等；沉积岩是由沉积物在地壳表面堆积形成的，常见的有砂岩、泥岩等；变质岩是在高温高压条件下由火成岩或沉积岩经历变质作用形成的，常见的有片麻岩、云母片岩等。
四、地球的内部结构地球的内部分为地壳、地幔和地核三个部分。
地壳厚度约为35千米，地幔厚度约为2,900千米，地核厚度约为3,500千米。
地幔主要由硅酸盐矿物和铁镁矿物组成，地核主要由铁和镍组成。
地球的内部结构对地球表面的地质现象和运动起着重要的控制作用。
五、地球化学循环地球化学循环是地球上各种物质在不同地质环境中的运移和转化过程。
其中包括大气循环、水循环、岩石圈循环和生物圈循环。
循环过程中，物质在不同地质介质之间进行运输和转化，从而维持地球上的物质平衡和能量平衡。
六、地质灾害与环境保护地质灾害是地球自然环境中的一种破坏性事件，包括地震、火山喷发、泥石流等。
地质灾害对人类的生命和财产安全造成严重威胁，因此，在地质灾害预测和防治方面的研究具有重要意义。
《地球化学》章节笔记
《地球化学》章节笔记第一章：导论一、地球化学概述1. 地球化学的定义：地球化学是应用化学原理和方法，研究地球及其组成部分的化学组成、化学性质、化学作用和化学演化规律的学科。
它是地质学的一个分支，同时与物理学、生物学、大气科学等多个学科有着密切的联系。
2. 地球化学的研究对象：- 地球的固体部分，包括岩石、矿物、土壤等；- 地球的流体部分，包括大气、水体、地下水等；- 地球生物体，包括植物、动物、微生物等；- 地球内部，包括地壳、地幔、地核等。
3. 地球化学的研究内容：- 地球物质的化学组成及其时空变化；- 地球内部和外部的化学过程；- 元素的迁移、富集和分散规律；- 地球化学循环及其与生物圈的相互作用；- 地球化学在资源、环境、生态等领域的应用。
二、地球化学的研究方法与意义1. 地球化学的研究方法：- 野外调查与采样：包括地质填图、钻孔、槽探、岩心采样等；- 实验室分析：包括光学显微镜观察、X射线衍射、电子探针、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、原子吸收光谱（AAS）等；- 地球化学数据处理：包括统计学分析、多元回归、聚类分析等；- 地球化学模型：建立地球化学过程的理论模型和数值模型；- 同位素示踪：利用稳定同位素和放射性同位素研究地球化学过程。
2. 地球化学研究的意义：- 揭示地球的形成和演化历史；- 了解地球内部结构、成分和动力学过程；- 探索矿产资源的形成机制和分布规律；- 评估和治理环境污染问题；- 理解地球生物圈的化学循环和生态平衡；- 为可持续发展提供科学依据。
三、地球化学的发展历程与现状1. 地球化学的发展历程：- 起源阶段：19世纪初，地质学家开始关注矿物的化学组成；- 形成阶段：19世纪末至20世纪初，维克托·戈尔德施密特等科学家奠定了地球化学的基础；- 发展阶段：20世纪中叶，地球化学在理论、方法、应用等方面取得显著进展；- 现代阶段：20世纪末至今，地球化学与分子生物学、环境科学等学科交叉，形成新的研究领域。
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。
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现代地球化学的定义:地球化学是研究地球及子系统的化学组成、化学机制和化学演化的科学。
地球化学研究的基本问题:1地球系统中元素(同位素)的组成2 元素的共生组合和存在形式3 研究元素的迁移和循环4 地球的历史与演化。
地球化学体系的特点:1有一定的空间范围2在一定的物理化学条件下处于特定的物理化学状态3有一定的时间连续性陨石分为三类:1)铁陨石2)石陨石(是否含有硅酸盐球粒,分为球粒陨石和无球粒陨石)3)铁石陨石太阳系的行星分为:地球和类地行星;巨行星;远日行星太阳系元素丰度的规律:1. H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%。
2. 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。
3. 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4. 质量数为4的倍数的核素或同位素具有较高丰度。
5. 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,它们是过剩元素.通常将元素在宇宙或较大的地球化学系统中的平均含量称为丰度。
元素在地壳中的丰度称为克拉克值。
元素丰度:太阳系: H>He>O>C>Ne>N>Fe>Si>Mg>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 。
地球化学体系的特征:1 温度、压力等条件的变化幅度与实验条件相比相对有限2 是多组分的复杂体系,大量化学组风共存3 体系是开放的,体系与环境之间存在充分的物质和能量的交换4 自发进行的不可逆过程。
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,称元素的地球化学亲和性。
分类主要包括亲氧性元素、亲硫性元素和亲铁性元素三大类型。
在判断元素的地球化学亲和性时,化学键性是第一位的,在化学键相同的情况下要考虑原子结合时的几何稳定性。
某些物质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地其他质点(原子、离子、配离子、分子)所占据,结果只引起晶格常数的微小变化,晶体的构造类型、化学键类型等保持不变,这一现象称类质同象。
类质同象置换法则:1、戈尔德施密特类质同象法则(只是用于离子化合物)1)优先法则:两种离子电价相同,半径相似,半径小的离子优先进入矿物晶格2)捕获容许法则:如果两个离子半径相近,而电价不同,较高价离子优先进入较早结晶的矿物晶体中,称捕获,低价离子容许进入晚期矿物。
3)隐蔽法则:两个离子具有相近的半径和相同的电荷,丰度高的主量元素形成独立矿物,丰度低的微量元素进入矿物晶格,为主量元素所“隐蔽”。
2、林伍德法则(更适用于非离子化合物):对于二个价数和离子半径相似的阳离子(离子键成分不同时)具有较低电负性者将优先被结合,因为它们形成一种较强的离子键成分较多的化学键。
元素在固相中的存在形式:独立矿物、类质同象、超显微非结构混合物、吸附、与有机制结合。
元素地球化学迁移:当环境发生物理化学条件变化时,元素发生了结合状态变化并伴随有元素的空间位移时,称元素发生了地球化学迁移。
元素的地球化学迁移过程包括了三个进程:元素从原来的固定(稳定的结合)状态转化为活动(非稳定结合)状态,并进入迁移介质;元素发生空间位移;元素在迁移到一个新的空间后形成新的稳定结合关系,即沉淀或结晶出新的矿物。
元素迁移的标志:(1)通过矿物组合的变化来判断;(2)通过岩石中元素含量的系统测定和定量计算来判定(等体积计算法、等阴离子计算);(3)物理化学界面。
水-岩化学作用的基本类型:氧化还原反应、脱水和水解反应、水合作用、碳酸盐化或脱碳酸盐化、阳离子的交换反应。
水-岩作用的影响因素:A体系组成的影响:1 活度积:当温度一定时,难溶强电解质溶液中离子浓度的乘积为一常数,这一常数称为活度积.(根据活度积原理,在难容化合物沉淀后,溶液中化合物的离子溶度乘积相当于活度积。
当溶液中出现能够形成更低活度积的离子时,会发生活度积更低化合物的沉淀和已经沉的原有矿物溶解,也就是通常所说的交代作用)2、共同离子效应: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,此时,原难溶化合物的溶解度将会降低,称为共同离子效应。
3 盐效应:当溶液中存在易溶盐类(强电解质)时,溶液的含盐度对化合物的溶解度会产生影响,表现为随溶液中易溶电解质浓度的增大将导致其他难溶化合物的溶解度增大,称为盐效应。
4 胶体的作用;B体系物理化学环境的影响:1 pH值对元素迁移的影响:(1)pH值影响氢氧化物是否自溶液中沉淀,导致不同元素的氢氧化物在水介质中的迁移能力不同。
(2)pH 值影响元素的共生或分离;(3)影响两性元素的迁移形式;(4)盐类的水解作用过程受pH值的控制。
2、EΘ及Eh值的影响:EΘ>Eh时,变价元素主要以高价态形式存在,EΘ<Eh时,变价元素主要以低价态形式存在3 温度、压力的影响:温度的影响并不仅限于蒸发和增大物质浓度,温度的升高或降低可以改变反应进行的方向。
压力也是影响作用方向的一个重要的因素。
4地球化学障的影响。
地球化学障在元素迁移途中,如果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,则这些引起元素沉淀的条件或因素就称为地球化学障。
微量元素概念:服从3个条件(1)在自然体系中含量低于0.1%;(2)在自然体系中不作为任何相的主要化学组分存在的元素;(3)近似服从稀溶液定律(亨利定律)。
存在形式:(1)快速结晶过程被陷入吸流带内(2)在主要晶格的间隙缺陷中(3)大多数情况下,微量元素以类质同象形式进入固溶体。
能斯特分配定律(此处可能有个计算题,自己好好看看课本):表明在温度、压力一定的条件下,微量元素i在两相平衡分配时其浓度比为一常数KD,称为分配系数。
在一定浓度范围内,KD与i无关,只与温度压力有关。
简单分配系数:即能斯特分配系数。
总分配系数:指元素在固相整体和熔体中的分配系数,往往用岩石中所有矿物简单分配系数与岩石中各种矿物的含量乘积之和。
分配系数的测定方法有直接测定法和实验测定法。
岩浆形成过程中部分熔融模型:相容元素和不相容元素。
不相容元素:总分配系数小于1的元素。
相容元素:总分配系数大于1的元素。
在岩浆结晶过程中,那些容易以类质同象的形式进入固相的微量元素,称之为相容元素,反之称为不相容元素。
不相容元素离子电位的大小可分为:(1)大离子亲石元素:如K、Rb、Cs、Ba等,离子半径大,离子电荷低、离子电位﹤3,易溶于水,化学性质活泼,地球化学活动性强。
(2)高场强元素:如Nb、Ta、Zr、Hf、P、Th、HREE,它们的离子半径小、离子电荷高、离子电位﹥3,难溶于水,化学性质稳定,为非活动性元素。
稀土元素的地化性质:(1)它们是性质极为相似的地球化学元素组,在地质-地球化学作用过程中整体活动(2)它们的分馏情况能灵敏地反应地质-地球化学作用的性质,有良好的示踪作用(3)除经受岩浆熔融外,稀土元素基本上不破坏它们的整体组成特征(4)在地壳各岩石中分布广泛。
同位素分类:一类是其核能自发地衰变为其它核的同位素,称为放射性同位素;另一类是其核是稳定的,到目前为止,还没有发现它们能够衰变成其它核的同位素,称为稳定同位素。
稳定同位素又分重稳定同位素和轻稳定同位素。
稳定同位素分馏,轻稳定同位素(Z〈20)的相对质量差较大(ΔA/A≥10%),在地质作用中由于这种质量差所引起的同位素相对丰度的变异,称为同位素分馏作用。
根据分馏作用的性质和条件可区分如下:①物理分馏:也称质量分馏, 同位素之间因质量差异而引起的与质量有关的性质的不同;②动力分馏:其实质是质量不同的同位素分子具有不同的分子振动频率和化学健强度,因轻同位素形成的键比重同位素更易破裂,这样在化学反应中轻同位素分子的反应速率高于重同位素分子,因此,在共存平衡相之间产生微小的分馏,反应产物,特别是活动相中更富集轻同位素;③平衡分馏(同位素交换反应):在化学反应中反应物和生成物之间由于物态、相态、价态以及化学键性质的变化,使轻重同位素分别富集在不同分子中而发生分异叫做平衡分馏,也称同位素交换反应;④生物化学反应:动植物及微生物在生存过程中经常与介质交换物质、并通过生物化学过程引起同位素分馏。
分馏系数(此处可能有计算题,自己看课本)α表示为:α= 某元素同位素在A 物质中的比值/某元素同位素在B物质中的比值(其中A、B可以是相同的化合物,亦可是不同化合物)设有同位素平衡分馏反应: aA1+bB2≒aA2+bB1,,式中:A、B为含有相同元素的两种分子;a、b为系数;1为轻同位素,2为重同位素。
则同位素分馏系数α的定义公式为:α=RA/RB=(A2/A1)/(B2/B1)如反应: C16O32-+3H218O≒C18O32-+3H216O,α=(18O/16O)CO32-/(18O/16O)H2O。
α值的意义为:当α>1,反应向右进行;当α<1,反应向左进行;α=1,无同位素分馏。
α值愈偏离1,则同位素分馏愈强。
天然放射性同位素的衰变反应种类如下:1)β——衰变:自然界多数为β—衰变,即放射性母核中的一个中子分裂为1个质子和1个电子(即β—粒子),同时放出反中微子 g;2)电子捕获:是母核自发地从核外电子壳层(K或L层电子轨道上)捕获1个电子,通常在K层上吸取1个电子(e),与质子结合变成中子,质子数减少1个;3) α—衰变: 放射性母核(重核)放出α粒子(α粒子由两个质子和两个中子组成,α粒子实际上是);4)重核裂变:重放射性同位素自发地分裂为2—3片原子量大致相同的“碎片”,各以高速度向不同方向飞散。
同位素地质年代学基本原理:当岩石或矿物或某个自然体系在某次地质事件中形成时,放射性同位素以一定的形式进入其中,随时间延续,该母体同位素不断衰减,放射成因子体逐渐增加,只要体系中母体和子体的原子数变化仅仅由放射性衰系所引起,那么准确测定岩石矿物中母体和子体的含量,就可根据放射性衰变规律计算出该岩石矿物形成的地质年龄。
由此测得的年龄谓之同位素年龄。
这种方法称为同位素计时。
目前, 较为成熟和常用的同位素测年方法有: U—Th—Pb法、K—Ar法、Rb—Sr 法、Sm—Nd法、Re—Os法等、测定第四纪同位素年代的方法有14C法。
有机地球科学概念:研究地质体与天体中有机质组成、结构及其发生、发展与演化规律的科学。