地球化学阶段性作业21(答案)

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4微量元素地球化学2

4微量元素地球化学2

河南理工大学-机械与动力学院
1100
5.微量元素的示踪意义
Post-Archean Australian
shales normalize. The
average values of four
middle Proterozoic
shales from the Mt. Isa
Group, seven Silurian
2288
5.微量元素的示踪意义
按照Wilson旋回,将构造环境分为: 1、大陆裂谷 2、大洋扩张中脊 3、板块消减带(岛弧和弧后盆地) 4、板块内部(大陆板块内部和大洋板块内部洋岛)
按板块碰撞作用分类: 1、碰撞前;2、同碰撞;3、晚碰撞;4、碰撞后
按大陆边缘性质分类:
1、活动大陆边缘
2、被动大陆边缘
??
河南理工大学-机械与动力学院
3344
5.微量元素的示踪意义
应用高场强元素和Th对玄武岩的形成构造环境进行判别
河南理工大学-机械与动力学院
3355
5.微量元素的示踪意义
Hugh R. Rollinson.1993. Using Geochemical Data:
河南理工E大va学l-u机a械tio与n动, 力Pr学e院sentation, Interpretation.
河南理工大学-机械与动力学院
2255
5.微量元素的示踪意义
2.2进行岩石分类
Zr/Ti acts as a proxy for Si
碧玄岩 副长石岩
Nb/Y acts as a
proxy for
河南理工大学-机械与动力学院
total alkalis.
2266
5.微量元素的示踪意义

中国地质大学地球化学习题及答案

中国地质大学地球化学习题及答案

中国地质大学《地球化学》练习题及答案中国地质大学《地球化学》练习题绪论 1. 概述地球化学学科的特点。

2. 简要说明地球化学研究的基本问题。

3. 简述地球化学学科的研究思路和研究方法。

4. 地球化学与化学、地球科学其它学科在研究目标和研究方法方面的异同。

第一章太阳系和地球系统的元素丰度 1.概说太阳成份的研究思路和研究方法 2.简述太阳系元素丰度的基本特征.3.说说陨石的分类及相成分的研究意义.4.月球的结构和化学成分与地球相比有何异同?5.讨论陨石的研究意义.6. 地球的结构对于研究和了解地球的总体成分有什么作用?7. 阐述地球化学组成的研究方法论.8. 地球的化学组成的基本特征有哪些?9. 讨论地壳元素丰度的研究方法.10.简介地壳元素丰度特征.11. 地壳元素丰度特征与太阳系、地球对比说明什么问题?12.地壳元素丰度值(克拉克值)有何研究意义?13.概述区域地壳元素丰度的研究意义.14.简要说明区域地壳元素丰度的研究方法.15.岩浆岩中各岩类元素含量变化规律如何?16.简述沉积岩中不同岩类中元素含量变化规律.第二章元素结合规律与赋存形式1.亲氧元素和亲硫元素地球化学性质的主要差异是什么?2.简述类质同像的基本规律.3.阐述类质同像的地球化学意义.4.简述地壳中元素的赋存形式及其研究方法.5.举例说明元素存在形式研究对环境、找矿或农业问题的意义.6.英国某村由于受开采ZnCO3矿的影响,造成住宅土壤、房尘及饮食摄入Cd明显高于其国标,但与未受污染的邻村相比,在人体健康方面两村没有明显差异。

为什么?第三章水-岩化学作用和水介质中元素的迁移 1.举例说明元素地球化学迁移的定义. 2.举例说明影响元素地球化学迁移过程的因素。

3.列举自然界元素迁移的标志. 4.元素地球化学迁移的研究方法. 5.水溶液中元素的迁移形式有那些?其中成矿元素的主要迁移形式又是什么? 6.解释络离子的稳定性及其在地球化学迁移中的意义. 7.简述元素迁移形式的研究方法. 8.什么是共同离子效应?什么是盐效应?9.天然水的pH值范围是多少?对于研究元素在水介质中的迁移、沉淀有何意义?10.举例说明Eh、pH值对元素迁移的影响.11.非标准电极电位E及环境的氧化还原电位Eh,在研究元素地球化学行为方面有什么作用?12.试述影响元素溶解与迁移的内部因素。

地球化学作业习题(含答案)

地球化学作业习题(含答案)

地球化学作业习题1、为什么硅酸盐矿物中K的配位数经常比Na的配位数大?答: K和Na都属于碱性元素,其离子半径分别为:1.38A和1.02A(Krauskopf et al,1995)或1.59和1.24A(Gill,1996)。

以与阴离子O2-结合为例,O2-离子半径1.40A(Krauskopf et al,1995)或1.32(Gill,1996),根据阳离子与氧离子半径比值与配位数关系,K+/O2-=0.9857, Na+/O2-=0.7286,由于等大球周围有12个球,而在离子晶体中,随阳离子半径的较小,为达到紧密接触,因此配位数也要减少,因此,在硅酸盐矿物中K的配位数经常比Na的配位数大,前者与氧的配位数为8,12,而后者为6,8。

2、Zn2+和Mg2+的离子半径相近,但在天然矿物中,前者经常呈四面体配位,后者则常呈八面体配位,为什么?答:这是由于二者地球化学亲和性差异造成的,Mg2+离子半径0.72A,Zn2+离子半径≈0.70A,二者离子半径相近,但是前者的电负性为1.2,后者电负性为1.7,在与氧形成的化学键中,前者71%为离子键成分,后者离子键成分仅为63%。

前者易于亲氧,后者则是典型的亲硫元素。

根据确定配位数的原则,Zn2+/S2-=0.41(Krauskopf et al,1995),因此闪锌矿形成典型的四面体配位,而后者Mg2+/O2-=0.51,因此呈八面体配位。

林伍德电负性法则-具有较低电负性的离子优先进入晶格当阳离子的离子键成分不同时,电负性较低的离子形成较高离子键成分(键强较高)的键,它们优先被结合进入矿物晶格,而电负性较高的离子则晚进入矿物晶格。

例如,Zn2+的电负性为857.7kJ/mol,Fe2+的电负性为774 kJ/mol,而Mg2+的电负性为732 kJ/mol,用林伍德法则判断,三个元素中Mg2+和Fe2+优先进入晶格组成镁铁硅酸盐,Zn2+则很难进入早期结晶的硅酸盐晶格,这与地质事实十分吻合。

实验二 地球化学背景及异常下限的确定

实验二  地球化学背景及异常下限的确定

实验二地球化学背景及异常下限的确定一实验目的与要求通过实验,进一步理解地球化学背景及异常下限的基本概念,初步掌握地球化学背景及异常下限确定的几种方法二实验方法与步骤:(一)长剖面法长剖面法是建立在地质剖面观察基础上,以对比剖面地质观察和样品分析结果来确定背景值及背景上限。

确定具体实验方法与步骤:(本练习只作以上2、3两步骤)1首先,工作时应选择确定一条或几条横穿矿体的有代表性的长剖面,在测制地质剖面的同时,以一定间距采取岩石(或土壤)样品,分析有关元素的含量,并编制地球化学剖面(图1);2 其次,利用地球化学剖面图来对比剖面地质观察结果和元素含量变化,并根据远离矿体处样品中的元素含量,平行横坐标做一条平均含量线,与纵坐标相交处指示的含量即为该元素在这一地段的背景值,本练习要求将图1中W、B、Be三种元素的背景值确定出来;3 根据远离矿体处样品中元素含量的波动范围,由波动上限处平行横坐标做直线,与纵坐标相交处指示的含量即为该元素在这一地段的背景上限。

本练习要求将图1中W、B、Be三种元素的背景上限值确定出来。

图1 内蒙古某地地球化学异常检查剖面图(二) 直方图解法直方图解法确定背景值及背景上限的基本前提是,元素在地质体中呈正态分布或对数正态分布。

应用这种方法时,首先统计绘制元素各含量的频率直方图;然后根据正态(或对数正态)分布特点确定众值Mo 来代表背景值;以计算的均方根差(离差)σ来确定背景上限(或称异常下限)C a。

其具体步骤如下:1) 将参加统计的各样品元素含量,由低到高按一定含量(或其对数)间隔分组。

分组数在正常地区一般为5~7个或更多,并统计各组样品的频率(或频数)。

2) 以含量(或其对数)为横坐标,以单组样品频数(或频率)为纵坐标绘制直方图。

3) 在频率(或频数)最大的直方柱中,将左顶角与右邻直方柱相应顶角相连,将右顶角与左邻直方柱相应顶角相连。

两连线的交点在横坐标上投影即为众值Mo,也就是所求的背景值Co(或背景值的对数值)。

武汉地大水文地球化学作业答案

武汉地大水文地球化学作业答案

水文地球化学作业答案总分: 100分考试时间:分钟单选题1. 在_____的地下水环境里,蒙脱石会转变为伊列石;在_____的地下水环境里,蒙脱石会转变为绿泥石。

(5分)(A) 富镁,富钾(B) 富钙,富钾(C) 富钙,富镁(D) 富钾,富钙参考答案:A2. 表生带-水的地球化学循环过程中,机械搬运与机械沉积使粘土矿物在合适的地段沉积成岩,化学搬运与化学沉积(发生于水交替缓慢的地带)则形成_____。

(5分)(A) 硅酸盐岩(B) 碳酸盐岩(C) 岩容岩(D) 石灰岩参考答案:B3. 根据水动力条件,沉积盆地由上至下可分为_____个水动力带。

(5分)(A) 1(B) 2(C) 3(D) 4参考答案:C4. 在_____条件下,地下水中Fe、Mn含量高,可形成五价砷酸盐沉淀;在____ _条件下,地下水中地下水中低价S含量高, 可形成As2S3(雌黄)与AsS(雄黄)沉淀。

(5分)(A) 氧化,还原(B) 还原,氧化(C) 酸性,碱性(D) 碱性,酸性参考答案:A5. 大量汲取地下水导致水盐均衡破坏,水位下降,包气带厚度_____,入渗途径_ ____,还原变为氧化环境(5分)(A) 变薄,变短(B) 增厚,变短(C) 变薄,变长(D) 增厚,变长参考答案:D6. 地下水质量可以分为_____类。

(5分)(A) 2(B) 3(C) 5(D) 6参考答案:C多选题7. 关于碳酸盐含水层地下水系统矿物溶解顺序正确的有哪几项?(5分)(A) 白云石à方解石(B) 方解石à白云石(C) 同步溶解(D) 分步溶解参考答案:A,B,C8. 关于闭系统对地下水的影响,正确的有哪几项?(5分)(A) P CO2快速下降,对方解石白云石溶解能力降低,达到饱和相对困难;(B) HCO3与pH呈线性;(C) HCO3、Ca、TDS低,pH高,SI<1;(D) 产生少量泉华。

参考答案:A,C,D9. “地下水”的存在形式有以下几种?(5分)(A) 自由水(B) 毛细水(C) 结合水(D) 矿物结构水参考答案:A,B,C,D10. 水在其自身的地球化学循环中的作用,下列描述正确的有哪几项?(5分)(A) 水具有破坏岩石,使其发生水解的能力;(B) 高温高压下,水的侵蚀性显著增强;(C) 水可以减缓晶体的生长速度;(D) 水积极参与岩浆的形成和分异过程。

地球化学阶段性作业21(答案)

地球化学阶段性作业21(答案)

中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院地球化学课程作业2(共 3 次作业)学习层次:专升本涉及章节:第二章——第三章一.名词解释1.类质同象:某种物质在一定的外界条件下结晶时,晶体中的部分构造位置被介质中的其他质点(原子、离子、络离子或分子)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的现象。

2.元素的地球化学亲和性: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。

3.元素的地球化学迁移: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.共同离子效应:在难溶化合物的饱和溶液中加入含有同离子的易溶化合物时,难溶化合物的饱和溶液的多相平衡将发生移动,原难溶化合物的溶解度将降低。

5. 水-岩化学作用:由于地壳上部与水圈直接接触,两者之间发生的化学作用统称为水-岩化学作用。

水-岩化学作用是地表条件下范围广泛和极为活跃化学作用,对地表系统元素的组成、演化及循环具有重要影响。

水-岩化学作用主要发生在地壳上部,可一直延伸到上地幔。

6. 盐效应:当溶液中存在易溶盐类时,溶液的盐度对元素的溶解度有影响。

溶液中易溶电解质的浓度增大,导致其它化合物溶解度增大的现象,称为盐效应。

二.简答题1. 简述元素的地球化学亲和性及其分类。

答: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,或说阳离子趋向于同某种阴离子结合的倾向,称为地球化学亲和性。

元素的地球化学亲和性分为亲铁性(元素在自然界以金属状态产出的一种倾向性)、亲氧性(倾向于与氧结合形成高度离子键的元素,如K、Ca、Na、Mg)和亲硫性(倾向于与硫结合形成高度共价键的元素,如Cu、Pb、Zn)。

2. 举例说明Goldschmist类质同象法则。

答:Goldschmist类质同象法则主要包括三点:(1)隐蔽法则:两个离子具有相近的半径和相同的电荷,则它们因丰度的比例来决定自身的行为,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”。

南开24年秋季《全球变化生态学(尔雅)》作业参考二

南开24年秋季《全球变化生态学(尔雅)》作业参考二

24秋学期《全球变化生态学(尔雅)》作业参考1.根据Penman分类系统,理论上最有确定可能蒸散的方法应涉及到的主要因素不包括()。

选项A:辐射平衡选项B:空气温度选项C:湿度选项D:土壤参考答案:D2.遥感的优势是能从不同的()上进行对地观测。

选项A:植物种类选项B:地形选项C:尺度选项D:成分参考答案:C3.估算陆地古植被净第一性生产力主要通过()两种途径。

选项A:古生态数据和元素循环模型选项B:古文字记载和元素循环模型选项C:古生态数据和大气环流模型选项D:古文字记载和大气环流模型参考答案:C4.Thornthwaite分类系统在果树、经济作物与农作物栽培中被普遍用来估测作物的()。

选项A:营养需求量选项B:灌溉需水量选项C:生长周期选项D:预期产量参考答案:B5.早期全球变化研究手段不包括()。

选项A:探讨单一因子选项B:探讨复合效应选项C:研究个体选项D:研究单一群落参考答案:D6.不考虑人类活动的作用(包括化石燃料的燃烧和生产等),仅考虑与生物圈有关的自然因素,生态系统的净生产量取决于()。

选项A:光合同化量选项B:光合同化量、植被呼吸量选项C:光合同化量、植被呼吸量、土壤呼吸量选项D:光合同化量、植被呼吸量、土壤呼吸量、生态循环量参考答案:C7.生态学主要研究()之间的关系。

选项A:生物和资源选项B:人类和资源选项C:生物和环境选项D:人类和环境参考答案:C8.气孔导度一般不直接影响()。

选项A:光合作用选项B:呼吸作用选项C:蒸腾作用选项D:吸收作用参考答案:D9.利用与环境因子相关联的生产力模型来估计现有的陆地生产力时,模型主要包括()。

选项A:经验回归模型和较为简单的机制性过程模型。

东大-21春学期《应用地球化学Ⅱ》在线平时作业2-答案资料

东大-21春学期《应用地球化学Ⅱ》在线平时作业2-答案资料

[东北大学]21春学期《应用地球化学Ⅱ》在线平时作业2
提示:本套试卷是课程辅导学习资料,仅做课程学习参考使用!!
一、判断题 (共 25 道试题,共 100 分)
1.放射性同位素的原子核是不稳定的,稳定同位素的原子核是稳定的,或者其原子核的变化不能被觉察
[A.]正确
[B.]错误
[提问:对上述试题分析作答,并选择您认为正确的进行选择]
参考答案:正确
2.单位时间内衰变的原子数与现存放射性母体的原子数成反比
[A.]正确
[B.]错误
[提问:对上述试题分析作答,并选择您认为正确的进行选择]
参考答案:错误
3.区域异常评价更偏重于不同异常的区域空间分布格局,异常面积,异常结构
[A.]正确
[B.]错误
[提问:对上述试题分析作答,并选择您认为正确的进行选择]
参考答案:错误
4.甲级或一级异常是最没有希望的找矿异常
[A.]正确
[B.]错误
[提问:对上述试题分析作答,并选择您认为正确的进行选择]
参考答案:错误
5.造岩元素按其地球化学习性又可分为造岩碱性元素如Li、Na、K、Rb、Cs、和造岩酸性元素如Be、B、(C)、A1、Si
[A.]正确
[B.]错误
[提问:对上述试题分析作答,并选择您认为正确的进行选择]
参考答案:正确
6.热液迁移、运动的动力学因素,主要是渗滤作用和扩散作用
[A.]正确
[B.]错误
[提问:对上述试题分析作答,并选择您认为正确的进行选择]
参考答案:正确
7.地球化学样品分析主要是测定矿体的品位
[A.]正确。

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中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院地球化学课程作业2(共 3 次作业)学习层次:专升本涉及章节:第二章——第三章一.名词解释1.类质同象:某种物质在一定的外界条件下结晶时,晶体中的部分构造位置被介质中的其他质点(原子、离子、络离子或分子)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的现象。

2.元素的地球化学亲和性: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。

3.元素的地球化学迁移: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.共同离子效应:在难溶化合物的饱和溶液中加入含有同离子的易溶化合物时,难溶化合物的饱和溶液的多相平衡将发生移动,原难溶化合物的溶解度将降低。

5. 水-岩化学作用:由于地壳上部与水圈直接接触,两者之间发生的化学作用统称为水-岩化学作用。

水-岩化学作用是地表条件下范围广泛和极为活跃化学作用,对地表系统元素的组成、演化及循环具有重要影响。

水-岩化学作用主要发生在地壳上部,可一直延伸到上地幔。

6. 盐效应:当溶液中存在易溶盐类时,溶液的盐度对元素的溶解度有影响。

溶液中易溶电解质的浓度增大,导致其它化合物溶解度增大的现象,称为盐效应。

二.简答题1. 简述元素的地球化学亲和性及其分类。

答: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,或说阳离子趋向于同某种阴离子结合的倾向,称为地球化学亲和性。

元素的地球化学亲和性分为亲铁性(元素在自然界以金属状态产出的一种倾向性)、亲氧性(倾向于与氧结合形成高度离子键的元素,如K、Ca、Na、Mg)和亲硫性(倾向于与硫结合形成高度共价键的元素,如Cu、Pb、Zn)。

2. 举例说明Goldschmist类质同象法则。

答:Goldschmist类质同象法则主要包括三点:(1)隐蔽法则:两个离子具有相近的半径和相同的电荷,则它们因丰度的比例来决定自身的行为,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”。

如K+(1.33Å)为主量元素形成钾长石、石榴石等矿物,Rb+(1.49Å)为微量元素以类质同象形式为K+所“隐蔽”。

(2)优先法则:两种离子电价相同,半径有别,半径小的离子集中于较早的矿物中,而半径较大的离子将在晚期矿物中富集。

如:Mg2+半径小于Fe2+,在岩浆结晶过程中,早期形成的橄榄石MgO含量高,而晚期形成的橄榄中FeO含量增加。

类似现象还存在于角闪石和黑云母等矿物中。

(3)捕获允许法则:如果两个离子半径相近,而电荷不同,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“允许”进入晚期矿物。

如熔体中微量元素Sc3+ (0.83Å),Li+ (0.78Å) ,高价的Sc3+被早期辉石、角闪石等铁镁矿物所“捕获”(Li+仍在熔浆中)。

故Sc在基性、超基性岩中富集。

低价的Li+被晚期黑云母、电气石等铁镁矿物所“允许”。

所以,酸性岩、伟晶岩中Li富集。

3. 水-岩化学作用的类型及其影响因素。

答:由于地壳上部与水圈直接接触,两者之间发生的化学作用统称为水-岩化学作用,该作用是地表条件下范围广泛和极为活跃化学作用,对地表系统元素的组成、演化及循环具有重要影响。

水-岩化学作用主要发生在地壳上部,可一直延伸到上地幔。

水-岩化学作用主要包括五种类型:(1)氧化还原反应。

如Fe的硅酸盐和硫化物发生氧化形成铁的氧化物。

(2)脱水和水解反应。

脱水反应一般是温度压力增加时,矿物内部失去水分子的过程。

水解反应的实质是水电离的H+或OH-进入矿物晶格,分别取代其中的阳离子或阴离子,从而使矿物解体形成新矿物。

如钾长石发生水解形成高岭石的过程。

(3)水合作用。

水合作用的实质就是水分子整体进入矿物晶格,使矿物体积增大的化学作用。

(4)碳酸盐化和脱碳酸盐化。

碳酸根和重碳酸根离子与矿物或演示之间发生的作用为碳酸盐化,碳酸盐化的结果往往会使得矿物被部分或全部溶解。

脱碳酸盐化则指的是岩石或矿物中放出碳酸根和重碳酸根离子的过程,如接触热变质带,灰岩发生脱碳酸盐化形成含透辉石的过程。

(5)阳离子交换反应。

主要发生在粘土矿物或胶体的交换吸附过程中。

如钾长石的钠长石化:KAlSi3O8 + Na+ = NaAlSi3O8 + K+。

影响水-岩化学作用的因素包括与元素性质有关的内因及与体系环境有关的外因。

就内因而言,诸如体系中元素的丰度、元素的存在形式、化合物本身的性质、元素的电价和离子半径以及化学键类型都可以影响水-岩化学作用的强度、方式和方向。

体系组成对水-岩化学作用的影响是多方面的,一类是由化合物本身的性质决定的,如活度积原理;另一类是由于体系中其它化合物或组分的类型和浓度所确定,如盐效应和共同离子效应。

此外,岩石中的元素进入溶液发生迁移或从中析出,均伴随各种化学反应(如复分解反应、酸碱反应、氧化还原反应、络合反应和胶体作用)的发生,进而影响元素在水溶液中的溶解、迁移和析出。

体系的pH值以及氧化还原电位也会影响元素的迁移能力和元素存在的价态。

而温度与蒸发作用对易溶盐类矿物的沉积有特殊的影响,温度的升高或降低可以改变反应进行的方向。

当体系中有气体组分时,压力也是影响水-岩化学作用的重要因素。

4. 举例说明Goldschmist的元素地球化学分类。

答:结合元素的自然组合及地球化学特征对其所作的分类称元素的地球化学分类。

Goldschmist的元素地球化学分类基本包括:(1)亲石元素:离子的最外电子层具有8电子的惰性气体型的稳定结构,与氧容易成键,主要集中于硅酸盐相。

(2)亲铜元素:离子的最外层电子层具有18铜型结构,在自然界中容易与硫形成化合物,这些元素主要分配在硫化物相中。

(3)亲铁元素:离子最电子层具有8-18过渡型结构,这类元素同氧、硫的化合能力较差,倾向于形成自然元素,因此,这类元素倾向分配在金属相中。

(4)亲气元素:原子最外层具有8个电子,原子半径大,具有挥发性或易形成挥发性化合物,主要分布在大气圈中。

(5)亲生物元素:这类元素主要富集在生物圈中,如C、N、H、O、P等。

5. 简述元素地球化学迁移及如何判断地球化学过程是否发生了元素迁移。

答: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(用等体积计算法和等阴(氧)离子计算),(3) 观察有无物理化学界面存在:自然界的物理化学界面,如氧化还原界面,压力释放带,温度界面,pH界面,水位线,土壤湿度界面等常是元素发生或终止迁移的指示。

6. 决定类质同像代换的基本条件。

答:决定元素类质同象代换的内部因素包括:(1)元素的原子或离子半径,一般离子电价和离子类型相同的离子键化合物,原子或离子半径相近时,易于发生类质同象。

(2)化学键类型相同或相似的元素易于发生代换。

(3)类质同象代换要求代换前后化合物的总电价要保持平衡,否则将会引起晶格的破坏。

(4)被代换的矿物晶体构造特征会影响代换的程度,表现为,被代换的矿物晶体构造愈复杂、松弛(偏离最紧密堆积愈远),类质同象的可能性愈大。

(5)从代换的能量角度来讲,发生类质同象的元素之间,其形成晶体的生成热应相近。

就外部因素而言,主要受到代换体系下元素的浓度和氧化-还原电位来控制。

例如,一种熔体或溶液中如果缺乏某种组份,当需要从中结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可以类质同象代换的方式加以补充。

在还原内生条件下,Fe2+(0.83Å)和Mn2+(0.91Å)可以亲密共生,而在氧化表生条件下,Fe3+(0.87Å)和Mn4+(0.52Å)则彼此分离。

7. 低温水岩化学作用的基本特征。

答:低温水-岩化学作用的特点可概括为:(1)过量水的体系:地球表面大洋面积占71%,大陆面积占29% 。

(2)水-岩间长期的化学作用使水体系中含有大量的作用剂(O2,CO2,H+,OH-)和各类电解质盐类(Na、K、Ca、Mg的盐),同时水有很好的流动性。

因此,表生化学作用过程中水既是作用介质,又是良好的溶剂和搬运剂。

(3)有生物和有机质参加作用。

(4)富氧( f o2 = 0.213×105Pa )和富CO2的环境。

(5)低T(-75 ~ +200)而迅速变化(昼夜和季节变化)的温度条件。

(6)低压(通常1~200×105Pa,深海成岩可达5000×105Pa)条件。

8. 研究元素类质同象代换的地球化学意义。

答:某些物质在一定的外界条件下结晶时,晶体中部分构造位置被介质中的其它质点(原子、离子、络离子、分子)所占据,只引起晶格常数的微小改变。

晶体构造类型、化学键类型都保持不变。

这种现象称为“类质同像”。

类质同像规律的地球化学意义:(1)阐明微量元素在各类岩浆岩中的分布以及微量元素在矿物中分配的实际规律。

(2)地球化学中的“指纹”: 标型元素组合。

(3)阐明微量元素对环境及人类生产生活的影响。

9. 活度积原理及其在地球化学研究上的意义。

答:定义在一定的温度下,难溶化合物中该化合物的离子浓度乘积得到的常数为活度积。

所谓的活度积原理指的是在天然水中,金属元素首先选择形成活度积最小的化合物的阴离子化合,形成沉淀。

这些阴离子称为对方的沉淀剂。

因此,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原矿物的溶解。

活度积原理可用于:(1)、确定各盐类溶液中被研究元素的最大浓度;(2)、判断化合物迁移能力的大小,如:S2-< PO43-< CO32-< SO42-< Cl-;(3)、判断自然体系中元素溶解或沉淀的方向。

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