地球化学(复习资料)
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。
地球化学复习资料
克拉克值：元素在地壳中的丰度。
浓度克拉克值：是元素在某一地质体中的平均含量与其克拉克值之比，反映元素在地质体中的浓集程度。
浓集系数：元素在矿床中的最低可采品位与克拉克值的比值。
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的有选择地与某种阴离子结合的特征，称为元素的地球化学亲和性。
类质同像：某些物质在一定的外界条件结晶时，晶体中的部分构造位置随机的被介质中其他质点所占据，结果只引起了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，这一现象叫“类质同像”。
亲氧性元素：只能与氧形成高度离子键的元素称为亲氧性元素。
亲硫性元素：只能与硫形成高度共价键的元素称为亲硫性元素。
元素的地球化学迁移：当元素发生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。
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。
氧化障：大部分元素再以氢氧化物形式存在时，低价易迁移，当环境突然转变为氧化环境时，元素迁移能力急剧降低，环境突然转变处就构成氧化障。
还原障：当元素呈酸根或络合物形式存在时，易高价迁移，当环境突然转变为还原环境时，元素迁移能力急剧降低，环境突然转变出就构成还原障。
简单分配系数KD：在温度、压力一定的条件下，微量元素在两相平衡分配时其浓度比为一常数（KD ），KD成为分配系数。
总分配系数D：用于研究微量元素在矿物集合体及与之平衡的溶体之间的分配关系，常用岩石中所有矿物的分配系数与岩石中各矿物含量乘积之和表达，称为总分配系数。
相容元素：在岩浆结晶作用过程中，那些容易以类质同像的形式进入固相的微量元素，称为相容元素。
不相容元素：在岩浆结晶作用过程中，那些不容易以类质同象的形式进入固相的微量元素，称为不相容元素。
大离子亲石元素：如K、Rb、Cs、Sr、Ba等，它们的离子半径大、离子电荷低、离子电位π<3，易溶于水，化学性质活泼，地球化学活动性强。
地化复习资料
绪论1、什么是地球化学：地球化学是研究地球以及部分天体的化学组成、化学作用、化学演化的科学，应从研究对象以及空间范围、运动形式、时间尺度等方面来理解。
2、地球化学要解决的基本问题有哪些?地球系统中元素及同位素的组成问题；地球系统中元素的组合和元素的赋存形式；地球系统各类自然过程中元素的行为、迁移规律和机理；地球的化学演化，即地球历史中元素及同位素的演化历史。
第一章1、什么是地球化学体系？地球化学体系有哪些特点？地球化学所要研究的对象即可视为一个体系。
特点为：（1）有一定的空间；（2）一定的物理化学条件下（温度、压力、pH、Eh等），处于特定的物理化学状态；（3）有一定的时间连续性。
2、元素的丰度、分配、分布的概念。
丰度：元素在一个体系中的相对含量。
分布：元素在研究体系的总体平均含量。
分配：元素在研究体系中各部分或各区段中的含量。
3、研究元素丰度的意义。
元素丰度是每一个地化体系的基本数据。
研究元素丰度也是地球科学基础理论问题的重要素材之一。
4、陨石的类型以及研究意义铁陨石：主要有Fe、Ni和其他少量元素组成的。
石陨石：主要有硅酸盐矿物组成的。
铁石陨石：Fe、Ni与硅酸盐矿物组成大致相等的陨石（过度类）。
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是认识地球的组成、内部构造和起源的主要资料来源；地球组成研究的方法之一就依据陨石的组成；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。
5、地壳元素丰度的研究意义控制元素的地球化学行为，包括：支配元素的地化行为；限定自然界的矿务种类以及种属；限制了自然体系的状态；对元素亲氧性及亲硫性的限定。
地壳元素丰度对地壳能源的限制。
地壳克拉克值可作为微量元素分散集中的标尺：①可以为阐明地化场特征提供标准。
②指示特征的地化过程。
③浓度克拉克值及浓度系数：浓度克拉克值：元素在某一地质体中的含量/该元素的克拉克值，<1意味着元素集中，>1意味着元素分散。
地球化学复习资料
地球化学复习资料一1.背景区:地壳中有的地方受到了成矿作用的影响，而有的地方则没有。
化探中将未受成矿作用影响的地区叫做背景区(或称正常区)。
2.地球化学背景:在背景区内各种天然物质中，各种地球化学指标的数值，称为地球化学背景。
3.地球化学异常:在天然物质中某种地球化学指标与其地球化学背景比较，出现显著差异的现象称为地球化学异常。
4.地球化学异常的分类根据地球化学异常与背景的关系分为:正异常:异常数值高于背景上限。
负异常:异常数值低于背景下限。
根据异常规模的大小分为:地球化学省:范围可达几千到几万平方公里。
例如在赞比亚的铜省，铜异常面积约20720km2。
区域异常:从数平方公里到数百平方公里。
例如我国江西德兴铜矿田，铜异常面积为160km2，河南小秦岭地区金成矿区金异常面积为300km2。
局部异常:分布在矿体或矿床周围，从几平方米到几百平方米。
根据异常与矿的关系分为:矿异常:与矿体(矿床)或矿化有关的各类地球化学异常。
它又分为: 矿体(矿床)异常:与矿体(矿床)有关的各类地球化学异常。
矿化异常;与不具工业价值的矿化有关的各类地球化学异常。
非矿异常:与矿体(矿床)、矿化无关的异常。
例如:由它自然作用如成岩作用火山作用等以及人为因素等引起的异常。
根据地球化学异常的成因及赋存的介质不同可分为:原生异常:在成岩或成矿作用中形成并赋存在基岩中的异常，统称原生异常。
其中:原生晕:在成矿作用中形成的，分布于矿体(或矿化)周围基岩中的异常称原生晕。
原生气晕:成矿作用中成晕物质以气态封闭在矿体(或矿化)周围基岩中现在仍以气体形式存在的异常则称为原生气晕。
次生异常:由已形成的岩石或矿体(矿化)及其原生晕在表生带遭到破坏后，经过迁移，重新分配在各种介质中形成的异常，统称次生异常。
根据次生异常赋存的介质的不同又可分为:土壤地球化学异常:凡由岩石或矿体(矿化)及其原生晕破坏后形成的，赋存在土壤中的异常称土壤地球化学异常。
次生晕:土壤中由矿体(矿化)及其原生晕破坏后形成的异常又称次生晕。
地球化学复习资料(二)2024
地球化学复习资料（二）引言概述：地球化学是研究地球及其组成部分的化学性质和过程的学科。
它对于理解地球内部构造、岩石和矿物的形成、地球生态系统以及地球表面和大气层的化学变化非常重要。
本文是地球化学复习资料系列的第二篇，主要介绍地球中元素的分布、地球化学循环、地球化学分析技术等内容。
正文内容：1. 地球元素分布a. 大地构造带来的地球元素差异b. 地壳、地幔和核的元素组成c. 元素富集与稀缺性的原因d. 地球元素的地球化学周期表2. 地球化学循环a. 生物地球化学循环i. 元素在生物圈中的循环过程ii. 包括生物体内和生物体间的循环b. 地球物质循环i. 土壤中的元素循环ii. 水循环、碳循环、氮循环等c. 平衡和非平衡地球化学循环3. 地球化学分析技术a. 主要的地球化学分析方法i. 光谱分析ii. 质谱分析iii. X射线衍射分析iv. 原子吸收光谱分析b. 地球化学样品的采集和准备c. 地球化学数据的处理和解释4. 岩石和矿物的地球化学特征a. 岩石的成分和分类b. 矿物的成分和分类c. 岩石和矿物的地球化学特征对地球演化的指示作用5. 环境地球化学a. 土壤污染的地球化学特征b. 矿物对环境中污染物的吸附和解毒作用c. 环境地球化学的应用与挑战总结：地球化学研究通过对地球元素的分布、地球化学循环、地球化学分析技术以及岩石、矿物的地球化学特征的探索，为我们深入了解地球的内部构造、地球表面和大气层的化学变化以及生态系统的环境问题提供了重要参考。
进一步发展地球化学研究不仅可以更好地了解地球的起源和演化，还能够支持环境保护、资源开发等领域的科学决策和实践。
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）。
地球化学总复习(复习要点加习题)
地球化学总复习
1.温度的增加
2.压力的降低
3.体系由无水转变为含水条件
六、其它基本概念
胶体、地球化学障、造网元素、变网元素
第四章 放射性同位素地球化学
一、同位素的概念 原子核内质子数 Z 相同而中子数 N 不同的一类核素称为同位素。
二、同位素定年的基本原理
三、母体、子体的概念（銣-锶、钐-钕、铀-铅）
地球化学总复习
8.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。 对找矿：如在超基性岩中镍的含量一般较高，如果镍存在于硅酸盐中，其基本不能被利
用，但如果镍以硫化物形式存在，就有良好的利用价值了。 对农业：元素 赋存形式的研究，可了解土壤中有益元素是否能够为植物吸收，而有害
2.林伍德提出对戈氏法则（更适于非离子键化合物）对于二个价数和离子半径相似的阳 离子，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。 第三章 自然体系中元素的地球化学迁移 一、元素地球化学迁移的定义
当元素发生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。 二、元素地球化学迁移能力的影响因素
4 自结晶以来，每个样品都符合定年的基本条件—呈封闭体系。
五、同位素测年的计算
铷—锶衰变体系பைடு நூலகம்年方法
铀-铅衰变体系定年方法
钐-钕模式年龄的表达
第五章 稳定同位素地球化学
一、基本概念
同位素效应、同位素分馏系数、δ值、同位素分馏值（包括它们之间的相关换算）
二、同位素地质温度计的原理及应用
三、大气降水的氢、氧同位素组成特点
母体：放射性核素
子体：母体衰变的产物
四、銣-锶等时线定年需满足的条件
1 一套岩石系列的不同岩石，由于岩浆结晶分异作用造成不同岩石的 Rb/Sr 比值有差异。
地球化学复习资料
地球化学复习资料地球化学复习资料地球化学是研究地球上各种元素及其在地球内外圈层中的分布、迁移和转化规律的科学。
它不仅是地球科学的重要分支，也是研究地球演化和资源勘探的基础。
在地球化学的学习过程中，我们需要掌握一些重要的知识和概念，下面将对其中的一些内容进行复习。
一、地球的成分和结构地球是由各种元素组成的，主要包括铁、氧、硅、镁等。
这些元素在地球内部以不同的方式分布，形成了地球的结构。
地球可以分为地壳、地幔和地核三个主要部分。
地壳是地球最外层的一层，主要由硅酸盐矿物组成。
地幔是地壳与地核之间的一层，主要由硅、镁、铁等元素组成。
地核是地球的内核，主要由铁和镍等重金属元素组成。
二、地球化学循环地球化学循环是指地球上各种元素在地球内外圈层之间的迁移和转化过程。
地球化学循环可以分为大气圈、水圈、岩石圈和生物圈等几个部分。
大气圈是指地球上的气体层，其中包括氧气、二氧化碳等。
水圈是指地球上的水资源，包括海洋、河流、湖泊等。
岩石圈是指地球上的岩石层，其中包括地壳和地幔。
生物圈是指地球上的生物体，包括植物、动物等。
三、地球化学元素地球化学元素是指地球上各种元素的种类和含量分布。
地球上的元素可以分为常量元素、痕量元素和微量元素等几个类别。
常量元素是地球上含量最丰富的元素，主要包括氧、硅、铝等。
痕量元素是地球上含量较少但对地球化学过程有重要影响的元素，主要包括锰、铜、锌等。
微量元素是地球上含量非常少的元素，主要包括金、银、铂等。
四、地球化学过程地球化学过程是指地球上各种元素在地球内外圈层中的迁移和转化过程。
地球化学过程可以分为地球化学风化、沉积作用、岩浆活动等几个环节。
地球化学风化是指地球上岩石和矿物受到气候、水文等因素的作用而发生分解和溶解的过程。
沉积作用是指地球上岩石和矿物在水体中沉积和沉淀的过程。
岩浆活动是指地球上岩浆从地幔上升到地壳的过程，形成火山和岩浆岩等地质现象。
五、地球化学资源地球化学资源是指地球上含有有用元素和化合物的矿石和矿床。
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第一章
1. 克拉克值：元素在地壳中的丰度，称为克拉克值。
元素在宇宙体或地球化学系统中的平均含量称之为丰度。
丰度通常用重量百分数（%），PPM（百万分之一）或g/t表示。
2. 富集矿物:指所研究元素在其中的含量大大超过它在岩石总体平均含量的那种矿物。
3. 载体矿物:指岩石中所研究元素的主要量分布于其中的那种矿物。
4. 浓集系数 =工业利用的最低品位/克拉克值。
为某元素在矿床中可工业利用的最低品位与其克拉克值之比。
5.球粒陨石：是石陨石的一种。
（约占陨石的84%）：含有球体，具有球粒构造，球粒一般为橄榄石和斜方辉石。
基质由镍铁、陨硫铁、斜长石、橄榄石、辉石组成。
划分为： E群——顽火辉石球粒陨石，比较稀少；O群——普通球粒陨石: H亚群—高铁群，橄榄石古铜辉石
球粒损石；L亚群—低铁群，橄榄紫苏辉石球粒陨石； LL亚群—低铁低金属亚群；C群——碳质球粒陨石，含有碳的有机化合物和含水硅酸盐，如
烷烃、芳烃、烯烃、氨基酸、卤化物、硫代化合物等。
为研究生命起源提供重要信息。
分Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。
Ⅰ型其非挥发性组成代表了太阳系星云的非挥发性元素丰度。
6.浓度克拉克值=某元素在地质体中的平均含量/克拉克值,反映地质体中某元素的浓集程度。
1.陨石在地化研究中的意义：（一）陨石的成分是研究和推测太阳系及地球系统元素成分的
1陨石类比法，即用各种陨石的平均成重要依据：（1）用来估计地球整体的平均化学成分。
○
2地球模型和陨石类比法来代表地球的平分或用球粒陨石成分来代表地球的平均化学成分。
○
均化学成分，其中地壳占质量的1%，地幔31.4%，地核67.6%，然后用球粒陨石的镍—铁相的平均成分加5.3%的陨硫铁可以代表地核的成分，球粒陨石的硅酸盐相平均成分代表地壳
和地幔的成分，用质量加权法计算地球的平均化学成分。
（2）I型碳质球粒陨石其挥发性组
成代表了太阳系中非挥发性元素的化学成分。
（二）陨石的类型和成分是用来确定地球内部具层圈结构的重要依据：由于陨石可以分为三种不同的陨石—石陨石、石铁陨石和铁陨石，因而科学家设想陨石是来自某种曾经分异成一个富含金属的核和一个硅酸盐外壳的行星体，这种行星经破裂后就成为各种陨石，其中铁陨石来自核部，石铁陨石来自金属核和硅酸盐幔的界面，而石陨石则来自富硅酸盐的幔区。
这种设想成为推测地球内部结构和化学成分的重要依据之一。
（三）碳质球粒陨石的有机化合物成分是研究地球早期生命系统的化学演化及来源的重要依据和信息，在碳质球粒陨石中已发现有机化合物60多种。
有人认为地球早期生命系统的化学演化不一定来源于行星的大气，而有可能来自太阳星云凝聚时已合成的有机质。
2比较太阳系、地球、地壳主要化学元素丰度特征的异同点，说明自然界元素丰度的基本特
征和决定自然体系中元素丰度的最基本因素:（1）特征的异同：太阳系：H>He>O>N>C>Si>Mg>S
地球;Fe>O>Mg>Si>Ni>S>Ca>Al>Ca>Na地壳：O>Si>Al>Fe>Ca>Na>K>Mg>Ti>H硅酸盐在地球表
1个元素丰层富集，较难熔的镁铁硅酸盐和金属铁下沉。
（2）自然界元素丰度的基本特征：○
2原子序数为偶数的同位度随原子序数的增大而呈指数下降；在Z>45之后丰度值又相近。
○
3四倍原则：如O（A=16）素丰度大于奇数者（中子数、质量数同）——奥多-哈根斯法则；○，
4Li、P、B丰度很低，为亏损元素（核子结合能低，形成后易分解）○5Fe质子数为4的倍数○
6原子序数（质子数或中子数）是“幻数”的元素和O过量（核子结合能最高，核子稳定）○
丰度高（氦、氧、钙等：2、8、14、20、2850、82、126）（3）决定自然体系中元素丰度的
1与原子结构有关具有最稳定原子核的元素分布最广，最基本因素：○当中子数和质子数比例
适当时核最稳定。
如在原子序数<20的轻核中，中子∕质子等于一是，核最稳定，由此可以
说明O、Mg、Si、Ca的丰度较大的原因；随原子序数增大，核内质子间的斥力大于核力，核
子的结合能降低，原子核就趋于不稳定，所以元素同位素的丰度就要降低；偶数元素或同位。