地大(武汉)地球化学4-5章——矿调2013

衰变形式：①α衰变
②β衰变
③电子捕获
④γ衰变
⑤重核裂变
19.放射性同位素定年的原理和基本公式是什么
原理：自然条件下，同位素放射性衰变过程是不可逆的，且其衰变的速率及放射性子体的性质不受外界的影响。母-子体同位素确定的对应关系和恒定的衰变速率构成了同位素定年的理论基础。
基本公式：
20.地质样品同位素定年的基本要求是什么
11.稀土元素对岩石成因的指示意义
石榴石相对富集重稀土元素，石榴石作为稳定相时，可导致部分熔融形成的熔体中轻、重稀土元素的明显分异。榍石和Pl倾向于相对富集轻稀土元素。Cpx导致REE轻度分异。Eu倾向于进入Pl中，因此样品的Eu异常可指示岩浆过程中Pl的作用。
12.变质原岩恢复的地球化学方法
在区域变质作用过程中，由于温度和压力条件的改变，导致原岩矿物发生变质，形成不同的新矿物。在这一过程中，不同性质的元素将发生不同程度的体系开放。稀土元素和高强场元素在角闪岩相和部分麻粒岩相的变质条件下，含量可能发生一些变化，但元素的组成模式或比值可基本保持稳定，据此设计的图解成为恢复变质原岩重要的依据。
4.微量元素地质温度计的原理与方法
原理：相平衡条件下，微量元素在共存相间的分配满足以下关系式：
其中“-(ΔH/R)”为斜率，B为截距。在一定的温度范围内，可将ΔH(热焓)视为常数。因此，上式可描述为分配系数(KD)的对数值与温度的倒数(1/T)间的线性关系。
方法：对平衡体系中的共生矿物进行微量元素含量分析，计算出矿物对的微量元素分配系数，结合根据实验方法或自然观察获得的分配系数与矿物结晶温度的线性关系式，计算出矿物的结晶温度。
特征：（1）在整个部分熔融过程中，微量元素在固相和液相之间的总分配系数保持不变；
（2）整个熔融过程中，残余固相中各矿物相对形成熔体的贡献比例保持不变。
应用：1）定量分析元素的集中与贫化程度；2）对分析成矿作用具有理论意义。
8.岩浆结晶过程和部分熔融过程的判别方法
总分配系数Di﹥1的相容元素，在部分熔融形成的熔体中发生贫化，但其贫化的速度随F的增大呈现出较缓慢的特征，这与结晶分异过程中，随结晶程度增大（F值减小）表现为在残余岩浆中浓度的急剧贫化有较显著的差别。
①具相同的物质来源—同源
②具相同的形成时代—同期
③同位素体系未受后期地质作用明显改造和明显的围岩混染—封闭
④组成等时线的样品具合适的N/D比值变化
21.与同位素年代学中的其它长寿命同位素体系相比，K-Ar同位素体系的主要特征是什么
精度高；
克服样品的不均一性；
信息多，可讨论岩石的热历史或变质史；
测定矿物普遍。
25.BABI的意义是什么，是如何确定的
通常认为地球和陨石是在大致相同的时间内由太阳星云的凝聚相通过重力凝聚作用形成的，所以在地球科学领域内，人们通常借助于研究陨石来确定地球的(87Sr/86Sr)0比值。
26.相对于Rb-Sr同位素体系，Sm-Nd同位素体系定年的特点是什么
Sm在源区“亏损”的岩石(如MORB)中发生相对富集，这一特征与Rb-Sr同位素体系相反
5.元素在共存相中分配定律的地球化学意义
)定量了解共生矿物相中微量元素的分配行为；为研究岩浆、热液和古水体中元素浓度提供了途径；分析判断岩浆的结晶演化规律；为成矿分析提供理论依据；判断成岩和成矿过程的相平衡；可以做为地质研究的各种矿物温度计。
6.在岩浆分异结晶过程中元素分配的定量模型、特征及地球化学应用
39.氧同位素分析国际标样其英文缩写分别是什么，分别适用于什么性质的样品分析
10.稀土元素的数据处理方法及有关参数的计算方法
1）REE组成模式图：将样品的稀土元素含量用球粒陨石进行标准化，以标准化后数据为纵坐标，以稀土元素的原子序数增加的序次为横坐标作图所获得的曲线。
2）稀土元素总量：用符号ΣREE表示，代表全部REE元素含量的累加结果；(La/Yb)N、(La/Lu)N、(Ce/Yb)N比值；(La/Sm)N、(Gd/Lu)N、(Gd/Yb)N；Eu、Ce异常。
3）多图解：单一图件的判别结果可能存在一定程度的偶然性，应尝试采用多种图解来获得相对统一的判别结果，以增加研究结论的说服能力；
4）多手段：在研究工作中，应结合除微量元素以外的地球化学证据。
15.Mg#、ACNK指数的意义与计算方法
1）为了解岩浆岩所代表的岩浆结晶分异演化的程度和过程，常用Mg#来指示，其定义式为：
9.稀土元素的基本地球化学性质
1）镧系元素由57至71号元素组成，增加的电子充填在4f亚层，而不是最外层，因此，这十五(14)个元素在自然界中密切共生；稀土元素容易失去的是外层6s25d1或6s24f1的三个电子，从而在自然界中主要呈三价；
2）元素Y是5周期过渡元素的起点，次外层d型充填，外电子排布为5s24d1，呈三价阳离子，其离子半径为88pm，与HREE的+3价离子相似。元素Sc的+3离子与Lu3+相似。
式中α为分馏系数，T是绝对温度，A、B是常数，由实验确定。
2）由于样品同位素成分测定结果是以δ形式给出的，必须把上式的α变成δ的表达形式,即：
将共生矿物实测δ值代入上式，并根据实验参数A、B即可求解T。
38.在稳定同位素分析中，为何要建立稳定同位素国际标样
标准样品：同位素成分均匀、数量大、地质产状有特殊意义、便于采样和同位素成分测定
F：残留熔体相对于原始熔体的百分数，反映岩浆的结晶程度。
CiL：矿物分异结晶达F时岩浆中元素i的瞬间浓度；
Ci0：原始熔浆中元素i的的浓度；
Di：微量元素i在矿物与熔体间的分配系数
意义：1）定量研究岩浆结晶过程中微量元素的化学演化规律；2）对岩浆成矿潜力进行判断；3）探讨岩石成因。
7.在部分熔融过程中元素分配的定量模型、特征及地球化学应用
1）传统锆石定年方法：由于这种方法所需样品量较大，故须将许多颗锆石一起溶解进行分析。但这种方法有可能误把不同时期不同成因的锆石混在一起分析，则获得的年龄是一个没有确切地质含义的混合年龄。
2）单颗粒锆石法：
①单颗粒锆石化学法：用单个锆石颗粒进行样品的化学制备和质谱测定，通过多个锆石的分别测定确定谐和年龄或构筑不一致线确定与谐和线的交点年龄；
22.K-Ar同位素体系定年的主要方法有几种
1）K-Ar法
2）40Ar-39Ar法：①40Ar-39Ar分步（或阶段）加热法；②40Ar-39Ar等时线法
23.相对于传统的K-Ar体系定年方法，40Ar-39Ar分步加热技术的主要优点是什么
传统的K-Ar法假定矿物形成时不含氩，且所有的放射成因氩会保存在矿物的晶格中。但是矿物形成以后氩会不同程度地丢失，得到偏年轻的年龄；当存在过剩氩时，K-Ar法往往会得到较老的年龄结果。40Ar-39A法可以部分避免上述K-Ar法的问题，并且不需要测定钾和氩的绝对含量。
13.微量元素蜘网图意义
1）分析岛弧火山岩与Nb/Ta亏损情况；2）研究岛弧火山岩Nb、Ta的负异常与成因。
14.微量元素对岩石形成构造环境进行判别时应注意的问题
1）多解性、适用条件；
2）以地质-地球化学调查为基础，多岩类配套分析：当研究的对象中存在多种岩类组合时，应统筹考虑各岩系的特点，进而使所获得的结论具有在逻辑上的合理性。
28.在对基性侵入岩进行Sm-Nd同位素定年时，为什么矿物-全岩等时线法常较其全岩等时线更可能获得较高精度的年龄
所研究的样品具有同时性和同源性；
样品形成后，保持Sm、Nd的封闭体系；
所测样品有较明显的Sm/Nd比值差异。
29.CHUR、DM岩浆库其现在Sm-Nd同位素组成是什么
Sm有7个同位素，其中147Sm、148Sm和149Sm具有放射性，但因后两者半衰期太长，在现有技术条件下无法准确测量出其子体同位素的变化量
36.什么是稳定同位素组成的α值与δ值，两者的关系是什么
α值:若两个同位素在化合物A和B中的比值分别为RA和RB，其相对比值RA/RB称分馏因子。
δ值：样品A中两个同位素比值与标准样S相应比值的相对差。
公式：
37.同位素地质温度计应用的原理是什么，其计算公式是什么
1）平衡共生的矿物相间同位素分馏系数α是温度T的函数，其通用关系式为：
17.石榴石、辉石、角闪石、长石等矿物的REE组成特征分别是什么
斜长石和钾长石的结晶可造成Eu负异常；石榴石、辉石、角闪石造成Eu正异常。
石榴石优先富集HREE；辉石、角闪石优先富集MREE。
18.同位素发生放射性衰变的原因是什么，有几种衰变形式
原因：自然界中部分核素在能量上处于不稳定状态，自发地从某一元素的同位素衰变成为另一元素的同位素，并伴随各种粒子形式的能量释放。
2）
计算：ACNK>1，铝过饱和—过铝质系列；ACNK<1，铝不饱和—准铝质系列。
意义：主要应用于对花岗质岩浆岩源区的判别。
16.Harker图解的特点与用途
通常采用的方法是以SiO2含量为横坐标，以其它常量元素(氧化物形式)为纵坐标分别作图，该图组称Harker图解。Harker图解中也可用微量元素和同位素组成；对于基性-超基性岩，可用MgO含量或Mg#代替SiO2，可更有效地反映岩浆的结晶分异和化学演化特征。
Nd也有7个同位素，均为稳定同位素。其中143Nd为147Sm经a衰变形成的子体同位素。
30.Sm-Nd同位素的ε参数和模式年龄，如何计算
31.U-Th-Pb同位素体系中，常用的同位素定年方法有几种，分别是什么
U-Th-Pb等时线法定年；
Pb-Pb等时线及普通Pb-Pb法；
锆石U-Pb定年定年法
32.U-Pb同位素定年常采用的分析测试方法有哪些，并对每一种方法进行简要评述
27.为什么Sm-Nd同位素方法可对较高级变质地质体进行定年
由于Sm和Nd同属稀土元素，它们的地球化学性质十分相似，因而由147Sm经α衰变形成的143Nd很自然地继承了晶格中母体同位素的位置，并且后期地质作用很难使Sm和Nd发生分离和迁移。经过角闪岩相甚至麻粒岩相变质作用的岩石，如果体系中没有流体参与的话，仍使Sm-Nd同位素系统保持封闭，能正确地给出变质岩原岩年龄的信息。