元素的地球化学亲和性精品PPT课件
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地球化学课件5
元素在地壳中的分布
阐述元素在地壳中的丰度、分布特征及其与地质构造、岩石类型 等因素的关系。
元素在地球各圈层中的迁移
分析元素在大气圈、水圈、生物圈和岩石圈之间的迁移途径和影响 因素。
元素迁移的地球化学过程
探讨元素迁移的主要地球化学过程，如溶解、沉淀、吸附、解吸、 氧化、还原等。
Hale Waihona Puke 元素存在形式及转化机制利用放射性同位素衰变规 律测定地质体年龄。
稳定同位素年代学
利用稳定同位素分馏原理 研究古气候、古环境等。
应用实例
测定岩石、矿物、化石等 地质体年龄，研究地球历 史与演化；分析古气候、 古环境变化，揭示地球环
境演变规律。
同位素示踪技术在环境科学中应用
大气环境示踪
利用同位素技术研究大气污染物的来源、 迁移转化和归宿。
运用色谱法、质谱法等有机分析技术，研 究样品中有机质的组成、结构和地球化学 行为。
数据处理与解释方法
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
数据整理与统计
对实验数据进行整理、 分类和统计，计算元素 的平均值、标准差、变 异系数等统计参数，了 解元素的空间分布和变 化特征。
数据可视化
利用GIS技术、地球化 学图件编制等方法，将 实验数据以图形、图像 等形式展现出来，直观 地反映元素的空间分布 规律和地球化学异常。
实验室分析测试技术
样品前处理
元素含量测定
对采集的样品进行破碎、研磨、过筛等前 处理，以满足不同测试方法的要求。
采用原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、 电感耦合等离子体发射光谱法等方法，准 确测定样品中元素的含量。
同位素分析
有机地球化学分析
利用质谱法、中子活化法等手段，测定样 品中同位素的组成和比值，为地球化学示 踪和年代学研究提供重要依据。
微量元素地球化学介绍课件
岩石矿物分析：通过分析岩石和矿物的组成和性质， 了解微量元素的分布和富集情况。
地球化学模拟实验：通过模拟地球内部的物理和化 学过程，研究微量元素的迁移和富集机制。
同位素地球化学研究：通过分析微量元素的同位素 组成，了解微量元素的来源和演化过程。
遥感地球化学研究：通过遥感技术，研究地球表面 的微量元素分布和变化规律。
01
元素，了解地球的演化历史和地质过程。
土壤地球化学分析：通过分析土壤样品中的微量
02
元素，了解土壤的肥力、污染状况和生态状况。
水地球化学分析：通过分析水样品中的微量元素，
03
了解水体的污染状况、水质状况和生态状况。
生物地球化学分析：通过分析生物样品中的微量 04 元素，了解生物的生理状况、营养状况和生态状
气候条件等因素的影响。
02
岩石中微量元素的分布：岩石中微
量元素的含量和分布受到岩石类型、
形成条件等因素的影响。
03
土壤中微量元素的分布：土壤中微
量元素的含量和分布受到土壤类型、
气候条件等因素的影响。
04
水体中微量元素
05
生物体中微量元素的分布：生物体
中微量元素的含量和分布受到生物
微量元素地球化学的研究意义
揭示地球的演化历史：通过研究微量元素的分布和变化， 揭示地球的演化过程和规律。
矿产资源勘探：微量元素地球化学研究有助于发现和勘 探矿产资源，为经济发展提供资源保障。
环境污染监测：微量元素地球化学研究可以监测环境污 染，为环境保护提供科学依据。
生命起源与演化：微量元素地球化学研究有助于揭示生 命起源和演化的奥秘，为研究生命起源提供新的视角。
微量元素是指在地球化学中含量较低的元素，如铁、铜、锌、锰等。
地球化学模拟实验：通过模拟地球内部的物理和化 学过程，研究微量元素的迁移和富集机制。
同位素地球化学研究：通过分析微量元素的同位素 组成，了解微量元素的来源和演化过程。
遥感地球化学研究：通过遥感技术，研究地球表面 的微量元素分布和变化规律。
01
元素，了解地球的演化历史和地质过程。
土壤地球化学分析：通过分析土壤样品中的微量
02
元素，了解土壤的肥力、污染状况和生态状况。
水地球化学分析：通过分析水样品中的微量元素，
03
了解水体的污染状况、水质状况和生态状况。
生物地球化学分析：通过分析生物样品中的微量 04 元素，了解生物的生理状况、营养状况和生态状
气候条件等因素的影响。
02
岩石中微量元素的分布：岩石中微
量元素的含量和分布受到岩石类型、
形成条件等因素的影响。
03
土壤中微量元素的分布：土壤中微
量元素的含量和分布受到土壤类型、
气候条件等因素的影响。
04
水体中微量元素
05
生物体中微量元素的分布：生物体
中微量元素的含量和分布受到生物
微量元素地球化学的研究意义
揭示地球的演化历史：通过研究微量元素的分布和变化， 揭示地球的演化过程和规律。
矿产资源勘探：微量元素地球化学研究有助于发现和勘 探矿产资源，为经济发展提供资源保障。
环境污染监测：微量元素地球化学研究可以监测环境污 染，为环境保护提供科学依据。
生命起源与演化：微量元素地球化学研究有助于揭示生 命起源和演化的奥秘，为研究生命起源提供新的视角。
微量元素是指在地球化学中含量较低的元素，如铁、铜、锌、锰等。
微量元素地球化学教学课件PPT
微量元素可作为地质-地球化学过程示踪剂，在 解决当代地球科学面临的基本理论问题—天体、地 球、生命、人类和元素的起源及演化，为人类提供 充足的资源和良好的生存环境等方面发挥重要的作 用。
第五章 微量元素地球化学
微量元素地球化学的
研究思路及研究方法：
1） “见微而知著”: 通过观察自然界中之 “微” — 微量元素，来认识天体、地球中各种 地质-地球化学作用之“著” 。
§1 微量元素地球化学基本理论
一、微量元素和常量元素
1.微量元素
a. 地球化学体系中丰度低于0.1%的元素.统称为微(痕)量元素。 b. Gast(1968): 不作为体系中任何相的主要组分(化学计量)存在的元 素。 c. 元素在所研究的地球化学体系中的浓度低到可以近似服从稀溶液 定律（亨利定律）的范围. d. 1998年中国科学院地球化学研究所出版的教材中提出微量元素地 球化学概念的严格定义应是：只要元素在所研究客体(地质体、岩 石、矿物等)中的含量低到可以近似地用稀溶液定律描述其行为， 该元素可称为微量元素。
三、能斯特定律及分配系数
1.能斯特定律
能斯特(Nernst)定律是描述微量组分在两共存相中分配达平衡 时的行为特征。
地球化学过程元素演化的实质是元素在相互共存相（液固，固-固）间的分配。元素在共存相间的分配决定于元素及 矿物的晶体化学性质和热力学条件。 常量元素 能形成自己的独立矿物，其在各相间分配受相律 （f=K-φ+2）控制，遵循化学计量法则。 微量元素 在固熔体、熔体和溶液中的分配不受相律和化学计 量的限制，而服从稀溶液定律（亨利定律），即当分配达到平 衡时元素在各相间的化学势相等，即( = ) 。
微量元素的特点:
在体系中含量低（ 0.1%），通常不形成自己的独立矿物， 其行为服从稀溶液定律和分配定律。在不同条件下演化规律基 本一致，可以指示物质的来源和地质体的成因。
地球化学课件第3章_微量元素地球化学
第三章微量元素地球化学近20年来微量元素地球化学，尤其是稀土元素地球化学得到了迅猛发展和广泛应用。
上世纪60年代之前，微量元素的研究主要是了解和查明微量元素在陨石、地球各圈层以及不同地质体中的分布、演化和迁移规律，研究对象为上部地壳。
60－80年代，开始利用微量元素作为示踪剂或指示剂研究成岩、成矿作用，例如进行岩石类型划分、原岩恢复、成岩成矿物质来源及其物理化学条件分析等。
20世纪90年代以来，微量元素地球化学进入定量模型和理论发展阶段，主要利用微量元素的特有的地球化学性质、结合热力学有关理论，建立微量元素地球化学模型，对成岩、成矿的熔融与结晶作用过程进行定量理论计算，使微量元素地球化学形成了独特的理论体系和研究方法。
实际上，微量元素地球化学是和现代分析技术的发展相伴生的，早期的分析仪器主要是光谱和X-衍射，随着电感耦合等离子发射光谱、中子活化、电子探针、离子探针以及同位素质谱稀释法的发展和应用，使得大量快速的精确的微区微粒的微量元素测定成为可能。
目前，微量元素研究涉及地球化学和地质学的一切领域，大至地球和天体的形成和演化、小至矿物晶格中的元素分配。
同时，微量元素与同位素的结合，可以更加准确全面地理解地质、地球化学过程，所以说，微量元素地球化学的应用和发展有助于各项地质研究，包括油气地质研究。
第一节微量元素的概念和类型一、微量元素的概念微量元素(trace element)，又称痕量元素，目前未有统一认可的严格定义。
习惯上把研究体系(矿物岩石等)中元素含1%的量大于称为主要元素或常量元素(major，common element)，把含量在1%-0.1%称为次要元素(minor，subordinate element)，而把含量小于0.1%称之为微量元素。
有人也把次要元素当作微量元素的。
这取决于研究者的兴趣和研究目的。
有人认为，在地壳中除O、Si、Al、Fe等几个丰度最大的元素外，其余均可称为微量元素。
大学地球化学课件3
能与硫结合形成高度共价键的金属元素称为亲硫元素， 如Cu、Pb、Zn、Ag等。
二、元素的地球化学亲和性及其分类
Gechemical Coherence of Element & Its Classification
4.亲铁元素siderophile element
离子最外层电子具有8-18电子的过渡结构 金属键 氧化物的生成热最小 位于原子容积曲线的最低部分 主要集中于铁-镍核 元素在自然界以金属状态产出的一种趋向性称为元素的亲铁 性。在自然体系中，特别是在氧、硫丰度低的情况下，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，这些元素具亲铁性， 称为亲铁元素，如Cu、Ag、Au、Fe、Co、Ni等。
地球化学
第三章 元素的结合规律与赋存形式 Laws of Element Associations & Element Forms
一、自然体系及自然作用产物
Natural System & Natural Products
1.地球化学体系的特征Geochemical System
(1) T、P等条件的变化与实验条件相比相对有限 Crust & Upper Mantle ： T: -80~5000℃ P: 0.0n~1010Pa(10万大气压） Laboratory: T: 10-5 K ~5ⅹ104 ℃ P:Vacuum ~ 1011Pa (2) 多组分复杂体系——元素92种，同位素354种 (3) 开放体系。 (4) 自发进行的不可逆过程。
二、元素的地球化学亲和性及其分类
Gechemical Coherence of Element & Its Classification
二、元素的地球化学亲和性及其分类
Gechemical Coherence of Element & Its Classification
4.亲铁元素siderophile element
离子最外层电子具有8-18电子的过渡结构 金属键 氧化物的生成热最小 位于原子容积曲线的最低部分 主要集中于铁-镍核 元素在自然界以金属状态产出的一种趋向性称为元素的亲铁 性。在自然体系中，特别是在氧、硫丰度低的情况下，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，这些元素具亲铁性， 称为亲铁元素，如Cu、Ag、Au、Fe、Co、Ni等。
地球化学
第三章 元素的结合规律与赋存形式 Laws of Element Associations & Element Forms
一、自然体系及自然作用产物
Natural System & Natural Products
1.地球化学体系的特征Geochemical System
(1) T、P等条件的变化与实验条件相比相对有限 Crust & Upper Mantle ： T: -80~5000℃ P: 0.0n~1010Pa(10万大气压） Laboratory: T: 10-5 K ~5ⅹ104 ℃ P:Vacuum ~ 1011Pa (2) 多组分复杂体系——元素92种，同位素354种 (3) 开放体系。 (4) 自发进行的不可逆过程。
二、元素的地球化学亲和性及其分类
Gechemical Coherence of Element & Its Classification
第二章元素的结合规律
自然界元素除少数单质外（C、Au）总以各种化合 物存在
Cr--氧化物 铬铁矿 Cu--硫化物
黄铜矿 K,Na--硅酸盐 长石，粘土矿物
1．地壳中元素常见共生组合现象的观察 a. 矿物大类中的常见元素组合：元素常见
的和分布广的矿物是最稳定的。
氧化物和含氧盐矿物 Si，Al，Na，K，Ca，Mg，W，Sn，U， Th，Nb，Zr，La，B，P等。
主族原子半径大小示意图
① 亲铁元素
典型，Co、Ni、ΣPt，与金
属铁共生，在自然界 以金属状态产出 。集
中于铁陨石和地球铁镍核，地壳中之所以缺 少贵金属，原因与此有关。 特点：电负性中等，形成自然状态，原子容积 小，高压下富集。
硫化物和硫盐类矿物 Cu，Pb，Zn，Ag，As，Sb，Bi，Cd， Hg，Mo等。 自然金属和金属互化物 Fe，Ni，Au，Os，Ir，Pt，Ru，Pd， Hg等。
b．岩石划分类型，矿床划分类型
组合规律
反映矿物
酸性岩浆岩：K, Na, Si, Al, Be, Th 等矿物的组合；
长石、石英、云母。
提出元素在阴阳离子互相化合的过程中存在亲和性选择的规律源自2．地球化学体系的基本特征
自然体系 实验室条件
① P、T变化幅度与人为实验制备的条件相比有限。 自然体系 实验室条件 温度 -80（地壳） ～ 1800℃（上地幔） 10-6K （绝对零度） ～5×104℃（等离子火焰） ～ 100M℃（聚核反应） 压力 0.0n ～ 1010Pa（，105 b，10万大气压） 真空 ～ 1.3×1011Pa
自然元素之间的结合并不是任意的，而是有一定规律的！
为什么不同岩石、矿物中的元素组合千差万别？
为什么有些元素总是相伴出现，而另外一些元素很少共生呢？