高等地球化学讲课
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。
地球化学讲义第二章
Si↓↓++ Si Si ↓ ↓ ↓ +
架状： Al ↓ ↓ + Si ↓ ↓ ++ Al 链状： Al ↓ ↓ + Si ↓ ↓ ↓ + ： 如何代换？岛状： Si ↓ ↓ ↓ ↓ Si与Al不能代 换 ：
Al ↓ ↓ +
（ ↓ 共价电子对，+自由电子） Al—O(1.7Å)与Si—O（1.61Å）其键长相差6%，两者间易发生代换。
中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2011年7月21日更新
第22页/共52页
地 球 化 学
键性不同，彼此不能置换
Cu,Hg是亲硫元素，倾向于形成共价键 Na,Ca是亲氧元素，倾向于形成离子键
代换中，不同键性的相对关系接近，是代换的一个重 要条件。
自然界中: Si(Si4+ ,0.39Å), Al(Al3+,0.57Å)代换十分普遍 铝硅酸盐
地 球 化 学
一、自然界元素结合的类型及特点
自然界元素结合分两种： 同种或性质相似元素的结合--非极性键，一般形成共价键； 异种元素结合--极性键，一般形成离子键。 自然界元素结合特点： 多键性和过渡性； 自然界形成的化合物（矿物）都是不纯的，每一种矿物 都构成一个成分复杂、含量变化的混合物系列
中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2011年7月21日更新
第3页/共52页
第二章 自然体系中元 素 共 生 结 合 规 律
地 球 化 学
本章内容
自然界元素结合的类型及特点 元素的地球化学亲和性 类质同象代换及微量元素共生结合 规律 晶体场理论在解释过渡族元素结合 规律上的应用
中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2011年7月21日更新
地球化学ppt课件
地球及其子系统中的化学元素、同位素及其化合物，以 及它们之间的相互作用和演化关系。
地球化学元素与同位素
01 元素
自然界中由相同核电荷数（质子数）的原子组成 的单质或化合物。
02 同位素
具有相同质子数和不同中子数的同一元素的不同 原子。
03 元素与同位素在地球化学中的应用
通过元素与同位素的分布、分配、迁移和转化研 究地球各圈层之间的相互作用和演化关系。
05
地球化学在灾害防治中应用
地震预测预报中地球化学方法
01
02
03
地球化学异常识别
通过监测地震前后地下水 中化学成分的变化，识别 与地震有关的地球化学异 常。
异常成因分析
研究地球化学异常的成因 机制，包括地震孕育过程 中的物理化学变化、地下 流体运移等。
异常时空演化规律
分析地球化学异常在时间 和空间上的演化规律，为 地震预测预报提供依据。
油气资源勘查中地球化学方法
油气地球化学勘探
通过分析地表土壤、岩石、水等介质 中烃类气体和轻烃等油气相关化合物 的含量和分布特征，推断地下油气藏 的存在和分布范围。
油气成因与演化研究
油气资源评价
综合地球化学、地质、地球物理等多 学科信息，对油气资源潜力进行评价 和预测。
利用地球化学方法分析油气成因类型、 成熟度、运移路径等，揭示油气藏的 形成和演化过程。
元素及同位素分析技术
元素分析
利用光谱、质谱等分析技术，对样品中的元素含量进行测定。常用的元素分析方法包括原子吸 收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法等。
同位素分析
通过测定样品中同位素的丰度比，研究地球化学过程和物质来源。同位素分析方法包括质谱法、 中子活化法等。
地球化学讲义第一章
中国地质大学地球科学学院地球化学系制作,2010年6月1日更新
第21页/共68页
由表可知:
地 球 化 学
对于这样的数据我们应有一个正确的的评价: 首先这是一种估计值,是反映目前人类对太阳系的认识 水平,这个估计值不可能是很精确的,随着人们对太阳系以 至于宇宙体系的探索的不断深入,这个估计值会不断的修正; 它反映了元素在太阳系分布的总体规律,虽然还是很粗 略的,但从总的方面来看,它反映了元素在太阳系分布的总 体规律. 如果我们把太阳系元素丰度的各种数值先取对数,随后 对应其原子序数作出曲线图(如下图)时,我们会发现太阳 系元素丰度具有以下规律:
中国地质大学地球科学学院地球化学系制作,2010年6月1日更新
第18页/共68页
地 球 化 学
2.陨石的平均化学成分
要计算陨石的平均化学成分必须要解决两个问题:首先要了 解各类陨石的平均化学成分;其次要统计各类陨石的比例.各 学者采用的方法不一致.(V.M.Goldschmidt 采用硅酸盐:镍铁:陨硫铁=10:2:1).陨石的平均化学成分计算结果如下:
宇航员
月球车
火星车
中国地质大学地球科学学院地球化学系制作,2010年6月1日更新
第12页/共68页
地 球 化 学
太阳系景观
中国地质大学地球科学学院地球化学系制作,2010年6月1日更新
第13页/共68页
地 球 化 学
(二) 陨石的化学成分
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.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).
地球化学讲义 Lecture2
2017年2月16日元素的丰度和性质第一节：元素的性质课程提要：各种角度的元素周期表；化学键－chemical bonding；元素的性质与分类；同位素－稳定的，放射性的元素周期表：要掌握元素周期表常见元素（前四排以及一些地球化学意义重要的元素）的英文拼写和发音(Hydrogen, Helium, Lithium, Beryllium)，非常有助于我们和国际同行交流。
我们今天将会以元素周期表为基础，系统讨论元素的地球化学性质。
一个常用来衡量元素化学性质的参数是电负性，指的是元素获得电子的能力。
电负性越强，越强容易形成阴离子，越弱越容易形成阳离子。
原子的外层电子排布：围绕原子核的电子排布系统变化，最外层电子决定原子间的化学性质，特别是化学键。
要了解元素的化学性质，需要知道元素在周期表中的位置，能够给出电子层排布。
我们常见的主要元素用黄色标出，它们都在前四排，其它元素在岩石中的含量通常低于1000ppm。
为什么过渡族中接近的元素化学性质相似？例如，第四周期的过渡中元素（ Fe, Co, Ni)的电子排布方式是[Ne]3s23p63d i4S2, 而它们的二价离子都是丢失了4s轨道的两个电子，电子排布都是Ne]3s23p63d i。
这些元素只在3d轨道的电子数上有差别，最外层都是一样的4s壳层，这就是它们化学性质相似的原因。
镧系元素容易失去两个6s电子和一个5d电子或失去两个6s电子和一个4f电子，所以一般能形成稳定的+3价。
元素的第一电离能在周期表中的变化。
电离能越低，越容易被离子化。
对同位素质谱分析的意义？离子半径在元素周期表内有规律的变化，离子半径对理解元素的性质至关重要。
一般来说从上到下，离子半径增加。
从左到右，离子半径减小，原因是什么？同一个离子，配位数越大，离子半径越大。
镧系收缩的原因是什么？为什么Cu+、Ag+和Au+的半径比其左邻大很多？常用的离子半径数据可以从Shannon 1976的文章中得到。
(2024年)地球化学课件5
地球及其子系统中的化学元素，包括常量元素、微量元素和痕量元素。
2024/3/26
4
地球化学元素及其分布
01
常量元素
构成地球岩石圈的主要元素， 如氧、硅、铝、铁、钙、钠、
钾、镁等。
2024/3/26
02
微量元素
在地球岩石圈中含量较低，但 对地球化学过程有重要影响的 元素，如铜、锌、铅、钴、镍
环境问题
资源开发过程中可能产生的环境问题包括土壤污染、水污染、大气污染和生态破 坏等。
治理措施
针对不同类型的环境问题，采取相应的治理措施，如土壤修复、污水处理、大气 治理和生态恢复等。同时，加强环境监管和法律法规建设，提高资源开发企业的 环保意识和社会责任感。
25
未来发展趋势预测
2024/3/26
生物作用
水体中的生物通过新陈代谢作用， 吸收、转化和释放化学物质，影响 水体的化学成分。
13
水资源评价与保护
01
水质评价
通过对水体中各种化学物质的 含量和性质进行分析和评价， 了解水体的污染程度和水质状
况。
02
水量评价
通过对河流、湖泊、水库等水 体的水量进行测量和分析，评 估水资源的丰富程度和可利用
地球化学填图
通过区域性的地球化学调查，编 制地球化学图，反映元素或化合 物在地质体中的分布、分配和富 集规律，为资源勘查提供基础资
料。
指示元素法
利用某些元素或元素组合与特定 资源类型之间的相关性，通过寻 找这些指示元素来预测资源分布
。
2024/3/26
24
资源开发利用过程中环境问题及治理措施
2024/3/26
等。
03
痕量元素
地球化学-东华理工大学地球化学课件3 - TJH-PPT精品文档
（2）通过对大区域出露的不同岩石进行系统取样 和分析.
在区域内采集不同时代的不同类型岩石的代表性 样品，对所获得的样品进行分析测试，然后按照各 类岩石在区域内所占的比例，求出该区域的元素丰 度。
世界上迄今为止只有加拿大地盾和中国东部两 个地区。 优点：1、是上地壳元素丰度研究的最可靠办法；2、 可以同时研究所有主量元素和微量元素的唯一方法。
2）泰勒和麦克伦南（Taylor和McLennan,1985）提出 细粒碎屑沉积岩，特别是泥质岩，可作为源岩出露区上 地壳岩石的天然混合样品，用后太古宙页岩平均值扣除 20%计算上部陆壳元素丰度。
（3）细粒碎屑沉积岩法
缺点：不能给出大陆上地壳主量元素的丰度，对微量元 素的研究也仅限于不溶元素和中等程度的不溶元素。
第三章
地球的化学组成
本章内容
1、地球的结构 2、大陆地壳的结构和组成特征 3、大洋地壳 4、地壳的元素丰度 5、地幔的组成 6、地核的组成 7、地球外部圈层的组成 8、地球的化学组成
1、地球的结构
地震横波：在固态中传播，在液态中不能传播。传播速度慢。 地震纵波：在固态、液态中均可以传播，传播速度快。
人们已获得对大陆地壳研究的认识
1. 大多数地区地壳由上、中、下地壳三层组成。 2. 随深度增加，温度和压力增大，变质程度升高，因此不 同深度的岩石对应不同的变质相。 上地壳：未变质相至绿片岩相岩石和花岗岩侵入体组成 （花岗质）
中地壳：英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长质片麻岩为主 的角闪岩相岩石组成（英云闪长质）
鉴别大陆地壳剖面的标志为（Fountain and Salisbury, 1981）:
（4）地表出露的被确认为下地壳的岩石可直接延伸至地壳深部。 根据地震波速与岩石类型和化学成分之间的关系，可由地震测深 结构推测深部岩石组成。
第11讲地球化学课件
第11页/共43页
第二节:人体中元素的分布
• 毒性元素
对生物有毒性而无生物功能的元素。该类元素又可分为两类：
• 毒性元素 ：Cd、Ge、Sb、Te、Hg、Pb、Ga、In、As、Sn、Li，这些毒性元素 是指它们对生物体无有益作用，而只有毒性。
• 潜在毒性和放射性元素：Be、Tl、Th、U、Po、Ra、Sr、Ba。
第一节: 人体与地球化学环境的关系
环境地球化学 第1页
人体血液和地壳中元素含量的相关性
第2页/共43页
环境地球化学 第2页
宏量元素 O氧 C碳 H氢 N氮 Ca 钙 P磷 K钾 S硫 Na 钠 Cl 氯 Mg 镁 Fe 铁
总计
人体化学元素组成
Wt／％ 65.9 18.0 10.0 3.0 2.0 1.0 0.35 0.25 0.15 0.15 0.05 0.004
环境地球化学 第22页
Be为75％；Mg为70％；U为65.5％；Li为50％；Mn
第23页/共43页
第二节:人体中元素的分布
• 牙齿中的元素
多由Ca、P、F、Si、V等元素组成 。
• 毛发中的元素
由Si、Ni、As、Zn、F、Fe、Ti等组成。
• 肌肉中的元素
Zn、Cu、Ca、Mg、V、Se、Br等元素，它们在肌肉中的量占人体总量的 百分数为；Zn为65.2％；Br为60％；Se为38.3％；Cu为34.7％。
• 生命必需元素
这类元素是生命必须的微量元素，它们是人体维持正常机能所必需的元素Fe、Cu、 Zn、Mn、Co、I、Mo、Se、F、Cr、V、Ni、Br，约占人体重量的0.025％，它们 虽然在人体内含量甚微，但在人类生命过程中起着重要作用，这些元素在人体中的不足 或过剩都会影响到人的健康，甚至危及生命。
地球化学教学大纲
地球化学教学大纲一、课程简介地球化学是地学中的一门重要学科，研究地球物质的组成、结构、演化和循环过程，以及地球与生命相互作用的化学过程。
本课程旨在为学生提供地球化学的基本知识和理论，培养学生的地球科学思维和实践能力。
二、教学目标1. 理解地球化学的基本概念和原理；2. 掌握常见地球化学元素及其周期表分布规律；3. 熟悉地球化学循环过程及其影响因素；4. 了解地球化学在地质矿产勘探、环境保护等领域的应用；5. 培养学生的科学实验设计和数据分析能力。
三、教学内容1. 地球化学基础- 地球化学的定义和发展历程- 地球化学和其他地球科学学科的关系 - 地球体系的组成和结构2. 元素地球化学- 元素的定义和分类- 元素的起源和演化- 元素分布的地球化学律3. 地球化学循环过程- 地壳的物质循环与转化- 水圈的循环与地球化学过程- 大气圈和生物圈的地球化学循环4. 地球化学与地质矿产勘探- 地球化学方法在矿产勘探中的应用 - 矿床地球化学特征的识别与判别- 地球化学勘探技术的发展趋势5. 地球化学与环境科学- 地球化学在环境监测和污染治理中的应用- 地球化学与全球气候变化的关系- 地球化学在环境保护和可持续发展中的作用四、教学方法1. 理论讲授：通过课堂讲解、多媒体展示等方式，向学生介绍地球化学的基本概念和原理。
2. 实验教学：开展地球化学实验，培养学生的实验设计和操作能力，提高数据分析和解释能力。
3. 讨论与互动：组织学生进行讨论和互动，拓宽学生的思维视野，培养学生的科学思维和批判性思维能力。
4. 课外阅读：推荐相关地球化学领域的学术论文和专业书籍，引导学生进行自主学习和深入研究。
五、教学评估1. 平时成绩评定：包括课堂表现、作业完成情况和参与度等。
2. 期中考试：考查学生对地球化学基本概念和原理的理解和掌握程度。
3. 期末考试：综合考查学生对整个课程内容的掌握情况，包括理论知识和实验操作技能。
4. 实验报告评定：评估学生在实验中的实验设计和数据分析能力。
南京大学地球化学教案
课程名称：地球化学授课对象：大学本科二年级学生教学目标：1. 使学生掌握地球化学的基本概念、原理和方法。
2. 培养学生对地球化学现象的观察、分析和研究能力。
3. 增强学生的科学素养和环保意识。
教学重点：1. 地球化学的基本概念和原理。
2. 地球化学的研究方法和技术。
3. 地球化学在环境保护和资源利用中的应用。
教学难点：1. 地球化学理论的理解和应用。
2. 地球化学实验技能的掌握。
教学过程：一、导入1. 通过展示地球化学在环境保护、资源利用等方面的实际应用案例，激发学生的学习兴趣。
2. 引导学生思考地球化学的重要性，提出本节课的学习目标。
二、基本概念和原理1. 介绍地球化学的定义、研究内容和研究对象。
2. 讲解地球化学的基本原理，如元素守恒、地球化学循环等。
3. 通过实例分析地球化学原理在地球科学中的应用。
三、地球化学的研究方法和技术1. 介绍地球化学的研究方法，如样品采集、实验室分析、野外调查等。
2. 讲解地球化学实验技能，如光谱分析、同位素分析等。
3. 通过案例分析地球化学研究方法在解决实际问题中的应用。
四、地球化学在环境保护和资源利用中的应用1. 介绍地球化学在环境保护方面的应用，如土壤污染、水质污染等。
2. 讲解地球化学在资源利用方面的应用，如矿产资源勘探、环境监测等。
3. 通过案例分析地球化学在环境保护和资源利用中的实际应用。
五、课堂小结1. 回顾本节课所学内容，总结地球化学的基本概念、原理、方法和应用。
2. 强调地球化学在解决实际问题中的重要性。
六、课后作业1. 阅读教材相关章节，巩固所学知识。
2. 查找地球化学在实际应用中的案例，撰写一篇简短的报告。
教学评价：1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的提问、讨论和互动情况。
2. 作业完成情况：检查学生的课后作业，了解学生对知识的掌握程度。
3. 实验技能：通过实验操作考核，评估学生的实验技能。
教学资源：1. 教材：《地球化学》（第二版），作者：张荣华等。
(完整版)地球化学讲稿
地球化学（一)概述张德会：同学们，今天给大家讲地球化学,什么是地球化学？他在地球科学中的地位如何？地球化学是地球化学的分支学科，那么地球化学研究的主要内容是什么？地球科学大家庭中的一个新成员在半个多世纪以来，地球化学是迅猛发展，已经成为地球科学的中心学科，他的根本原因是什么？地球化学对于地球科学的作用体现在哪里？那么在本次课程中,我们分五个部分来讲解地球化学。
这里面显示的第一个是概述，第二个是元素的地球化学分类,第二是元素在地球和地壳中的分布和分配。
三是微迹元素地球化学及其研究意义。
五是同位素地球化学及其研究意义.我们先谈第一个问题概述.这一张卡通片是目前地质学家在等矿产资源大国的社会地位的一个显现这一位警察说：“Out of the way，you fool!a GEOLOCIST is coming！地质学家来了，滚开你这个傻瓜。
那么地质学从英文讲geognosay，他是一门自然科学要讲地质化学首先我们要简单给大家讲一下什么是地质学，我们知道自然科学有六大自然科学门类，数理化天地生，地学就像化学物理学一样,是一门自然科学,但是地质学所面对的挑战是不能像化学和物理学那样可以进行实验研究。
首先我们说大自然的科学原理，大自然是受到永恒的规律所控制的，那么地质学的数据来自哪里呢？他主要是来自野外和室内的观察，包括野外的地质图，岩石的类型分布和结构，显微镜下的研究，那么在室内研究还有非常重要的一部分,就是实验研究，包括化学实验地球物理实验和模拟实验，由于地质学家感兴趣的问题呈现出空间规模变化极大，他可以小到纳米甚至原子尺度，大呢，到全球乃至宇宙，演化历史是漫长的，以百万年计，因此对于地质学研究是不能进行控制性实验，只能观察自然界已经发生的自然实验的结果。
在地质学上有一个重要的假说叫均变论,那么这是霍顿，历史上非常有名的一个国外地质学家提出的，就是Uniformitarianism The present is the key to the Past，现在是过去的钥匙。
地球化学课件第七讲
浓集系数=矿石边界品位/克拉克值，表明元素富集 成矿能力，即元素成为可开采利用矿石需富集倍 数
Geochemistry
28
College of geological science & engineering, Shandong university of science & technology
2、地球模型和陨石类比法:
按 地 球 的 各 主 要 圈 层 的 比 例 计 算 ： a. 地 核 (32.4%)—23.1% 球 粒 陨 石 的 镍 铁 金 属 相 +5.3% 陨硫铁(硫化物相)代表；b.地幔+地壳(67.6%)-球粒陨石的平均硅酸盐成分。
3、地球物理类比法(黎丹):
A+B+C+D+E+F+G(层)结合地球物理资料。
Geochemistry
13
College of geological science & engineering, Shandong university of science & technology
几个概念： 克拉克值：地壳的平均化学成分。 重量克拉克值：地壳中元素的重量平均含量。 原子克拉克值：地壳中元素的原子平均含量。
A：地壳；BCD分别为上地幔、中地幔和下地幔； EFG为外核、过渡层和内核。
Geochemistry
12
College of geological science & engineering, Shandong university of science & technology
第二节 地壳平均化学成分
Geochemistry
地球化学讲稿
地球化学讲稿地球化学目录绪论 (2)第一章太阳系和地球系统的元素丰度 (7)第二章元素的结合规律与赋存形式 (16)第三章水－岩化学作用和水介质中元素的迁移 (25)第四章地球化学热力学与地球化学动力学 (32)第五章微量元素地球化学 (34)第六章同位素地球化学 (39)第七章岩浆化学作用 (49)第八章有机地球化学 (51)第九章地球的化学演化 (54)绪论地球科学以自然物质的组成及其各类运动形式为研究内容。
地球化学是地球科学中研究物质成分的主干学科，以元素及其化学运动为研究对象，是地球科学的基础学科之一，是地球化学专业的专业基础课，利用化学的方法研究地球中元素的含量、分布及化学变化的地质科学。
一、地球科学与地球化学1.地球科学地球科学简称地学，是数学、物理学、化学、天文学、地学、生物学六大基础自然科学之一。
地球科学以地球为研究对象，包括环绕地球周围的气体(大气圈)、地球表面的水体(水圈)、地球表面形态和固体地球本身。
至于地球表面的生物体(生物圈)，由于其研究内容广、分支学科较多、且研究方法具有特殊性，因而已独立成一门专门的基础自然科学——生物学。
但生物的起源与演化、生物体与生存的地球环境之间的关系也居于地球科学的研究范畴。
现代地球科学有三门基本学科：地质学、地球物理学和地球化学。
此外，还包括地理学、气象学、水文学、海洋学、土壤学、环境地学等学科。
2.地球化学1838年瑞士化学家Sch?nbein(申拜因)首次提出了“地球化学”这个名词；1842年预言：“一定要有了地球化学，才能有真正的地质科学。
”地球化学的定义：地球化学是研究地球及其子系统（含部分宇宙体）的化学组成、化学机制和化学演化的科学。
1）从研究对象来看：是地球及其子系统（地壳、地壳及其自然作用体系（岩浆作用、沉积作用、变质作用、成矿作用、表生作用、生态环境……）），目前正在向宇宙天体拓展；2）从研究形式来看：主要是元素和同位素在自然界的化学运动形式；3）从研究时间来看：包涵了整个地球、地壳演化和全部地质作用时期；对单个元素和同位素来讲，是研究它们的发生、不断发展及螺旋式演化的全部历史。
大学二年级地球化学教学案
大学二年级地球化学教学案一、教学目标1.了解地球化学的基本概念和研究内容；2.理解地球化学在地质科学中的重要性和应用价值；3.掌握地球化学分析方法和实验技术；4.培养学生的科学研究能力和实践操作能力。
二、教学内容地球化学的基本概念、地球化学要素和化学地壳。
三、教学重点地球化学的基本概念和地球化学要素。
四、教学难点化学地壳的成因和地球化学分析方法。
五、教学方法1.教师讲授相结合的方式，通过PPT展示地球化学的基本概念和研究内容；2.分组讨论，进行案例分析，加深学生对地球化学应用的理解；3.实验教学，引导学生进行地质样品的地球化学分析。
六、教学过程1.导入：通过展示一些地球化学应用的案例，引发学生对地球化学的兴趣和思考。
2.知识讲解：介绍地球化学的概念和研究内容，包括地球化学要素和化学地壳。
3.分组讨论：将学生分为小组，针对不同案例进行讨论，分析地球化学在解决实际问题中的应用。
4.实验操作：将学生引导到实验室，进行地质样品的地球化学分析实验，让学生亲自操作，提升实践技能。
5.总结归纳：结合实验结果和案例分析，总结地球化学的重要性和应用价值，并对本节课的内容进行总结。
七、教学评价1.课堂讨论：根据学生的讨论表现和观点的合理性给予评价；2.实验报告：对学生进行实验报告的评阅，判断学生的实验操作水平和实验数据处理能力。
八、教学资源1.PPT课件：用于展示地球化学的基本概念和案例分析；2.实验器材和试剂：用于地球化学分析实验；3.相关教材和参考书：用于教师备课和学生自主学习。
九、教学延伸1.组织学生参加科学研究竞赛或论文发表，培养学生的科研能力；2.组织实地考察，让学生亲身感受地球化学应用于实际领域的场景。
十、教学反思根据学生的反馈和评估结果，及时调整教学策略，改进教学方法，提升教学效果。
十一、参考文献1.高等教育出版社.地球化学[M].北京：高等教育出版社，2017.2.陆德汉.地球化学概论[M].北京：科学出版社，2018.*以上仅为教学案的框架示例，实际编写时请根据具体要求和教学内容进行调整和完善。
大学地球化学课件3
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
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
CO2
• • • • • 主要观测卫星 AIRS( EOS aqua卫星) IASI( METOP卫星) TANSO( GOSAT卫星) OCO
遥感技术系统--传感器
遥感技术系统--传感器
3、遥感数据分辨率 空间分辨率：指像素所代表的地物范围大小，即传感器瞬时视场内所观 察到的地面物体的大小。
波谱分辨率：传感器能分辨的最小波长间隔。间隔越小波谱分辨率越高。
辐射分辨率：传感器能分辨的目标反射或辐射的电磁辐射强度的最小变 化量。在可见、近红外波段用噪声等效反射率表示，在热红外波段用噪 声等效温差、最小可探测温差和最小可分辨温差表示。大气红外探测（AIRS）数据的主要技术指标表
• AIRS(大气红外探测仪)提供对陆地、海洋和大气的红外光谱数据，主 要应用于探测大气温湿度，以推动全球气候研究和天气预报的进展。 其拥有2378个连续红外光谱通道（3.7-15.4μm），所提供的高光谱 高精度大气温湿度资料及云、地表、臭氧等参数资料。 • 它极大地提高了对流层温度廓线测量准确度及大气湿度测量准确度， 使1公里对流层温度准确度达到1K，在晴空或部分云覆盖条件下大气 湿度廓线准确度达到10％，同时使地表温度反演的平均准确度达到 0.5K。 • 随Aqua卫星一日过境两次，AIRS可提供地球上每一点白天/夜间的大 气三维结构数据。
遥感的主要分类
按遥感平台分（装载传感器的运载工具） 地面遥感：传感器装载在地面上，如：车载、手提、固定或活动高架平台； 航空遥感：传感器装载在航空器上（ 80Km以下），如：飞机、飞艇、 气球等； 航天遥感：传感器装载在航天器上（ 80Km以上），如：以人造地球卫 星为主体、包括载人飞船、航天飞机、太空站等。
时间分辨率：是指在同一区域进行的相邻两次遥感观测的最小时间间隔。 对轨道卫星，亦称覆盖周期。 4、传感器的重要发展趋势主要有： 1）更高分辨率传感器 2）更精细的光谱分辨率传感器 3）多波段、多极化、多模式合成孔径卫星雷达传感器 4）可进行立体观测和测量的传感器
遥感技术系统--地球资源卫星
主要的陆地资源卫星有： 1）美国的Landsat、ikonos 、QuickBird、WorldView、GeoEye 2）法国的SPOT、Pleiades 3）欧空局的ERS、EnviSat 4）日本的JERS、ALOS 5）印度的IRS 6）加拿大的RadarSat 7）俄罗斯钻石卫星ALMAZ、Resurs DK 8）中巴地球资源卫星CBERS
按传感器的探测波段分 紫外遥感：探测波段在0.05~0.38μ m之间； 可见光遥感：探测波段在0.38~0.76μ m之间； 红外遥感：探测波段在0.76~1000μ m之间； 微波遥感：探测波段在1mm~10m之间。
遥感的基本概念
按传感器的工作方式分 主动遥感：有探测器主动发射一定电磁波能量并接受目标的后向散射信号； 被动遥感：传感器仅接收目标物体的自身发射和对自然辐射源的反射能量。
EOS卫星
TERRA AQUA AURA 发射时间 1999年12月18日 2002年5月4日 2004年7月15日 运载火箭 ATLAS IIAS DELTA CLASS DELTA CLASS 轨道高度 太阳同步，705公里 太阳同步，705公里 太阳同步，705公里 轨道周期 98.8分钟 98.8分钟 98.8分钟 过境时间 上午10：30 下午1:30 下午1:30 地面重复周期 16天 16天 16天 重量 5190公斤 2934公斤 3000公斤 展开前体积 3.5米*3.5米*6.8米 2.68米*2.49米*6.49米 2.7米*2.28米*6.91米 MODIS、MISR、 AIRS、AMSU－ A、 HIRDLS、MLS、OMI、 CERES、MOPITT、 CERES、MODIS、HSB、 星载传感器名称 TES ASTER AMSR-E 遥测 数据下行 总供电功率 卫星设计寿命 S波段 X波段 3000瓦 5年 S波段 X波段 4860瓦 6年 S波段 X波段 4600瓦 6年
遥感的基本概念
紫外、可见光和近红外波段0.3~1.3μm：这一波段是摄影成像的最佳波段，也 是许多卫星遥感器扫描成像的常用波段； 近红外和中红外波段（1.5~1.8μm，2.0~3.5μm）：该波段在白天日照条件好 的时候扫描成像常用这些波段。 中红外波段（3.5~5.5μm）：该波段物体的热辐射较强。这一区间除了地面物 体反射太阳辐射外，地面物体自身也有长波辐射。 热红外波段（8~14μm）：主要来自物体热辐射的能量，适于夜间成像，测量 探测目标的地物温度。 微波波段（0.8~100cm）：由于微波具有穿云透雾的特性，因此具有全天候、 全天时的工作特点。而且由前面的被动遥感波段过渡到微波的主动遥感波段。
4. 信息处理：地面站接收到遥感卫星发送来的数字信息，记录在高密度的磁介质上， 并进行一系列处理，如信息恢复、辐射校正、卫星姿态校正、投影变换等，再转换为用 户使用的通用数据格式，或转换为模拟信号记录在胶片上，才能被用户使用。
5. 信息应用：遥感获取信息的目的是应用，不同专业、不同应用目的都需要进行大量 的信息分析和处理。
AIRS全球对流层平均CO2分布
AIRS中国地区对流层平均CO2分布
TANSO
• 搭载于由日本的环境署(MOE)、日本宇宙航空研究开发机构( JAXA)和日本环 境研究所( N I ES ) 联合研制的一颗名为温室气体观测卫星(Green house Gases Observing Satellite,GOSat )。高度666km，覆盖从0.75~14.3 μm波段 的大气光谱 温室气体观测卫星(GOSAT)是世界上第一颗用于测量二氧化碳和甲烷两种主 要的温室气体的浓度的航天卫星 与OCO一样，是专用的温室气体探测器。精度为1~4ppm，空间分辨率达到 500m
遥感物理基础
2、大气窗口与可遥感波段 •从理论上讲，对整个电磁波波段都可以进行遥感。但大气中的大气分子和气 溶胶粒子会使电磁波被吸收和散射。 •由于大气层的反射、散射和吸收作用，使得太阳辐射的各波段受到衰减的作 用轻重不同，因而各波段的透射率也各不相同，通常把受到大气衰减作用较轻、 透射率较高的波段称为大气窗口。 •由于这种透过率的限制，并不是每个电磁辐射波段都可以用于遥感目的。 •受大气窗口和目前技术水平限制，目前只能在有限的几个波段上进行遥感， 其中最重要的波段为可见光、近红外波段、中红外、热红外波段、微波波段等。
三、遥感物理基础
遥感物理基础
1、电磁波与电磁波谱:
电磁波主要有4个量：
•频率、波长：对应着遥感的电磁波波段。 •传播方向：在遥感系统中也起着重要作用，主要是涉及到辐射源、地物和遥感平台间 三者的位置关系。 •振幅的平方就是强度，对应着遥感影像中的强度、亮度。 •偏振：在微波遥感中，偏振被称为极化，对于雷达，考虑到发射和接收各有水平和垂 直极化两种选择，共有4种组合，极化是微波遥感中的一个重要参数。
3、信息传输与记录（信息接收）
4、信息处理 5、信息应用
遥感系统五大部分示意图
1. 目标物电磁波特性：任何目标物体都具有发射、反射和吸收电磁波的性质，这是遥 感探测的依据。 2. 信息获取：接受、记录目标物体电磁波特征的仪器，称为传感器或遥感器。如：雷 达、扫描仪、摄影机、辐射计等。
3.信息传输与记录：传感器接受目标地物的电磁波信息，记录在数字磁介质或者胶片上。 胶片由人或回收舱送至地面回收，而数字介质上记录的信息则通过卫星上微波天线输送 到地面卫星接收站。
3、地物波谱特性 •地物波谱特性：地面各种物体所具有的辐射、吸收、反射和透射能力随波长 而变化的电磁波特性 •反射光谱曲线：地物反射率随波长是变化的，以波长为横坐标，反射率为纵 坐标，将地物反射率随波长的变化绘制成曲线，叫地物的反射光谱曲线。 •在紫外、可见光、近红外波段，主要反射太阳的辐射，遥感信息所反映的主 要是地物的反射率。 •地物反射率除了反映地物固有的性质之外，更主要的是有方向性，与辐射源 所处的方位以及遥感器的方位都有关。
按遥感应用领域分
外层空间遥感 大气层遥感
陆地遥感
海洋遥感
遥感的基本概念
•遥感特性
1）空间特性：视域范围大，具有宏观特性； 2）光谱特性：探测波段从可见光向两侧延伸，扩大了地物特性的研究范 围； 3）时相特性：周期成像，有利于进行动态研究和环境监测； •遥感技术特点 1）大面积同步观测，覆盖面广； 2）获取信息的速度快、周期短、成本低； 3）时效性强，可以在短时间内对同一地区进行重复观测； 4）信息客观、真实，数据的综合性和可比性好。 5）获取信息受条件限制少，不受地面条件限制。 6）获取信息的手段多，信息量大。根据不同的任务，遥感技术可选用不 同波段和遥感仪器来获取信息。
AIRS
• EOS（Earth Observation System）是美国地球观测系统计划 中一系列卫星的简称。它是一个用一系列低轨道卫星对地球进 行连续综合观测的计划。 • 它的主要目的是： • 实现从单系列极轨空间平台上对太阳辐射、大气、海洋和陆地 进行综合观测，获取有关海洋、陆地、冰雪圈和太阳动力系统 等信息； • 进行土地利用和土地覆盖研究、气候的季节和年际变化研究、 自然灾害监测和分析研究、长期气候变率和变化以及大气臭氧 变化研究等； • 进而实现对大气和地球环境变化的长期观测和研究的总体目标 。
• 不定组分：即由自然因素和人为因素形成的气态物质和悬 浮颗粒。 成分的关系为： • 恒定组分 + 可变组分 = 纯净大气 • 纯净大气 － H2O = 干洁大气
二、遥感基本概念
遥感(Remote Sensing)基本概念
•广义：泛指各种非直接接触的、远距离探测目标的技术。 •实际工作中，重力、磁力、声波、机械波等的探测被划为物理探测的范畴，只有电磁波 探测属于遥感的范畴。 •定义：不直接接触物体，从远处通过探测仪器接收来自目标地物电磁波信息，经过对信 息的处理，判别出目标地物的属性。 •根据遥感的定义，遥感系统包括五大部分： 1、被测目标信息（电磁波）特征 2、信息获取