地球化学期末考试总结

内因（1）迁移前元素的存在形式（2）晶体化学键类型（3）元素的地球化学性质（半径、 电价、电负性、离子电位等）。 外因（1）体系中组分的浓度（2）温度、压力（3）环境 中 PH 值、Eh 值的变化。 3.自然界中常见的正负胶体
氢氧化物、碳酸盐胶体是自然界常见正胶体。 氧化物、硫化物、单质、腐殖质的胶体多为负胶体(自然界负胶体往往比正胶体量多,因此正 胶体往往搬运较近，负胶体搬运较远)。 4.水-岩作用的基本类型
定律二：两个离子，如果他们具有相同的电价，和相似的离子半径，则较小的离子倾 向于进入固体相。
定律三：两个离子，如果他们具有相似的离子半径，但是电价不同，那么，电价高的 离子倾向于进入固体相。
第三章 自然体系中元素的地球化学迁移 1.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。 2.元素地球化学迁移能力的影响因素
= ［（R 样/R 标）- 1］X1000
δ > 0 (正值） 表明样品相对标准富集重同位素
δ < 0（负值） 表明样品相对标准亏损重同位素
δ =0
表明样品与标准同位素比值相同
同位素分馏值(富集系数）：在同位素平衡的前提下，两种不同化合物的同类同 位素组成δ值的差，称为同位素分馏值△，也被成为富集系数。 △A-B＝δAδB 同位素富集系数与同位素分馏系数的关系：α A-B = (10-3δ A +1)/(10-3δ B
Sr Sr Sr Sr 88
Sr 有 4 个同位素： 38
84 82.53% 38
0.56% 86 38
87 9.87% 38
7.04%
87 37
Rb
87 38
Sr
Q
D D0 N (et 1)
87 Sr=87Sr0 +87 Rb(eλt -1)
D D N et 1
Ds Ds 0 Ds
同位素分馏：由于同位素效应所造成的同位素以不同比例在不同物质或不同相之
间的分配称为同位素分馏。
同位素分馏系数：定义为在平衡条件下，经过同位素分馏之后二种物质（或组分）
中某元素的相应同位素比值之商。

δ值（δ value）：样品的同位素比值相对于标准样品同位素比值的千分偏差。
δ（‰）= ［（R 样 – R 标）/ R 标］X1000
计时方程:
143 Nd 144 Nd
143 Nd 144 Nd
0
147 Sm 144 Nd
(et
1)
其中：
147 Sm 144 Nd
Sm Nd
c
at.wt.Nd Ab147 Sm at.wt.Sm Ab144 Nd
t
1
ln
143 Nd /144Nd 总 143 Nd /144Nd 147 Sm现 /144Nd
初始
1
Sm、Nd 的等时线年龄
143 Nd 144 Nd
＝ 总
143 Nd 144 Nd
初始
147 Sm现 144 Nd
et－1
Y＝a+bX 该直线称为 等时线 斜率：b=eλt-1 截距：a=(143Nd/144Nd)初始 要获得可靠的 Sm-Nd 等时年龄，要满足下列条件：（1）所研究的样品具有同时性和同源 性； （2）样品形成后，保持 Sm、Nd 的封闭体系 （3）所测样品有较明显的 Sm/Nd 比值差异
同位素平衡分馏系数与温度的关系：α =103ln a/T2+ b/T + c 其中 a、b、c 分别 为常数。 1）在一般低温下，a/T2 可以忽略，简化：103lnα = b/T + c 2）在高温下，b/T 可以忽略，简化：103lnα = a/T2 + c 4.大气降水的氢、氧同位素组成特点；什么是“雨水线”。（“四个效应”） 大气降水来源于海洋表面的蒸发。大气降水的氢、氧同位素组成变化较大：δD： +50‰ ～ -500‰，δ18O： +10‰ ～ -55 ‰。 四个效应：1）纬度效应---纬度增加大气降水的δD 和δ18O 值都减少。
87 Sr 86 Sr
=
87 Sr 86 Sr
0
+
87 Rb 86 Sr
(et
1)
岩浆岩 Rb-Sr 等时线定年 基本假设： 岩浆的整个冷却过程中 Sr 同位素是均一的，即从岩浆中形成的所有矿物或岩石具有相同的 锶同位素初始比值； 岩浆结晶的时间相对较短，所有的矿物或岩石具有基本相同的年龄； 形成以后保持封闭，未受蚀变、变质等外来影响；
常见的地球化学障：（1）机械障：从河水中机械地分离出重金属的河流砂矿床， 是主要为机械障的一个例子。（2）物理-化学障：是由于 pH 成 pH/Eh 关系急剧 改变而形成的(例如在水土景观中)。（3）生物障：典型例子是戈尔德施密特(1937) 所描述的障。在该情况下，森林土壤的腐殖质层起着聚积一定痕量元素的水平障 (horizontal barrier)的作用。（这些元素是由树木从土壤中吸取，然后通过残 落物归还到土壤中。不是所有的元素都富集于腐殖质层中，有些元素通过该层进 入到了矿质土壤中。因此，地球化学障对其范围内的元素或化学物质的聚积往往 是有选择的。）
4. 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；
2）结晶分异作用经历的时间较短，各岩石形成 Rb-Sr 封闭体系的时间大致相同。 3）由于同源岩石具有相同的 87Sr/86Sr 初始同位素比值；
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。
2）大陆效应---越向内陆，大气降水的δD 和δ18O 值越降低。 3）海拔高度效应---海拔高度增加，大气降水δD 和δ18O 值降低。 4）季节效应---冬季相对夏季，大气降水亏损重同位素。
雨水线： 全球雨水 H, O 同位素组成的一个重要特征是δD 值与δ18O 值间有明显的线性关系
（Craig,1961），该关系式如下：δD = 8δ18O + 10（注意：1）雨水线不过原点（海水值）； 2）干旱和热带地区雨水线的斜率小于 8。）
特点：铜型离子；电负性较大；共价键为主；生成热<FeO；氧化物--硫化物过渡带（核 幔过渡带） （3）亲铁元素：元素在自然界以金属状态产出的一种倾向。铁具有这种倾向，在自然界中， 特别是 O，S 丰度低的情况下，一些元素往往以自然金属状态存在，常常与铁共生，称之为 亲铁元素。
特点：原子（注意不是指离子）具有 d 亚层充满或接近充满，接近 18-18+2 的外电子 层结构（惰性金属型构型），电负性中等，第一电离能较高（原子中电子不易被剥夺，也难 以夺取外来电子）。 常形成金属键晶体（单质或金属互化物） 其氧化物和硫化物的生成热都较小 位于原子容积曲线的最低部分 主要集中于铁-镍核 ，地壳较少 亲铁元素具有多亲合性，也可亲氧、亲硫，Fe 是典型代表。 3.元素的地球化学化学分类（戈式分类） 亲氧（亲石）、亲硫（亲铜）、亲铁、亲气元素。 4.类质同象的定义
第四章 放射性同位素地球化学 1.基本概念（同位素、同位素丰度）
同位素：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，同 一化学元素原子量不同的两种以上原子互为同位素。
同位素丰度：(1)绝对丰度：某一同位素在所有各种稳定同位素总量中的相对 份额。常以该同位素与 1H(取 1H＝1012)或 28Si(28Si=106)的比值表示。(2)相 对丰度(原子丰度）：同一元素各同位素的相对含量（以原子百分数计）。 2.同位素定年的基本原理
（1）.氧化还原反应 （2）.水解和脱水反应 （3）.水合作用 （4）.碳酸盐化或脱碳酸盐 化（5）.阳离子交换反应 5.地球化学障的定义，常见的地球化学障
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。
+1) 103ln αA-B ≈ δ A - δ B = Δ A-B 2.氢、氧、碳、硫同位素的常用标准 H、O 同位素标准：氢有 1H、2H（D）两个稳定同位素，同位素比值常用 2H/1H 表示；氧有 16O、17O 和 18O 三个稳定同位素，同位素比值常用 18O/16O 表示。 自然界 H、O 元素的天然产物 H2O 普遍存在，故二者常采用同一标准样。 C 同位素标准：碳有 12C、13C 两个稳定同位素，其同位素比值国际标准是：美 国南卡罗莱纳州白垩系皮狄组地层中的美洲拟箭石，用作碳同位素标准。
S 同位素标准：硫有 32S、33S、34S、36S 四种稳定同位素。同位素比值通常用 34S/32S 表示，标准是：• CDT—Canyon Diablo Troilite。CDT 是美国亚利桑那 州迪亚布洛峡谷中铁陨石中的陨硫铁，用作硫同位素标准。其 34S/32S=4500.45 ×10-5，δ34S=0。 任一样品对于不同标准之间δ值的关系可进行换算，设 X，A，B 分别为待测样 和二个标准
某些物质在一定的外界条件下结晶时，晶体中的部分构造位置随机地被介质中的其他质点 （原子、离子、配离子、分子）所占据，结果只引起晶格常数的微小改变，晶体的构造类型、 化学键类型等保持不变，这一现象称为“类质同象”。 5.Goldschimdt 定律
定律一：两个离子，如果他们具有相同的电价和离子半径，则易于交换，并以与他们 在整个体系中相同的比例进入固熔体。
已知δX-B，δB-A 分别为样品对标准 B 和标准 B 对标准 A 的δ值。 δX-A＝ δX-B+δB-A+δX-B·δB-A×10-3 3.同位素地质温度计的原理及应用（相关计算） δ值 δ（‰）= [(R 样/R 标) - 1] X 1000 同位素分馏系数α与δ值的关系：103lnαA-B ≈ δA- δB= ΔA-B 即 lnα A-B 与 A, B 两种物质的δ值之差相关。