06地球化学试卷A

课程号：013201 《地球化学》期末考试试卷(A卷)

考试形式：闭卷考试考试时间：120分钟

班号学号姓名得分

一、概念题(每题5分，共50分)

1、元素的丰度值

2、类质同象混入物

3、载体矿物和富集矿物

4、地球化学障

5、八面体择位能

6、戈尔德斯密特相律

7、相容元素和不相容元素

8、δCe值(列出计算公式并说明)

9、同位素分馏系数

10、衰变定律

二、问答题(每题8分，共40分)：

1、当以下每种物质形成时，其氧化电位是高还是低？(1) 陨石；(2)煤；(3)海底锰结核；(4)钒钾铀矿；(5)页岩中的黄铁矿；(6)鲕绿泥石。

2、为什么硅酸盐矿物中K的配位数经常比Na的配位数大？(离子半径：K＋的为1.38A，Na＋的为1.02A，O2-的1.40A)。

3、研究表明，岩浆岩和变质岩中的不同矿物具有不同的18O/16O比值，例如岩浆岩中石英一般比钾长石具有更高的18O/16O比值，试阐明控制矿物18O/16O比值大小的原因是什么？

4、用Rb-Sr或Sm-Nd法对岩石定年时，为什么当岩石矿物中的87Rb/86Sr或143Sm/144Nd比值差别越大结果越好？

5、试分析下图中稀土元素球粒陨石标准化模式中各个曲线可能代表的岩石类型及造成分配型式特征的原因。

三、论述题(任选1题，10分)

1、试述稀土元素数据的处理步骤和表示方法。

2、要获得准确的同位素地质年龄必须满足的条件是什么？

答案：

一、

1.每种化学元素在自然体中的质量,占自然体总质量(或自然体全部化学元素总质量)的相对份额(如百分数),称为该元素在该自然体中的丰度值.

2.某种物质在一定的外界条件下结晶时，晶体中的部分构造位置被介质的其它

质点(原子、离子、络离子、分子)所占据，结果只引起晶格常数的微小变化，而使晶体构造类型、化学键类型等保持不变的现象。由类质同像形式混入晶体中的物质称为类质同像混入物。含有类质同像混入物的混合晶体称为固溶体。

3. 载体矿物是指岩石中所研究元素的主要量分配于其中的那种矿物。但有时该

元素在载体矿物中的含量并不很高，往往接近该元素在岩石总体中的含量。

富集矿物是指岩石中所研究元素在其中的含量大大超过它在岩石总体中的含量的那种矿物。

4、地球化学障指地壳中物理或化学梯度具有突变的地带，通常伴随着元素的聚

集或堆积作用。即在元素迁移过程中经过物理化学环境发生急剧变化的地带时，介质中原来稳定的元素迁移能力下降，形成大量化合物而沉淀，这种地带就称为地球化学障。

5．任意给定的过渡元素离子,在八面体场中的晶体场稳定能一般总是大于在四面体场中的晶体场稳定能.二者的差值称为该离子的八面体择位能(OSPE).

这是离子对八面体配位位置亲和势的量度。八面体择位能愈大，则趋向于使离子进入八面体配位位置的趋势愈强，而且愈稳定。

6．在自然条件下，矿物常形成于一定的温度、压力变化范围，并在此范围内保持稳定。因此，F≥2，据吉布斯相律，F＝K－Φ＋2，有Φ≤K，即平衡共存的矿物数不超过组分数，即为戈尔德斯密特矿物学相律。

7．相容元素(Compatible elements):岩浆结晶或固相部分熔融过程中偏爱矿物相的微量元素；不相容元素(Incompatible elements):岩浆结晶或固相部分熔融过程中偏爱熔体或溶液相的微量元素.也称为湿亲岩浆元素(hygromagmatophile).

8．δCe或(Ce/Ce*)。是表征样品中Ce相对于其它REE分离程度的参数.Ce除

了三价态外,氧化条件下可以呈四价态而与其它REE 发生分离.δCe ＝

Ce/Ce*＝N N La Ce )2

Pr (+式中Ce N ,La N ,和Pr N 均为相应元素实测值的球粒陨石标准化值..

9.同位素分馏系数α值：指含有相同元素的两种分子同位素重/轻同位素比值的比

值。设有同位素平衡分馏反应：aA 1+bB 2⇔aA 2+bB 1

式中：A 、B 为含相同元素的两种分子，a 、b 为系数，1为轻同位素，2为

重同位素。分馏系数α=R A /R B (A 分子重/轻同位素比值/ B 分子重/轻同位素比值)=()A A 21/()B B 21

10.放射性衰变速率定律：单位时间内放射性同位素衰变的原子数与现存的放射

性母体原子数成正比，或衰变速率正比于现存母体原子数。设某自然体系现在的母体同位素原子数为P ，在自然体系形成时的母体同位素原子数为P 0，体系形成到现在的时间间隔为t ：dP dt

=－λP ，式中：λ－衰变常数，表示单位时间内原子发生衰变的概率。

二、

1、(1)陨石；(2)煤；(3)海底锰结核；(4)钒钾铀矿；(5)页岩中的黄铁矿；(6)鲕绿泥石。

答：高，低，高，高，低，低。(问题来源：Brownlow,1996)

2、 答： K 和Na 都属于碱性元素，其离子半径分别为：1.38A 和1.02A(Krauskopf et al,1995)或1.59和1.24A(Gill,1996)。以与阴离子O 2-结合为例，O 2-离子半径1.40A(Krauskopf et al,1995)或1.32(Gill,1996),根据阳离子与氧离子半径比值与配位数关系，K +/O 2-＝0.9857, Na +/O 2-=0.7286，由于等大球周围有12个球，而在离子晶体中，随阳离子半径的减小，为达到紧密接触，因此配位数也要减少。因此，在硅酸盐矿物中K 的配位数经常比Na 的配位数大，前者与氧的配位数为8，12，而后者为6,8。

3．答：根据同位素理论，氧与阳离子的键强控制了矿物的

18O/16O 比值，一般18O 富集于与氧形成更强键的矿物中。硅酸盐中硅氧键的键强比铝氧键强大，因此石英中的18O 要比钾长石更大。