施密特元素分类

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元素的分类

Partitioning between crystalline and liquid phases Partition coefficient:
D << 1, incompatible elements Large lon Lithophile Elements(LILE) >> K, Rb, Sr, Ba, >> Zr, U, Th, REE,etc. D>1, compatible elements >> Ni, Cr, Co,etc.
轻稀土:La—Nd 中稀土:Sm—Ho
ΣY 族稀土:Gd—Y 重稀土(HREE)
重稀土:Er—Lu+Y
稀土元素的主要性质
★ 稀土元素属新增电子充填在4f亚层的“4f型元素”：造成了电子和
原子核之间吸引力的连组增加，从而使原子受到收缩．随着原子序数增加，稀土元素的原子(离子)半径减少． “镧系收缩” 因此， “镧系收缩”决定了它们的晶体化学、地球化学性质非常相似．
亲生物元素：C N H O P B Ca Cl Na Si
By comparing the free energies of formation with those of ferrous
sulfide and ferrous silicate, it is possible to deduce which elements are siderophile, those which are chalcophile and which are lithophile.
（一）PROPERTIES OF
1.什么是稀土元素
REE
以往由于分析技术水平低，误认为他们在地壳中很稀少，另外它们一般发现于富集的风化壳上，呈土状，故名稀土。实际上稀土并不稀，REE（稀土元素）的地壳丰度为0.017%，其中Ce、 La、Nd的丰度比W、Sn、Mo、Pb、Co还高。中国是稀土大国，我国的稀土矿尤为丰富。我国内蒙白云鄂博稀土矿

元素地球化学

亲气元素atmophile：组成地球大气圈的主要元素,惰性气体元素,以及主要呈易挥发化合物存在的元素。如氢、氮、碳、氧、及惰性气体元素等。
亲生物元素biophile：集中在有生命的动植物内的元素。C, H , O, N, P, S, Cl, I, (B), (Ca, Mg, K, Na), (V, Mn, Fe, Cu)
◆元素地球化学主要研究内容和任务：
（1）每个或每组化学元素的地球化学性质；
（2）元素或元素群在自然界的分布、分配情况；
（3）元素相互置换、结合、分离的规律和机制；
（4）元素的存在形式、组合特点、迁移条件；
（5）每个元素的地球化学旋回及其演化历史和原因
（6）应用于地球资源、环境和材料的研究、预测、开发和保护。
亲铁元素Siderophile：富集于陨石金属相和铁陨石中的化学元素。它们与氧和硫的结合能力均弱,并易溶于熔融铁中；在地球中相对于地壳和地幔,明显在地核内聚集。其离子最外层电子数在8～18之间。典型的秦铁元素有镍、钴、金、铂族元素。
亲石元素lithophile：在陨石硅酸盐相中富集的化学元素;在地球中它们明显富集在地壳内,有较大的氧化自由能。在自然界中都以氧化物,含氧盐，特别是硅酸盐的形式出现。如硅、铝、钾、钠、钙、镁、铷、锶、铀、稀土元素等。其离子最外层电子数为2或8。
◆ 有关其他元素分类的常用术语：
常量元素：组成物质主要结构和成分的元素，它们常占天然物质总组成的99%以上，并决定了物质的定名和大类划分。
微量元素(trace element, microelement)：物质中除了那些构成主要结构格架所必须的元素之外，所有以低浓度存在的化学元素。其浓度一般低于0.1%，在大多数情况下明显低于0.1%而仅达到ppm乃至ppb数量级。

戈尔德施密特元素地球化学分类基本思想

戈尔德施密特元素地球化学分类基本思想
戈尔德施密特元素地球化学分类基本思想是一种用于研究地球化学的分类方法，它是由德
国地球化学家和矿物学家Friedrich Goldschmidt于1927年提出的。

该分类方法基于元素
的化学性质，将元素分为四类：大量元素、稀有元素、超稀有元素和极稀有元素。

大量元素是指地壳中含量最多的元素，它们包括氧、碳、氢、氮、磷、钾、钙、镁、铁等。

这些元素在地壳中的含量超过99%，它们是地球上最常见的元素，也是地球上最重要的元素。

稀有元素是指地壳中含量较少的元素，它们包括锶、锆、铬、钼、铜、锡、铍、钴、钒、铋等。

这些元素在地壳中的含量介于0.1%到1%之间，它们是地球上较为稀有的元素，也是地球上重要的元素。

超稀有元素是指地壳中含量极少的元素，它们包括镉、铱、钌、钯、铑、钐、钽、铼、锇、铑等。

这些元素在地壳中的含量介于0.001%到0.1%之间，它们是地球上极为稀有的元素，也是地球上重要的元素。

极稀有元素是指地壳中含量极少的元素，它们包括钋、钌、铱、锕、钛、钽、铑、钐、铼、锇等。

这些元素在地壳中的含量介于0.00001%到0.001%之间，它们是地球上极为稀有的元素，也是地球上重要的元素。

戈尔德施密特元素地球化学分类基本思想是一种有效的地球化学分类方法，它可以帮助我们更好地理解地球化学，并为研究地球化学提供有效的参考。

地球化学考点整理

一、主量元素：把研究体系（矿物、岩石）中元素含量大于1%的元素称为主量元素。

微量元素：研究体系中浓度低到可以近似地服从稀溶液定律的元素称为微量元素。

二、放射性同位素：原子核不稳定，它们以一定方式自发地衰变成其他核素的同位素。

放射性成因同位素：由放射性元素衰变而形成的同位素。

三、能斯特分配系数：在一定的温度、压力条件下，当两个共存地质相A、B平衡时，以相同形式均匀赋存于其中的微量组分i在两相中的浓度比值为一常数，该常数称为能斯特分配系数。

四、元素的地球化学亲和性：在自然体系中元素形成阳离子的能力和所显示出来的有选择地与某种阴离子结合的特性，称为元素的地球化学亲和性。

五、高场强元素：离子半径小，离子电荷高，离子电位>3，难溶于水，化学性质稳定，为非活动性元素。

如：Th、Nb、Ta、Zr。

大离子亲石元素：离子半径大，离子电荷低，离子电位<3，易溶于水，化学性质活泼，地球化学活动性强。

如：Rb，K，Cs，Ba。

六、亲铁元素：在自然体系中，特别是在O、S丰度低的情况下，一些金属元素不能形成阳离子，只能以自然金属形式存在，它们常常与金属铁共生，以金属键性相互结合，这些元素具有亲铁性，属于亲铁元素。

七、放射性同位素的衰变方式：（1）β-衰变：原子核中一个中子分裂为一个质子和一个电子，β-质点被射出核外，同时放出中微子v。

（2）电子捕获：原子核自发地从K或L层电子轨道上吸取一个电子（多数为K层，故又称K层捕获），与一个质子结合变成一个中子。

（3）α衰变：重核通过放射出由两个质子和两个中子组成的α质点而转变成稳定核。

（4）重核裂变：重同位素自发地分裂成2或3个原子量大致相同的碎片。

八、盐效应：当溶液中存在易溶盐类（强电解质）时，溶液的含盐度对化合物的溶解度会产生影响，表现为随溶液中易溶电解质浓度的增大将导致其他难溶化合物的溶解度增大，称盐效应。

电负性：电负性等于电离能（I）与电子亲和性（E）之和X=I+E，可用于度量中性原子得失电子的难易程度。

2.1 元素地球化学分类

四、其它分类
2. Nernst配分（分布）系数与元素分类配分（配分分布）元素在岩浆部分熔融与元素在岩浆部分熔融与结晶分异过程行为差异
i Ds / l
Ci = s Ci l
i Ds / l >1
Dis / l <1
相容元素
不相容元素
四、其它分类
3. 溶解度：可溶性元素 vs. 中等可溶性元素 vs. 不溶元素溶解度： vs. vs. 4. 化学反应速率：活动（泼）元素 vs. 不活动（泼、惰性） vs. 不活动（惰性）化学反应速率：活动（元素； vs. 元素；流体活动性元素 vs. 熔体活动性元素 5. 软硬酸碱理论：酸性元素 vs. 碱性元素软硬酸碱理论： vs.
地球化学
（Geochemistry） Geochemistry）
中国科学技术大学地球与空间科学学院 2009年 2009年2月24日 24日
地球化学授课提纲（I）地球化学授课提纲（
第二讲元素地球化学 2.1. 元素地球化学分类 2.2. 地壳地球化学组成 2.3. 地幔地球化学组成 2.4. 地核地球化学组成 2.5. 地球与太阳系地球化学组成 2.6. 地球化学热力学平衡与微量元素应用
可视化元素周期表网站 /viselements/ /
1. 元素地球化学分类
一、哥尔德施密特分类二、查瓦里茨基分类三、费尔斯曼分类四、其它分类
一、哥尔德施密特分类（1923）哥尔德施密特分类（1923）
矿化剂元素族、铁族元素、矿化剂元素族、铁族元素、稀有稀土元素钨钼元素族、铂族元素、族、钨钼元素族、铂族元素、硫化物成矿元素族、半金属和重化剂族、元素族、半金属和重化剂族、重卤素族以及放射性元素12个族及放射性元素12个族

地球化学复习重点

绪论:1. 地球化学:地球化学是研究地球及其子系统(含部分宇宙)的化学组成、化学作用和化学演化的科学.2. 地球化学研究的基本问题:①元素(同位素)在地球及各子系统中的组成②元素的共生组合和存在形式③研究元素的迁移④研究元素(同位素)的行为⑤元素的地球化学演化3. 地球化学的研究思路:"见微而知著"。

通过观察原子、研究元素(同位素),以求认识地球和地质作用地球化学现象。

4. 简述地球化学的研究方法:A. 野外工作方法:①宏观地质调研②运用地球化学思维观察、认识地质现象③在地质地球化学观察的基础上,根据目标任务采集各种地球化学样品B.室内研究方法:④量的测定,应用精密灵敏的分析测试方法,以取得元素在各种地质体中的含量值⑤质的研究,也就是元素结合形态和赋存状态的研究⑥动的研究,地球化学作用过程物理化学条件的测定和计算。

包括测定和计算两大类。

⑦模拟地球化学过程,进行模拟实验。

⑧测试数据的多元统计处理和计算。

第一章:基本概念1. 地球化学体系:我们把所要研究的对象看作是一个地球化学体系,每个地球化学体系都有一定的时间连续,具有一定的空间,都处于特定的物理化学状态(T、P 等)2. 丰度:一般指的是元素在这个体系中的相对含量(平均含量)。

3. 分布:元素的分布指的是元素在一个化学体系中(太阳、陨石、地球、地壳、某地区)整体的总的含量特征。

4. 分配:元素的分配指的是元素在各地球化学体系内各个区域、各个区段中的含量。

5. 研究元素丰度的意义:①元素丰度是每一个地球化学体系的基本数据以在同一体系中或不同体系中用元素的含量值来进行比较,通过纵向(时间)、横向(空间)上的比较,了解元素基本特征和动态情况,从而建立起元素集中、分散、迁移等系列的地球化学概念。

是研究地球、研究矿产的重要手段之一。

②研究元素丰度是研究地球化学基础理论问题的重要素材之一。

宇宙天体是怎样起源的?地球又是如何形成的?地壳中主要元素为什么与地幔中的主要元素不一样?生命是怎么产生和演化的?这些研究都离不开地球化学体系中元素丰度分布特征和分布规律。

勘查地球化学

绪论勘查地球化学是20世纪30年代兴起的地学最年轻的分支学科之一。

它是地学与化学相结合的产物，即化学方法找矿，简称化探。

随着社会进步与发展，地球化学找矿已以从纯粹的找矿领域拓展到环境地球化学、工程地球化学、农业地球化学、基础地质研究等领域。

“化探（地球化学找矿）”这一名词逐步被勘查地球化学所取代。

5※<一.概念>20世纪中叶，原苏联学者认为：“地球化学找矿是根据基岩及其覆盖层中、地下水及地表水流中、植物中、土壤中和气体中的含矿物质不明显的微观晕，以发现矿床的一种找矿方法。

”西方国家的学者对地球化学找矿的定义则是：“地球化学找矿是基于系统的测定天然物质中一种或数种化学物质的任何勘查方法。

”我国学者认为：“勘查地球化学是为了各种不同目的，系统地在不同比例尺与规模上考察地壳元素的分布变化，应用化学元素分布分配、共生组合及变化规律来指导找矿等的应用学科。

”5※<二.勘查地球化学发展史>勘查地球化学是从一种找矿技术地球化学找矿发展起来的年轻的地学分支。

地球化学探矿最早是在北欧和前苏联发展起来的，受到了几位大师的影响。

一个是戈尔德施密特，他在挪威的哥廷根实验室开始使用光谱技术，于是有了痕量地球化学的发展。

另外两位是俄罗斯的维尔纳茨基和费尔斯曼。

我国在勘查地球化学领域做出杰出贡献的是谢学锦院士。

V.M.戈尔德施密特Goldschmidt,Victor Moritz1888年生于瑞典苏黎世，其父亲是一位颇有名望的奥斯陆大学物理化学家。

1911年在奥斯陆大学获得了哲学博士学位，毕业论文：地壳中矿物学变化的相位定律。

1929年在哥廷根大学任职。

戈尔德施米特使矿物学不再是一门纯描述性的学科。

如同古腾贝格是地球物理的倡导者一样，戈尔德施米特是地球化学的先驱者。

戈尔德施米特是犹太人，在集中营关押时期健康受到严重损害，1947年卒于挪威奥斯陆。

贡献1：1917年在挪威奥斯陆创立了晶体化学新学科，并在此基础上开创了微量元素地球化学的研究，揭示微量元素在岩石及矿物中存在形式和分布规律。

地球化学（复习资料）

地球化学（复习资料）第⼀章1.克拉克值：元素在地壳中的丰度，称为克拉克值。

元素在宇宙体或地球化学系统中的平均含量称之为丰度。

丰度通常⽤重量百分数（%），PPM（百万分之⼀）或g/t表⽰。

2.富集矿物:指所研究元素在其中的含量⼤⼤超过它在岩⽯总体平均含量的那种矿物。

3.载体矿物:指岩⽯中所研究元素的主要量分布于其中的那种矿物。

4. 浓集系数=⼯业利⽤的最低品位/克拉克值。

为某元素在矿床中可⼯业利⽤的最低品位与其克拉克值之⽐。

5.球粒陨⽯：是⽯陨⽯的⼀种。

（约占陨⽯的84%）：含有球体，具有球粒构造，球粒⼀般为橄榄⽯和斜⽅辉⽯。

基质由镍铁、陨硫铁、斜长⽯、橄榄⽯、辉⽯组成。

划分为： E群——顽⽕辉⽯球粒陨⽯，⽐较稀少；O群——普通球粒陨⽯: H亚群—⾼铁群，橄榄⽯古铜辉⽯球粒损⽯；L亚群—低铁群，橄榄紫苏辉⽯球粒陨⽯； LL亚群—低铁低⾦属亚群；C群——碳质球粒陨⽯，含有碳的有机化合物和含⽔硅酸盐，如烷烃、芳烃、烯烃、氨基酸、卤化物、硫代化合物等。

为研究⽣命起源提供重要信息。

分Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。

Ⅰ型其⾮挥发性组成代表了太阳系星云的⾮挥发性元素丰度。

6.浓度克拉克值=某元素在地质体中的平均含量/克拉克值,反映地质体中某元素的浓集程度。

1.陨⽯在地化研究中的意义：（⼀）陨⽯的成分是研究和推测太阳系及地球系统元素成分的重要依据：（1）⽤来估计地球整体的平均化学成分。

○1陨⽯类⽐法，即⽤各种陨⽯的平均成分或⽤球粒陨⽯成分来代表地球的平均化学成分。

○2地球模型和陨⽯类⽐法来代表地球的平均化学成分，其中地壳占质量的1%，地幔31.4%，地核67.6%，然后⽤球粒陨⽯的镍—铁相的平均成分加5.3%的陨硫铁可以代表地核的成分，球粒陨⽯的硅酸盐相平均成分代表地壳和地幔的成分，⽤质量加权法计算地球的平均化学成分。

（2）I型碳质球粒陨⽯其挥发性组成代表了太阳系中⾮挥发性元素的化学成分。

（⼆）陨⽯的类型和成分是⽤来确定地球内部具层圈结构的重要依据：由于陨⽯可以分为三种不同的陨⽯—⽯陨⽯、⽯铁陨⽯和铁陨⽯，因⽽科学家设想陨⽯是来⾃某种曾经分异成⼀个富含⾦属的核和⼀个硅酸盐外壳的⾏星体，这种⾏星经破裂后就成为各种陨⽯，其中铁陨⽯来⾃核部，⽯铁陨⽯来⾃⾦属核和硅酸盐幔的界⾯，⽽⽯陨⽯则来⾃富硅酸盐的幔区。

戈尔德施密特元素地球化学分类

戈尔德施密特元素地球化学分类（Goldschmidt geochemicalclassification of the elements）是以其地球起源和内部构造的假说为基础的，戈尔德施密特（V·M·Goldschmidt）根据化学元素的性质及其在各地球层圈内分配之间的关系，将元素分为4个地球化学组：
①亲石元素，离子最外层具有2个或8个电子，呈惰性气体型稳定结构，与O、F、Cl亲和力强，多组
成氧化物或含氧盐，特别是硅酸盐，形成大部分造岩矿物，并主要集中在岩石圈；
②亲铜元素，离子最外层具有18个电子的铜型结构，与S、Se、Te亲和力强，多形成硫化物和复杂硫化物；
③亲铁元素，离子最外层具有8～18个电子的过渡型结构，与O及S的亲和力均较弱，主要集中在地球深部的铁镍核中；
④亲气元素，原子最外层具有8个电子，化学活动性较差，主要呈原子或分子状态集中在地球的大气圈中。

此外，戈尔德施密特还划分出亲生物元素（主要是C、N、H、O、P、B等），这些元素多富集在生物圈中。

简述戈尔德施密特元素地球化学分类及其基本思想

简述戈尔德施密特元素地球化学分类及其基本思想
简述戈尔德施密特元素地球化学分类及其基本思想
戈尔德施密特元素地球化学分类是一种将地壳组成元素分类的方法，
由德国地球化学家和哲学家Max Otto Friedrich von Grundschmidt
施密特（1896-1972）提出。

该元素分类系统将地壳中的元素分为六类，分别是大量元素（MAE），
中量元素（MME），少量元素（SLE），稀有轻元素（RLE），稀有重元
素（RHE）和放射性元素（RE）。

大量元素（MAE）包括氧、碳、氢和
氮等，它们在地壳中的含量很高，是其他元素的主要成分；中量元素（MME）有钙、镁、铝、钾和铁等，它们的含量也比较高；少量元素（SLE）有硅、磷、硫、氯和锶等，它们的含量较低；稀有轻元素（RLE）有氟、铬、钼、钴、镍和铜等，它们的含量更低；稀有重元素（RHE）有铱、钌、硼、锗和钽等，它们的含量是最低的；放射性元素（RE）有钚、铀、镭、锕和钚等，它们的含量最低。

施密特元素分类系统的基本思想是，地壳组成元素不是数量均等的，
元素的分类应该基于它们在地壳中的含量比例。

据此，施密特将地壳
中的元素分为六类，第一类是大量元素，含量占地壳总量的90％以上；第二类是中量元素，含量占地壳总量的5％-90％；第三类是少量元素，含量占地壳总量的0.003％-5％；第四类是稀有轻元素，含量占地壳总量的0.001％-0.003％；第五类是稀有重元素，含量占地壳总量的
0.0001％-0.001％；第六类是放射性元素，含量占地壳总量的更少。

施密特元素分类系统能够精确地描述地壳中元素的分布，为地球化学研究提供了重要的理论指导，也为矿物研究提供了重要的参考。

矿物相律

戈尔德施密特元素地球化学分类（Goldschmidt geochemicalclassification of the elements）是以其地球起源和内部构造的假说为基础的，戈尔德施密特（V·M·Goldschmidt）根据化学元素的性质及其在各地球层圈内分配之间的关系，将元素分为4个地球化学组：①亲石元素，离子最外层具有2个或8个电子，呈惰性气体型稳定结构，与O、F、Cl 亲和力强，多组成氧化物或含氧盐，特别是硅酸盐，形成大部分造岩矿物，并主要集中在岩石圈；②亲铜元素，离子最外层具有18个电子的铜型结构，与S、Se、Te亲和力强，多形成硫化物和复杂硫化物；③亲铁元素，离子最外层具有8～18个电子的过渡型结构，与O及S的亲和力均较弱，主要集中在地球深部的铁镍核中；④亲气元素，原子最外层具有8个电子，化学活动性较差，主要呈原子或分子状态集中在地球的大气圈中。

此外，戈尔德施密特还划分出亲生物元素（主要是C、N、H、O、P、B等），这些元素多富集在生物圈中矿物相（英文名称mineralphase）是有关矿物变质岩学的一个专用词。

简单地来说，岩石中一种矿物为一个相，固溶体矿物也算一个相，如发生了固溶体分离，则主、客晶各为一个相。

矿物相用于研究矿物的相组成及相变规律的地质学名词。

在封闭系统中，因为变质矿物组合一般是在一定的温度和压力范围内形成的，这表明变质作用通常是在温度和压力都可变化的条件下进行。

在开放体系中，岩石中的组分可分为惰性组分（Ci）和活动组分（Cm），即C=Ci+Cm，因为在一定的温度和压力条件下，岩石中只有惰性组分与变质岩的矿物组合有关，而完全活动组分对变质岩的矿物组合没有影响，因此变质岩中平衡共生的矿物相数应等于或小于岩石中的惰性组分数。

反映变质岩形成过程中达到热力学多相平衡时，矿物相数与独立组分数之间关系的法则。

是吉布斯相律在封闭体系中的应用。

由挪威科学家V.M.戈尔德施密特根据吉布斯相律于1911年提出的，又称戈尔德施密特矿物相律。

地球化学重点整理

地球化学重点整理Part I 后半学期内容Chap1 宇宙和地球的成因及组成1.元素丰度的定义、表达形式、研究意义定义：化学元素在一定自然体系中的相对平均含量。

表达形式：元素丰度值采用的是相对于106个Si 原子的各个元素的原子数，即原子丰度值，选择Si 作为标准是因为该元素分布广且挥发性又小，因而稳定性好。

意义：丰度实际上是一个体系的背景，它是是地球化学的几个基本问题之一，在地球化学的发展中必不可少的工作。

2.化学元素在太阳系行星中的分布特点类地行星：主要元素是Fe, Si, Mg等非挥发性元素；巨行星：化学成分以H、He为主，亲铁、亲石元素少；远日行星：成分以C、N、O为主，H、He比例不大，少量亲铁-亲石元素。

3.确定太阳系元素丰度的途径太阳系平均化学成分或元素宇宙丰度的确定主要依据两类数据：一是根据太阳大气光谱资料确定太阳系中挥发性元素含量。

二是根据球粒陨石的化学组成确定太阳系中非挥发性元素的组成和含量。

4.元素在宇宙中的丰度宇宙中元素分布的如下特征规律：1. 宇宙中最丰富的元素为H 和He，H/He 比值为12.5。

2. 原子序数较低（Z<50）的轻元素随原子序数增加呈指数递减，而在较重元素范围内（Z>50），不仅元素的丰度低，而且丰度值几乎不变，即丰度曲线近乎水平。

3. 原子序数为偶数的元素其丰度值大大高于原子序数为奇数的相邻元素。

4. 与He 相邻的元素Li、Be 和B 具有很低的丰度，按较轻元素的丰度水平它们是非常亏损的元素；O 和Fe 呈明显的峰出现在元素丰度曲线上，说明它们是过剩的元素5. Tc 和Pm 没有稳定性同位素，在宇宙中不存在；原子序数大于83（Bi）的元素也没有稳定同位素，它们都是Th 和U 的长寿命放射成因同位素。

在丰度曲线上这些元素的位置空缺。

6. 质量数为4的倍数的核素或同位素具有较高的丰度，如4He、16O、40Ca、56 Fe和140Ce等。

元素分布的基本规律

主要内容：一、地球化学旋回与元素分布二、元素的共生组合三、元素的空间分布四、元素含量的概率分布第一节地球化学旋回与元素分布勘查地球化学主要是通过调查地球表层系统中化学元素的分布特征来研究它对人类产生的直接或间接利害关系。

因此，了解元素分布分配的基本规律是十分必要的。

元素分布、分配有两重含义：1、元素在地球各圈层的分布，特别是地壳表层各地质体间及各类岩石、矿物间的分布、分配；2、元素在各地质作用过程中的分布、分配。

前者是后者的结果，是勘查地球化学研究的主要内容。

此外，分布与分配也有差别。

如下图（图1-1）中金矿中金以硫化物及自然金的形式存在，反映了Au在矿石的具体分配形式，而矿石中金的品位则是反映其在矿石中的分布情况。

（图1－1）石英脉型金矿石（一）地球化学旋回元素演化是以元素的赋存介质的变迁实现的。

从图1-2、3中可看出，在地幔对流驱动板块动移并发生岩石循环过程中，地幔物质分异出的岩浆及地壳物质重熔形成的岩浆通过上升，结晶形成岩浆岩，经构造运动隆升至地表或近地表，进入表生环境，遭受风化、剥蚀，搬运到湖、海盆地沈积成岩。

沉积岩再经沉降或俯冲到地壳深处，发生变质或部分重熔而形成新的岩浆，完成一个大旋回。

在大旋回演化过程中，同时还存不同级次的次级旋回。

如沉积岩直接进入风化搬运，变质岩也可不遭受重熔而上升至地表遭受风化、剥蚀等。

图1-2地幔对流与板块运移示意图图1-3地球化学（岩石）旋回示意图图1-2、3中外生环境与内生环境的分界一般说来相当于潜水面，之下为还原环境，之上为氧化环境。

但在基岩中断裂发育区，地下水下渗较深，也会对潜水面之下的岩石产生氧化作用。

同时，我们还应当看到，地球化学旋回不是简单的机械重复，它始终伴随着物质形态的转变，化学成分的变化。

可见，地球化学旋回的方式可以重复，但其物质成分的演化趋势是不可逆的，从而引起了化学元素的分异和演化，这种分异和演化是有规律的。

（二）常量组分分布特征地壳的形成，地壳的物质成分与地幔，特别是上地幔最有成因联系，这是因为地壳物质起源点在地幔，地球化学旋回的最深点也在地幔。

戈尔德施密特元素地球化学分类及其基本思想

戈尔德施密特元素地球化学分类及其基本思想戈尔德施密特元素地球化学分类是由德国地质学家约瑟夫·戈尔德施密特提出的一种地球化学分类方法，旨在通过研究地球内部元素的分布情况，来解释地球演化过程和形成机制。

这一分类方法又称为戈尔德施密特分类法或戈尔德施密特元素地质学分类法。

戈尔德施密特元素地球化学分类的基本思想是将地球内部的元素分为三类：稀有地壳元素（REE）、常见地壳元素和常见地幔元素。

稀有地壳元素是指在地壳中含量较低的元素，如铌、铈、钆和钌等。

常见地壳元素是指在地壳中含量较高的元素，如铁、铜、锡、锌和镁等。

常见地幔元素是指在地幔中含量较高的元素，如铝、锶和钛等。

戈尔德施密特元素地球化学分类的基本思想是基于元素的相对稀缺性来划分的，因此这一分类方法也被称为稀缺性分类法。

戈尔德施密特元素地球化学分类的基本思想是，地球内部的元素不是均匀分布的，而是有一定的分布规律。

这种分布规律可以通过稀有地壳元素、常见地壳元素和常见地幔元素这三类元素的相对稀缺性来表示。

戈尔德施密特元素地球化学分类的基本思想还体现在这三类元素的相对稀缺性的变化趋势上。

在地球的演化过程中，稀有地壳元素的相对稀缺性是单调递增的，常见地壳元素的相对稀缺性是单调递减的，而常见地幔元素的相对稀缺性是相对稳定的。

这意味着在地球的演化过程中，稀有地壳元素的含量是不断增加的，常见地壳元素的含量是不断减少的，而常见地幔元素的含量是相对稳定的。

戈尔德施密特元素地球化学分类的基本思想还体现在这三类元素的分布规律上。

稀有地壳元素主要分布在地壳的浅层，而常见地壳元素则分布在地壳的深层。

常见地幔元素则主要分布在地幔中。

这意味着地球内部的元素分布是有层次的，具有一定的结构性。

戈尔德施密特元素地球化学分类的基本思想还体现在这三类元素在地球内部的运移规律上。

稀有地壳元素难以在地球内部运移，因此它们的分布一般是固定的。

常见地壳元素在地球内部的运移能力较强，它们的分布相对不稳定。

微迹元素地球化学

4. 数理统计方法
在地质体中分布特征的研究
1. • •
微量元素存在形式及在地质体中分布特征的研究独立矿物元素在矿物中含量达百分之几以上类质同象替代主量元素
微量元素在地质体中可有以下存在形式：
元素以离子离子团分散状态参加到寄主矿物晶格，置换晶体化学性质与其相近的元素在晶格中的位置，含量不定。钾长石中的Rb、Sr、Pb
85
Xe
86
Cs
87
Ba
88
Hf
90
Ta
91
W
92
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg
Tl
Pb
Bi
Po
At
Rn
Fr
Ra
57
Ac
58
Th
59
Po
60
U
61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71
La
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Ce
90
Pr
91
Nd
92
Pm
93
Sm
94
Eu
95
Gd
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Tb
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Dy
98
Ho
99
Er
100
Tm
微迹元素地球化学
绪
演化的科学。
论
微迹元素地球化学是地球化学的分支学科之一，研究微量元素在地球（部分天体）中的分布、化学作用及化学基本任务是根据微量元素自身的特性来阐明它们在地球系统中的分布、分配，在地质-地球化学过程中的性状，与其它元素结合，集散和迁移的规律，在自然界活动、演化的历史。
一．微迹元素的概念微迹元素（trace element），文献上的用词不完全统一，也称为微量元素，痕量元素、次要元素（一些学科称为杂质元素、副元素），英文中也称minor-, micro-， oligo- 等，不完全统一。

元素地球化学重点,西大版

一、名词解释1.元素地球化学：是地球化学最主要的分支学科之一。

通过阐明个别元素的地球化学和宇宙化学特征及其与其它元素的组合关系来研究自然界化学演化规律的学科,是地球化学的传统研究内容和主干学科。

它力求完整地了解元素的地球化学过程及其演化历史和原因,揭示元素含量变化对自然过程（地质过程）的指示意义。

2. 元素Element：定义：同种结构原子,构成化学过程的的基本物质单元；特征：具有不同原子数；分类: 有许多不同分类方案，在地球化学领域有特殊的分类方案：如戈尔德施密特（Goldschmidt）的分类等。

3. 丰度（abundance）：元素在自然体系（地壳、地球、太阳系等）中的含量.4. 克拉克值(Clarke value) ：元素在地壳中的丰度，纪念F W Clarke 在1924年首次发表了50种元素的地壳丰度.5. 主量元素/常量元素(major elements）：能构成独立的矿物相，它们经常占天然岩石总组成的99%以上。

岩石中主量元素通常包括：SiO2, TiO2, Al2O3, FeO(Fe2O3), MgO, CaO,Na2O, K2O,MnO, P2O56. 微量元素(trace element)：岩石中不能构成独立的矿物相，以低浓度存在的化学元素。

其含量一般低于0.1%，在大多数情况下明显低于0.1%而仅达到ppm乃至ppb数量级.7. 铂族元素（Pt Group Elements PGE）：原子序数从44至46以及76至78，也称之为贵金属元素，包括：Ru，Rh，Pd，Os，Ir，Pt，Au。

地壳中含量很低，熔点高且难于分离，除了Au，均为银白色金属。

8. 过渡金属元素（T ransition Elements TE）：原子序数从21至30，包括：Sc，Ti，V，Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn。

9. 高场强元素(High field strength Elements，HFSE)：场强指离子每单位表面的静电荷强度，常以离子电荷与离子半径的比值，即离子势表示。

第二章自然界元素结合规律-12

2）与氧、硫结合的阳离子性质
电负性差值是制约元素亲和性的主要因素。据金属离子与氧或硫的电负性差值可判断元素的亲氧、亲硫性。
第四周期元素的电负性与亲和性
K+ Ca2+ Sc3+ Ti3+ V3+ Cr3+ Mn2+ Zn2+ Fe2+ Co2+ Ni2+ Cu2+
相对电负性X＊ △X金属与氧 △X金属与硫
(4)自然稳定相都不是纯的化合物。
几乎每一种矿物都是一个成分复杂、元素含量与一定变化范围的混合物系列。
(5)自然作用产物的类型重复出现
在地壳的物理条件下，相似的物质组成和类似的作用过程会使自然作用产物的类型重复出现。如不同的岩石大类、矿床类型分别由各具特征的矿物组合构成，表现为矿物之间有规律的共生组合。地球物理化学条件元素丰度元素化学和晶体化学性质
N P V Nb Ta Po
O S Cr Mo W U
F Cl Mn Tc Re Fe Ru Os Co Rh Ir Ni Pd Pt Cu Ag Au Zn Cd Hg Ga In Tl Ge Sn Pb As Sb Bi Se Te Po Br I At
Ac
亲石元素
亲铁元素
亲铜元素
亲气元素
三、元素的地球化学分类
2. 查瓦里茨基元素地球化学分类：
分类依据：以展开式元素周期表为基础，赋以原子和离子半径以重要意义，并根据元素的地球化学行为的相似性将元素分为12族： ①氢族-重要成矿介质，岩浆、沉积、变质、热液，水对元素迁移有意义; ②惰性气体族-一般不参加反应，富集在大气圈; ③造岩元素族: Li、Be、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Rb、 Sr、Cs和Ba-常量元素（ωB>0.1%），是构成岩石圈的主量元素。微量元素分散产于硅酸盐及碳酸盐中，局部富集伟晶岩以及沉积岩； ④岩浆射气元素族:B、C、N、O、F、P、S和Cl； ⑤铁组:Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co和Ni-内生作用中与铁有相似的地球化学性质。富集在超基性岩、基性岩及有关矿床中

中国科学院地质与地球物理研究所地球化学专业考博真题2006-2010年

2006年中科院地质与地球物理所地球化学专业博士入学考题一、名词解释1.元素丰度2.半衰期3.相容元素4.稳定同位素5.类质同象6.同位素计时体系的封闭温度7.微量元素8.U-Pb同位素体系的普通Pb9.温度效应气体10.晶格能11.分配系数12.地幔交代作用二、简答1.等时线定年法的原理。

2.目前锆石U-Pb体系定年的主要方法和各自的优缺点。

3.简述埃达克岩的特征和形成环境。

4.简述识别地幔岩浆遭受地壳混染的地球化学手段。

5.简述氧同位素测试方法和其应用。

6.简述大气圈和水圈的形成和演化。

三、论述1.概述同位素分馏、分馏系数及其影响因素。

并举例说明稳定同位素分馏程度在地球科学其一领域中的应用。

2.论述岩浆作用过程中（部分熔融和分离结晶）相容元素和不相容元素的变化规律。

3.概述研究高级变质岩热演化（T-t曲线）的原理和方法（以某一岩石类型为例，如榴辉岩、麻粒岩）。

4.论述地球化学方法在花岗岩成因研究中的应用（可结合实例说明）。

2007年中科院地质与地球物理所地球化学专业博士入学考题一、名词解释1.球粒陨石2.相容元素3.吉布斯相率4.部分熔融作用5.稀土元素标准化6.稳定同位素分馏系数7.等时线8.封闭温度9.分配系数10.放射性衰变常熟11.地幔楔12.类质同象二、简答和论述1．列出你所了解和阅读的国际重要的地球化学杂志名称（>4）2.说明太阳、行星和陨石对元素丰度研究的贡献。

3.简述戈尔施密特元素地球化学分类的依据，结果和意义。

每类列举三种以上的代表元素。

4.简述类质同象法则。

举例说明它对微量元素集中和分散的影响。

5.论述微量元素地质温度计的原理和应用。

6.举例说明稀土元素在地球化学研究中的作用。

7.造成地幔不均一性的可能因素有哪些？简述大陆陨石的同位素组成变化大于大洋岩石同位素组成变化的原因。

8.举例说明H、C同位素在矿床地球化学示踪的应用。

9.选取某一同位素体系（Rb-Sr，Sm-Nd）及以岩类或者矿床为例，叙述其视年龄、内部矿物等时线和全岩等时线年龄方法的原理、前提、差异及应用。

戈尔德施密特元素分类

戈尔德施密特元素分类
1. 你知道吗，戈尔德施密特元素分类就像是给元素们办了一场超级派对！比如说，亲铁元素，就像那些喜欢跟金属打成一片的小伙伴，像铁、镍这些元素，它们总是那么亲密无间呀。

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戈尔德斯密特元素地球化学分类

戈尔德斯密特元素地球化学分类《戈尔德斯密特元素地球化学分类》同学们，今天咱们来聊聊化学里的一些有趣的事儿，这可都和戈尔德斯密特元素地球化学分类有点关系呢。

不过在这之前，咱们得先把一些基本的化学概念搞清楚。

咱们先说说化学键吧。

化学键就像是原子之间的小钩子，把原子们连接在一起，组成分子或者化合物。

这里面有两种比较常见的钩子呢。

一种是离子键，就像带正电和带负电的原子是两块超强的磁铁，一正一负，“啪”的一下就吸在一起了。

比如说氯化钠，钠原子失去一个电子变成带正电的钠离子，氯原子得到一个电子变成带负电的氯离子，这两个离子就像磁铁一样紧紧吸住了，这就是离子键。

还有一种共价键呢，就像是原子们共用小钩子来连接。

比如说氢气分子，两个氢原子各自拿出一个小钩子，然后一起共用这两个小钩子，就形成了共价键，把两个氢原子绑在了一起。

再说说化学平衡，这个就像拔河比赛。

你们看啊，反应物就像一队人，生成物就像另一队人。

刚开始的时候，反应物这边人多力量大，反应就朝着生成物的方向进行得比较快，就像拔河的时候一方被另一方拉着走。

但是呢，随着反应进行，生成物这边的力量也慢慢变大了，到最后啊，两边的力量一样大了，也就是正反应速率和逆反应速率相等了，这个时候就达到了化学平衡，就像拔河的两队谁也拉不动谁了，而且两边的人数（也就是反应物和生成物的浓度）也不再变化了。

分子的极性这个概念也很有趣。

咱们可以把分子想象成一个个小磁针。

比如说水，水是极性分子，就像小磁针一样，氧原子那一端呢，就像磁针的南极，带负电；氢原子那一端呢，就像磁针的北极，带正电。

但是二氧化碳就不一样了，二氧化碳是直线对称的分子，就像两边完全一样的东西，它是非极性分子，就不像小磁针有明显的两极。

配位化合物就像是一场聚会。

中心离子就是聚会的主角，周围的配体呢，就像是来参加聚会的小伙伴。

这些小伙伴有个特殊的本事，就是能提供孤对电子来和主角共享，这样就形成了配位化合物。

就好比小伙伴们带着礼物（孤对电子）来和主角一起玩，然后大家就形成了一个新的团体（配位化合物）。