中国地质大学(北京)地球化学复习题第四章
地球化学讲义微量元素地球化学(中国地质大学)
5.微量元素在岩石与熔体之间的分配系数:常用岩石中所有矿物 的分配系数与岩石中各矿物含量的乘 积之和一表达。
n
Di KDi Wj ji
即 n:含量微量元素i的矿物数 Wj:第j种矿物的质量百分数 KDi: 第j种矿物对微量元素的简单分配系数
方法是:测定待研究地质体中共生矿物对中某微量元 素的含量,算出该元素在矿物对的分 配系数,利用以上 关系式即可计算出矿物结晶温度。
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地 球 化 学
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样品号 1
温度(℃) 1160
橄榄石Ni 1555
单斜辉石Ni 255
2
实验测定法:用化学试剂合成与天然岩浆成分相似的玻璃物质, 实验使一种矿物与 之达到微量元素的分配平衡,然后测定元素在两 相中的浓度,计算得 到分配系数。
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地 球 化 学
7.分配系数的影响因素: 体系组分的影响—岩浆岩化学成分的变化在很大程度上取决于 硅酸盐熔体的结构,不同硅酸盐熔体共存时微量元素分配情况明 显不同;
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地 球 化 学
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二、微量元素在共存相中的分配
在一定的环境(物理化学条件)中,一切自然作用体系均趋向于平衡。 当达到平衡时,
常量元素
微量元素
体系中 的浓度
很高
极低
独立 矿物
能形成独立矿物
不能形成独立矿物,但在平衡共存的矿物之间(或液相- 固相之间)进行分配
地球化学期末复习试题大全
地球化学期末复习试题大全1.地球化学期末复习试题大全2.元素的浓集系数:定义为—浓积系数=矿石边界品位/克拉克值。
实质是地壳中某元素称为可开采利用的矿石所需要富集的倍数;浓积系数低的元素较容易富集成矿;浓积系数高的需要经过多次旋回和多次的富集作用才能达到工业开采品位。
长作为确定元素富集成矿能力的指标。
3.大离子亲石元素:离子半径大;大于常见造岩元素的亲石元素;如钾、铷、钙、锶、钡、铊等。
4.不相容元素或相容元素:在岩浆过程中;总分配系数大于1;趋向于保留在源区岩石的固相矿物中的元素为相容元素;如Ni;Cr;Co等;总分配系数小于1;趋向于进入到熔体中的称为不相容元素;如Ba;Rb;U。
5.惰性组分:扩散能力很差;难于与系统发生物质交换的组分。
系统对它们来说是封闭的;在平衡过程中保持质量固定不变;因而又称为固定组分。
活性组分:在交代过程中为了消除组分在矿物和外来溶液之间存在的浓度梯度(化学位);就会发生其小一部分组分向岩石(体系)的带入和另一部分组分自岩石带出;这样的组分称为活性组分。
6.元素的地球化学亲和性:指阳离子在地球化学过程中趋向于同某种阴离子结合的性质。
分亲铁性(趋向于以单质形式产出)、亲硫性(趋向于与硫形成强烈共价键的性质)、亲氧性(趋向于与氧形成强烈离子键的性质)和亲气性。
7.批次熔融模型:表示在部分熔融过程中;熔体相和残余相在不断建立的平衡中进行;发生连续的再平衡;直到熔体的移出。
C1/C0=1/(D(1-F)+F)C1和C0分别是岩浆源区岩石和岩浆中元素的含量;D为元素的分配系数;F为部分熔融程度;(0~1)8.同位素分馏系数:在平衡条件下;两种相中某种同位素比值之商。
αA-B= R A/R B。
其中R为同位素比值;常用重同位素与轻同位素比值表示。
分馏系数是温度的函数;温度越高;α约趋于1 ;表明分馏作用越小。
9.δEu:一定体系中稀土元素Eu相对与标准值的比值;反映了Eu与其他稀土元素之间发生分离的强弱程度。
地球化学复习资料
地球化学复习资料第⼀部分:选择题1.硫同位素分馏的主要⽅式是()和()。
A.物理分馏;化学分馏B.化学分馏;⽣物分馏C.物理分馏;⽣物分馏2.A.E.Ringwood电负性法则适合于()A.所有状态B.离⼦键化合物C.共价键化合物3.地球化学亲和性可⽤于研究()元素的结合规律。
A.常量元素B.微量元素C.所有元素4.V.MGoldschmidt类质同象法则适⽤于研究()化合物的类质同象规律A.硫化物B.离⼦键化合物C.所有5.克拉克值是由()提议命名的A.ClarkB.FersmanC.V.M.Goldschidt6.⽅铅矿的铅同位素组成可以代表()A.现阶段体系的铅同位素组成B.形成时体系的铅同位素组成C.下地壳的铅同位素组成7.C14可以测定活树的年龄A.不对B.对C.有时可以8.确定地质体元素丰度的关键是:()、样品分析精度、样品统计性A.样品多少B.样品代表性C.样品是否新鲜9.络离⼦的稳定性与其不稳定常数(K不)有关,(K不)越⼤()A. 稳定性⼤,迁移能⼒强B.稳定性,迁移能⼒⼤C.络离⼦越不稳定,迁移能⼒⼩10.活度积原理可以解释()元素的迁移与沉淀A.难溶元素B.易溶元素C.所有元素11.元素迁移表现为()A.含量变化B.含量变化、空间位移和存在形式变化12.LREE是指()/doc/94db84ce0242a8956aece42b.html -Eu /doc/94db84ce0242a8956aece42b.html -Sm /doc/94db84ce0242a8956aece42b.html -Dd13.总分配系数d=Σwi*Kdi,Wi为()A.矿物数B.矿物中元素的分配系数C.每种矿物在集合体中所占的质量百分数14.测定流体包裹体中流体的氧同位素组成应选择()矿物进⾏测定A.氧化物B.硫化物C.硅酸盐15.假等时线是指()A.分⼦误差所致B.⼦核太少所致C.复杂因素综合所致答案:BBBBB—BABCA—BACBC⼀、名词解释:1.浓度克拉克值2.类质同象3.曾⽥章正-科⾥尔模式(Aasuda-Coryell)⼆、问答题1.陨⽯的研究意义2.地球化学组成的研究⽅法论3.地球的化学组成特征第⼀部分:选择题1.胶体带电,其能吸附()共同迁移,带正电的胶体与带()的胶体共同稳定迁移。
2014中国地质大学(北京)勘查地球化学试题
2014勘查地球化学期末试题一、名词解释浓度克拉克值:化学元素在某一局部地段或某一地质体中的平均含量与地壳丰度之比即为浓度克拉克值。
地球化学省:地球化学省是一种地球化学异常,他是以全球地壳为背景的规模巨大的以及地球化学异常,是成矿的密集区。
面金属量:根据一个异常面积来估算矿化程度的参数。
它是异常范围里,各采样点元素的剩余含量与该点所控制的面积乘积之和。
同生异常:异常物质与其赋存介质同时形成;如同生碎屑异常,即岩石风化过程中与成土过程同时形成的。
二、简答1、影响风化作用的因素(10分)影响风化作用的因素可以分为区域性因素与局部性因素两大类。
区域性因素有地形、气候、植被和大地构造单元,局部性因素有岩性、微地形、小构造等。
(1)地形高海拔地区以物理风化为主;中低山区,化学风化、生物风化为主。
与山区相比,平坦地区侵蚀作用不活跃,低速率的侵蚀使岩石分解减缓,直至达到平衡,风化过程趋于停顿。
(2)气候对风化有影响的气候因素有雨量和温度。
热带强化学风化后,土壤中主要保存Al2O3和Fe2O3,其它淋失殆尽;在北极及干旱条件下,以物理风化为主。
(3)植被在炎热多雨地区,淋滤作用最为强烈,容易形成铝土矿;植被发育地区,生物风化强烈。
(4)母岩性质母岩性质中影响风化的因素有两个:矿物抗风化能力和岩石结构构造。
越接近地表条件下形成的矿物越抗风化。
2、元素含量分布型式规律(10分)(1)单一地球化学作用所形成的单一地质体,化学元素含量服从正态分布。
(2)有两个以上地球化学作用叠加形成的复合地质体中,化学元素含量偏离正态分布。
但两个u值相差不大的正态母体的叠加,元素含量分布仍服从正态分布或接近正态分布。
(3)一般情况下,常量元素服从正态分布,微量元素服从对数正态分布。
(4)结合在多种矿物中的元素服从正态分布,如基本造岩元素和亲石分散元素。
而结合在一两种矿物中的元素呈对数正态分布,如成矿元素以硫化物形式存在。
(5)通过扩散作用形成的元素含量呈对数正态分布,而通过对流混匀作用形成的元素含量正态分布。
地球化学复习资料(二)2024
地球化学复习资料(二)引言概述:地球化学是研究地球及其组成部分的化学性质和过程的学科。
它对于理解地球内部构造、岩石和矿物的形成、地球生态系统以及地球表面和大气层的化学变化非常重要。
本文是地球化学复习资料系列的第二篇,主要介绍地球中元素的分布、地球化学循环、地球化学分析技术等内容。
正文内容:1. 地球元素分布a. 大地构造带来的地球元素差异b. 地壳、地幔和核的元素组成c. 元素富集与稀缺性的原因d. 地球元素的地球化学周期表2. 地球化学循环a. 生物地球化学循环i. 元素在生物圈中的循环过程ii. 包括生物体内和生物体间的循环b. 地球物质循环i. 土壤中的元素循环ii. 水循环、碳循环、氮循环等c. 平衡和非平衡地球化学循环3. 地球化学分析技术a. 主要的地球化学分析方法i. 光谱分析ii. 质谱分析iii. X射线衍射分析iv. 原子吸收光谱分析b. 地球化学样品的采集和准备c. 地球化学数据的处理和解释4. 岩石和矿物的地球化学特征a. 岩石的成分和分类b. 矿物的成分和分类c. 岩石和矿物的地球化学特征对地球演化的指示作用5. 环境地球化学a. 土壤污染的地球化学特征b. 矿物对环境中污染物的吸附和解毒作用c. 环境地球化学的应用与挑战总结:地球化学研究通过对地球元素的分布、地球化学循环、地球化学分析技术以及岩石、矿物的地球化学特征的探索,为我们深入了解地球的内部构造、地球表面和大气层的化学变化以及生态系统的环境问题提供了重要参考。
进一步发展地球化学研究不仅可以更好地了解地球的起源和演化,还能够支持环境保护、资源开发等领域的科学决策和实践。
地球化学总复习(复习要点加习题)
地球化学总复习
1.温度的增加
2.压力的降低
3.体系由无水转变为含水条件
六、其它基本概念
胶体、地球化学障、造网元素、变网元素
第四章 放射性同位素地球化学
一、同位素的概念 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。
二、同位素定年的基本原理
三、母体、子体的概念(銣-锶、钐-钕、铀-铅)
地球化学总复习
8.举例说明元素存在形式研究对环境、找矿或农业问题的意义。 对找矿:如在超基性岩中镍的含量一般较高,如果镍存在于硅酸盐中,其基本不能被利
用,但如果镍以硫化物形式存在,就有良好的利用价值了。 对农业:元素 赋存形式的研究,可了解土壤中有益元素是否能够为植物吸收,而有害
2.林伍德提出对戈氏法则(更适于非离子键化合物)对于二个价数和离子半径相似的阳 离子,具有较低电负性者将优先被结合,因为它们形成一种较强的离子键成分较多的化学键。 第三章 自然体系中元素的地球化学迁移 一、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。 二、元素地球化学迁移能力的影响因素
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。
五、同位素测年的计算
铷—锶衰变体系பைடு நூலகம்年方法
铀-铅衰变体系定年方法
钐-钕模式年龄的表达
第五章 稳定同位素地球化学
一、基本概念
同位素效应、同位素分馏系数、δ值、同位素分馏值(包括它们之间的相关换算)
二、同位素地质温度计的原理及应用
三、大气降水的氢、氧同位素组成特点
母体:放射性核素
子体:母体衰变的产物
四、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。
中国地质大学地球化学习题及答案
中国地质大学《地球化学》练习题及答案中国地质大学《地球化学》练习题绪论 1. 概述地球化学学科的特点。
2. 简要说明地球化学研究的基本问题。
3. 简述地球化学学科的研究思路和研究方法。
4. 地球化学与化学、地球科学其它学科在研究目标和研究方法方面的异同。
第一章太阳系和地球系统的元素丰度 1.概说太阳成份的研究思路和研究方法 2.简述太阳系元素丰度的基本特征.3.说说陨石的分类及相成分的研究意义.4.月球的结构和化学成分与地球相比有何异同?5.讨论陨石的研究意义.6. 地球的结构对于研究和了解地球的总体成分有什么作用?7. 阐述地球化学组成的研究方法论.8. 地球的化学组成的基本特征有哪些?9. 讨论地壳元素丰度的研究方法.10.简介地壳元素丰度特征.11. 地壳元素丰度特征与太阳系、地球对比说明什么问题?12.地壳元素丰度值(克拉克值)有何研究意义?13.概述区域地壳元素丰度的研究意义.14.简要说明区域地壳元素丰度的研究方法.15.岩浆岩中各岩类元素含量变化规律如何?16.简述沉积岩中不同岩类中元素含量变化规律.第二章元素结合规律与赋存形式1.亲氧元素和亲硫元素地球化学性质的主要差异是什么?2.简述类质同像的基本规律.3.阐述类质同像的地球化学意义.4.简述地壳中元素的赋存形式及其研究方法.5.举例说明元素存在形式研究对环境、找矿或农业问题的意义.6.英国某村由于受开采ZnCO3矿的影响,造成住宅土壤、房尘及饮食摄入Cd明显高于其国标,但与未受污染的邻村相比,在人体健康方面两村没有明显差异。
为什么?第三章水-岩化学作用和水介质中元素的迁移 1.举例说明元素地球化学迁移的定义. 2.举例说明影响元素地球化学迁移过程的因素。
3.列举自然界元素迁移的标志. 4.元素地球化学迁移的研究方法. 5.水溶液中元素的迁移形式有那些?其中成矿元素的主要迁移形式又是什么? 6.解释络离子的稳定性及其在地球化学迁移中的意义. 7.简述元素迁移形式的研究方法. 8.什么是共同离子效应?什么是盐效应?9.天然水的pH值范围是多少?对于研究元素在水介质中的迁移、沉淀有何意义?10.举例说明Eh、pH值对元素迁移的影响.11.非标准电极电位E及环境的氧化还原电位Eh,在研究元素地球化学行为方面有什么作用?12.试述影响元素溶解与迁移的内部因素。
地球化学复习题答案
地球化学复习题答案
1. 地球化学是研究什么的学科?
地球化学是研究地球及其大气层的化学组成、化学过程和化学演化的科学。
2. 什么是地壳中的元素丰度?
地壳中的元素丰度是指地壳中各种元素的相对含量,通常以质量百分比或原子百分比表示。
3. 地球化学循环包括哪些主要过程?
地球化学循环包括风化作用、侵蚀作用、搬运作用、沉积作用、成岩作用、变质作用和岩浆作用等。
4. 什么是同位素地球化学?
同位素地球化学是利用同位素的丰度变化来研究地球物质的来源、过程和历史。
5. 地球化学中如何定义岩石的类型?
岩石的类型可以根据其矿物组成、结构、构造和形成环境等特征来定义。
6. 什么是地球化学异常?
地球化学异常是指地球化学元素或同位素的分布与背景值相比显著偏离的现象,通常与矿床、油气藏等地质体的存在有关。
7. 地球化学勘探的目的是什么?
地球化学勘探的目的是通过对地表或地下样品的化学分析,发现和评价矿产资源、环境问题和地质构造等。
8. 什么是地球化学示踪?
地球化学示踪是指利用地球化学元素或同位素的特定特征来追踪物质
的来源、迁移路径和过程。
9. 地球化学中的生物地球化学循环是什么?
生物地球化学循环是指生物体与地球环境之间元素的交换和循环过程,涉及生物吸收、转化、释放和沉积等环节。
10. 地球化学研究在环境科学中有哪些应用?
地球化学研究在环境科学中的应用包括污染物的来源识别、环境风险
评估、生态系统健康监测和环境修复技术的开发等。
2013年中国地质大学(北京)802地球化学考研试题(回忆版)
2013 年中国地质大学(北京)802 地球化学考研试题(回 忆版)
_ 一、概念题(5*6) 1、浓集系数 2、离子势 3、类质同象 4、能斯特分配系数 5、∑Ce/∑Y 值 6、同位素分配系数 α 值 二、论试题(六选四 4*30) 1,、写出几本 20 世纪 80 年代后国内出版的书名为《地球化学》的教材(教
学参考书)的编著者,出版年以及出版社。
(大于五本) 2、试述大陆地壳地球化学组成的研究方法。
3、试述自然地球化学作用过程及其产物的特征。
4、试述相容元素和不相容元素的概念及阐述其在地球化学研究中的意义。
5、试述碳同位素分馏的控制反应。
6、试述获得准确的同位素地质年龄必须满足的条件。
。
地球化学复习题
地球化学复习题地球化学复习题地球化学是研究地球上元素的分布、循环和演化过程的科学。
它涉及到地球的各个层次,从地壳到地幔再到地核,从大气到水体,甚至到生物体内。
地球化学的研究对于我们了解地球的起源、演化以及环境变化具有重要意义。
下面我将为大家提供一些地球化学的复习题,希望能够帮助大家加深对这一学科的理解。
1. 地球的化学成分主要由哪些元素组成?它们的相对含量如何?地球的化学成分主要由氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾等元素组成。
其中,氧是地球上最丰富的元素,占地球质量的49.2%,其次是硅,占地球质量的25.7%。
铝、铁、钙、钠、钾等元素的含量相对较低。
2. 地壳是地球上最外层的固体壳体,其主要成分是哪些元素?地壳主要由氧、硅、铝、铁、钙等元素组成。
其中,氧占地壳质量的46.6%,硅占28.2%,铝占8.1%,铁占5.0%,钙占3.6%。
3. 地球的大气主要由哪些气体组成?它们的含量如何?地球的大气主要由氮气、氧气、水蒸气、氩气等组成。
其中,氮气占大气体积的78%,氧气占21%,水蒸气的含量因地区和季节而有所变化,一般为0.1%-4%。
4. 地球的水体主要由哪些元素组成?它们的含量如何?地球的水体主要由氢和氧组成,化学式为H2O。
地球的水体分为海洋水、淡水和冰雪等。
海洋水中氢的含量约为11.2%,氧的含量约为88.8%。
淡水中的氢和氧的含量与海洋水相似,但含量略有差异。
5. 地球的地幔主要由哪些元素组成?它们的含量如何?地幔主要由氧、硅、镁、铁、铝等元素组成。
其中,氧的含量约为45%,硅的含量约为21%,镁的含量约为22%,铁的含量约为5%,铝的含量约为2%。
6. 地球的地核主要由哪些元素组成?它们的含量如何?地核主要由铁和镍组成,其中铁的含量约为85%,镍的含量约为10%。
7. 地球化学循环是指地球上元素在不同地球层之间的迁移和转化过程。
请简要描述地球化学循环的主要过程。
地球化学循环的主要过程包括地壳物质的风化和侵蚀、物质的输运和沉积、岩浆的喷发和岩浆固化等。
地球化学复习中国地质大学北京
> 1.地球化学:地球化学是研究地球及其子系统的化学组成、化学机制和化学演化的科学。
>2.地球化学研究中的儿个基本问题:(1)地球系统中元素及同位素的组成;(2)元素的共生组合和赋存形式问题;(3)元素的迁移和循环;(4)地球的历史与演化。
第一章1.元素丰度:化学元素在一定自然体系中的相对平均含量3.元素分布:元素在各种宇宙体或地质体中(太阳、行星、陨石、地球、地壳)整体(母体)的含量。
4.元素分配:元素在构成该宇宙体或地质体内各个部分或各区段(子体)中的含量。
5.元素克拉克值:元素在地壳中的丰度值称为元素的克拉克值。
6.浓度克拉克值:某元素在某地质体中的平均含量与其克拉克值之比。
7.元素的浓集系数:元素在矿床中的最低可采品位与其克拉克值的比值。
10.地球元素丰度的研究方法:①陨石类比法:直接利用陨石化学成分,经算术平均求出地球的元素丰度。
②地球模型和陨石的类比法:在一定地球模型基础上求出各圈层质量及比值,然后选择陨石类型或陨石相化学成分代表各圈层元素丰度。
最后用质量加权平均法求整个地球元素丰度。
③地球物理类比法:层壳模型地球物理类比法。
14.元素克拉克值研究的地球化学意义:1)大陆地壳化学组成对壳幔分异的指示;2)元素克拉克值影响元素参加地球化学过程的浓度(强度),从而支配元素地球化学行为;3)自然界元素形成矿物的数目受克拉克值制约;4)元素克拉克值是影响元素迁移和集中、分散等地球化学行为的重要因素;5)元素克拉克值是进行矿产资源评价的重要指标第二章1.元素地球化学亲和性:元素形成阳話能力和显示出的有选择性与某阴离子结合的特性。
6.亲生物元素:主要为C、N、H、O、P、B等元素,一般富集在生物圈内。
8.元素的地球化学分类:结合元素的自然组合及各种地球化学特征作出进一步的分类,称为地球化学分类。
主要有查瓦里茨基分类、赵伦山分类等。
9.离子电位:离子电位是表征离子电场强度的参数,电离电位(兀)等于离子的电荷与半径之比值,它决定了元素的存在形式和迁移能力。
中国地质大学(北京)《《石油与天然气地质学》试题与答案
《石油与天然气地质学》试题(一)一、概念题(30分):二、论述题:1.气藏气中常见的化学组成是什么?(10分)2.简述如何评价圈闭的有效性(10分)。
3.圈闭度量的实质及其一般步骤是什么(10分)?4.论述有机晚期成油说的基本内容(10分)。
5.简述微裂缝排烃模式(10分)6.分析含油气盆地中形成油气田的综合地质条件(10分)。
7.油气差异聚集原理是什么(10分)?一、概念题(30分):1、生物标志化合物:沉积物和石油中来自生物体的原始生化组成,其碳骨架在各种地质作用过程中被保留下来的有机化合物。
2、圈闭:圈闭是指储集层中能聚集和保存油气的场所或容器。
3、溢出点:指圈闭容纳油气的最大限度的位置,若低于该点高度,油气就溢向储集层的上倾方向。
该点是油气溢出的起始点,又叫最高溢出点。
4、TTI:即时间—温度指数(Time Temperature Index )。
根据促使有机质成烃热演化的温度和时间之间的相互关系,提出的一种定量计算有机质成熟度的指标。
5、CPI:碳优势指数,反映有机质或原油的成熟度。
6、初次运移:是指油气脱离烃源岩的过程,是发生在烃源岩内部的运移,烃源岩是初次运移的介质。
7、流体势:单位质量的流体所具有的机械能的总和;8、系列圈闭:沿一定的路线上溢出点依次升高的多个圈闭;9、含油气盆地:指有过油气生成、并运移、聚集成工业性油气田的沉积盆地。
10、石油:以液态形式存在于地下岩石孔隙中的可燃有机矿产。
成分上以烃类为主,并含有非烃化合物及多种微量元素;相态上以液态为主,并溶有大量烃气和少量非烃气以及固态物质。
二、论述题(70分):(答题要点)1、气藏气中常见的化学组成是什么?(10分)(1)气藏气中常见的烃类组成有甲烷(C1H4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、异丁烷(iC4H10)、正丁烷(nC4H10);(2)气藏气中常见的非烃气有氮气(N2)、二氧化碳(CO2)、硫化氢(H2S)、氢气(H2)、一氧化碳(CO)、汞(Hg)蒸气及惰性气体(氦、氖、氪、氩、氙、氡)。
(完整word版)地球化学复习资料
(完整word版)地球化学复习资料球类陨石:主要由基质、球粒、金属和一些特殊矿物集合体等组成。
碳质球类陨石是球粒陨石中的一个特殊类型,含有碳的有机化合物分子,并且主要由含水硅酸盐组成。
CI型陨石为什么能够作为太阳系元素丰度标准?I型碳质球类陨石中难挥发元素的丰度与太阳一致,且未经受热变质作用影响、形成于远离太阳的较低温区域,是最原始的太阳星云凝聚物资。
因而,它能保持着太阳星云中非挥发元素的初始丰度。
第二章复习题1、元素的地球化学亲和性元素地球化学亲和性:主要指阳离子在自然体系中趋向同某种阴离子化合的倾向。
又可指在自然体系中元素形成阳离子的能力和所显示出的有选择地与某种阴离子结合的特性。
2、戈尔德斯密特的元素地球化学分类1)、亲石元素:离子的最外层电子层具有8电子(S2P6)惰性气体型的稳定结构,与氧容易成键,主要集中于硅酸盐相。
2)、亲铜元素:离子的最外层电子层具有18铜型结构(s2p6d10)在自然界中容易与硫形成化合物,这些元素在分配时,主要分配在硫化物相中。
3)、亲铁元素:离子最外层电子层具有8-18过渡型结构,这种元素同氧、硫的化合能力较差,倾向于形成自然元素,因此,这类元素倾向分配在金属相中4)、亲气元素:原子最外层具有8个电子,原子半径大,具有挥发性或易形成挥发性化合物,主要分布在大气圈中。
5)、亲生物元素:这类元素主要富集在生物圈中。
3、类质同像的概念类质同像概念: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中的其他质点(原子、离子、络离子或分子)所占据而只引起晶格常数的微小改变,晶格构造类型、化学键类型、离子正负电荷的平衡保持不变或相近,这种现象称类质同像。
5、影响元素类质同像的物理化学条件1)、组份浓度---“补偿类质同像”一种熔体或溶液中如果缺乏某种组份,当从中晶出包含此种组份的矿物时,熔体或溶液中性质与之相似的其他元素就可以类质同像代换的方式加以补充。
2)氧化还原电位.7、电负性;1衡量中性原子得失电子的难以程度2电负性(X)=I(电力能)+E(电子亲和能)3同一周期元素由左到右X值增大,酸碱度与之一致4金属与非金属分界线是元素酸碱性分界线5提供自然反应系中的酸碱度的标准6反映原子的电子层结构特征7决定元素在结合规律中的亲和性与酸碱性8、研究元素类质同像的地球化学意义1)、确定了元素的共生组合。
地球化学复习题.docx
於地球化学复习题祎一、名词解释蚁仁地球化学:是研究地球及有关宇宙的化学组成、化学作用和化学演化的科学筋2、地球化学体系:按照地球化学的观点,通常将要研究的对象作为一个体系I I•' - "| I. ■;聿3、元素克拉克值:元素在地壳中的丰度肃4、元素丰度:元素在宇宙或较大的地球体系中的平均含量。
I蒙5、相容元素:岩浆结晶或固相部分熔融过程中偏爱矿物相的微量元素筆6、不相容元素: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。
也称为亲岩浆元素腿7、元素的地球化学亲和性:元素形成阳离子能力和显示出的有选择性与某阴离子结合的特性;蔻8、类质同象: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中的其它质点(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(保持稳定)的现象。
袁9、元素的赋存形式:元素在一定的H然过程或其演化的历史中的某个阶段所处的状态及与共生元素间的结合关系。
用10、干酪根:不能被有机溶剂萃取的不溶有机物。
其含量占沉积岩中有机质的绝大部分(约90%以上)。
芈门、生物标志化合物:又称分子化石、地球化学化石或指纹化石。
指沉积物中的有机质以及原油、油页岩、煤中那些直接或间接来源于活的生物体的有机化合物。
''袅12、石油:是以液态形式存在于地下的碳氢化合物的混合物。
禰13、天然气:广义:一切经自然过程生成的气体。
狭义:指在沉积有机质演化过程中生成的可燃气体。
初14、煤:沉积作用期间及期后,由植物残体经过一系列的物理、化学和生物学变化而形成的,其中木质素、纤维素是成煤的主要组分。
芈15、环境背景值:亦称环境本底值,是在未受或基本未受人为污染或者自然污染的情况下,岩石、土壤、水体、植物等环境要素中化学元素的平均含量。
艾16、元素的存在状态:指元素的物理、化学相态和能量状态、价态、化合态和结构态等方面。
地球化学复习要点及答案
绪论1.地球化学定义、研究对象、学科性质、研究的基本任务√定义:韦尔纳茨基(苏)于1922年提出:地球化学科学地研究地壳中的化学元素,即地壳的原子,在可能的范围内也研究整个地球的原子。
地球化学研究原子的历史、它们在空间上和时间上的分配和运动,以及它们在地球上的成因关系。
费尔斯曼(苏)在同年也提出了定义:地球化学科学地研究地壳中的化学元素—原子的历史及其在自然界各种不同的热力学与物理化学条件下的行为。
德国著名的地球化学家戈尔德施密特于1933年认为:地球化学的主要目的,一方面是定量地确定地球及其各部分的成分,另一方面要发现控制各种元素分配的规律。
美国地球化学委员会于1973年对地球化学的定义为:地球化学是关于地球和太阳系的化学成分及化学演化的一门科学,它包括了与它有关的一切科学的化学方面。
1985年涂光炽提出的地球化学定义为:地球化学是研究地球(包括部分天体)的化学组成、化学作用和化学演化的科学。
研究对象:地球化学以地球及其子系统为直接研究对象。
性质:地球系统和太阳系的物质运动可以表现为力学的、物理学的、化学的和生物学的运动形式,而且各种运动形式相互作用,构成综合、复杂的高级运动。
对地球及各子系统中各类基础运动形式的综合研究,是地球科学的目标和任务。
地球物质的各种运动形式可互相依存、互相制约和互相转化。
寓于地球物质运动中的不同运动形式总是相互依存、相互影响和相互制约,有着不可分割的联系。
地球化学同地球物理学和地质学同为地球科学支持学科,他们均应考虑多种形式运动的因素,从而需要寓于地球系统物质运动中的某种形式基础运动的学科作为支撑。
地球化学实质是研究地球物质化学运动的学科,他的产生与发展也是应地球科学为了实现自身的现代化,精确而重视吸收现代自然基础学科成果的表现之一。
基本任务:地球化学的基本任务为研究地球的化学组成、化学作用及化学演化。
2.地球化学体系3.地球化学与其他地质类学科的联系与区别地球化学的实质是研究地球物质化学运动的学科,是以地球物质运动和地质运动中客观存在的化学运动形式为依据,将地学需要与化学结合的边缘学科,并不断吸收现代自然基础科学,使之实现自身的现代化和精确化。
地球化学专业试题及答案
地球化学专业试题及答案一、单选题(每题2分,共20分)1. 地球化学研究的主要对象是:A. 地球的大气B. 地球的岩石圈C. 地球的生物圈D. 地球的海洋答案:B2. 地球化学中,元素的丰度是指:A. 元素的绝对含量B. 元素的相对含量C. 元素的原子量D. 元素的化合价答案:B3. 以下哪项不是地球化学分析中常用的技术?A. 质谱分析B. 光谱分析C. 热分析D. 核磁共振答案:D4. 地球化学循环中,碳循环的主要媒介是:A. 大气B. 岩石C. 海洋D. 生物答案:C5. 地球化学中,同位素分馏的主要驱动力是:A. 温度B. 压力C. 光照D. 重力答案:A6. 地球化学研究中,下列哪种元素是地壳中含量最高的元素?A. 氧B. 硅C. 铁D. 铝答案:A7. 地球化学中,下列哪种元素是生物体中含量最高的元素?A. 碳B. 氢C. 氧D. 氮答案:C8. 地球化学中,下列哪种元素是地壳中含量最少的元素?A. 金B. 银C. 铂D. 铀答案:A9. 地球化学研究中,下列哪种矿物是地壳中最常见的矿物?A. 石英B. 方解石C. 长石D. 云母答案:A10. 地球化学中,下列哪种元素是地壳中含量最高的金属元素?A. 铁B. 铝C. 钙D. 钠答案:B二、多选题(每题3分,共15分)1. 地球化学分析中,常用的样品前处理方法包括:A. 干燥B. 研磨C. 酸消解D. 冷冻答案:A, B, C2. 地球化学研究中,下列哪些因素会影响元素的分布?A. 地球的物理条件B. 地球的化学条件C. 生物活动D. 人类活动答案:A, B, C, D3. 地球化学循环中,下列哪些过程是碳循环的一部分?A. 光合作用B. 呼吸作用C. 火山喷发D. 沉积物埋藏答案:A, B, D4. 地球化学中,下列哪些元素是生物体必需的微量元素?A. 铁B. 铜C. 锌D. 硒答案:B, C, D5. 地球化学研究中,下列哪些技术可用于同位素分析?A. 质谱法B. 光谱法C. 色谱法D. 核磁共振答案:A, B, C三、判断题(每题1分,共10分)1. 地球化学研究只关注地球内部的化学过程。
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微量元素:将各种地质体系中呈微量或痕量(<0.1wt%)的元素称为痕量或微量元素。
严格定义:只要元素在所研究的客体(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, 即可称为微量元素。
Major elements (主量或常量元素):大多数地质物质中含量大于0.1%的元素: O ,Si ,Al ,Fe ,Ca , Na , K , Mg 。
造岩矿物的基本组成。
用氧化物质量百分比表示。
Minor elements (少量元素):不太丰富的主量元素: Ti , Mn , P 等。
常量元素:SiO 2、TiO 2、Al 2O 3、TFe 2O 3、FeO 、MnO 、MgO 、CaO 、Na 2O 、K 2O 、P 2O 5、烧失量;Trace elements (微量或微迹元素): 大多数地质作用中含量小于0.1%的元素。
除主量和少量(总重量丰度占99%左右)以外呈微量或痕量(<0.1wt%)的元素。
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。
也称为亲岩浆元素(hygromagmatophile)高场强元素(high field strength elements-HFSE): 离子半径小的高电荷阳离子 (离子电位>3.0)。
Zr , Hf , Nb , Ta , Th , U , Ti , REE 。
低场强元素(low field strength elements-LHSE): 离子半径大的低电荷阳离子(离子电位<3.0)。
又称大离子亲石元素(large ion lithophile elements-LILE)。
如K , Rb , Cs , Sr , Ba 。
此组元素更活泼, 特别在涉及流体相的体系中。
场强:微量元素离子电荷/离子半径比值称为场强(field strength)。
指阳离子每单位表面积的静电荷,也称为离子电位, 即离子在化学反应中吸引价电子的能力能斯特分配定律:在给定溶质、溶剂及温度和压力下, 微量元素i 在两相间的浓度比值为常数K D ,它与温度和压力有关, 与i 的浓度无关(在一定浓度范围内)。
两相中的浓度比值就是能斯特分配系数。
只适用于稀溶液或微量元素的分配。
总分配系数 D = n 为含元素i 的矿物数, W i 为每种矿物在集合体中所占的重量百分数, K Di 为元素在每种矿物与熔体间的简单分配系数。
某体系i 元素的总分配系数D 为元素i 在所有矿物中的简单分配系数加权和。
复合分配系数:亦称变换分配系数,或亨德森分配系数,它既考虑微量元素在两相中的比例,也考虑与微量元素置换的常量元素在两相中的浓度比例,能较真实的反映两者之间类质同像交换对微量元素分配的影响。
表达式为:晶体-熔体分异: 晶出矿物和残余熔浆两相。
不混溶熔体的物理分离(Physical separation of immiscible melts):岩浆或流体分异成两种以上互不相溶的液相,通常可能是硫化物+硅酸盐两相,或富硅+富铁的两种硅酸盐熔体相等。
如果分离出的两相都为熔体,称为岩浆熔离作用。
熔体-流体分离(Melt-fluid separation):岩浆活动过程中挥发分的逸出。
由于压力突然降低或温度下降到流体饱和以下。
REE 两分法或三分法两分法:(1)轻稀土(LREE )或铈族稀土,La 到Eu:原子序数小,质量小;(2)重稀土(HREE ),Gd 到Lu :原子序数大,质量大,有时把钇(Y)也列入HREE 。
Gd 到Lu+Y 为钇族稀土;三分法: 轻稀土(LREE:La-Nd ),中稀土(MREE: Sm-Ho )和重稀土(HREE:Er-Lu );原始地幔标准化蛛网图:原始地幔指大陆地壳形成之前的地幔。
Wood et al.(1979)估计了原iDn i i K W ∙∑=1始地幔的组成。
并利用它作为比较基性熔岩之间组成变异的手段。
19种元素以相对于小量地幔熔体的相容性增加的顺序排列。
元素丰度以对数坐标表示,横坐标元素以从左向右相容性增大的顺序排列。
平均N-MORB形成一个相对舒缓的曲线,亏损大部分不相容元素。
.球粒陨石标准化蛛网图:Thomptson(1982)提出,球粒陨石组成是直接测定而不是估计的,因此对球粒陨石组成值的标准化比对原始地幔标准化更好。
元素的排列顺序与Wood et al.(1979)的稍有不同。
一定程度上是随机的。
横坐标元素从左向右以相容性增大的顺序排列。
微量元素在矿物中的主要存在形式:1) 表面吸附(surface adsorption):外来离子被吸附在晶体表面的扩散层内,与那些化学键不完全饱和的表面原子呈静电相互作用;(2) 吸留(occlusion):在晶体的增生中吸附在晶面的杂质被后来增生的晶层所圈闭;(3) 在固溶体中呈类质同象替代主要组分:在晶体晶格的规则位置微量元素替代主要组分;(4) 间隙固溶体(interstitial solid solution):与上类似,只是微量元素占据的是晶格中的间隙位置。
分配系数测定方法:直接测定法和实验测定法。
直接测定法:斑晶-基质法直接测定地质体中两平衡共存相中元素浓度,并按能斯特分配定律计算元素的分配系数。
测定火山岩中斑晶矿物和基质(代表与矿物平衡的熔体),或测定现代火山熔岩流中矿物与淬火熔体(玻璃)以及测定岩石中共存矿物(求得元素的矿物/矿物分配系数)实验测定法通过实验使一种矿物和一种液体(熔体或溶液)处于平衡,或使两种矿物达到平衡,并使微量元素在两相中达到溶解平衡,然后测定该元素在两相中的浓度,得出分配系数。
分为两类: 化学试剂合成和直接采用天然物质为初始物质法影响分配系数的因素:1、体系化学成分的影响SiO2 :决定岩浆的性质(酸性/基性)岩浆体系化学成分变化,取决于硅酸盐熔体的结构。
酸性岩浆熔体结构与基性岩浆熔体结构的Si: O分子比率不同。
决定熔体中桥氧(Si-O-Si),非桥氧(Si-O-Me),自由氧(Me-O-Me)比例;Si-O四面体结构团的聚合作用的程度。
酸性岩浆熔体与基性岩浆熔体中,微量元素的分配系数有明显差别。
熔体中挥发分和含量对分配系数也有明显影响。
水使硅酸盐熔体中SiO4四面体聚合程度降低;水含量增加导致分配系数降低。
岩浆条件下,许多微量元素如稀土元素,可以与氯化物形成配合物,使稀土元素在气相/熔体之间分配系数随氯化物浓度增加而增加微量元素分配系数常随矿物成分而改变,所以相容和不相容元素也非固定不变;2、温度对分配系数的影响分配系数是温度的函数。
随温度升高分配系数减小。
温度效应在很大程度上取决于所考虑的元素和矿物相。
3、压力对分配系数的影响微量元素在凝聚相间的分配系数对压力的变化不敏感,因为微量元素的溶解能引起的相体积变化极小。
压力对分配系数的影响是伴随地幔乃至地核压力,成分及状态的实验进行的4、氧逸度对分配系数的影响对变价元素Eu和Ce,氧逸度影响体系中Eu2+/Eu3+和Ce3+/Ce2+比值,也影响它们的分配系数。
分配系数的应用检验成岩、成矿过程的平衡性;判别岩浆作用过程中微量元素的地球化学行为;利用微量元素的特征来反演地质作用过程;微量元素分配系数温度计;(判断共存相形成的温度)REE组成数据的表示方法:1. REE组成模式图示常用的REE组成模式图示有两类。
包括对样品中REE浓度以一种选定的参照物质中相应REE 浓度进行标准化。
即将样品中每种REE浓度除以参照物质中各REE浓度,得到标准化丰度。
然后以标准化丰度对数为纵坐标,以原子序数为横坐标作图。
(1)曾田彰正-科里尔(Masuda-Coryell)图解是地球化学中常用来表示REE和其它微量元素组成模式的图解。
元素浓度标准化参照物质为球粒陨石。
由曾田彰正和科里尔创制,称为曾田彰正-科里尔图解。
(2) 用所研究体系的一部分作参考物质进行标准化参考物质可以用某种特定的岩石或矿物。
2. 表征REE组成的参数(1) 稀土元素总量-∑REE为各稀土元素含量的总和,以ppm为单位。
多数情况下指从La到Lu和Y的含量之和。
有些学者用火花源质谱法分析稀土元素含量,其∑REE数据不包括Y。
∑REE对于判断某种岩石的母岩特征和区分岩石类型均为有意义的参数。
(2) LREE/HREE(或∑Ce/∑Y)为轻和重稀土元素比值。
这一参数能较好地反映REE元素的分异程度以及指示部分熔融残留体和岩浆结晶矿物的特征。
(3)(La/Yb)N、(La/Lu)N和(Ce/Yb)N均为个别轻和重稀土元素对球粒陨石标准化的丰度比值,均能反映REE球粒陨石标准化图解中曲线(在接近直线的情况下)的总体斜率。
从而能表征LREE与HREE的分异程度。
(La/Sm)N和(Gd/Lu)N则分别能为LREE和HREE内部彼此比较提供信息。
(4)∑La-Nd、∑Sm-Ho、∑Er-Lu参数(La-Nd为轻稀土-LREE,Sm-Ho为中稀土-MREE,Er-Lu为重稀土)和图解这种参数见于前苏联文献,用于表征样品中轻,中和重稀土元素的相对比例和分异程度。
(5) δEu(或Eu/Eu*):表示Eu异常程度。
稀土元素大多呈三价态,但Eu特殊,既可以呈三价,也可呈二价。
三价态时,Eu和其它REE性质相似,二价态则性质不同,固地质体中Eu2+经常发生与其它三价REE离子的分离,造成在REE球粒陨石标准化丰度图解的Eu位置上出现“峰”(Eu过剩)或“谷”(Eu亏损)δEu(或Eu/Eu*)可以度量Eu的异常程度。
计算以曾田彰正-科里尔图解为根据,无Eu异常时,Eu的应有含量值为标准化曲线上旁侧两个元素Sm和Gd的丰度值以内差法求得。
δEu(或Eu/Eu*)δEu =Eu/Eu*Eu N,Sm N和Gd N均为相应元素实测值的球粒陨石标准化值。
δEu(或Eu/Eu*)>1为正异常,δEu<1为负异常,δEu=1无异常。
6)δCe或(Ce/Ce*)表征样品Ce相对于其它REE分离程度的参数。
除3价外,氧化条件Ce呈4价与其它REE 分离。
计算原理与δEu类似:δCe =Ce/Ce*=Ce4+极易水解留在原地,淋出溶液贫Ce,河水和海水继承这种特征。
海水中Ce停留时间最短-50a,其它REE200-400a,现代海水强烈亏损Ce,海洋褐色粘土中等Ce负异常,深海沉积物弱亏损Ce。
REE分配系数的一般规律:(1)对于任何一种稀土元素和矿物/熔体对来说,其分配系数值均在较宽范围内变化。
有时可达一个数量级或更大(如Yb),这是由于温度,压力和成分变化效应以及矿物不纯的结果。