微量元素的概念与性质

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地球化学讲义微量元素地球化学(中国地质大学)

地球化学讲义微量元素地球化学(中国地质大学)
可见,微量元素在某相中的化学位越低,它的含量就会越高,就 像是水往低处流一样的道理
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。
中国地质大学地球科学学院地球化学系制作,2019年7月30日更新
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

微量元素概念

微量元素概念

微量元素概念
微量元素是指人体内含量较少的必需元素,这些元素对于人体健康和生长发育具有重要作用。

常见的微量元素包括铁、锌、铜、锰、铬、硒、钼、钴等。

这些元素在人体内含量虽然很少,但是对于维持人体正常生理功能和生命活动至关重要。

例如,铁是血红蛋白的重要成分,缺铁可导致贫血;锌是多种酶的组成成分,参与人体多种生理代谢过程,缺锌会影响生长发育和免疫功能;铜是多种酶的辅基,参与造血和骨骼形成等过程,缺铜可导致贫血和骨骼病变;硒具有抗氧化作用,缺硒会增加患病风险等。

人体所需的微量元素主要来自食物和水,不同食物中含有的微量元素种类和数量也不同。

因此,为了保持身体健康,应该摄入多样化的食物,以保证各种微量元素的摄入。

如果身体缺乏某种微量元素,可能会出现相应的症状和疾病,此时需要及时补充。

但是,过量摄入某些微量元素也可能对身体造成负面影响,因此补充微量元素应该适量,遵循科学合理的原则。

微量元素地球化学

微量元素地球化学
有很低成分比例的溶质的溶液称为稀溶液。微量元素在岩石矿物中的分布
正是这种状态。如玄武岩中的镍橄榄石,其中的(Mg,Fe)2SiO4为溶剂,而
Ni2SiO4就是溶质。对于Ni2SiO4而言,这种橄榄石就是一种稀溶液。在稀溶
液中,溶质和溶质间的作用是微不足道的,而溶质和溶剂的相互作用制约
着溶质和溶剂的性质,亨利定律和拉乌尔定律就是用来描述这种性质的。

拉乌尔定律:

拉乌尔定律是稀溶液所遵循的另一规律,它是基于在溶剂中加入非挥
发性溶质后溶剂活度降低而得出的。其表述为“稀溶液中溶剂的活度等于
纯溶剂的活度乘以溶液中溶剂的摩尔分数”,即为
其中,aoj为纯溶剂的活度,Xj为溶剂的摩尔数, aj为溶液中溶剂的活度。


溶剂在全部浓度范围内都符合
拉乌尔定律的溶液称为理想溶液。
ratio),优先进入晶体。 如在碱性长石中Ba2+ (1.44 Å) 或Sr2+ (1.21 Å) 替代K+
(1.46 Å)时,需要有一个Al3+ 替代 Si4+来维持电价平衡。
主要的微量元素代替




橄榄石中Ni替代Fe2+和Mg2+ 。
尖晶石和磁铁矿中Cr和V 替代Fe3+ 。
斜长石中 Sr 替代 Ca 。
Nb,Ta,Zr,Hf等),稀土元素(La,Ce,Nd等),过渡族元素(Fe
,Co,Ni,Cu,Zn等)。
c.按地球化学作用过程分类:当固相(结晶相)和液相(熔体相,流体
相)共存时,若微量元素易进入固相,称为相容元素(Compatible
element)。反之,若微量元素易进入液相,称为不相容元素(

稀土微量元素

稀土微量元素

稀土微量元素
稀土微量元素是指在自然界中含量较低的稀土元素。

这些元素在地壳中的分布相对较少,但它们在许多领域中发挥着重要的作用。

本文将介绍稀土微量元素的一些特性和应用。

稀土微量元素具有独特的化学性质。

它们的原子结构和电子排布使得它们在化学反应中表现出特殊的性质。

例如,镧系元素具有良好的催化性能,可用于催化剂的制备。

镧系元素还具有较强的磁性,因此在磁性材料的制备中也有广泛应用。

稀土微量元素在材料科学领域中具有重要作用。

它们可以用于制备高强度、高温度稳定性和耐腐蚀性的合金材料。

稀土微量元素的添加可以改变材料的晶体结构和晶格参数,从而改善材料的性能。

此外,稀土微量元素还可以用于制备光学材料,如激光晶体和荧光材料,这些材料在激光技术和显示技术中有广泛应用。

稀土微量元素还在环境保护和能源领域中发挥着重要作用。

它们可以用于制备高效的催化剂,用于净化废气和废水中的有害物质。

稀土微量元素还可以用于制备太阳能电池和燃料电池中的关键材料,提高能源转换效率。

稀土微量元素还在生物医学领域中有广泛应用。

它们可以用于制备医用材料,如人工骨骼和人工关节。

稀土微量元素还可以用于制备药物,如抗癌药物和抗病毒药物。

这些应用为医学诊断和治疗提供
了新的途径。

稀土微量元素在多个领域中发挥着重要作用。

它们的独特性质和广泛应用使得它们成为现代科技发展中不可或缺的一部分。

随着对稀土微量元素的研究不断深入,相信它们的应用领域还会不断扩大,为人类社会的进步做出更大的贡献。

第四章 微量元素地球化学-3

第四章  微量元素地球化学-3

能斯特分配系数。
8
在一定浓度范围内,KD与i的浓度无关,只与 温度、压力有关。 根据稀溶液定律(亨利定律),微量元素i的活 动正比于其摩尔浓度,即ai = K bi 所以,KD= aiA/aiB= biA/biB 能斯特分配系数( KD )仅适用于服从稀溶液 定律的微量元素,其他元素需采用该元素在两 相中的活度比值作为分配系数。
28
b 平衡部分熔融过程的定量模型
o 假设,产生的全部熔体与残留相保持平衡
ci l
岩浆 F
源岩
1-F
残留相
ci o
ci s
o 考虑源岩中微量元素i的量和岩浆+残留相中的量相等, 可得下列方程:
ห้องสมุดไป่ตู้29
我们设:F为固相部分熔融的程度(百分数) CS为固相中某微量元素的初始平均浓度 CL为固相熔融到F时熔体相中该微量元素的平均浓度 CRS为固相熔融到F时残余固相中该元素的浓度 DRS为残余固相和熔体相之间的总分配系数 这里XRS,α为残余固相中α相(矿物)的重量分数
结晶作用是岩浆演化的基本过程; 结晶过程倾向于导致岩浆全部结晶,即100%变成结晶相; 矿物结晶过程中,矿物表面与残余岩浆之间可以一直保持 平衡;但是,矿物内部与残余岩浆脱离接触,难以继续保持 平衡。因此,平衡结晶过程很少实现。实际的结晶过程是一 种保持表面平衡的过程,接近分离结晶过程。 在岩浆结晶过程中存在矿物结晶次序的差别,一些矿物先 结晶,一些矿物后结晶,如鲍文反应序列所示。由于重力等 作用,先结晶的矿物可能发生堆积,与残余岩浆分离。这也 会造成分离结晶作用。 岩浆分离结晶的程度,取决于岩浆的类型和粘度、结晶的 速度等条件。
22
B 温度对分配系数的影响
• 由能斯特定律可导出: lnKD = - (△H/RT) + B △H表示微量元素在两相中的热焓变化; B是积分常数; R是气体常数 ——分配系数的自然对数与体系温度的倒 数呈线性关系!

第五章微量元素地球化学2011

第五章微量元素地球化学2011

第四章微量元素地球化学第一节微量元素地球化学基本原理一、微量元素概念(是相对的概念)主量元素(主要元素、常量元素):岩石的主要组成部分,含量>0.1wt%,通常用氧化物的重量百分数来表示(wt%);微量元素(痕量元素、痕迹元素):难以形成独立矿物,浓度<0.1%,通常用ppm或ppt表示。

Gast(1968)对微量元素的定义是:不作为体系中任何相的主要化学计量组分存在的元素。

微量元素的另一定义为,在所研究的地球化学体系中,其地球化学行为服从稀溶液定律(亨利定律,Henry’s Law)的元素。

常(主)量和微量元素在自然界中是相对的概念,常因所处的体系不同而相互转化。

如Cr在大多数地壳岩石中为微量元素,但在超基性岩中可呈常量元素;Fe在岩石中是常量元素,但在有机物中多为微量元素;Zr在岩石中是微量元素,但在锆石中为常量元素;K在地壳整体中是主量元素,但它在陨石中却被视为微量元素。

在自然界中,主要的常量元素的含量变化范围有限(多小于1个数量级),而微量元素的变化范围较大(常达2个数量级),明显超过常量元素。

例如:SiO2在基性、中基性、中酸性和酸性岩浆的平均含量分别约为45、52、65和75 (wt%),其相对变化量为1.7;Rb在基性、中基性、中酸性和酸性岩浆的平均含量分别约为0.2、4.5、100和200 ppm,相对变化量为1000。

二、微量元素的特点1、微量元素的概念难以用严格的定义进行描述;2、自然界“微量”元素的概念是相对的,应基于所研究的体系;3、低浓度(活度)是微量元素的核心特征,在宏观上表现常为不能形成自己的独立矿物(相),近似服从稀溶液定律(亨利定律)。

三、微量元素在共存相中的分配规律地球化学过程中元素的地球化学行为在实质上表现为,当所在的介质条件发生变化时,其在相关共存的各相(液—固、固—固等)之间发生重新分配过程。

自然过程总量趋向于达到不同尺度的平衡,元素在平衡条件下,相互共存各相之间的分配取决于元素及矿物的晶体化学性质(内因)及物理化学条件(外因)。

微量元素稀有元素铜类比

微量元素稀有元素铜类比

矛盾纠纷办理情况汇报
尊敬的领导:
根据公司相关规定,我对矛盾纠纷办理情况进行了汇报,具体情况如下:
1. 矛盾纠纷类型。

本期主要涉及员工间的人际关系矛盾,包括工作分配不均、沟通不畅、意见不合等问题。

2. 处理情况。

针对以上矛盾纠纷,我们采取了以下措施进行处理:
第一,及时召开员工大会,明确工作分配和责任,消除工作分配不均的矛盾;
第二,组织沟通培训,提升员工沟通能力,促进团队内部沟通畅通;
第三,建立意见反馈机制,鼓励员工表达意见,及时解决意见不合的问题。

3. 处理效果。

经过以上措施的实施,矛盾纠纷得到了有效的解决和缓解,员工间的关系明显改善,工作效率和团队凝聚力得到提升,对公司的稳定发展起到了积极的作用。

4. 下一步工作。

为了更好地处理矛盾纠纷,我们将继续加强员工沟通和团队建设工作,建立健全的内部管理制度,加强对员工的情绪管理和心理辅导,提高员工的综合素质和团队协作能力,为公司的发展营造和谐稳定的工作环境。

以上是我对矛盾纠纷办理情况的汇报,希望得到领导的认可和指导。

谢谢!
此致。

敬礼。

元素的名词解释医学

元素的名词解释医学

元素的名词解释医学引言:元素,作为自然界中的基本物质,对于医学领域具有重要的意义。

从小到大,从微观到宏观,元素在人体内发挥着不可或缺的角色。

本文将深入探讨元素在医学中的名词解释,以期对读者有所启发和收获。

一、元素的定义与分类元素是组成物质的基本单位,由原子组成。

每个元素都具有独特的原子数目和化学性质。

在医学领域,元素的分类主要基于其功能和生理作用。

根据医学研究和诊断的需要,元素可分为宏量元素和微量元素两大类。

宏量元素:宏量元素是人体内需要量较大的元素,常见的包括碳、氢、氧、氮、钠、钾、钙、镁和磷等。

这些元素在人体内以离子形式存在,参与多种重要的生化反应,维持机体的正常功能。

微量元素:微量元素是人体内需要量较小的元素,但同样不可或缺。

其中包括铁、锌、铜、锰、硒、碘、铬和钴等。

这些微量元素在人体内作为酶的结构或辅助因子参与许多代谢过程,维持细胞的正常功能。

二、元素在医学中的作用1. 宏量元素的生理作用(1)碳、氢、氧、氮(CHO元素):这四个元素是构成有机物的基本组成部分,其中CHO元素组成了碳水化合物、脂肪、蛋白质和核酸等重要分子,进而维持人体的能量代谢和生命活动。

(2)钠、钾(Na和K元素):这两个元素是维持细胞内外环境和水电解质平衡的关键离子。

它们通过细胞膜的离子泵和通道系统,调节细胞内外的离子浓度差,维持神经传导、肌肉收缩和水分平衡等生命过程的正常进行。

(3)钙、镁、磷(Ca、Mg和P元素):这三个元素是骨骼和牙齿的主要成分,同时也参与维持细胞的酶活性、细胞信号传递和酸碱平衡等重要生理过程。

2. 微量元素的生理作用(1)铁:铁是人体内血红蛋白和肌红蛋白的重要成分,参与氧气的运输和储存。

铁还是多种酶的催化剂,参与能量代谢和DNA合成等生化反应。

(2)锌:锌在人体内是一种重要的催化剂和调节因子,参与子宫发育、免疫功能、脂肪代谢和DNA合成等生理过程。

(3)硒:硒是一种抗氧化剂,可以清除自由基,维护细胞的正常结构和功能。

生物化学维生素与微量元素PPT课件

生物化学维生素与微量元素PPT课件

HO
CH 2 OH
H 3C
N+
HO
H
吡哆醇
H 3C
CH 2 NH 2
H 3C
N+
H
CH 2 OHPO3H2
吡哆醛
N + 磷酸吡哆胺
H
(二)辅酶/活性形式:
1、磷酸吡哆醛 2、磷酸吡哆胺
(二)生化作用及缺乏症
1.生化作用
❖作为转氨酶和脱羧酶的辅酶,参 与氨基酸代谢
❖作为ALA 合酶的辅酶,参与血红素合成
❖体内活性形式/辅基: 黄素单核苷酸 (FMN) 黄素腺嘌呤二核苷酸 (FAD)
H2C
O
HCOH
HCOH HCOH CH 3
O PO OH
H3C

N
N


CO
H3C
NH
N
C
O
O
P
O
OH
NH2 N
N
N
CH 3 O
N
OH OH
Vit B2 FMN
FAD
AMP
(二)生化作用及缺乏症
吡哆胺 长期服用异烟肼需补充维生素B6
1. 辅酶A (CoA) 2. 酰基载体蛋白 (ACP)
泛酸
HO
焦 磷 酸 HO
H 3C
O
O
CH3 OH
PO
O N
PO
NH NH2 N
O SH
NH
巯基乙胺
腺嘌呤
O
ON
N
HSCoA的结构
O OH HO P O
3’-磷酸核糖
OH
(二)生化作用 辅四作缺(多长二酶氢为乏二种期、A叶 α症 ) 羧 服维-(酮酸:生化用C生酸o巨化酶异(素AF脱幼作(烟)HD羧4红用如肼() 酶细及丙需抗系胞缺酮补佝的性乏酸充偻辅贫症羧维病酶血化生维,酶素生参)B素6与的)α辅-酮酶酸,的在氧羧化化脱反羧应作中用起着固定CO2和传递羧基的作用

微量元素

微量元素
微量元素虽然在人体内的含量不多,但与人的生存和健康息息相关,对人的生命起至关 重要的作用。它们的摄入过量、不足、不平衡或缺乏都会不同程度地引起人体生理的异常或 发生疾病。微量元素最突出的作用是与生命活力密切相关,仅仅像火柴头那样大小或更少的 量就能发挥巨大的生理作用。值得注意的是这些微量元素通常情况下必须直接或间接由土壤 供给,但大部分人往往不能通过饮食获得足够的微量元素。根据科学研究,到目前为止,已 被确认与人体健康和生命有关的必需微量元素有 18 种,即有铁、铜、锌、钴、锰、铬、硒、 碘、镍、氟、钼、钒、锡、硅、锶、硼、铷、砷等。这每种微量元素都有其特殊的生理功能。 尽管它们在人体内含量极小,但它们对维持人体中的一些决定性的新陈代谢却是十分必要 的。一旦缺少了这些必需的微量元素,人体就会出现疾病,甚至危及生命。目前,比较明确 的是约 30%的疾病直接是微量元素缺乏或不平衡所致。如缺锌可引起口、眼、肛门或外阴 部红肿、丘疹、湿疹。又如铁是构成血红蛋白的主要成分之一,缺铁可引起缺铁性贫血。国 外曾有报道:机体内含铁、铜、锌总量减少,均可减弱免疫机制(抵抗疾病力量),降低抗病
量的百万分之三十三。铁也只有百万分之六十。 微量元素虽然在人体内的含量不多,但与人的生存和健康息息相关。它们的摄入过量、

微量元素的微观结构示意图 足、或缺乏都会不同程度地引起人体生理的异常或发生疾病。微量元素最突出的作用是与生 命活力密切相关,仅仅像火柴头那样大小或更少的量就能发挥巨大的生理作用。值得注意的 是这些微量元素必须直接或间接由土壤供给。根据科学研究,到目前为止,已被确认与人体 健康和生命有关的必需微量元素有 18 种,即有铁、铜、锌、钴、锰、铬、硒、碘、镍、氟、 钼、钒、锡、硅、锶、硼、铷、砷等。这每种微量元素都有其特殊的生理功能。尽管它们在 人体内含量极小,但它们对维持人体中的一些决定性的新陈代谢却是十分必要的。一旦缺少 了这些必需的微量元素,人体就会出现疾病,甚至危及生命。如缺锌可引起口、眼、肛门或 外阴部发红、丘疹、温疹。又如铁是构成血红蛋白的主要成分之一,缺铁可引起缺铁性贫血。 国外曾有报道:机体内含铁、铜、锌总量减少,均可减弱免疫机制(抵抗疾病力量),降低抗 病能力,助长细菌感染,而且感染后的死亡率亦较高。微量元素在抗病、防癌、延年益寿等 方面都还起着不可忽视的作用。

海洋中微量元素和海洋重金属污染

海洋中微量元素和海洋重金属污染
及变化。
• 有些微量元素在海水中的分布,与某种营养元素十分相似,
如Cu和Cd的分布与N和P的分布相似,而Ba,Zn,Cr的
分布与Si相似。这都说明生物过程很可能是控制海水中Cu,
Cd,Ba,Zn,Cr等元素分布的因素之一。
• ⑵吸附过程
• 悬浮在海水中的黏土矿物、铁和锰的氧化物、腐殖质等颗
粒在下沉过程中,大量吸收海水中各种微量元素,将它们
如Cd和As(V)。
1.3 海水中微量Biblioteka 素的分类• (2)营养盐型
• ②硅酸盐型分布可在深层观测到最大值,这是由于深层水
再生循环引起。属于这类分布的微量元素是Ba,Zn和Ge。
1.3 海水中微量元素的分类
• (2)营养盐型
• ③从一些痕量元素的分布,例如Ni和Se的分布,推断出有
浅水和深层水相结合的再生循环。
• 1 海水中微量元素
1.1 微量元素的定义及特点
1.2 微量元素的输入与迁出
1.3 海水中微量元素的分类
1.4 影响微量元素分布的各种过程
• 2 海洋中微量元素的生物地球化学
• 3 海洋重金属污染
1.4 影响微量元素分布的各种过程
• ⑴生物过程
• 浮游植物通过光合作用和呼吸作用控制着营养元素的分布
1.1 微量元素的定义及特点
•微量元素(或痕量元素):
海水中元素的含量低于1 mg/dm3的元素。不包括溶解气体、营养
盐和放射性核素。它们在海水中的含量非常低,仅占海水总含盐量的0.1
%,但其种类却比常量组分多得多。
•微量元素与常量元素的差异
常量元素含量高、性质稳定(保守性),与盐度关系密切,浓度随
• (1)保守型
• 这类微量元素在海水中比较稳定,

土壤微量元素和稀土元素化学

土壤微量元素和稀土元素化学

土壤微量元素和稀土元素化学土壤微量元素,也称为微量元素、有机营养素和矿物营养素,是指植物不可缺少的构成元素,其最小摩尔比例不超过500:1,是植物生理生化过程中不可缺少的元素。

根据元素特性可以分为离子态微量元素(Ca2+、Mg2+、K+、Na+等)和非离子态微量元素(Fe、Mn、Zn、Cu、B等)。

稀土元素是指一类元素,其质量分数在地壳里不超过0.005%,在化学性质上属于金属元素,并且有一定的稳定性。

这类元素被分为14个系列,主要包括镧系稀土Y、Ce、La、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb等,以及钆系稀土Lu、Hf和Ta。

这些元素在土壤中的含量极其低,因此称为稀土元素。

其实,微量元素和稀土元素有着非常深刻的内在联系。

研究表明,稀土元素和微量元素在有机物答案中的作用特别重要。

他们可以改善土壤物理性质,调节土壤化学性质,促进植物生长,对植物体内微量元素的吸收和再分配有积极的影响。

因此,研究微量元素和稀土元素的化学知识,有助于深入分析土壤的生物肥力,共同提高植物的健康,以及促进农业可持续发展。

土壤微量元素和稀土元素的化学作用涉及土壤特征、土壤化学性质、植物对元素的利用率、植物生长发育和应用等多个方面。

首先,微量元素和稀土元素也可以影响土壤特性和形态,改善土壤结构,使土壤结构更加致密,改善水分利用率,促进水溶液条件的稳定性。

此外,各类元素的表观活性也不可忽视。

研究表明,微量元素和稀土元素可以改善土壤的化学性质,通过影响土壤酸碱度、pH、含量等,改变土壤养分供给特性,促进植物对养分的利用率。

相比微量元素,稀土元素的作用更加深入。

它们不仅可以影响土壤特性,同时还可以影响植物的生长发育,如调节枝条弯曲,促进根系发育,增加植物鲜叶重量。

此外,稀土元素还可以改变植物的抗性特性,降低植物对病虫害的损伤,增强植物的抗药性和耐高温能力。

因此,土壤微量元素和稀土元素的研究已成为农业国家的重要课题。

要理解土壤微量元素和稀土元素的化学作用,必须深入研究土壤-植物-水系统的相互作用,确定各种元素在该系统中的表观活性、植物的利用率和土壤的失活机理等。

微量元素的概念与性质

微量元素的概念与性质
2
2 微量元素的主要存在形式
1.在矿物快速结晶过程中陷入囚禁带内; 2.在矿物主晶格的间隙缺陷中; 3.在固溶体中替代主要相的原子。
3
二、能斯特分配定律和分配系数
(一)稀溶液与亨利定律
理想溶液没有 混合△H,各 组分活度遵循 拉乌尔定律:
ai=Xi 组分活度等于 摩尔浓度。
1.0
μ0
i
拉乌尔定律 (理想的) ai
7
数学推导:
在稀溶液体系中,微量元素 i 在α、β两相(如熔体 相、晶体相或气相)之间分配的平衡条件是:
μαi=μβi 式中μαi和μβi分别为微量元素 i 在α和β相中的化 学位,根据热力学公式:
μiα=μi0α+RTlnαiα
μiβ=μi0β+RTlnαiβ
整理得:
αiα/αiβ=e (μi0β-μi0α) / RT =K (T、P)
第四章 微量元素地球化学
1. 能斯特分配定律和分配系数 2. 岩浆作用地球化学 3. 稀土元素地球化学 4. 微量元素示踪原理
1
第一节 能斯特分配定律和 分配系数
一、微量元素的概念和性质 1、微量元素的定义
元素在地质体中的含量低到可以近似用 稀溶液定律描述其行为的元素称微量 元素。 它们在岩石中的含量一般小于0.1%,多 在10-6或10-9范围内.
非理想
RT
ln
k
J i
亨利定律
μ* i
(=μ0i+
R
T
l
nk
J i
)
0
0
xi
1.0
理)想溶液和遵守亨利定律的组分与活度关系图
4
(据Wood,1983)
非理想溶液中△H≠0,溶液活度不同程度偏离理想 溶液(如下图)。当溶液无限稀释时,每个溶质质 点周围环境变化不显著,微量组分的活度与他们的 摩尔浓度成正比: ai=K·Xi

第四章-微量元素地球化学

第四章-微量元素地球化学

不相容元素具有过大或过小的离子半径或 离子电荷
① 大离子亲石元素(Large ion lithophil elements)LILE
K、Rb、Cs、Sr、Ba等,离子半径大、离
子电荷低、离子电位π<3,这些元素的特点是
易溶于水、地球化学性质活泼,活动性强。
② 高场强元素(High field strength elements)HFSE。如Nb、Ta、Zr、Hf、P、
分配系数在不同程度上受到体系的化学成分、 温度、压力等诸多因素影响,选用分配系数时,选 择与所研究的体系条件相近(化学成分,温度,压 力)的分配系数值。
二、岩浆作用过程中微量元素的定量分配模型
岩石形成岩浆的部分熔融模型 岩浆熔体结晶分异作用模型
(一)形成岩浆的部分熔融作用模型—平衡部分熔融
1 平衡部分熔融:岩浆形成最常见也是最可能的熔融模 式。在整个部分熔融过程中,熔体与残留固体始终保持平衡, 直到熔体离去,这种熔融又称批次熔融、平衡熔融或一次熔 融。
挥发性元素(Volatile elements)
在宇宙化学及地球的形成和演化研究中, Ringwood(1966)根据在熔融过程中融熔和挥发 的难易程度,将元素分为难熔元素和挥发性元素。 一般,挥发性元素通常是指在1300℃—1500℃和 适度还原的条件下,能从硅酸熔体中挥发出来的元 素,而难熔元素则是在这种条件下不能挥发的元素。
在固相为多种矿物时,地球化学中常用总分配 系数Di,体系中所有矿物简单分配系数与矿物含量 的加权和称为总分配系数,又称岩石的分配系数 (Di),用于研究微量元素在矿物集合体—岩石及 与之平衡的熔体之间的分配关系。
kDT kD,1 x1 kD,2 x2 kD,n xn
用岩石中所有矿物简单分配系数与岩石中各 矿物含量乘积之和表达:

微量元素与人体健康的关系论文

微量元素与人体健康的关系论文

微量元素与人体健康的关系论文随着现代科学的发展,我们知道,许多微量元素对人体的健康起着很大的作用。

那么微量元素与人体健康之间的关系的怎样的?下面是小编为你精心整理的微量元素与人体健康论文,希望对你有帮助!微量元素与人体健康论文篇1随着科学技术的发展,我们了解到,许多元素对人体的健康影响很大,这些元素影响人体的新陈代谢,我们必须了解微量元素的生物学功能,在人体中的吸收分布情况,人体需要量,以及缺乏和过多时引起的疾病。

现已发现的化学元素虽然有110多种,但其中不少是人工合成的,实际上,自然界存在的天然元素只有92种,天然元素中除惰性气体元素和锝、钫、锕、镤、砹等以外,其他81种均存在于生物体中。

天然元素在生物体中的含量并不相同,其在人或动物体中的作用、功能千差万别。

天然元素根据其在人体中的含量可分为宏量元素和微量元素,根据其在人或动物体中的作用、功能又可分为必需元素、非必需元素和有害元素。

生命元素通常是指对维持机体正常生理功能所不可缺少的元素。

宏量元素与微量元素。

宏量元素是指在人体中的含量占人体质量万分之一以上的元素,包括碳、氢、氧、氮、磷、硫、氯、钙、镁、钾、钠等11种在周期表中位于前20号的元素,共占人体总质量的99.25%。

微量元素约有70种,指的是在人体中含量低于人体质量的0.01%‐0.005%的元素,包括铁、碘、锌、硒、氟、铜、钴、镉、汞、铅、铝、钨、钡、钛、铌、锆、铷、锗和稀土元素等。

必需元素、非必需元素和有害元素。

必需元素,世界卫生组织规定,当一元素含量低于一定量时通常会导致某一重要生理功能的降低,或该元素对生物体具有重要功能且为有机结构的组成成分,则它对生物体而言就是必需的元素。

目前已证实的必需元素有碳、氢、氧、氮、磷、硫、氯、钙、镁、钾、钠碘、锌、硒、氟、铜、钴、锰、铬、钒、镍、锡、锶、硅、溴、砷、硼等,显然,11种宏量元素均为必需元素;非必需元素,一般来说,若某种元素的缺少或者过多对人体或动物体并无显著影响,则可视为非必需元素。

了解微量元素的作用

了解微量元素的作用

了解微量元素的作用微量元素是指人体中所需量较少的元素,但它们对人体的生长发育、新陈代谢、免疫功能等方面起着至关重要的作用。

虽然微量元素在人体中所占比例很小,但却是维持人体健康的重要组成部分。

本文将从微量元素的种类和作用两个方面展开介绍。

首先,微量元素主要包括铁、锌、硒、铜、碘、锰、钼、铬等多种元素。

这些微量元素在人体内以微量存在,但它们的作用却是不可或缺的。

接下来,我们将逐一介绍这些微量元素在人体中的作用。

首先是铁元素。

铁是人体中重要的微量元素之一,它是血红蛋白的组成成分,参与氧气的运输和储存,对维持人体的正常代谢和生长发育至关重要。

铁的缺乏会导致贫血等健康问题。

其次是锌元素。

锌是人体内的重要微量元素,它参与多种酶的活性,对细胞分裂、免疫功能、生长发育等具有重要作用。

锌的缺乏会影响免疫功能,导致皮肤问题等。

接着是硒元素。

硒是一种重要的微量元素,它是抗氧化剂,可以保护细胞免受氧化损伤,对预防癌症、心血管疾病等有益。

硒的缺乏会增加患癌症的风险。

再者是铜元素。

铜是人体内的微量元素之一,它参与多种酶的活性,对铁的吸收和利用、细胞代谢等有重要作用。

铜的缺乏会影响血液循环和神经系统功能。

此外,碘元素也是人体必需的微量元素之一。

碘是甲状腺激素的重要组成部分,对人体的新陈代谢、生长发育、神经系统等有重要作用。

碘的缺乏会导致甲状腺问题,影响身体健康。

另外,锰、钼、铬等微量元素虽然在人体中所需量较少,但它们对人体的生理功能也有着重要的影响。

比如锰参与骨骼形成和碳水化合物代谢,钼参与氨基酸代谢,铬参与胰岛素的活性等。

综上所述,微量元素虽然在人体中所需量很少,但它们对人体的生长发育、新陈代谢、免疫功能等方面起着至关重要的作用。

因此,我们在日常生活中要通过合理的膳食来摄入足够的微量元素,保持身体健康。

希望本文能帮助大家更好地了解微量元素的作用,关注自身健康。

[指南]微量元素在地质中的应用

[指南]微量元素在地质中的应用

微量元素在地质中的应用一、基本概念微量元素(minor elements)依不同学者给出了不同的定义。

盖斯特(Gast, 1968)定义微量元素“不作作系内任何相主要组份存的非化学计量的分散元素”。

按此定义,微量元素是相对的,在一个体系中为微量元素,而在另一个体系中可能为常量元素。

比如,K、Na在超基性岩中可做微量元素。

在长石类岩石中不能做微量元素。

Zr 在锆英石中不是微量元素,但在长石中都是微量元素。

Fe一般情况下不是微量元素,但闪锌矿中Fe都是微量元素。

所以根据含量来划分微量元素是不准确的。

所以有人从热力学角度来定义微量元素:在研究的对象中元素的其含量低到可可近似地用稀溶液定律来描述其行为,则该元素可称为微量元素。

一般的,将地壳中除O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、Ti 等9种元素(它们的总重量丰度占99%左右)以外的其它元素统称为微量元素,它们在岩石或矿物中的含量一般在1%或0.1%以下,含量单位常以10-6或10-9表示。

二、微量元素地球化学指示剂1.大离子亲石元素的指示意义1.1 指示岩浆演化过程大离子半径亲石元素主要指的是Ba、Rb、Sr、Ca和K。

由于Sr的性质与此同时Ca相似,当它的为+2价阳离子时,其离子半径分别为1.17Å和1.0Å。

在岩浆演化过程中,Sr长石—熔体间的分配系数大,也就是说Sr2+易进入含Ca2+矿物中,因此在中酸性岩浆演化过程中,Sr一般也随Ca的减少而贫化。

但是,Sr2+的半径比Ca2+略大,按类质同象规律,Ca2+、Sr2+优先进入晶格中,所以Sr2+贫化较慢,随着岩浆分异作用的进行,Sr/Ca值逐渐增加。

这就决定了残余岩浆最后结晶的斜长石。

具有最高的Sr/Ca值和最低的Ca含量。

因此,利用Sr/Ca比值可判断岩浆的演化分异程度。

综合Rb、Sr地球化学行为一般认为Rb/Sr比值是岩浆演化过最明显的指示剂,岩浆分异程度愈好,Rb/Sr比值愈大。

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性质:即

常量元素决定体系中的相数,即矿物数目的多少; 微 量元素不能决定体系中的相数。微量元素在多相体系中 的分配不受相律的直接控制。不需遵循化学计量法则, 但化学平衡时元素在各相中的化学位相等。

一种微量元素溶质的活度(αi)将正比于其摩尔浓度
(Xi),用下式表示。 αi =Kh Xi (1)
3.微量元素的主要存在形式
(二)影响分配系数的因素
3. 压力对分配系数的影响
压力对分配系数的影响相对较小。
(三)微量元素在岩浆作用中的指纹效应
在岩浆体系中,不同性质的微量元素优先选择在 某种矿物或熔体中富集。 如斜长石对Sr和Eu,云母对Rb和Ba, 钾长石对 Ba、橄榄石对Ni、单斜辉石对Cr、石榴石对Yb 金红石对Nb、Ta等均具有极大的分配系数. 当上述矿物从岩浆中分离时就会产生对应元素在 熔体中的贫化,反之则会在熔体中不断富集。岩 浆部分熔融过程与结晶过程的元素富集贫化效应 相反。
以元素在地球形成和演化过程中分散与富集特点分类 在地球的形成和演化过程中,很多元素在垂向上发生过运移,例如大离子亲 石元素有明显地从地核、下地幔向上地幔,并最终向地壳富集的趋势。 元素在 陨石中的丰度—μ;元素在玄武岩(地幔熔融产物)中的丰度—V;元素在页岩 中的丰度—C作为地壳丰度的代表。 根据V/μ、C/V比值的关系将化学元素分出四组: ⑴向心元素:V/μ<1、C/V<1。 Mg、Cr 、Fe、Co、Ni、Cu、Ru(钌)、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Au ⑵最弱离心元素:V/μ>1、C/V<1。 P、Na、Ca、Sc、Ti、V、Mn、Zn、C、N、Cl、Br、I ⑶弱离心元素:V/μ<1、C/V>1。 Ca、Ce、As、Se、Sn、Te、Bi、Re、Mo ⑷离心元素:V/μ>1、C/V>1 Li、Rb、Cs、Sr、Ba、Y、REE、Zn、Hf、Nb、Ta、Th、B、Al、In、Tl、Si、 Pb、Sb、U、F、O 这种元素分类有助于了解元素在地壳化学演化及成矿过程中的地球化学行为。 例如:优地槽-冒地槽-造山带-地台;离心元素越来越富集。
以微量元素在固-液相(气相)间的分配特征的分类 ⑴相容元素;在岩浆结晶(或固相部分熔融)过程中,易 于进入或保留在固相中的微量元素(总分配系数D>1的 元素) 。随结晶程度的增大在熔体中浓度逐渐减小。如Ni、 Co、V、Cr等。 ⑵不相容元素:在岩浆结晶(或固相部分熔融)过程中, 不易进入固相而保留在与固相共存的熔体或溶液中,而 在液相中浓度逐渐增加的微量元素(总分配系数D < 1 的元素)。随结晶程度的增大在熔体中浓度逐渐增大 如Li、Rb、 Cs、Be、Nb、Ta、W、Sn、Pb、Zr、Hf、B、P、Cl、 REE、U、Th。 ⑶.强不相容元素:总分配系数D< 0.06的元素称强不相 ⑷. 强相容元素:总分配系数D >>1的元素称强相容元 素
0 i
μ
0 i
ai
拉乌尔定律 (理想的) 拉乌尔定律 (理想的) ai 非理想 非理想 亨利定律 0 0 0 xi 0
RT ln k Ji RT ln k Ji
μ *i (=μ 0i+ RT lnk Ji ) μ *i (=μ 0i+ RT lnk Ji ) 亨利定律 1.0 1.0
xi 理想溶液和遵守亨利定律的组分与活度关系图
(据Wood,1983)
亨利定律的数学表达式:
ai=K〃Xi
式中 K称亨利常数, 代表稀溶液中溶质的 活度系数,它的大小与组分浓度无关,受 P、T和溶液性质控制。
(二)能斯特分配定律和分配系数
能斯特分配定律是描述微量组分在两相间的分配关系的
数学表达式为: Xiα/ Xiβ= KD (T、P) 它表示在恒温恒压条件下,溶质在两相间的 平衡浓度比为一常数。KD称分配系数。


氧逸度对分配系数的影响
逸度:实际气体对理想气体的校正压力。 (气体氧的有效浓度)

对于某些变价元素来说,氧逸度不仅影响 它们在体系中的电价,而且也影响它们的 分配系数。如Eu在斜长石中的分配,2+价 时易进入斜长石晶格。
第四章
微量元素地球化学
第二节 岩浆作用地球化学
一 岩浆作用的微量元素定量模型
⑶根据玄武岩类微量元素组合研究恢复古板块构造环境。 ⑷根据不同时代沉积岩的稀土分布资料,探讨地壳化学演化,提 出了地壳演化的两阶段模型;同时根据陨石的的微量元素组合, 探索太阳星云的化学分异特征。 ⑸探讨岩石及矿床的成因及其演化。
第一节 能斯特分配定律和 分配系数
一、微量元素的概念和性质 1、微量元素的定义 元素在地质体中的含量低到可以近似 用稀溶液定律描述其行为的元素称微 量元素。 它们在岩石中的含量一般小于0.1%, 多在10-6或10-9范围内.
(据Wood,1983)
ΔH~微量元素在两相中溶解热的差值
ai_~也称有效浓度,实际溶液对理想溶液的校正浓度
非理想溶液中△H≠0,溶液活度不同程度偏离理想 溶液(如下图)。当溶液无限稀释时,每个溶质质 点周围环境变化不显著,微量组分的活度与他们的 摩尔浓度成正比: ai=K〃Xi
1.0 1.0 μ
目前最广泛应用的是第一种方法。 基质代表与斑晶平衡的熔体。由于斑晶矿物常含有环带或隐环带,与基质并非 完全处于平衡,所以该方法获得的分配系数为似分配系数)
三 分配系数的测定及其影响因素
2 实验测定法 通过实验使矿物与熔体或溶液在一定P、T 条件下达到 平衡,测定微量元素在两相中的浓度,得 出分配系数. 该方法存在的主要问题是难于证明两相间 是否达到扩散平衡,实验扩散速率与自然 过程是在不同时间尺度内进行的。

(一) 结晶作用模型
1. 分离结晶作用定量模型 一个包含不同组分的总摩尔数为n的有限岩浆库, 其中y摩尔的微量元素 i 的摩尔分数为 : Xi = y/n 当体系发生含有元素i的矿物的分离结晶作用时, 由于晶体与熔体间始终未达到平衡,在一个短时间 之后, 熔体中的总摩尔数变为: n-dn
熔体中元素i 的摩尔数变为:y-dy
(二)影响分配系数的因素

体系成分的影响 根据目前积累的资料,不同成分体系中,同 种矿物的某些元素的分配系数有较大的差别 如Sr在斜长石与熔体间、Yb在石榴石与熔体 间的分配系数均随熔体酸性程度的增大而增 大,其中Yb的分配系数可从玄武质熔体的 4.03增大到流纹质熔体的40。
±¤ Ð ³ ¯ Ê
1. 分离结晶作用定量模型
二、能斯特分配定律和分配系数 (一)稀溶液与亨利定律
理想溶液没有 混合△H,各 组分活度遵循 拉乌尔定律: ai=Xi 组分活度等于 摩尔浓度。
1.0
0 i
μ
ai
拉乌尔定律 (理想的) 非理想
RT ln k Ji
亨利定律 0 0 xi 1.0
μ *i (=μ 0i+ RT lnk Ji )
理想溶液和遵守亨利定律的组分与活度关系图

热液中),ZrSiO4中的Zr,都转变成矿物中的主要成分。

陨石中,Ni是宏量元素,K是微量元素。 目前对“微量”、“痕量”、“微迹”元素之间的界线还不 确定,因此在实际应用中其述语常常也是混用的。
2.微量元素的性质
由于微量元素在固溶体、液体(溶液、熔体)中的浓 度极低,所以这些溶液对微量元素来说均具有稀溶液的
由于微量元素在体系中的浓度(或活度)低,往往不 能形成自己的独立矿物(相),而只能以次要成分被容 纳于其它主要成分所形成的矿物固溶体、熔体或溶液中

快速结晶过程中被陷入囚禁带内—如矿物的气—液
包裹体内; 吸附于矿物裂隙、解理或晶格的间隙中; 在矿物中以类质同像形式替代主要相的原子。
2、平衡结晶作用
一 岩浆作用的微量元素定量模型
(一) 结晶作用模型
分离结晶作用: 元素i仅在晶体与熔体的表面达到表面平衡,或晶 体形成后很快地离开熔体,使元素在熔体与晶体间 不能达到平衡,这种结晶作用称为分离结晶作用。

平衡结晶作用: 熔体在缓慢冷却条件下结晶, 并与熔体始终保持平 衡,称为平衡结晶作用。
第四章
1. 2. 3. 4.
微量元素地球化学
能斯特分配定律和分配系数 岩浆作用地球化学 稀土元素地球化学 微量元素示踪原理

微量元素地球化学,包括稀土元素地球化学,是 近三十多年来获得迅猛发展和广泛应用的地球化 学分支。在地球化学研究中,由于微量元素的特 殊性质,作为一种地球化学指示剂,微量元素在 成岩、成矿作用及地球、天体的形成及演化等研 究中发挥了重要作用。学者们将其誉为地球化学 指示剂,示踪剂、探途元素、指纹和监测剂。

特征:从微观角度研究宏观问题。

应用及成果:
⑴长期以来,人们一直认为地幔是均一体,通过对各种幔源岩石 (海岛拉斑玄武岩、碱性玄武岩、科马提岩等)微量元素地球 化学的研究,发现了亏损地幔(亏损了大离子亲石元素和不相 容微量元素的上地幔)及富集地幔(相对不亏损接近原始地幔 成分的下地幔)的存在。
⑵微量元素地球化学是全球地质事件研究中的重要内容。
Á Æ ÷ Î Ò Ñ ½ ¬ þ Î Ð ä Ñ Ò ¬ ½
(二)影响分配系数的因素
2、温度的影响 分配系数与温度的关系:
ln K D ( ) T ln KD

P
H RT 2
H B RT
ΔH~微量元素在两相中溶解热的差值 R~ 气体常数 B~ 积分常数
在温度变化范围不大,△H视为常数时,分配系数与温度 的倒数呈线性关系。

在理解微量元素的概念时,要注意微量元素的概念的相对性。

我们把地壳作为研究对象时 ,则O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、
Na、K、Ti等九种元素已占地壳重量的99%,其它80多个元素 加起来不到1%,所以其它绝大多数元素可被看作是微量元素。 如果我们把一种矿物,一个岩体等作为研究对象时,地壳范围 内的有些微量元素已不再是微量的了。如,ZnS中的Zn(成矿
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