地球化学作业共20页

地球化学课程作业

课程作业一元素的丰度及分布分配

一、对比元素在太阳系、地球及地壳中丰度特征的异同，并讨论之。

二、你认为在地壳中惰性气体元素丰度的明显降低是什么因素所致？

（请参看教材第46页，表1.14）

三、根据下列元素地球相对丰度数据，求出各元素地球重量丰度值，并将

Mg、Al用Wt%表示，Cu、Zr用ppm表示，Hg、U用ppb表示（Si地球重量丰度=13%）（要求：最后结果Wt%保留两位有效数字，其它取整数）。

四、概述研究地壳中元素丰度的意义

五、区域元素丰度的研究意义及主要研究方法

六、元素丰度研究在地球化学研究中的地位

课程作业二元素的结合规律

一、在岩石圈内，下列元素主要表现出哪些亲合性质，并举矿物为例。

Fe、Cu、Ni、Au、Ba、Ca、Zn、Nb、Hg

二、钒（V）的克拉值高于硼（B），而硼的矿物种类却比钒多（包括内生和

表生），为什么？

三、在硅酸盐矿物中检出下列微量元素，试分析可能被下列微量元素类质

同象置换的造岩元素，并加以说明。

Rb、Sr、Ga、Ti、Li、Ba、Ge、REE、Pb、Ni、Mn、Sc

四、说明在矿物中不存在下列类质同象置换关系的原因：

C4+→Si4+ Cu1+→Na1+ Sc3+→Li1+

五、为什么在碱性长石中常见钾长石与钠长石的条纹结构，而在斜长石中

则不见这种结构？

六、利用晶体场理论研究过渡金属离子进入矿物晶格的基本思路是什么？课程作业三含褐钇铌矿花岗岩中铌分配的平衡计算及类质同象分析（专题作业）

一、地质资料

某地含褐钇铌矿花岗岩呈穹隆状产出，出露面积500多平方公里。侵入时代为石炭——二叠纪末。岩体分异良好，可见三个相（见图），各相特征见表1。该岩体边缘相有铌的独立矿物——褐钇铌矿的工业富集，褐钇铌矿为岩浆期产物。对中央相，边缘相的物质成分作进一步研究，得表2资料。根据加权平均计算该岩体的铌的平均含量为44ppm。

岩体分相示意图

1．中央相；2.过渡相， 3.边缘相；4.花岗岩；5.花岗岩—花岗闪长

岩

表1 花岗岩各相矿物特征

表2 中央相、边缘相矿物、岩石中铌分配的平衡计算表

二、参考资料：

1． 矿物成分（通式）

黑云母 K(Mg 、Fe)3[AlSi 3O 10][OH 、F]2 褐钇铌矿 YNbO 4

独 居 石 （Ce 、La ）PO 4 锆 石 ZrSiO 4 榍 石 CaTiSi 2O 5 钛 铁 矿 FeTiO 3

2． 某些单矿物分析结果：

黑 云 母 Li 2O 0.39% TiO 2 0.1%

褐钇铌矿 ΣY 2O 3 37.03% ΣCe 2O 3 2.91% UO 2 3.96% ThO 2

1.03%

Ta 2O 5 2.50% TiO 2 1.51%

独 居 石 TiO 2 3.14% ZrO 2 0.70% ThO 2 3.61% SiO 2 3.64%

ΣY 2O 3 3.53%

锆 石 TiO 2 0.98% ThO 2 0.49% ΣTR 2O 3 0.50%

3． 岩体三个相

Ti/Nb 比值分别为：

中央相 25 过渡相 24 边缘相 17

4． 铌在地壳中的丰度

20ppm （维诺格拉多夫1962年）

三、计算步骤：（表2空栏计算方法） ①求按一克岩石计，矿物中铌的含量：

如中央相长石和石英中铌含量为7.3ppm ，它们在岩石中占87.12%，则按一克岩石中长石和石英中铌含量应为：0.8712×7.3=6.36（μg ）

②那么长石和石英中铌含量占岩石中总铌含量之百分数为：

6.36÷36×100%=1

7.97%

四、作业要求

1． 计算表

2所空各栏

2． 通过分配平衡计算：

①指出中央相中铌含量不足部分的可能去向 ②分析铌的存在形式

3． 结合所给的参考资料，计算该岩体中铌的浓度克拉克值，并说明之。 4． 分析铌在一些矿物中的可能的类质同象置换。

5．根据Ti/Nb比值在各相的变化，结合各相矿物成分，分析Ti对Nb 的富集的影响。

课程作业四元素的地球化学迁移

一、某地超基性岩、开始遭受轻微的蛇纹石化，继而蛇纹石化加强，最后

自蛇纹石化转化为滑石—碳酸盐化。在这一蚀变过程中生成不同的

Ni、Fe矿物组合。在弱蛇纹石化超基性岩中形成磁铁矿（Fe

3O

4

）和镍

铁矿（Ni

3

Fe）组合；在中等蛇纹石化岩石中产出磁黄铁矿（FeS）—

黄硫镍矿（Ni

3S

2

）—镍铁矿（Ni

3

Fe）组合；继而在强蛇纹石化石中形

成磁铁矿—黄硫镍矿组合，最后在岩体边缘形成滑石—碳酸盐蚀变带中形成磁铁矿—黄硫镍矿—针镍矿（NiS）组合。试根据矿物组合的更替情况，分析超基性岩蚀变由开始到结束，热液氧化还原条件变化的趋势。

二、湖南某热液充填型矿床产于花岗岩中，早阶段矿石由萤石、方铅矿、

闪锌矿和黄铜矿组成，伴随有黄铁绢英岩化，而晚阶段形成重晶石、方解石、方铅矿、闪锌矿（少量）组合，伴随有碳酸盐化蚀变。试粗略分析两个矿化阶段氧化还原条件和酸碱度的特征。

三、全部溶解的CO

2以H

2

CO

3

、HCO-

3

和CO

3

2-三种溶解类型存在，当pH为8.3

时，求各溶解类型两两比值，并指出何种溶解类型为优势场。相应的反应和平衡常数：

H

2CO

3

H++HCO-

3

K=10-6.4

HCO-

3 H++CO2

3

- K=10-10.3

四、河南某钼矿热液作用期自高温到低温有四个矿化阶段，各阶段主要矿