地球化学期末考试总结

第一章绪论

1.地球化学的定义：地球化学是研究地球及子系统(含部分宇宙体)的化学组成、化学作用和化学演化的科学（涂光炽）。

2.地球化学研究的基本问题

第一: 元素（同位素）在地球及各子系统中的组成（量）

第二: 元素的共生组合和存在形式（质）

第三: 研究元素的迁移（动）

第四: 研究元素（同位素）的行为

第五: 元素的地球化学演化

第二章自然体系中元素的共生结合规律

1.元素地球化学亲和性的定义：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称为元素的地球化学亲和性。

2.亲氧元素、亲硫元素与亲铁元素的特点

（1）亲氧元素：能与氧以离子键形式结合的金属（半金属）元素称为亲氧元素。

特点：惰性气体结构；电负性小；离子键为主；生成热>FeO；主要集中在岩石圈。（2）亲硫元素：能与硫结合形成高度共价键的金属（半金属）元素称为亲硫元素特点：铜型离子；电负性较大；共价键为主；生成热

（3）亲铁元素：元素在自然界以金属状态产出的一种倾向。铁具有这种倾向，在自然界中，特别是O，S丰度低的情况下，一些元素往往以自然金属状态存在，常常与铁共生，称之为亲铁元素。

特点：原子（注意不是指离子）具有d亚层充满或接近充满，接近18-18+2的外电子层结构（惰性金属型构型），电负性中等，第一电离能较高（原子中电子不易被剥夺，也难以夺取外来电子）。

常形成金属键晶体（单质或金属互化物）

其氧化物和硫化物的生成热都较小

位于原子容积曲线的最低部分

主要集中于铁-镍核，地壳较少

亲铁元素具有多亲合性，也可亲氧、亲硫，Fe是典型代表。

3.元素的地球化学化学分类（戈式分类）

亲氧（亲石）、亲硫（亲铜）、亲铁、亲气元素。

4.类质同象的定义

某些物质在一定的外界条件下结晶时，晶体中的部分构造位置随机地被介质中的其他质点（原子、离子、配离子、分子）所占据，结果只引起晶格常数的微小改变，晶体的构造类型、化学键类型等保持不变，这一现象称为“类质同象”。

5.Goldschimdt 定律

定律一：两个离子，如果他们具有相同的电价和离子半径，则易于交换，并以与他们在整个体系中相同的比例进入固熔体。

定律二：两个离子，如果他们具有相同的电价，和相似的离子半径，则较小的离子倾向于进入固体相。

定律三：两个离子，如果他们具有相似的离子半径，但是电价不同，那么，电价高的离子倾向于进入固体相。

第三章自然体系中元素的地球化学迁移

1.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。

2.元素地球化学迁移能力的影响因素

内因（1）迁移前元素的存在形式（2）晶体化学键类型（3）元素的地球化学性质（半径、电价、电负性、离子电位等）。外因（1）体系中组分的浓度（2）温度、压力（3）环境中PH值、Eh值的变化。

3.自然界中常见的正负胶体

氢氧化物、碳酸盐胶体是自然界常见正胶体。

氧化物、硫化物、单质、腐殖质的胶体多为负胶体(自然界负胶体往往比正胶体量多,因此正胶体往往搬运较近，负胶体搬运较远)。

4.水-岩作用的基本类型

（1）.氧化还原反应（2）.水解和脱水反应（3）.水合作用（4）.碳酸盐化或脱碳酸盐化（5）.阳离子交换反应

5.地球化学障的定义，常见的地球化学障

在元素迁移途中，如果环境的物理化学条件发生了急剧变化，导致介质中原来稳定迁移的元素其迁移能力下降，元素因形成大量化合物而沉淀，则这些引起元素沉淀的条件或因素就称为地球化学障。

常见的地球化学障：（1）机械障：从河水中机械地分离出重金属的河流砂矿床，是主要为机械障的一个例子。（2）物理-化学障：是由于pH成pH/Eh关系急剧改变而形成的(例如在水土景观中)。（3）生物障：典型例子是戈尔德施密特(1937)所描述的障。在该情况下，森林土壤的腐殖质层起着聚积一定痕量元素的水平障(horizontal barrier)的作用。（这些元素是由树木从土壤中吸取，然后通过残落物归还到土壤中。不是所有的元素都富集于腐殖质层中，有些元素通过该层进入到了矿质土壤中。因此，地球化学障对其范围内的元素或化学物质的聚积往往是有选择的。）

第四章放射性同位素地球化学

1.基本概念（同位素、同位素丰度）

同位素：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，同一化学元素原子量不同的两种以上原子互为同位素。

同位素丰度：(1)绝对丰度：某一同位素在所有各种稳定同位素总量中的相对份额。常以该同位素与1H(取1H ＝1012)或28Si(28Si=106)的比值表示。(2)相对丰度(原子丰度）：同一元素各同位素的相对含量（以原子百分数计）。 2.同位素定年的基本原理

设衰变产物的子体原子数为D* )1(*0-=-=t

e N N N D λ

3.几种同位素定年方法（銣-锶、钐-钕、铀-铅）

母体：放射性核素 子体：母体衰变的产物 （1）铷-锶(Rb-Sr)测年及同位素地球化学

Rb －Sr 同位素测年原理： Rb 有2个同位素： 72.17% 27.83% Sr 有4个同位素： 82.53% 0.56% 9.87%

7.04%

岩浆岩Rb-Sr 等时线定年 基本假设：

岩浆的整个冷却过程中Sr 同位素是均一的，即从岩浆中形成的所有矿物或岩石具有相同的锶同位素初始比值；

岩浆结晶的时间相对较短，所有的矿物或岩石具有基本相同的年龄； 形成以后保持封闭，未受蚀变、变质等外来影响； 截 距： 斜 率：

年 龄：

85

37Rb

87

37

Rb

88

38Sr 8438

Sr 8638

Sr 87

38

Sr 87873738

Rb Sr Q

βν-

→

+++0(1)

t D D N e

λ=+-87

8787λt 0Sr=Sr +Rb(e -1)

87

860Sr Sr b ⎛⎫= ⎪

⎝

⎭1

t m e λ=-()1

ln 1t m λ

=+