地球化学复习中国地质大学北京
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➢ 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. 地球化学研究中的几个基本问题:(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:元素形成阳离子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。其公式为:兀=Z/r 14. 内潜同晶:当两种元素数量差异很大时,一种元素以分散量进入另一元素晶格,后者为主导(寄主)元素,前者为伴生(附属)元素,主导和伴生元素地球化学参数相近,伴生元素隐藏在主导元素晶格中,称为内潜同晶。
15. 固溶体:含有类质同象混入物的混合晶体称为固溶体。
16. 晶体场理论:晶体场理论是一种静电理论,它把配合物中心离子和配位体看成是点电荷(偶极子),形成配合物时带正电荷的中心离子与带负电荷的配位体以静电相吸引,配位体间则相互排斥。该理论考虑带负电荷的配位体对中心离子最外层电子包括d轨道和/或f轨道的影响,用以解释过渡元素物理化学性质。
17. 晶体场:带负电荷配位体对中心离子产生的静电场。
23. 晶体场稳定能:d轨道电子能级分裂后的d电子能量之和,相对于未分裂前d电子能量和的差值,即导致总能量的下降值称为晶体场稳定能(CFSE)。
25. 元素的赋存状态:也称存在形式、结合方式、相态等。指元素在其迁移历史
某个阶段所处的物理化学状态及与共生元素的结合性质。
27. 元素的离子电位对元素迁移的影响:(1)π<2.5:为电价低半径大的碱性阳离子,在水溶液中同H+争夺O2-的能力弱,其氧化物溶于溶液,带出O2-形成简单阳离子和OH-。(2)π=2.5-8.0,为两性离子,多偏高价和具中等半径,在水溶液中与H+争夺O2-的能力弱,其氧化物易与H2O形成氢氧化物沉淀。(3)π>8:离子半径小的高价阳离子,在水溶液中争夺O2-的能力比H+强,会夺取H2O中的O2-并与之结合成配阴离子。
29. 类质同象置换法则:戈尔德斯密特类质同象法则:(1)小离子优先法则(2)高价离子捕获,低价离子容许法则:两种离子半径相似电价不同,高价离子优先进入早结晶矿物,称为“捕获”,低价离子集中于晚结晶矿物,称为被“容许”(3)隐蔽(容留)法则:两种离子有相似半径和相同电价,丰度高主量元素形成独立矿物,丰度低微量元素按丰度比例进入主量元素矿物晶格,称为“隐蔽”或“容留;林伍德电负性法则:当阳离子离子键成分不同时,电负性小的离子形成离子键成分较高(键强较高)的键,优先被结合进入矿物晶格,电负性较大的离子则晚进入矿物晶格。
第三章
1. 元素地球化学迁移:当环境发生物理化学条件变化,使元素原来的存在形式变得不稳定时,为了与环境达到新的平衡,元素原来的存在形式自动解体,而结合成一种新的相对稳定地形式存在。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。
9. 地球化学梯度:指在一个岩性相对稳定地区,特定元素在空间上离开矿床在垂向和水平方向上表现的含量分布变化,离开矿床一定距离后从异常浓度降至背景浓度。
12. 标型或指向矿物:地球化学中把稳定范围窄的矿物称为标型或指向矿物。
13. 矿物的稳定场:体系中任何一种矿物的稳定条件都包括一定的范围,称为稳定场。
14. 矿物共生:在平衡体系中同时形成的矿物组合。
19. 地球系统的化学作用类型:(1)水-岩反应和水介质中的化学作用;(2)熔岩反应和熔浆化学作用;(3)水-气化学作用(4)岩-岩化学作用;(5)有机化学作用。
21. 元素化学迁移的研究方法:(1)通过矿物组合的变化来判断;(2)通过岩石元素含量的系统测定和定量计算来判定,当有元素迁入或迁出时,元素在岩石中的相对含量必然会发生变化;(3)物理化学界面。自然界的物理化学界面是元素发生迁移的指示。
22. 地质流体的类型:(1)各类硅酸盐岩浆;(2)以H2O为主的流体,包括:岩浆水、变质水、同生水、海水、地表水等;(3)以碳氢化合物为主的流体,如石油、天然气等。
23. 水-岩化学作用的基本类型:(1)水化(合)-脱水反应:水从流体中移出或加入流体而流体的H+:OH-比值不变的反应。(2)水解反应:反应中H+或OH-离子被消耗,导致流体中H+:OH-改变。(3)去氢反应: 溶液中的OH-加入到矿物中。(4)碳酸盐化-脱碳酸盐化:涉及CO2的反应。碳酸盐化和脱碳酸盐化受由温度和压力控制的CO2活度制约。(5)阳离子交换反应:涉及固溶体中两种或更多组分在同一晶格相互交代的反应。(6)氧化-还原反应(7)硫化作用-脱硫化作用:涉及到重要的硫化物沉淀反应。由硫活度增高引起。