微量元素地球化学分类

Pt Au Hg
Tl
Pb Bi Po At
Rn
87
Rf Db Sg Bh Hs Mt
58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71
Lanthanides Actinides
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103
硅酸盐流体
亲石元素
亲铜/硫元素 亲铁元素
硫化物流体
金属流体
Geochemical Affinity and Electronic Chemistry
What makes an element siderophile or lithophile? Notably, the Goldschmidt categories are well-grouped in the periodic table of the elements:


元素在不同地球化学储库形成过程中具 有什么样的地球化学行为？ 控制不同元素地球化学行为差异的因素 是什么？
微量元素地球化学的基本理论
Why？ 地球化学亲和性 Geochemical Affinity • 按照Goldschmidt法则, 根据元素在共存的硅酸 盐流体相、硫化物流体相、金属流体相和气相 之间的分配特征，将元素进行分类。
Ac Th Pa
U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No
Lr
1.
第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子， 转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫第一电 离能 。 电负性：各元素的原子吸引电子的能力的一种相对 标度。元素的原子吸引电子的能力愈大，其电负性 愈大，非金属性则愈强。电负性的计算方法有多种， 不同的方法电负性数值不同。代表性的有3种：
Geochemical reservoir 地球化学储库
For example: Core Bulk silicate earth/硅酸岩地球
– Depleted mantle/亏损地幔 – Bulk continental crust (CC)/大陆总地壳 – Oceanic crust/大洋壳


Middle ocean ridge basalt (MORB)/洋中脊玄武岩 Island arc basalt (IAB)/岛弧玄武岩 Hotspot basalt/热点玄武岩

……
地球化学储库的形成
i i
1.
2.
地球化学演化过程的实质是元素在不 同地球化学储库形成过程中的各共存 相（液相-固相、固相-固相）（或者） 之间的分配过程. 一切自然过程均趋向于局部平衡，元 素在平衡条件下，在各共存相之间的 分配取决于元素及矿物的晶体化学性 质和物理化学条件。
• Melting a chondrite gives 3 immiscible liquids plus vapor:
气相
亲气元素
H, He, N, Noble gases Alkalis, Alkaline Earths, Halogens, B, O, Al, Si, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Y, Zr, Nb, Lanthanides, Hf, Ta, Th, U Cu, Zn, Ga, Ag, Cd, In, Hg, Tl, As, S, Sb, Se, Pb, Bi, Te Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Mo, Re, Au, C, P, Ge, Sn
微量元素地球化学
Trace Element Geochemistry “Geochemistry really is for everyone!” By Fersman (1958)
2. 微量元素的基本地球化学 理论及其分类
复习: 微量元素
1.
在体系的矿物相中不计入化学计量式的 组分; 不影响所在体系的物理/化学特性; 近似服从稀溶液定律（Henry定律） (ai=Kbi)
19 20
IVB
22
VB
23
VIB VIIB
24 25 26
VIIIB
27 28
IB
29
IIB
30
Al
31 49
Si
32 33 50 51
P
34 52
S
Cl Ar Kr
54 53
K
Ca Sc
38 39
Ti
40
V
41
Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br
42 43 44 45 46 47 48
– L.C.鲍林：根据热化学数据和分子的键能，设定氟的电负性为3.98， 据此计算其他元素的相对电负性；
– R.S.密立根：由电离势和电子亲合能计算绝对电负性； – A.L.阿莱：建立在核和成键原子的电子静电作用基础上的电负性。
2.
利用电负性值时，必须是同一套数值进行比较。
Systematics of the Periodic Table: IP and electronegativity
37
5 6 7
Rb Sr
55
Y
Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In
72 73 74 75 76 77 78 79 80 81
Sn Sb Te
82 83 84 85
I
Xe
86
Cs Ba Fr Ra
57 88
56
Hf
104
Ta W Re Os Ir
105 106 107 108 109
IA
1
IIA
Atmophile Lithophile
Siderophile Artificial
Fra Baidu bibliotek
IIIA
IVA
VA
VIA VIIA VIIIA
2
1
3
H Li
4
He
5 6 7 8 9 10
2 3 4
Be
12
Chalcophile
IIIB
21
B
13
C
14
N
15
O
16 17
F
35
Ne
18 36
11
Na Mg
2.
3.
2. 微量元素的基本地球化学 理论及其分类
2.1 微量元素地球化学的基本理论 2.2 微量元素的地球化学分类
2.3 稀土元素
2.4 大离子亲石元素vs高场强元素
2.1 微量元素地球化学的基本理论

Geochemical reservoir/地球化学储库 Partition coefficient/分配系数 Incompatible element/不相容元素 Compatible element/相容元素