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地球化学综合考试答案

中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院 地球化学课程综合测试3 学习层次：专升本时间：120分钟 一．名词解释 1．元素的地球化学迁移：当体系与环境处于不平衡条件时，元素将从一种赋存状态转变为另一种赋存状态，并伴随着元素组合和分布上的变化及空间上的位移，以达到与新环境条件的平衡，该过程称为元素的地球化学迁移。 2．能斯特分配定律：在一定的温度和压力条件下，微量元素在两共存相中的活度比为常数。3．盐效应：当溶液中存在易溶盐类时，溶液的盐度对元素的溶解度有影响。溶液中易溶电解质的浓度增大，导致其它化合物溶解度增大的现象，称为盐效应。 4．放射性同位素：能够自发地衰变形成其它核数，最终转变为稳定核数的同位素。 5.大陆地壳：地表向下到莫霍面，厚度变化在5-80km，分为上部由沉积岩和花岗岩组成的硅铝层，下部由相当于玄武岩、辉长岩或麻粒岩等组成的硅镁层两部分组成。 6.不相容元素：在一定的温度和压力条件下，在部分熔融或岩浆分异结晶过程中，在固相/熔体相中的总分配系数<<1的微量元素称为不相容元素。 7. Ce：表征Ce与REE整体分离程度的参数。其计算公式为：δCe=2Ce n/（La n+Pr n）（n 表示相对于球粒陨石标准化）。 8.元素丰度的奇偶规律：偶序数元素的丰度大于相邻奇序数元素的丰度，这一规律又被称为Oddo-Harkins（奥多-哈金斯）法则。 二．简答题 1. 大陆地壳组成研究的基本方法。 答：由于大陆地壳的物质组成在横向和纵向上都具有极度的不均一性，因此，研究大陆的浅部地壳和深部地壳的手段不尽相同。其中，对大陆地壳浅部组成研究的方法包括区域大规模取样法、简化取巧方法以及细粒碎屑沉积物法等等。而对大陆深部地壳的研究手段则主要包括研究火山岩中的角闪岩和麻粒岩包体，暴露地表的深部地壳断面，或利用地球物理勘探获取的地震波速与岩石化学组成之间的对应关系进行反演。 2. 简述能斯特分配定律及元素分配系数的涵义。地球化学上按总分配系数将元素在岩浆作用过程中的行为分为几类？它们各自的地球化学特点是什么？（要求各类别至少举两个元素为例）。 答：能斯特分配定律：在一定的温度和压力条件下，微量组分在两共存相中的活度比为常数。将微量元素在两相之间的活度笔直称之为分配系数（K D）。 按元素在岩浆作用过程中的行为分为相容元素、不相容元素。其中不相容元素进一步分为高场强和低场强元素。 相容元素指总分配系数大于1的元素，如Ni、Co、Cr，在岩浆作用中优先进入矿物相或残留固相；不相容元素指总分配系数小于1的元素，它们优先进入熔体相，其中将分配系数小于0.1的又称为强不相容元素。大离子亲石元素如K、Rb、Sr、Ba以及高场强元素如Nb、Ta、Zr、Hf为不相容元素的代表。 3. 活度积原理及其在地球化学研究上的意义。 答：定义在一定的温度下，难溶化合物中该化合物的离子浓度乘积得到的常数为活度积。所谓的活度积原理指的是在天然水中，金属元素首先选择形成活度积最小的化合物的阴离子

地球化学-河北地大教材

一、概念题 1、克拉克值 是指元素地壳中重量百分含量。 2、浓度克拉克值 浓度克拉克值＝元素在某一地质体中平均含量/元素的克拉克值，它反映元素在地质体中集中和分散程度，大于1说明相对集中，小于1说明相对分散。 3、元素的地球化学迁移 元素从一种赋存状态转变为另一种赋存状态，并经常伴随元素组合和分布上的变化以及空间位移的作用称为地球化学迁移。 4、元素的丰度值： 每种化学元素在自然体中的质量,占自然体总质量(或自然体全部化学元素总质量)的相对份额(如百分数),称为该元素在该自然体中的丰度值. 5、类质同象 某种物质在一定的外界条件下结晶时，晶体中的部分构造位置被介质的其它质点(原子、离子、络离子、分子)所占据，结果只引起晶格常数的微小变化，而使晶体构造类型、化学键类型等保持不变的现象。 6、载体矿物和富集矿物载体矿物 载体矿物和富集矿物载体矿物是指岩石中所研究元素的主要量分配于其中的那种矿物。但有时该元素在载体矿物中的含量并不很高，往往接近该元素在有时总体中的含量。富集矿物是指岩石中所研究元素在其中的含量大大超过它在岩石总体中的含量的那种矿物。 7、元素的共生组合 具有共同或相似迁移历史和分配规律的元素常在特定的地质体中形成有规律的组合，称为元素的共生组合。 8、元素的赋存状态 也称为元素的存在形式、结合方式、相态、迁移形式等，指元素在其迁移历史的某个阶段所处的物理化学状态与共生元素的结合性质。 9、亲氧元素 是指那些能与氧形成强烈离子键化合物的元素，如K、Na、Si、Al 等，通常以硅酸盐形式聚集于岩石圈。 10、八面体择位能： 任意给定的过渡元素离子,在八面体场中的晶体场稳定能一般总是大于在四面体场中的晶体场稳定能.二者的差值称为该离子的八面体择位能(OSPE). 这是离子对八面体配位位置亲和势的量度。八面体择位能愈大，则趋向于使离子进入八面体配位位置的趋势愈强，而且愈稳定。 11、相容元素和不相容元素： 在液相和结晶相（固相）的共存体系，如在岩浆结晶作用过程中，一些微量元素易以类质同像的形式进入造岩矿物晶格，称为相容元素，如Ni2+、Co2+、V3+、Cr3+、Yb3+、Eu2+等。另一些微量元素不易进入造岩矿物晶格，倾向于残留在熔浆或液相这中，称为不相容元素，如Rb、Cs、Sr、Ba等。 12、元素的地球化学亲和性 元素的地球化学亲和性，指阳离子在地球化学过程中趋向于同某种阴离子结合的性质。分亲铁性（趋向于单质形式产出）、亲硫性（趋向于与硫形成强烈共价键的性质）和亲氧性（趋向于与氧形成强烈离子键的性质）

中国地质大学(北京)地球化学复习题第四章

微量元素:将各种地质体系中呈微量或痕量(<0.1wt%)的元素称为痕量或微量元素。 严格定义：只要元素在所研究的客体(地质体，岩石，矿物等)中的含量低到可以近似地用稀溶液定律描述其行为， 即可称为微量元素。 Major elements （主量或常量元素）：大多数地质物质中含量大于0.1%的元素： O ，Si ，Al ，Fe ，Ca ， Na ， K ， Mg 。造岩矿物的基本组成。 用氧化物质量百分比表示。 Minor elements （少量元素）：不太丰富的主量元素: Ti ， Mn ， P 等。 常量元素：SiO 2、TiO 2、Al 2O 3、TFe 2O 3、FeO 、MnO 、MgO 、 CaO 、Na 2O 、K 2O 、P 2O 5、烧失量； Trace elements （微量或微迹元素）: 大多数地质作用中含量小于0.1%的元素。 除主量和少量(总重量丰度占99%左右)以外呈微量或痕量(<0.1wt%)的元素。 相容元素(Compatible elements): 岩浆结晶或固相部分熔融过程中偏爱矿物相的微量元素； 不相容元素(Incompatible elements): 岩浆结晶或固相部分熔融过程中偏爱熔体或溶液相的微量元素。 也称为亲岩浆元素(hygromagmatophile) 高场强元素(high field strength elements-HFSE): 离子半径小的高电荷阳离子 (离子电位>3.0)。 Zr ， Hf ， Nb ， Ta ， Th ， U ， Ti ， REE 。 低场强元素(low field strength elements-LHSE): 离子半径大的低电荷阳离子(离子电位<3.0)。 又称大离子亲石元素(large ion lithophile elements-LILE)。如K ， Rb ， Cs ， Sr ， Ba 。 此组元素更活泼， 特别在涉及流体相的体系中。 场强:微量元素离子电荷/离子半径比值称为场强(field strength)。指阳离子每单位表面积的静电荷，也称为离子电位， 即离子在化学反应中吸引价电子的能力 能斯特分配定律：在给定溶质、溶剂及温度和压力下， 微量元素i 在两相间的浓度比值为常数K D ，它与温度和压力有关， 与i 的浓度无关(在一定浓度范围内)。 两相中的浓度比值就是能斯特分配系数。 只适用于稀溶液或微量元素的分配。 总分配系数 D ＝ n 为含元素i 的矿物数， W i 为每种矿物在集合体中所占的重量百分数， K Di 为元素在每种矿物与熔体间的简单分配系数。 某体系i 元素的总分配系数D 为元素i 在所有矿物中的简单分配系数加权和。 复合分配系数：亦称变换分配系数，或亨德森分配系数，它既考虑微量元素在两相中的比例，也考虑与微量元素置换的常量元素在两相中的浓度比例，能较真实的反映两者之间类质同像交换对微量元素分配的影响。表达式为： 晶体-熔体分异： 晶出矿物和残余熔浆两相。 不混溶熔体的物理分离(Physical separation of immiscible melts):岩浆或流体分异成两种以上互不相溶的液相，通常可能是硫化物＋硅酸盐两相，或富硅+富铁的两种硅酸盐熔体相等。如果分离出的两相都为熔体，称为岩浆熔离作用。 熔体-流体分离(Melt-fluid separation):岩浆活动过程中挥发分的逸出。由于压力突然降低或温度下降到流体饱和以下。 REE 两分法或三分法 两分法: (1)轻稀土(LREE )或铈族稀土，La 到Eu:原子序数小，质量小； (2)重稀土(HREE )，Gd 到Lu ：原子序数大，质量大，有时把钇(Y)也列入HREE 。Gd 到Lu+Y 为钇族稀土； 三分法: 轻稀土(LREE:La-Nd )，中稀土(MREE: Sm-Ho )和重稀土(HREE:Er-Lu )； 原始地幔标准化蛛网图：原始地幔指大陆地壳形成之前的地幔。Wood et al.(1979)估计了原i D n i i K W ?∑=1

第十讲稳定同位素地球化学

第十讲 地质常用主要稳定同位素简介 18O Full atmospheric General Circulation Model (GCM) with water isotope fractionation included.

内容提要 ●基本特征●氢同位素●碳同位素●氧同位素●硫同位素

10.1. 传统稳定同位素基本特征 ?只有在自然过程中其同位素分馏变化为可测量范围的元素，才能应用于地质研究用途，这些元素的质量范围多<40； ?多为能形成固、气、液多相态物质的元素，其稳定同位素组成可发生较大程度变化。总体上，重同位素趋于在结合紧密的固相物质中富集；重同位素趋于在氧化价态最高的物相中富集； ?生物系统中的同位素变化常用动力效应来解释。在生物作用过程中(如光合作用、细菌反应及其它微生物过程)，相对于反应初始组成，轻同位素趋于在反应生成物中富集。

10.2. 氢(hydrogen) ?直到1930年代，人们才发现H不是由1 个同位素，而是由两个同位素组成： 1H：99.9844% 2H(D)：0.0156% ?在SMOW中D/H=155.8 10-6 ?氢还有一个同位素氚(3H)，但为放射性核素，半衰期仅为~12.5y。

10.2.1 氢同位素基本特征 ?与多数重元素的同位素组成不同，太阳系物质具有高度不均一的氢(氧)同位素组成，尤其是内地行星与彗星之间； ?1H与D同位素间质量相对差最大，在地球样品中表现出最大的稳定同位素变化(分馏)范围； ?从大气圈、水圈直至地球深部，氢总是以H O、OH-， 2 H2、CH4等形式存在，即在各种地质过程中起着重要作用； ?氢同位素以 D表示，其同位素测量精度通常为0.5‰至2‰(相对其它稳定同位素偏低)。

中国地质大学(北京)地球化学复习题第三章

元素地球化学迁移：元素从一种赋存状态转变为另一种赋存状态，并经常伴随元素组合和分布上的变化以及空间上位移的作用。 f就是逸度,它的单位与压力单位相同,逸度的物理意义是它代表了体系在所处的状态下,分子逃逸的趋势,也就是一本物质迁移时的推动力或逸散能力 活度是组分的有效浓度(或称热力学浓度)。组分的浓度必须用一系数校正,方能符合于若干物理化学定律(例如质量作用定律、拉乌尔定律、亨利定律、分配定律等等),此校正系数称为活度系数。 离子活度:指电解质溶液中参与电化学反应的离子的有效浓度。 化学位(化学势) 物理意义: 恒温恒压条件下，在指定组成的无限大体系中，加入1mol的B 物质引起体系的Gibbs能的改变。也就是说，在指定条件下1mol的B物质对体系的G的贡献。 离子强度：自然水溶液中溶解盐类的总量用矿化度表示。为定量计算溶液盐度及其对溶液行为的影响, 热力学上用离子强度标度。 同离子效应: SrSO4(S) =Sr2++SO42- ＋ CO32-=SrCO3(S)(3.29) 已经沉淀的SrSO4，若体系中出现CO32-，反应向右移动，SrSO4溶解，SrCO3沉淀，即SrCO3交代了SrSO4。如果有足够CO32-供应。反应充分向右进行。则可以从溶液中彻底排除Sr2-离子。这种现象称为同离子效应。 盐效应:溶液中某一离子浓度增加或溶液中其它离子总浓度(盐度)增加都能降低该离子发生化学反应的有效浓度，即低于其实际浓度的作用强度。特别在浓溶液中这种效应更加明显，称为盐效应。 交代作用：根据溶度积原理，一种难溶矿物沉淀以后，元素的迁移并未停止，溶液中饱和着组成化合物的离子，矿物与溶液处于动态平衡之中。一旦溶液中出现了能够形成更低溶度积的化合物的离子，则原矿物溶解，溶度积更小的化合物沉淀，地球化学上称为交代作用。修曼序列:将金属离子与S2-化合物的溶度积由小到大顺序排列,可以列出元素亲硫性及交代顺序: Hg2+>Ag+>Cu2+>Pb2+>Cd2+>Zn2+>Co2+>Ni2+>Fe2+>Mn2+称为修曼序列(Schurman) 酸碱盐补偿深度(CCD):从钙质沉淀区到非钙质沉淀区的转折是沉积相变的重要界面。 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。 地球化学障：指地壳中物理或化学梯度具有突变的地带，常伴随元素聚集或堆积作用。即在元素迁移过程中经过物理化学环境发生急剧变化地带时，介质中原来稳定的元素迁移能力下降，形成化合物沉淀。 地球化学热力学：根据热力学基本原理和方法把自然化学作用限定为一定的体系，应用可以直接测定的参量估计反应能量效应，定量或半定量推算元素迁移性质和物理化学条件。 矿物稳定性: 一种化合物对所处物理化学环境是否处于平衡态决定它是否为稳定。如还原条件下形成的黄铁矿暴露到地表与大气接触不稳定，氧化为褐铁矿；脱离环境的稳定性没有意义。 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，如锡石在表生环境的稳定场大于磁铁矿。 地球化学中把稳定范围窄的矿物称为标型或指向矿物。 相律：体系处于平衡状态时，体系内的相数服从相律，反映体系内自由度与组成数、相数间关系的数学表达式。 相：成分性质相同，同样状态方程式描述物质。体系内存在的、内部有一定化学成分、彼此

中国地质大学地球化学习题及答案

中国地质大学《地球化学》练习题及答案 中国地质大学《地球化学》练习题绪论 1. 概述地球化学学科的特点。2. 简要说明地球化学研究的基本问题。3. 简述地球化学学科的研究思路和研究方法。4. 地球化学与化学、地球科学其它学科在研究目标和研究方法方面的异同。第一章太阳系和地球系统的元素丰度 1.概说太阳成份的研究思路和研究方法 2.简述太阳系元素丰度的基本特征.3.说说陨石的分类及相成分的研究意义.4.月球的结构和化学成分与地球相比有何异同？5.讨论陨石的研究意义.6. 地球的结构对于研究和了解地球的总体成分有什么作用？7. 阐述地球化学组成的研究方法论.8. 地球的化学组成的基本特征有哪些？9. 讨论地壳元素丰度的研究方法.10.简介地壳元素丰度特征.11. 地壳元素丰度特征与太阳系、地球对比说明什么问题？ 12.地壳元素丰度值（克拉克值）有何研究意义？13.概述区域地壳元素丰度的研究意义.14.简要说明区域地壳元素丰度的研究方法.15.岩浆岩中各岩类元素含量变化规律如何？16.简述沉积岩中不同岩类中元素含量变化规律. 第二章元素结合规律与赋存形式1.亲氧元素和亲硫元素地球化学性质的主要差异是什么？ 2.简述类质同像的基本规律. 3.阐述类质同像的地球化学意义. 4.简述地壳中元素的赋存形式及其研究方法. 5.举例说明元素存在形式研究对环境、找矿或农业问题的意义. 6.英国某村由于受开采ZnCO3矿的影响，造成住宅土壤、房尘及饮食摄入Cd明显高于其国标，但与未受污染的邻村相比，在人体健康方面两村没有明显差异。为什么？ 第三章水-岩化学作用和水介质中元素的迁移 1.举例说明元素地球化学迁移的定义. 2.举例说明影响元素地球化学迁移过程的因素。 3.列举自然界元素迁移的标志. 4.元素地球化学迁移的研究方法. 5.水溶液中元素的迁移形式有那些？其中成矿元素的主要迁移形式又是什么？ 6.解释络离子的稳定性及其在地球化学迁移中的意义. 7.简述元素迁移形式的研究方法. 8.什么是共同离子效应？什么是盐效应？9.天然水的pH值范围是多少？对于研究元素在水介质中的迁移、沉淀有何意义？10.举例说明Eh、pH值对元素迁移的影响. 11.非标准电极电位E及环境的氧化还原电位Eh，在研究元素地球化学行为方面有什么作用？12.试述影响元素溶解与迁移的内部因素。 第四章地球化学热力学和地球化学动力学 1.自然界中地球化学热力学体系基本特点是什么？ 2.自然体系中哪些特征可作为体系达到平衡态的证据与标志？ 3.讨论相律及其应用。 4.编制相图的原理和方法。 6.简述化学反应制动原理的宏观解释7.简述热力学在地球化学中的应用。8.简述地球化学热力学与地球化学动力学的异同。9. 简述水溶液中元素的迁移方式。第五章微量元素地球化学 1.什么是微量元素地球化学？其研究意义是什么？ 2.了解微量元素地球化学的研究思路及研究方法。 3.什么叫微量元素、什么是主量（常量）元素？微量元素的主要存在形式有哪些？ 4.阐述能斯特分配定律、能斯特分配系数的概念及其研究意义。 5.稀土元素的主要特点是什么？其在地球化学体系中行为差异主要表现有哪些方面？。 6.讨论稀土元素的研究意义。7.你认为岩浆作用过程中决定元素浓集成矿的主要机制和决定因素是什么？8 根据微量元素的特点,说明那些元素适合于研究沉积岩物源区特征,为什么? 第六章同位素地球化学 1. 同位素地球化学在解决地学领域问题中有何独到之处？ 2. 何谓稳定同位素、何谓轻稳定同位素和重稳定同位素。 3. 选择同位素标准样品的条件。 5. 造成稳定同位素组成变化的原因是什么？ 6. 放射性同位素年龄测定公式，各符号的含义。

05地大地球化学试题

中国地质大学（北京） 2005年硕士研究生入学考试试题 试题名称：地球化学试题代码：431 任选5题，每题30分。 一、试论地球化学研究的基本问题、学科特点及其在地球科学中的地位。 二、试论元素地球化学亲和性产生的内在原因。 三、试述元素在地壳固相中的主要赋存形式 四、在微迹元素地球化学研究中，如何确定相容元素与不相容元素？试述其研究 的地球化学意义？ 五、试述Rb-Sr等时线测年的基本原理？影响等时线年龄可靠性的主要因素是什么？ 六、自然界氧同位素有几种主要分馏反应？ 七、根据你的地质实践举例说明稀土元素地球化学在地质学研究中的应用。

中国地质大学（北京） 2006年硕士研究生入学考试试题(A) 试题名称：地球化学试题代码：431 任选5题，每题30分。 一、试论地球化学研究的基本问题和学科特点。 二、何谓元素的地球化学亲和性？试论元素地球化学亲和性产生的内在原因。 三、试述地壳中元素的主要赋存形式。 四、在微迹元素地球化学研究中，如何确定相容元素与不相容元素？试述区分相容元素与不 相容元素的地球化学意义？ 五、试述等时线测年的基本原理？试分析影响等时线年龄结果可靠性的主要因素。 六、试述控制自然界氧同位素分馏的几种主要分馏反应。 七、在稀土元素球粒陨石标准化图解中，与其它稀土元素相比，Eu和Ce经常出现特殊的异 常，为什么？请举例说明，在什么情况下，这种异常会变的非常突出？ 命题组长（签名）： 命题组成员（签名）： 2005年12月10日

中国地质大学（北京） 2006年硕士研究生入学考试试题(B) 试题名称：地球化学试题代码：431 任选5题，每题30分。 一、试述亲石元素、亲铜元素、亲铁元素和亲气元素的地球化学性质与其在地球各层圈间的 分配特征 二、试论元素在地壳固相中的主要赋存形式及其研究方法 三、试论自然水中pH值对元素迁移的控制规律 四、试总结岩浆作用过程中稀土元素矿物/熔体分配系数的变化规律。 五、试述表征REE组成的参数，举例说明在地球科学中的应用。 六、试述锶同位素地球化学研究的地球动力学意义. 七、对灰岩样品进行18O/16O比值分析以确定岩石的形成温度，结果数值可以分为两组，一 组18O/16O比值高，另一组18O/16O比值低。试问哪一组岩石即富18O的岩石还是贫18O 的岩石最有可能保留岩石最初的同位素组成？为什么？ 命题组长（签名）： 命题组成员（签名）： 2005年12月10日

地大(武汉)地球化学4-5章——矿调2013

1.微量元素特点 微量元素的概念难以用严格的定义进行描述； 低浓度是微量元素的核心特征，不能形成自己的独立矿物—以类质同象等形式存在； 自然界“微量”元素的概念是相对的，应基于所研究的体系-亨利定律的适用范围； 微量元素在地球化学体系中的含量变化相对主量元素大、对地质作用过程敏感； 微量元素种类多、地球化学行为各异。 2.能斯特分配定律与分配系数 能斯特分配定律：在一定的温度和压力下，微量组份在两共存相中的活度比为常数。 分配系数K为微量元素在两相中的活度比。 3.元素在共存相中分配系数的确定方法 1）直接测定法是直接测定地质体中两种平衡共存相的微量元素浓度，再按能斯特分配定律计算出分配系数。 2）实验测定法：用化学试剂人工合成不同成分的玻璃物质作为实验初始物质。在控制的温度-压力条件下，使结晶形成的矿物与熔体达到化学平衡。将实验体系进行淬火后，测定该微量元素在两相中的浓度，进而计算出分配系数。 4.微量元素地质温度计的原理与方法 原理：相平衡条件下，微量元素在共存相间的分配满足以下关系式： 其中“-(ΔH/R)”为斜率，B为截距。在一定的温度范围内，可将ΔH(热焓)视为常数。因此，上式可描述为分配系数(KD)的对数值与温度的倒数(1/T)间的线性关系。 方法：对平衡体系中的共生矿物进行微量元素含量分析，计算出矿物对的微量元素分配系数，结合根据实验方法或自然观察获得的分配系数与矿物结晶温度的线性关系式，计算出矿物的结晶温度。 5.元素在共存相中分配定律的地球化学意义 )定量了解共生矿物相中微量元素的分配行为；为研究岩浆、热液和古水体中元素浓度提供了途径；分析判断岩浆的结晶演化规律；为成矿分析提供理论依据；判断成岩和成矿过程的相平衡；可以做为地质研究的各种矿物温度计。 6.在岩浆分异结晶过程中元素分配的定量模型、特征及地球化学应用 F：残留熔体相对于原始熔体的百分数，反映岩浆的结晶程度。 CiL：矿物分异结晶达F时岩浆中元素i的瞬间浓度； Ci0：原始熔浆中元素i的的浓度； Di：微量元素i在矿物与熔体间的分配系数 意义：1）定量研究岩浆结晶过程中微量元素的化学演化规律；2）对岩浆成矿潜力进行判断；3）探讨岩石成因。 7.在部分熔融过程中元素分配的定量模型、特征及地球化学应用 特征：（1）在整个部分熔融过程中，微量元素在固相和液相之间的总分配系数保持不变；（2）整个熔融过程中，残余固相中各矿物相对形成熔体的贡献比例保持不变。 应用：1）定量分析元素的集中与贫化程度；2）对分析成矿作用具有理论意义。 8.岩浆结晶过程和部分熔融过程的判别方法 总分配系数Di﹥1的相容元素，在部分熔融形成的熔体中发生贫化，但其贫化的速度随F的增大呈现出较缓慢的特征，这与结晶分异过程中，随结晶程度增大（F值减小）表现为在残余岩浆中浓度的急剧贫化有较显著的差别。 9.稀土元素的基本地球化学性质

中国地质大学(北京)地球化学复习题第二章

类质同象：某种物质在一定的外界条件下结晶时，晶体中的部分构造位置被介质中的其它质点（原子、离子、络离子、分子）所占据，结果只引起晶格常数的微小变化，而使晶体构造类型、化学键类型等保持不变（保持稳定）的现象。 类质同像混入物：由类质同象形式混入晶体中的物质称为类质同象混入物。 固溶体：含有类质同象混入物的混合晶体称为固溶体。 完全类质同像：晶体化学性质相近的元素之间可以充分置换，形成任意比例的固溶体，称为完全类质同象 有限类质同像：晶体化学性质相差较大的离子间的置换受晶格构造的限制，只能形成有限类质同象 完全类质同象：两种物质形成连续的混合晶体系列。在一定范围内使矿物发生化学成分，光学性质以及其它物理性质(折光率、比重、硬度等)的连续变化。如橄榄石和斜长石的的完全类质同象系列。 不完全类质同象：两种物质仅形成混溶程度有限的混合晶体。一般高温下无限混溶，低温下发生固溶体分离。如钾长石和钠长石高温时形成混合晶体，温度降低时钾长石和钠长石发生分离形成条纹长石 内潜同晶:类质同象置换时如果两种元素数量相当，且每种元素能形成自己的晶格时为“正常类质同象”。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 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。 晶体场:带负电荷配位体对中心离子产生的静电场。 五重简并:在一个孤立的过渡金属离子中，五个d轨道能级相同，电子云呈球形对称，电子在五个d轨道上分布概率相同，称为五重简并。当中心离子处于晶体场中时，5个d轨道有明显方向性，在晶体场作用下发生分裂，使d轨道简并度降低。 晶体场分裂:当过渡金属离子处在晶体结构中时，由于晶体场非球形对称特征，使d轨道能级产生差异，称为晶体场分裂。 晶体场分裂能:5个能量相等的d轨道，在八面体场作用下，分裂为两组： 一组是能量较高的dx2-dy2，dz2轨道，称为e g轨道(或dγ轨道)； 一组是能量较低的dxy,dxz和dyz轨道, 称为t2g轨道(或dε轨道)； 这些轨道符号表示对称类型，e为二重简并，t为三重简并，g代表中心对称。t2g轨道和e g 轨道的能量差称为晶体场分裂能，用△表示(图2.25)。 成对能:迫使原来平行的分占两个轨道的电子挤到同一轨道所需的能量叫成对能。用P表示。 自旋状态 高自旋状态:弱电场中，晶体场分裂能△值较小(<电子成对能)，在每一低能级轨道充填一个电子后，新增加电子优先占据高能级轨道，使电子自旋方向尽可能保持一致。 低自旋状态:强电场中，晶体场分裂能△值较大(>电子成对能)，在每一低能级轨道充填一个电子后，新增电子优先选择占据低能级轨道，使成对电子数增加。成对电子自旋方向相反晶体场稳定能: 八面体择位能:任意给定的过渡元素离子，在八面体场中的晶体场稳定能一般总是大于在四面体场中的晶体场稳定能。二者的差值称为该离子的八面体择位能(OSPE)。这是离子对

地球化学复习中国地质大学北京

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

2014中国地质大学北京勘查地球化学试题

2014勘查地球化学期末试题 一、名词解释 浓度克拉克值:化学元素在某一局部地段或某一地质体中的平均含量与地壳丰度之比即为浓度克拉克值。 地球化学省:地球化学省就是一种地球化学异常,她就是以全球地壳为背景的规模巨大的以及地球化学异常,就是成矿的密集区。 面金属量:根据一个异常面积来估算矿化程度的参数。它就是异常范围里,各采样点元素的剩余含量与该点所控制的面积乘积之与。 同生异常:异常物质与其赋存介质同时形成;如同生碎屑异常,即岩石风化过程中与成土过程同时形成的。 二、简答 1、影响风化作用的因素(10分) 影响风化作用的因素可以分为区域性因素与局部性因素两大类。区域性因素有地形、气候、植被与大地构造单元,局部性因素有岩性、微地形、小构造等。 (1)地形 高海拔地区以物理风化为主;中低山区,化学风化、生物风化为主。与山区相比,平坦地区侵蚀作用不活跃,低速率的侵蚀使岩石分解减缓,直至达到平衡,风化过程趋于停顿。 (2)气候对风化有影响的气候因素有雨量与温度。热带强化学风化后,土壤中主要保存Al2O3与Fe2O3,其它淋失殆尽;在北极及干旱条件下,以物理风化为主。 (3)植被 在炎热多雨地区,淋滤作用最为强烈,容易形成铝土矿;植被发育地区,生物风化强烈。(4)母岩性质母岩性质中影响风化的因素有两个:矿物抗风化能力与岩石结构构造。越接近地表条件下形成的矿物越抗风化。 2、元素含量分布型式规律(10分) (1)单一地球化学作用所形成的单一地质体,化学元素含量服从正态分布。 (2)有两个以上地球化学作用叠加形成的复合地质体中,化学元素含量偏离正态分布。但两个u值相差不大的正态母体的叠加,元素含量分布仍服从正态分布或接近正态分布。 (3)一般情况下,常量元素服从正态分布,微量元素服从对数正态分布。 (4)结合在多种矿物中的元素服从正态分布,如基本造岩元素与亲石分散元素。而结合在一两种矿物中的元素呈对数正态分布,如成矿元素以硫化物形式存在。 (5)通过扩散作用形成的元素含量呈对数正态分布,而通过对流混匀作用形成的元素含量正态分布。 3、岩石风化剖面的分层(15分)(附图:P63) 土壤剖面发育情况由于成因与地理环境不同而有变化,从上到下一般可以划分为A、B、C、D 四层,每一层有可以根据更小的标志划分亚层。 A0层主要为植物残体未分解或部分分解物,又称垫积层。 A1层腐殖层,深色层为,富含有机质,由砂、粉砂与粘土组成,又称暗色层。 A2层淋溶层,主要有砂组成,含少量粘土,又称浅色层。 B层淀积层。富含粘土,富含Fe、Mn、Al的氢氧化物,粘性强,粘土结构明显。多呈黄褐色、棕褐色。 C层母质层。主要有风化程度不等、以物理风化为主的原岩碎屑组成,岩石部分被分解。含有机质最少,母岩的残余结构构造有一定保存。 D层未风化基岩。

中国地大《地球化学》教学大纲

《地球化学》教学大纲 课程编号：14013 学时：50 学分：2.5 一、课程的性质和目的 地球科学以自然物质的组成及其各类运动形式为研究内容。地球化学是地球科学中研究物质成分的主干科学，以元素及其化学运动为研究对象，是地球化学的基础学科之一。 通过《地球化学》课程教学，使学生认识地球化学的学科性质、主要研究领域及其研究的根本问题、基本理论及研究方法；并在此基础上了解地球化学在地球科学中的地位及初步建立地球化学思维。 地球化学是地学专业的基础课之一，也是地球化学专业的专业基础课，是地球化学、资源勘查、环境等专业及地质学专业理科基地班学生进一步选修地球化学专题课程的基础。 二、课程的基本内容 介绍地球化学的学科地位、定义、学科性质、研究内容和研究方法；自然体系中元素和同位素的分布规律及其研究意义；自然体系中元素的结合规律和赋存形式及其研究意义；自然体系中水-岩化学作用和水介质中元素的迁移规律及其控制因素；地球化学热力学与动力学方法原理在研究地球化学作用过程中应用；微量元素地球化学和同位素地球化学方法原理及其在岩石圈体系中应用。 三、课程的基本要求 通过课程学习领会地球化学的研究思路和方法，掌握地球化学基本概念、基本原理和研究方法，学会用地球化学原理分析和解决地球科学问题。通过地球化学作业、专题读书报告编写和答辩等环节使学生的分析问题能力得到提高。 四、教学安排 绪论（2学时）地球化学学科的性质定义及在地球科学中的地位。要求学生掌握：

1. 地球化学的定义及研究的基本问题。 2. 地球化学的研究思路、研究的工作方法。 3. 地球化学的发展简史及发展趋势。 第一章地球系统的化学组成 (10学时) 地球系统的化学组成和元素丰度是地球化学的基本研究任务之一，是开展地球化学研究的基础资料，它是地球化学过程的历史记录，也限定和反映了体系的热力学性质和元素的地球化学行为。 要求学生掌握： 1．太阳系、地球的化学组成； 2．太阳系、地壳元素丰度的特征及其研究方法； 3．区域及地质体元素丰度的研究方法及研究意义。 基本教学内容： 第一节太阳系元素丰度 一、陨石的化学组成； 二、太阳大气圈的化学组成； 三、太阳系元素丰度特征 第二节地球的结构和化学组成 一、地球的层圈结构及各圈层的化学组成； 二、地球的化学组成及其研究方法； 三、地球的原始化学分异 第三节地壳元素丰度 一、地壳元素丰度的研究方法；

中国地质大学(北京)地球化学复习题第五章

地质年代学(geochronology): 研究岩层形成的年代顺序及测定其年龄值的学科。地质年代学包括相对地质年代学和同位素地质年代学两大分支。 同位素地质年代学（Isotopic geochronology)，又称绝对地质年代学。它是研究同位素地质记时方法并用以研究各种地质体的形成时间和演化历史的一门地质科学。 同位素(isotope)—是具有相同质子数和不同中子数的一组核素。由于核素具有相同的质子数，它们属于同一元素，具有相同的核外电子排布结构和非常相似的化学性质，但由于中子数不同因而质量数不同。 稳定同位素：原子核是稳定的，或者其原子核的变化不能被觉察。目前认为，凡原子能稳定存在的时间大于1017年的就称为稳定同位素，反之则称放射性同位素 放射性同位素：原子核是不稳定的，它们以一定方式自发地衰变成其它核素的同位素（又称为放射性母体同位素）； 放射性成因同位素：通过放射性衰变形成的同位素（又称为放射性子体同位素） 地质事件所涉及的各种同位素体系并不是在矿物岩石形成的那一瞬间开始计时，而是必须在温度降低到能使计时体系达到封闭状态，即由于热扩散导致子体的丢失量可以忽略不计时，子体才开始积累，此时的温度就是封闭温度。测得的年龄为表面年龄或冷却年龄。 等时线(Isochrons)：具有相同年龄(t)和初始(D/D s)i比值的一套同成因岩石或矿物形成一条直线，称之为等时线 结晶年龄—记录了岩石岩浆作用年龄。对于变质岩，如果变质矿物结晶温度低于其封闭温度，则矿物一经形成，同位素时钟立即启动开始计时，从而记录下变质岩的结晶年龄。 冷却年龄—对于岩浆岩，指岩体固结之后冷却过程中，达到矿物封闭温度时同位素时钟开始启动记录下来的年龄。对于变质岩，矿物在变质高峰期结晶生成，之后冷却过程中达到矿物封闭温度时同位素时钟启动记录下来的年龄。 变质年龄—易与冷却年龄混淆，但它是指变质作用高峰期的年龄。变质年龄的确定取决于变质作用的级别。低级变质作用，可以选择封闭温度较高的某些特定矿物来确定变质年龄，高级变质作用则常采用全岩Rb-Sr或Sm-Nd同位素体系来推断。 地壳形成年龄—指一个新的大陆地壳块体从地幔中分异出来的时间。通过Sm-Nd模式年龄 计算可以获得。 地壳存留年龄—对来自大陆地壳块体剥蚀下来的沉积岩进行Sm-Nd同位素分析，可以计算获得一个地壳滞留年龄(t CR)，反映地壳形成年龄。该年龄比地层沉积年龄值大。 现今球粒陨石质均一储库(Chrondritic uniform reservoir) (CHUR):指用球粒陨石的Sm/Nd和143Nd/144Nd比值代表未经化学分异的原始地幔的初始比值; CHUR模式年龄：假定地壳岩石的Sm/Nd比值变化只发生在从CHUR源区分离的时刻，其后Sm/Nd比值保持不变，则地壳岩石在一个时间为t的(143Nd/144Nd)t或(143Nd/144Nd)i值就是CHUR源区在时间为t的演化值。） 放射性成因铅：广义指由238U, 235U, 232Th放射性衰变所产生的206Pb, 207Pb, 208Pb;狭义指沥青铀矿、锆石等矿物结晶后，形成异常含量的U,Th放射性同位素，经放射性衰变所产生的206Pb, 207Pb, 208Pb（U-Th-Pb定年的矿物）； 普通铅：是指在U/Pb, Th/Pb比值低的矿物和岩石中任何形式的铅（如方铅矿、黄铁矿、钾长石等）。在矿物形成之前，Pb以正常的比例与U,Th共生，接受U,Th衰变产物Pb的不断叠加并均匀化。在固结形成含铅矿物后，矿物中再没有明显量的放射性成因Pb的生成，记录了矿物形成时的铅同位素组成。 区别：放射性成因的铅同位素组成变化主要发生在矿物结晶之后；而普通铅同位素成分的变化主要发生在矿物结晶之前。（构成了定年的基础） 原生铅：地球物质形成之前在宇宙原子核合成过程中与其他元素同时形成的铅；