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2013赵志丹岩石地球化学7-同位素示踪

地球化学心得

勘查地球化学心得体会--兼浅谈广东化探找金矿 王立强 广东省地质局七一九地质大队地质勘查所 1前言 目前,化探找金逐步被人们重视,在地质找矿中的效果也逐渐明显,成为寻找各种类型金矿床比较快速、经济、有效的重要手段。在区域普查中,通过查明区域地球化学异常,可迅速指出找矿远景区;在详查及勘探阶段,通过岩石地球化学异常的研究,可直接发现金矿床或矿体,更好地发挥化探在地质找矿工作中的作用。但是金在地壳内部的本底含量极低,即使是金矿体中的金含量一般亦仅为n×10-6~10n×10-6,仅凭肉眼无法将之直接区分出来,因此以对样品(水系沉积物、土壤、岩石等>进行定量分析为主要工作手段的化探方法,在当今金矿勘查中发挥了极其重要的作用。 中国地球化学的发展主要是借鉴了前苏联和西方的研究思路,前苏联的勘察地球化学主要依靠对土壤进行金属测量,但采样点布置较稀疏,而西方国家主要采用水系沉积物测量,但是主要用于研究,两者优缺点都有。80年代以来,金分析技术目臻成熟,当时Au分析的检出限低于或等于0.3×10-6,准确度、精密度在一定程度上能满足区域化探的要求,因而全国区域化探找金空前繁荣,特别是谢学锦先生提出的“区域化探全国扫面计划”建议,将我国的勘察地球化学推进到快速发展的崭新阶段。随着时代发展,金分析技术逐步进步,中国勘察地球化学也得到了长足的进步,三十年以来已完成1:500万和1:1 000万比例尺的39种元素或氧化物的全国地球化学图,使中国拥有了最引人瞩目的全国规模地球化学数据库,使中国化探走在了世界前列。而广东化探找金始于1974年,主要为以1:20万水系沉积物测量为主要工作方法的区域化探扫面,不过因为受金分析技术的影响,当时找金主要从金的伴生元素如As、Cu、Pb等入手,其难度不言而喻,但广东各地质单位的前辈在这种艰难条件下提交了大

岩石地球化学特征

岩石地球化学特征 1火山岩岩石学特征 1.1主量元素特征该旋回岩石化学成分平均值与黎彤值和戴里值相比,该旋回火山熔岩,总体具高硅、高镁,低铁、铝、钙的特点;A/NKC值反映该旋回为铝过饱和岩石类型;分异指数(DI)为3 2.63~88.51, 均值为61.04,各氧化物随着DI值的增大有不同变化,如SiO2、K2O 明显升高,Na2O稍有增高,Al2O3变化不明显,TiO2、Fe2O3、FeO、MgO、CaO明显降低,MnO、P2O5稍微降低。总体上反映了该旋回火山 岩正常的分异趋势;里特曼组合指数说明本区义县旋回火山岩具钙碱 性向碱性演化的趋势。总体上来看,依据同源岩系的δ值事连续且相 近的原理,说明义县旋回火山岩浆是同源的。 1.2微量元素特征该旋回火山岩各岩石过渡元素分配型式曲线基本协 调一致,呈明显的“W”型,表明为同源岩浆分异产物。岩石曲线出现 相交现象,是因为个别元素在不同岩石中富集水准不同所致,反映了 岩浆在运移和成岩过程中可能有外界物质的介入和混染。图中给类岩 石的Ba、Nb呈明显的波谷,说明其在该旋回岩浆演化分异过程中分异 较好,而Zr具有明显的波峰说明该元素在该旋回中比较富集。仅在流 纹岩中Th元素具有明显的波谷,说明其在流纹岩中分异较好。 1.3稀土元素特征该旋回火山熔岩各岩石稀土总量差别较大,∑REE 在94.6~230.17,平均值为152.4。与世界同类岩石维氏值相比,该 旋回火山岩基性-中性岩,为富稀土岩石,中酸性-酸性岩为贫稀土岩石。LREE/HREE值为9.26~15.49,(La/Yb)N值为11.8~27.33,(Ce/Yb)N值为7.98~17.35,La/Sm值为3.36~8.83之间,以上参 数值及稀土配分曲线特征反映该旋回火山岩各岩石均具轻稀土富集, 分馏较好;重稀土亏损,分馏较弱的特点,火山岩浆可能来源于壳幔 混源。 2火山岩形成环境及源区

水文地球化学

水文地球化学研究现状、基本模型与进展 摘要:1938 年, “水文地球化学”术语提出, 至今水文地球化学作为一门 独立的学科得到长足的发展, 其服务领域不断扩大。当今水文地球化学研究的理论已经广泛地应用在油田水、海洋水、地热水、地下水质与地方病以及地下水微生物等诸多领域的研究。其研究方法也日臻完善。随着化学热力学和化学动力学方法及同位素方法的深入研究, 以及人类开发资源和保护生态的需要, 水文地球化学必将在多学科的交叉和渗透中拓展研究领域, 并在基础理论及定量化研究方面取得新的进展。 早期的水文地球化学工作主要围绕查明区域水文地质条件而展开, 在地下水的勘探开发利用方面取得了可喜的成果( 沈照理, 1985) 。水文地球化学在利用地下水化学成分资料, 特别是在查明地下水 的补给、迳流与排泄条件及阐明地下水成因与资源的性质上卓有成效。20 世纪60 年代后, 水文地球化学向更深更广的领域延伸, 更多地是注重地下水在地壳层中所起的地球化学作用( 任福弘, 1993) 。 1981 年, Stumm W 等出版了5水化学) ) ) 天然水化学平衡导论6 专著, 较系统地提供了定量处理天然水环境中各种化学过程的方法。1992 年, C P 克拉依诺夫等著5水文地球化学6分为理论水文地球化学及应用水文地球化学两部分, 全面论述了地下水地球化学成分的形成、迁移及化学热力学引入水文地球化学研究的理论问题, 以及水文地球化学在饮用水、矿水、地下热水、工业原料水、找矿、地震预报、防止地下水污染、水文地球化学预测及模拟中的应用等, 概括了20 世纪80 年代末期水文地球化学的研究水平。特别是近二十年来计算机科学的飞速发展使得水文地球化学研究中的一些非线性问题得到解答( 谭凯旋, 1998) , 逐渐构架起更为严密的科学体系。 1 应用水文地球化学学科的研究现状 1. 1 油田水研究 水文地球化学的研究在对油气资源的勘查和预测以及提高勘探成效和采收率等方面作出了重要的贡献。早期油田水地球化学的研究只是对单个盆地或单个坳陷, 甚至单个凹陷进行研究, 并且对于找油标志存在不同见解。此时油田水化学成分分类主要沿用B A 苏林于1946 年形成的分类。1965 年, E C加费里连科在其所著5根据地下水化学组分和同位素成分确定含油气性的水文地球化学指标6中系统论述了油气田水文地球化学特征及寻找油气田的水文地球化学方法。1975 年, A G Collins 在其5油田水地球化学6中论述了油田水中有机及无机组分形成的地球化学作用( 汪蕴璞, 1987) 。1994 年, 汪蕴璞等对中国典型盆地油田水进行了系统和完整的研究, 总结了中国油田水化学成分的形成分布和成藏规律性, 特别是总结了陆相油田水地球化学理论, 对油田水中宏量组分、微量组分、同位素等开展了研究, 并对油田水成分进行种类计算, 从水化学的整体上研究其聚散、共生规律和综合评价找油标志和形成机理。同时还开展了模拟实验、化学动力学和热力学计算, 从定量上探索油田水化学组分的地球化学行为和形成机理。 1. 2 洋底矿藏研究

岩石地球化学计算

岩石地球化学计算 1. TFe2O3=FeO+0.9Fe2O3 FeOT(wt.%)=FeO(wt.%)+Fe2O3(wt.%)*0.8998 =FeO(wt.%)+Fe2O3(wt.%)*(71.844/(159.6882/2)) 2. LOI 烧失量 3. Mg#=100*(MgO/40.3044)/(MgO/40.3044+FeOT/71.844) FeOm71.85 ;MgOm40.31 上述是分别测试分析了FeO和Fe2O3的计算方法,如果是测试的全铁,也可以近似计算。 通常说的高Mg,是指岩石具有较高的MgO含量,如火山岩中的高镁安山岩(通常情况下,异常高的MgO含量指示着可能有地幔物质参与,如俯冲带地幔楔或者软流圈熔体上涌等等)。Mg#(镁指数)也可以定量的表示岩石中的Mg含量高低。Mg#通常用于镁铁质岩石,可以粗略指示地幔岩石的部分熔融程度,高Mg#的地幔橄榄岩可能经历了更高程度的部分熔融,常在92-93左右,而原始地幔会相对富集,Mg#较低,在88-89左右。 4. 里特曼组合指数δ或里特曼指数δ=(K2O+Na2O)2/(SiO2-43)(wt%)δ<3.3 者称为钙碱性岩,δ=3.3-9 者为碱性岩,δ>9 者为过碱性岩。 5.A/NK = Al2O3/102/(Na2O/62+K2O/94) 6.A/CNK = Al2O3/102/(CaO/56+Na2O/62+K2O/94) 7.全碱ALK = Na2O+K2O 8.AKI = (Na2O/62+K2O/94)/Al2O3*102 9.AR = (Al2O3+CaO+Na2O+K2O)/(Al2O3+CaO-Na2O-K2O) 10.固结指数(SI) =MgO×100/(MgO+FeO+F2O3+Na2O+K2O) (Wt%) 11.阳离子R1-R2图(岩石氧化物wt%总量不用换算成100%) R1=(4Si-11(Na+K)-2(Fe+Ti)*1000 R2=(6Ca+2Mg+Al)*1000

《水文地球化学》教学大纲

《水文地球化学》教学大纲 Hydrogeochemistry-Course Outline 第一部分大纲说明 一、课程的性质、目的与任务 《水文地球化学》是水文与水资源工程专业本科生必修的一门主要专业基础课。通过本课程的学习,使学生掌握水文地球化学的基本原理和学会初步运用化学原理解决天然水的地球化学问题和人类对天然水的影响问题的方法与手段,为学习后续课程和专业技术工作打下基础。 二、与其它课程的联系 学习本课程应具备普通地质学、综合地质学、工程化学和水文地质学的基础。后续课程为水质分析实验、铀水文地球化学、环境水文地质学和水文地质勘察。 三、课程的特点 1.对基本概念、基本规律与常见的应用方法的理解并重。 2.对基本理论与常见水文地球化学问题的定量计算方法的掌握并重。 3. 采用英文教材,中、英语混合授课。 四、教学总体要求 1.掌握水文地球化学的基本概念、基本规律与研究方法。 2.掌握控制地下水与地表水化学成分的主要作用:酸碱反应与碳酸盐系统;矿物风化与矿物表面过程;氧化-还原反应;有机水文地球化学作用等。 3.通过理论讲述、研究实例分析与习题课,使学生理解天然水中常见的化学组份与同位素组成,掌握最基本的地球化学模拟方法与整理水化学数据的能力。 五、本课程的学时分配表 编 号教学内容课堂讲 课学时 习题课 学时 实验课 学时 自学 学时 1 引言及化学背景 (Introduction and Chemical Background) 6 2 酸碱反应与碳酸盐系统 (Acid-Base Reactions and the Carbonate System) 4 2 3 矿物风化与矿物表面过程 Mineral weathering and mineral surface processes 6

水文地球化学习题讲解学习

水文地球化学习题 第一章 第二章水溶液的物理化学基础 1.常规水质分析给出的某个水样的分析结果如下(浓度单位:mg/L): Ca2+=93.9;Mg2+=22.9;Na+=19.1;HCO3-=334;SO42-=85.0;Cl-=9.0;pH=7.2。求: (1)各离子的体积摩尔浓度(M)、质量摩尔浓度(m)和毫克当量浓度(meq/L)。 (2)该水样的离子强度是多少? (3)利用扩展的Debye-Huckel方程计算Ca2+和HCO3-的活度系数。 2.假定CO32-的活度为a CO32- =0.34?10-5,碳酸钙离解的平衡常数为4.27?10-9,第1题中的水样25℃时CaCO3饱和指数是多少?CaCO3在该水样中的饱和状态如何? 3.假定某个水样的离子活度等于浓度,其NO3-,HS-,SO42-和NH4+都等于10-4M。反应式如下: H+ + NO3- + HS- = SO42- + NH4+ 问:25℃和pH为8时,该水样中硝酸盐能否氧化硫化物? 4.A、B两个水样实测值如下(mg/L): 组分Ca2+Mg2+Cl-SO42-HCO3-NO3- A水样706 51 881 310 204 4 5.请判断下列分析结果(mg/L)的可靠性,并说明原因。 组分Na+K+Ca2+Mg2+Cl-SO42-HCO3-CO32-pH A水样50 6 60 18 71 96 183 6 6.5 B水样10 20 70 13 36 48 214 4 8.8 6.某水样分析结果如下: 离子Na+Ca2+Mg2+SO42-Cl-CO32-HCO3-含量(mg/l) 8748 156 228 928 6720 336 1.320 试计算Ca2+的活度(25℃)。 4344 含量(mg/l)117 7 109 24 171 238 183 48 试问: (1)离子强度是多少? (2)根据扩展的Debye-Huckel方程计算,Ca2+和SO42-的活度系数? (3)石膏的饱和指数与饱和率是多少? (4)使该水样淡化或浓集多少倍才能使之与石膏处于平衡状态? 8.已知温度为298.15K(25℃),压力为105Pa(1atm)时,∑S=10-1mol/l。试作硫体系的Eh-pH图(或pE-pH图)。 9.简述水分子的结构。 10.试用水分子结构理论解释水的物理化学性质。 11.温、压条件对水的物理、化学性质的影响及其地球化学意义。 12.分别简述气、固、液体的溶解特点。

岩石地球化学数据解释

主要标准矿物组合: Or :正长石 Ab :钠长石 An :钙长石 Q :石英 En :辉石 Hy :紫苏辉石 C :刚玉 Mt :磁铁矿 A/CNK=Al 2O 3/CaO+Na 2O+K 2O A/CNK 数值: >1.1,S 型花岗岩,过铝的 <1.1,I 型花岗岩 里特曼指数σ: σ<1.8,钙性的 1.8<σ<3.3,钙碱性的 3.3<σ<9,碱钙性的 Σ>9,碱性的 钙碱率A.R ,(适用于42%<SiO 2<70%的岩石),SiO2相同时,数值越大越碱性 NK/A=Na 2O+K 2O/Al 2O 3 NK/A 数值: NK/A <0.9,钙碱性 0.9<NK/A <1,偏碱性 1≤NK/A ,偏碱性 分异指数DI :数值越大表明岩浆分异演化越彻底,酸性程度越高 数值越小表明岩浆分异演化程度低,基性程度相对高 一般数值: 固结指数SI :岩浆分异程度高,SI 就越小,岩石酸性程度高 岩浆分异程度差,SI 就越大,岩石基性程度高 一般数值: 长英指数FL 与镁铁指数MF :岩浆分离结晶作用程度高,镁铁指数就大,长英指数也大 岩浆分离结晶作用程度低,镁铁指数就小,长英指数也小 一般长英指数和镁铁指数的数值在50—100,绝对小于100 碱性花岗岩 93 花岗岩 80 花岗闪长岩 67 闪长岩 48 辉长岩 30 橄榄辉长岩 27 橄榄岩 6 岩类 玄武岩 玄武安山岩 安山岩 安山英安岩 SI 30-40 20-30 10-20 0-10

稀土重量ΣREE:一般几百都是偏低,上千就高。 轻重稀土比值ΣCe/ΣY:一次热事件的早期单元,比值较大,轻稀土越富集 随着岩浆演化到晚期单元,比值减小, (La/Yb)N: (Ce/Yb)N: 反映轻稀土的分馏程度,比值越大,轻稀土分馏越明显,富集程度越高。 数值一般和1比较 (Sm/Eu)N: 反映重稀土的分馏程度,比值越小,重稀土分馏越明显,富集程度越高。 数值一般和1比较 元素铕值δEu:: δEu>0.7,基性岩浆分异的花岗岩,成因与板块有关 0.3<δEu<0.7,分布最广泛,地壳经不同程度的部分熔融形成 δEu<0.3,岩浆演化晚期的偏碱性花岗岩, 一个超单元的最后一、二个单元,由完全的分异结晶作用形成 δEu一般都是亏损 微量元素数据解释 元素含量数值对比,和地壳丰度值 特征参数: Nb*,Sr*,P*,Ti*,Zr*,数值小于1就亏损,大于1,就富集,与投图一致。 形成的构造环境解释 Tr,同熔型花岗岩,Gr,改造型花岗岩 R1-R2图解: 1,地幔分离 2,板块碰撞前 3,碰撞后抬升 4,造山晚期 5,非造山的 6,同碰撞期 7,造山后期 CRG:洋脊花岗岩,WPG:版内花岗岩,V AG:火山弧花岗岩,COLG:同碰撞花岗岩

同位素水文地球化学

第四章同位素水文地球化学 环境同位素水文地球化学是一门具有良好的前景、发展迅速的新兴学科,也是水文地球化学的一个重要分支。目前,地下水资源可持续利用中的重要问题是地下水补给的更新能力及地下水污染程度的评价。用环境同位素技术研究地下水补给和可更新性,追踪地下水的污染是当前国内外较为新颖的方法之一。目前世界上许多国家已将同位素方法列为地下水资源调查中的常规方法。近年来,国内外环境同位素的研究从理论到实践都有较快的发展。除了应用氢氧稳定同位素确定地下水的起源与形成条件,应用氚、14C测定地下水年龄,追踪地下水运动,确定含水层参数等常规方法外;在应用3H-3He、CFCs示踪干旱、半干旱地区浅层地下水的补给,应用14C、36Cl确定深层地下水的年龄,追溯地下水的入渗史,应用34S研究地下水中硫酸盐的来源,分析地下水的迁移过程,应用11B/10B研究卤水成因等方面都有重要进展。 4.1 同位素基本理论 4.1.1 地下水中的同位素及分类 我们知道,原子是由原子核与其周围的电子组成的,通常用A Z X N来表示某一原子。这里,X为原子符号,Z为原子核中的质子数目,N为原子核中的中子数目,A为原子核的质量数,它等于原子核中的质子数与中子数之和,即: A=Z+N( 4-1-1 ) 为简便起见,也常用A X表示某一原子。 元素是原子核中质子数相同的一类原子的总称。同一元素由于其原子核中中子数不同可存在几种原子质量不同的原子,其中每一种原子称为一种核素,如C原子有12C、13C、14C等核素,氧原子有16O、17O、18O等核素。某元素的不同几种核素称为该元素的同位素(蔡炳新等,2002),或者说同位素指的是在门捷列耶夫周期表中占有同一位置,其原子核中的质子数相同而中子数不同的某一元素的不同原子。同位素可分为稳定同位素和放射性同位素两类,稳定同位素是指迄今为止尚未发现有放射性衰变(即自发地放出粒子或射线)的同位素;反之,则称为放射性同位素。 地下水中的同位素一方面包括水自身的氢、氧同位素,另一方面还包括水中溶质的同位素。

水文地球化学研究现状与进展

本文由国土资源部地质调查项目“全国水资源评价”和“鄂尔多斯自留盆地地下水赋存运移规律的研究”项目资助。改回日期:2001212217;责任编辑:宫月萱。 第一作者:叶思源,女,1963年生,在读博士生,副研究员,从事矿水、地热水及水文地球化学研究。 水文地球化学研究现状与进展 叶思源1) 孙继朝2) 姜春永3) (1)中国矿业大学,北京,100083;2)中国地质科学院水文地质环境地质研究所,河北正定,050803; 3)山东地质工程勘查院,山东济南,250014) 摘 要 1938年,“水文地球化学”术语提出,至今水文地球化学作为一门独立的学科得到长足的发展,其服务领域不断扩大。当今水文地球化学研究的理论已经广泛地应用在油田水、海洋水、地热水、地下水质与地方病以及地下水微生物等诸多领域的研究。其研究方法也日臻完善。随着化学热力学和化学动力学方法及同位素方法的深入研究,以及人类开发资源和保护生态的需要,水文地球化学必将在多学科的交叉和渗透中拓展研究领域,并在基础理论及定量化研究方面取得新的进展。关键词 水文地球化学 研究现状 进展 Current Situ ation and Advances in H ydrogeochemical R esearches YE Siyuan 1)  SUN Jichao 2)  J IAN G Chunyong 3 ) (1)Chi na U niversity of Mi ni ng and Technology ,Beiji ng ,100083;2)Instit ute of Hydrogeology and Envi ronmental Geology ,CA GS , Zhengdi ng ,Hebei ,050803;3)S handong Instit ute of Geological Engi neeri ng S urvey ,Ji nan ,S handong ,240014) Abstract Hydrogeochemistry ,as an independent discipline ,has made substantial development since the term “hydrogeochemistry ”was created in 1938.At present hydrogeochemical theories have been applied to various fields such as oil field water ,ocean water ,geothermal water ,groundwater quality ,endemic diseases and groundwater microorganism ,and related research methods have also become mature.With the further development of chemical thermodynamics ,kinetics method and isotope method ,hydrogeochemistry will surely extend its research fields in the course of multi 2discipline interaction and make new progress in basic theory and quantifica 2tion research ,so as to meet the demand of human exploration and exploitation as well as ecological protection.K ey w ords hydrogeochemistry current state of research advance 早期的水文地球化学工作主要围绕查明区域水文地质条件而展开,在地下水的勘探开发利用方面取得了可喜的成果(沈照理,1985)。水文地球化学在利用地下水化学成分资料,特别是在查明地下水的补给、迳流与排泄条件及阐明地下水成因与资源的性质上卓有成效。20世纪60年代后,水文地球化学向更深更广的领域延伸,更多地是注重地下水在地壳层中所起的地球化学作用(任福弘,1993)。1981年,Stumm W 等出版了《水化学———天然水化 学平衡导论》专著,较系统地提供了定量处理天然水环境中各种化学过程的方法。1992年,C P 克拉 依诺夫等著《水文地球化学》分为理论水文地球化学及应用水文地球化学两部分,全面论述了地下水地球化学成分的形成、迁移及化学热力学引入水文地球化学研究的理论问题,以及水文地球化学在饮用水、矿水、地下热水、工业原料水、找矿、地震预报、防止地下水污染、水文地球化学预测及模拟中的应用等,概括了20世纪80年代末期水文地球化学的研究水平。特别是近二十年来计算机科学的飞速发展使得水文地球化学研究中的一些非线性问题得到解 答(谭凯旋,1998),逐渐构架起更为严密的科学体系。 第23卷 第5期2002210/4772482 地 球 学 报ACTA GEOSCIEN TIA SIN ICA Vol.23 No.5 Oct.2002/4772482

岩石地球化学

云南个旧卡房火山岩稀土元素地球化学特征分析 徐章辉 摘要:云南个旧锡铜多金属矿是一个以锡铜为主的多金属矿区,前人对矿区将行了大量的研究,对矿床成因提出了不同的观点,近年来随着研究的深入表明,个旧锡铜矿区不仅与燕山期花岗岩岩浆期后气化热液侵入有关,印支期的基性火山岩对个旧铜锡矿床起到了很重要的作用,稀土元素具有十分相近的地球化学行为,对于揭示矿区岩石的成因与分类、成矿成岩的物理化学条件和物质来源、成矿机制起到了极其重要的作用而受到重视,并广泛应用于地质矿产资源方面的研究。 关键词:稀土元素球粒陨石分配曲线蛛网图 1地质概况 个旧矿区位于云南省东南部,基本构造格局为东西向、南北向、北东向及北西向断裂、褶皱。卡房矿田位于北东向五子山复式背斜南部,北与老厂矿田相邻,南以白龙断裂为界,出露地层主要为个旧组卡房段,侵入岩为新山花岗岩体,火山岩为三叠纪火山岩。卡房段安尼期火山岩主要产于个旧组下段( T2g1 ) 的碳酸盐层中,与碳酸盐岩层呈整合接触,同步褶曲和位移,未见穿层现象。该期火山岩主要分布于个旧东区,南北长约25 km ,宽约25 km ,分布面积125 km 以上。

图1 稀土元素球粒陨石标准化图解 2 稀土元素球粒陨石标准化图解分析 玄武岩稀土元素球粒陨石标准化配分曲线呈右倾斜,ΣREE 为57.67 ×10^-6~340.84×10^-6平均166.51 ×10^-6 ,具富集轻稀土分布模式( Ce / Y = 2.75~4.12, NLa / Yb = 7.38~18.84) 。轻重稀土分馏程度差异不明显( NL a / Sm = 1.99 ~2.47, NGd / Yb = 2.45~3.95 ) 。铈异常不明显(δCe= 0.90~0.96 ) ,铕具弱的负异常(δEu = 0. 53 ~1.14 ) 。大理岩稀土元素球粒陨石标准化配分曲线同样呈右倾斜, ΣREE 为17.78 ×10^-6~56.05 ×10^-6 ,平均37.04 × 10^-6,具富集轻稀土分1010Σ布模式(ΣCe / Y = 2.36 ~2.79, NL a / Yb = 6.84 ~8.20 ) ,轻稀土比重稀土分馏程 度略明显一些(NLa / Sm = 3.01 ~3.22, NGd / Yb = 1.67 ~1.91 ) 。铈异常不明显(δ = 0.86 ~0.89 ) ,铕具弱的负异Ce常(δEu = 0.85~0.89 ) 。

岩石地球化学-杨学明

第一章岩石地球化学数据的控制因素和分析方法 第一节引言 本书主要讨论岩石地球化学数据及其如何用来获取有关地质过 程和成因信息的方法。习惯上,地球化学数据可分四类:主要元素、 微量元素、放射性成因同位素和稳定同位素地球化学数据(见表1.1)。 我们将以这四类地球化学数据为主线,分别来进行介绍和编写本书 的主要章节。每一章将说明如何用特定的地球化学数据来追索一套 岩石的成因,讨论数据的表达方式和评价其优缺点。 表1.1 津巴布韦Belingwe绿岩带科马提岩岩流的全岩地球化学数据 (据Nisbet等,1987) ZV14 ZV85 ZV10 ZV14 主要元素氧化物(wt%) SiO2 48.91 45.26 45.26 Ni 470 TiO2 0.45 0.33 0.29 Cr 2080 Al2O3 9.24 6.74 6.07 V 187 Fe2O3 2.62 2.13 1.68 Y 10 FeO 8.90 8.66 8.70 Zr 21 MnO 0.18 0.17 0.17 Rb 3.38 MgO 15.32 22.98 26.31 Sr 53.3 CaO 9.01 6.94 6.41 Ba 32 Na2O 1.15 0.88 0.78 Nd 2.62 K2O 0.08 0.05 0.04 Sm 0.96 P2O5 0.03 0.02 0.02 S 0.04 0.05 0.05 放射性成因同位素比值H2O+ 3.27 3.41 2.20 εNd+2.4 H2O- 0.72 0.57 0.28 87Sr/86Sr 0.7056 CO2 0.46 0.84 1.04 总计100.38 99.03 99.20 稳定同位素比值(‰) δ18Ο+7.3 *注明: 主要元素和微量元素Ni,Cr,V,Y,由XRF测定;FeO 由湿化学法测定;H2O和CO2由量重法测定;Rb,Sr,Sm,Nd 由IDMS测定。 主要元素(第三章)是指在任何岩石中占绝对多量的元素,如Si,

微量元素地球化学的发展

地球化学论文 题目:___微量元素地球化学的发展 年级:__________2010级________________ 专业:_________地质学__________________ 学号:_________03210301________________ 姓名:__________郭鹏__________________ 中国地质大学长城学院思想政治理论教研室 年月日 微量元素地球化学的发展

【摘要】近年来,微量元素地球化学得到了迅猛发展和广泛应用。作为地球化学领域里的一个重要分支学科,微量元素地球化学研究微量元素在地球及其子系统中的分布、化学作用及化学演化,它根据系统的特征和微量元素的特性,阐明他们在地球系统中的分布、分配、在自然体系中的性状、在自然界的迁移和演化的历史。 【关键字】微量元素地球化学化学作用化学演化 微量元素地球化学经历了两个主要的发展时期:在20世纪60年代前,主要通过元素的原子、离子半径,电荷、极化性质、电负性等特性.研究微量元素在地球各系统及不同矿物、岩石中的分配和分布,即从微观的角度来认识微量元素的分布及其在自然界的结合规律;自20世纪70年代起,微量元素地球化学的研究从定性向定量,从微观向宏观方向发展,进入了建立定量理论模型阶段。微量元素可作为地质地球化学过程的示踪剂,在解决当代地球科学的基础理论问题——如天体、地球、生命和元素的起源,为人类提供充足资源和良好生存环境等方面正发挥着重要的作用。至今,微量元素地球化学的研究几乎涉及地学的所有领域,包括对地幔的不均一性、古构造环境的恢复、成岩成矿物源的示踪、全球及局域环境的监测等问题的研究。微量元素地球化学研究的思路及方法可以归纳为: ①通过观察自然界中之“微”(微量元素)来认识地球之“著”(系统特征和其中的自然作用过程); ②在获得高精度数据的基础上,应用各种先进理论(如分配定律、耗散结构理论、协同论等)来认识地学的宏观规律。 近20年来,微量元素地球化学理论迅速发展、开辟了地球科学研究向定量、动态过程方向发展的新途径。微量元素在地球系统中不是孤立存在的,它们与各种地球物质和地质过程相联系。它们在各种地球化学体系的分散和集中与自身独特的赋存形式和共生组合有关。微量元素参与各种地球化学作用.作用过程中体系物理化学状态的转变、作用物质的质量迁移、能量输运及动量传递等,必然在微量元素组成上打上作用随时间演化的烙印。为此,通过观察、捕捉微量元素提供的地球化学作用的时-空信息,可用来解析各种复杂的地质作用的原因和条件、追踪作用演化历史,使为地球科学基础理论的发展、为人类提供充足资源和良好生存环境等做贡献成为可能。 微量元素地球化学的核心是“示踪”,因此本进展主要说明微量元素地球化学示踪作用的研究进展。 1壳幔作用微量元素地球化学示踪 板块构造学说的兴起,使恢复地壳小各种岩石或矿床形成时构造环境的研究越来越引起注意。按照现代地球科学的理论,大规模的构造活动主要起源于岩石圈深部,软流圈热动力状态的变化和运动的不均一性导致了地球物质的大规模运动。这种运动推动着岩石圈的演化。一般根据地球物理资料来研究地壳结构,并根据岩石组合类型恢复占构造环境(俯冲带、岛弧、洋中脊、弧后、板块内部等),但近年来的研究表明,由于不同构造环境的物质、热源、物理化学条件及动力学机制等方面存在差异.形成岩石的微量元素含量与组合(包括同位素组成)有较明显的不同。例如,洋中脊玄武岩的热源为上隆的软流层,物源为单纯洋壳的地幔,并处于拉张的动力学状态,又无陆壳的污染(仅与海水互相作用),决定了它们特定的微量元素组成特征,即富集Ti、Mn、P、Co、Ni、Cr、

岩石地球化学一些原理

花岗岩研究 一、花岗岩的系列划分 根据花岗岩化学成分划分为准铝(metaluminous)、过铝(peraluminous)和过碱性nous)和亚碱性(peralkaline)的成分分类。由于花岗岩通常具有较高的Si02含量,一般岩浆岩中的拉斑、钙碱性和碱性系列的划分在花岗岩研究中并不经常被采用。 所以花岗岩的系列划分时只用投K2O-SiO2 和ANK-ACNK就可以了。碱性-钙碱性-高钾钙碱性和准铝质-过铝质这些系列的划分,是因为通过大量数据证明,这些划分对岩石成因等方面有一些指示意义。例如:钙碱性花岗岩石是岛弧岩浆活动产物,碱性和过碱性与板内背景有关,过铝质花岗岩石(ACNK要大于 1.1)是沉积岩深熔作用形成,尤其是大陆碰撞时期。 二、花岗岩的成因分类MlSA MlsA(即M、I、S和A型)是目前最常用的花岗岩成因分类方案。其英文分别是I(infraerustal或igneous)、s(supraerustal或sedimentary)、A(alkaline,anorogenie 和anhydrous)和M(mantle derived)。 分类依据:花岗岩的岩浆源区性质划分,及火成岩、沉积岩、碱性岩和有地幔参与成分的源区。 A型特征及成因 A型:岩石学和实验岩石学(Clemensetal.,1986;patino Douce,1997)证据表明,A型花岗岩形成温度高,而且部分A型花岗岩形成压力还很低(即较浅部的中上地壳)。因此,正常的I或者S型花岗岩经分异作用是形成不了A型花岗岩的。 A型花岗岩都表现出低Sr、Eu和富集Nb、Zr等元素的特点,反映其源区存在斜长石的残留(形成的压力较低),因此它也不可能是慢源岩浆分异而来(在极端情况下,慢源岩浆的强烈结晶分异可能会产生有限的低Sr、Eu的碱性岩石,但此时应与大规模的镁铁质岩石伴生),或来源于镁铁质源岩的部分熔融。 A型花岗岩的最重要之处是,如果浅部地壳能够发生高温部分熔融,显然暗示其深部存在热异常,而这大多只会在拉张情况下出现。因此,A型花岗岩是判断伸展背景的重要岩石学标志。

水文地球化学课后思考题

复习题与思考题 1. 名词解释 (1)阳离子交换容量; (2)弥散通量; (3)水文地球化学; (4)水动力弥散; (5)弥散问题数学模型;(6)大陆效应;地下水污染;(7)碱度; (8)酸度; (9)硬度; (10)永久硬度; (11)暂时硬度; (12)碳酸盐硬度; (13)非碳酸盐硬度; (14)生化耗氧量(BOD);(15)化学耗氧量(COD)(16)物理吸附; (17)化学吸附; (18)离子交替吸附作用;(19)阳离子交换容量; (20)同位素效应; (21)同位素分馏; (22)同位素交换反应;(23)射性同位素的半衰期;(24) TDS; (25)全等溶解; (26)非全等溶解;

2.思考并回答下列问题 绪论 (1)试说明水文地球化学的含义。 (2)试说明水文地球化学作为一个独立学科的发展历史。 (3)说明水文地球化学的研究意义。 第一章地下水的化学成分 (1)试说明水的结构特征。 (2)水有那些特异性质,试分别对其予以说明。 (3)地下水的化学成分有那几类,分别予以简要说明。 (4)通常有哪些方法可用来对水质分析结果进行检验? (5)地下水化学成分的图示方法有哪些?试分别予以简要说明。 第二章地下水化学成分的形成作用 (1)怎样根据化学反应的自由能资料计算反应的平衡常数? (2)水溶液中组分活度系数的计算方法主要有哪些?试说明其适用条件。 (3)试说明影响矿物在水中溶解度的因素。 (4)试分别说明纯水中石膏、萤石、石英、三水铝石溶解度的计算方法。 (5)试说明矿物稳定场图的绘制方法。 (6)试定性地说明为什么在CO2-H2O系统中水溶液显酸性,而在CaCO3-H2O系统中水溶液显碱性。 (7)已知H2CO3的一、二级电离常数分别为K a1和K a2,试导出CO2──H2O系统中:溶解碳总量为C T、氢离子浓度为[H+]时,H2CO3、HCO3-和CO32-含量的计算公式。若25℃时,K a1=10-6.35、K a2=10-10.33,试分析说明上述组分中那一种组分在什么样的pH区间内含量最大? (8)在CO2分压(p)已知的CO2—H2O系统中,已知下述反应的平衡常数分别为CO2分压为10-3.5(atm),水的离子积为10-14,且上述反应均已达到平衡状态。试计算系统中各组分存在形式的含量及水溶液的pH值。 (9)对于下述的电极反应: OX+n e = RED 已知其电极电位可由下式计算: 式中:F为法拉第常数;R为气体常数;n为得失电子地数目;E0为标准电极电位,E0的计算

水文地球化学教学辅导书(教案)

《水文地球化学》 学习辅导

第一章地下水的化学成分 一、学习要点 (一)内容: 水的结构与特性,水的内部结构;地下水的化学成分;地下水的综合指标。(二)基本要求: 1.了解地下水分子的内部结构、水分子间的联结与排布以及水的特异性质; 2.掌握水的几个化学组分; 3.了解精地下水的综合指标; 4.了解水质分析结果的可靠性检验方法方法; 5.了解水化学成分的图形表示。 (三)重点:水的特异性质;水的无机组分、有机组分;地下水的综合指标。(四)难点:水分子间的联结与排布 二、复习题 (一)名词解释 1.氢键 2.质量浓度 3.BOD (二)问答题 水的特异性质有哪些? 三、复习题参考答案 (一)名词解释 1.氢键:指水分子中氢原子,在保持同本水分子中的氧原子最基本的共价键的同时,又能同相邻水分子中的氧原子产生一种静电吸引。 2.质量浓度:每升水中所含溶质的毫克数或微克数(或每千克溶液中含溶质的毫克数或微克数) 3.BOD:水中的微生物在降解水中有机物的过程中所消耗的氧的量,以mg/L表示。 (二)问答题 答:(1)水具有独特的热理性质

(2)水具有较大的表面张 (3)水具有较小的粘滞度和较大的流动性 (4)水具有使盐类离子产生水化作用的能力 (5)水具有良好的溶解性能 (6)水具有高介电效应 第二章地下水成分的形成作用 一、学习要点 (一)内容: 化学热力学基础;溶解/沉淀作用;碳酸平衡;氧化还原平衡;吸附解吸及离子交替吸附作用。 (二)基本要求: 1.掌握热力学状态函数与平衡判据、各种形态物质化学势的表达式;了解平衡常数的计算。 2.了解地下水系统固体物质的组成;掌握溶解/沉淀作用。 3.掌握碳酸盐的溶解平衡;了解离子的影响;掌握方解石和白云石的非全等溶解。 4.了解氧化还原基本概念;掌握氧化还原强度;了解pE(E h)- pH图 6.了解地下水系统的氧化还原条件及其影响因素。 7.掌握离子交替吸附作用的概念。 (三)重点:热力学状态函数与平衡判据;各种形态物质的化学势;溶解/沉淀作用;碳酸平衡;氧化还原强度;离子吸附交替作用概念。 (四)难点:平衡常数的计算;碳酸盐的溶解平衡;pE(E h)- pH图;等温吸附方程 二、复习题 (一)名词解释 1.全等溶解 2.非全等溶解

岩石地球化学-结课作业答案(原著-可直接交)-中国地质大学

2013《岩石地球化学》开卷考试题目 一、元素分配系数的定义及其测定方法(20分)。 在温度、压力一定的条件下,微量元素在两相平衡分配时其浓度比为一常数K D,K D即为分配系数。在一定浓度范围内分配系数与微量元素的浓度无关,只与温度、压力有关。 根据能斯特定律,分配系数需测定平衡体系中固相和液相两部分的微量元素浓度,目前常用直接测定法和实验测定法。直接测定法即直接测定地质体中两平衡共存相的微量元素丰度,再按能斯特分配定律计算分配系数。实验测定法是用化学试剂合成与天然岩浆成相似的玻璃物质;或者直接采用天然物质作为初始物质,实验使一种矿物和熔体或两种矿物间达到平衡,并使微量元素在两相中达到溶解平衡,然后测定元素在两相中的浓度,得出分配系数。 二、举例说明何谓相容元素和不相容元素(20分)。 相在岩浆或热液中的某些微量元素(如Cr、Ni、Co、V等)。在矿物结晶过程中趋向于在早期固相中富集。因其浓度低,不能形成独立矿物,但其离子半径、电荷、晶体场等晶体化学性质与构成结晶矿物的主要元素相似,故在固——液相反应或平衡中易于呈类质同象形式进入有关矿物相。其固——液相分配系数明显大于1。元素的相容性可因结晶条件的不同而改变。 不相容元素又称湿亲岩浆元素,在岩浆或热液的矿物结晶过程中趋向于在液相中富集的某些微量元素(如Sn、Li、Rb、Sr、Cs、Be、Ba、Zr、Hf、Nb、Ta、Th、U和稀土元素)。因其浓度低,不能形成独立矿物相。因受其离子半径、电荷和化合键所限,很难进入造岩矿物晶体结构中,而在残余岩浆或热液中相对富集。其固-液相分配系数近于零。元素的不相容性可因结晶条件的不同而改变。 三、Rb-Sr同位素定年的方程、等时线年龄测定的原理及其适用的岩石类型(20 分)。 Rb-Sr法测定地质年龄的原理基于87Rb经过一次β衰变生成稳定的87Sr,即: 87Rb→87Sr+β ̄+v+E 式中:β ̄表示负电子;v为反中微子;E为衰变能。设含有初始(87Sr)0,

岩石地球化学文献整理绝对有用

岩石地球化学文献整理 文献: No 2. Acadian造山带超高压变质作用的发现 在造山带中构造作用如逆冲推覆的速度要比热传递速度快得多, 因而会扰 动地壳的热结构。一旦构造运动停止, 这种受扰动的地壳热结构就会向稳态松弛, 同时加厚地壳区由于遭受剥蚀及构造伸展等因素会导致深部岩石折返抬升。 金红石是俯冲带变质岩( 如榴辉岩)中高场强元素(特别是Nb、Ta元素)的一个重要载体, 长期以来一直受到许多地质学家的重视。它可以容纳和控制高达百分比含量的高场强元素和过渡金属元素, 如Nb、Ta、V、Cr、Fe、A l和W 等。 超高温(富Zr)金红石出现在富Zr,Ti的石榴子石中,Zr含量与石榴子石达到平衡,受石榴子石的保护保留了峰期或者近峰期的变质特征,锆石甚至斜锆石的出现可能是因为体系中Zr的饱和,也可能是退变质过程中金红石中Zr重新结晶形成。出现在蓝晶石区域的低温(贫Zr)金红石是由于退变质过程中金红石中的Zr向外扩散产生的。 金红石Zr温度计具有较好的精度,在超高温地质活动研究中受压力影响较小。一般来看,被石榴子石包裹并达到平衡的金红石记录了峰期或近峰期变质作用的信息。总体来说,除了温度,金红石Zr还受到(1)压力;(2)ZrO2和SiO2的活度; (3)亚固相条件下Zr含量变化(交换和扩散);(4)降压折返过程中的退变反应;(5)金红石生长世代及介质等一系列因素影响,这虽然给我们判定其温度地质意义带来一定的影响,但也暗示了大量的地质信息。 超高温变质作用的热源可能有:(1)高温幔源物质的热量(2)增厚地壳富集的放射性元素(3)机械作用(4)岩浆作用 No 6.地壳深熔和S型花岗岩形成初期熔体组分与流体机制的重建 文献的理解与领悟( 通过Spanish Betic Cordillera 地区变沉积岩转熔矿物石榴子石中的熔体包裹体的均一化实验,得到均一化的MI在700℃条件下的组分:淡色花岗质过铝质组分,铝饱和指数ASI=1.04~1.35,含水量:3.1~7.6wt%。并认为该组分最能代表地壳深熔时的熔体组分。 这篇文章具有很强的目的导向性——即地壳深熔初期熔体组分。那么如何获得答案,实验岩石学是一个途径,但是不能做太精细化的限定。从野外采集样品是另外一个途径,作者成功的关键就在于选取了一个最能代表地壳熔融初始熔体的样品——转熔矿物中的熔体包裹体(MI),最后作均一化实验和理论分析,结果已是水到渠成。 文章存在的问题:如何确定本研究的石榴子石是转熔矿物? 因为转熔矿物能完整保存下来的很少,而且,对转熔矿物的鉴定还没有形成统一的意见。 本次研究的方法新颖,就像是一把钥匙,打开了深熔体初始组分的这道大门。但是这把钥匙是不是对所有地质背景下的地壳深熔都适用,需要进一步检验。

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