地球化学复习资料

绪论地球化学学科的研究内容1)元素及同位素在地球及各子系统中的组成 2)元素的共生组合及赋存形式 3)元素的迁移和循环 4)研究元素（同位素）的行为 5)元素的地球化学演化。简述地球化学学科的研究思路和研究方法：研究思路：见微而知著，即通过观察原子之微，以求认识地球和地质过程之著。研究方法：一）野外阶段： 1)宏观地质调研。明确研究目标和任务，制定计划2)运用地球化学思维观察认识地质现象 3)采集各种类型的地球化学样品二）室内阶段：1)“量”的研究，应用精密灵敏的分析测试方法，以取得元素在各种地质体中的分配量。元素量的研究是地球化学的基础和起点，为此，对分析方法的研究的要求：首先是准确；其次是高灵敏度；第三是快速、成本低 2)“质”的研究，即元素的结合形式和赋存状态的鉴定和研究 3)地球化学作用的物理化学条件的测定和计算 4)归纳、讨论：针对目标和任务进行归纳、结合已有研究成果进行讨论。 第一章1. 克拉克值：元素在地壳中的丰度，称为克拉克值。元素在宇宙体或地球化学系统中的平均含量称之为丰度。丰度通常用重量百分数（%） ，PPM（百万分之一）或 g/t 表示。2. 富集矿物:指所研究元素在其中的含量大大超过它在岩石总体平均含量的那种矿物。3. 载体矿物:指岩石中所研究元素的主要量分布于其中的那种矿物。4. 浓集系数 =工业利用的最低品位/克拉克值。为某元素在矿床中可工业利用的最低品位与其克拉克值之比。5.球粒陨石：是石陨石的一种。 （约占陨石的 84%）：含有球体，具有球粒构造，球粒一般为橄榄石和斜方辉石。基质由镍铁、陨硫铁、斜长石、橄榄石、辉石组成。划分为： E 群顽火辉石球粒陨石，比较稀少；O 群普通球粒陨石: H 亚群高铁群，橄榄石古铜辉石球粒损石；L 亚群低铁群，橄榄紫苏辉石球粒陨石； LL 亚群低铁低金属亚群；C 群碳质球粒陨石，含有碳的有机化合物和含水硅酸盐，如烷烃、芳烃、烯烃、氨基酸、卤化物、硫代化合物等。为研究生命起源提供重要信息。分型、型和型。型其非挥发性组成代表了太阳系星云的非挥发性元素丰度。6.浓度克拉克值=某元素在地质体中的平均含量/克拉克值,反映地质体中某元素的浓集程度。7.地球化学省：在一个区域内不仅一两种元素丰度很高，对应矿床成群出现，而且在历史演化中，矿产产出率也特别高，这一区段叫地球化学省。8.对角线规律：元素周期表内位于一条对角线的元素，相互之间容易发生类质同象。9.地球化学异常：一个富含矿的区段，地球化学特征明显不同于无矿区域的现象称为地球化学异常，常常反应矿产分布的异常。1.陨石在地化研究中的意义：（一）陨石的成分是研究和推测太阳系及地球系统元素成分的重要依据：（1）用来估计地球整体的平均化学成分。 陨石类比法，即用各种陨石的平均成分或用球粒陨石 1成分来代表地球的平均化学成分。 地球模型和陨石类比法来代表 2地球的平均化学成分，其中地壳占质量的 1%，地幔 31.4%，地核67.6%，然后用球粒陨石的镍铁相的平均成分加 5.3%的陨硫铁可以代表地核的成分，球粒陨石的硅酸盐相平均成分代表地壳和地幔的成分，用质量加权法计算地球的平均化学成分。 （2）I 型碳质球粒陨石其挥发性组成代表了太阳系中非挥发性元素的化学成分。（二）陨石的类型和成分是用来确定地球内部具层圈结构的重要依据：由于陨石可以分为三种不同的陨石石陨石、石铁陨石和铁陨石，因而科学家设想陨石是来自某种曾经分异成一个富含金属的核和一个硅酸盐外壳的行星体，这种行星经破裂后就成为各种陨石，其中铁陨石来自核部，石铁陨石来自金属核和硅酸盐幔的界面，而石陨石则来自富硅酸盐的幔区。这种设想成为推测地球内部结构和化学成分的重要依据之一。 （三）碳质球粒陨石的有机化合物成分是研究地球早期生命系统的化学演化及来源的重要依据和信息，在碳质球粒陨石中已发现有机化合物 60 多种。有人认为地球早期生命系统的化学演化不一定来源于行星的大气，而有可能来自太阳星云凝聚时已合成的有机质。2 比较太阳系、地球、地壳主要化学元素丰度特征的异同点，说明自然界元素丰度的基本特征和决定自然体系中元素丰度的最基本因素:（1）特征的异同：太阳系：HHeONCSiMgS 地球;FeOMgSiNiSCaAlCaNa 地壳：OSiAlFeCaNaKMgTiH 硅酸盐在地球表层富集，较难熔的镁铁硅酸盐和金属铁下沉。 （2）自然界元素丰度的基本特征： 个元 1素丰度随原子序数的增大而呈指数下降；在 Z45 之后丰度值又相近。原子序数为偶数的同位素丰度大于奇数者（中子数、质量数同） 2奥多-哈根斯法则； 四倍原则：如 O（A=16） ，质子数为 4 的 3倍数 Li、P、B 丰度很低，为亏损元素（核子结合能低，形成后 4易分解） Fe 和 O 过量（核子结合能最高，核子稳定） 原子序 5 6数（质子数或中子数）是“幻数”的元素丰度高（氦、氧、钙等：2、8、14、20、2850、82、126） （3）决定自然体系中元素丰度的最基本因素： 与原子结构有关具有最稳定原子核的元素分布最广， 1当中子数和质子数比例适当时核最稳定。如在原子序数FeO 的生成热 ,集中分布于岩石圈；与氧亲和力强。亲氧元素主要有-碱金属、碱土金属、稀土元素、稀有元素等-Li 、Na 、K 、Rb 、Cs 、Mg 、Ca 、Sr 、Ba 、Al 、Zr 、Hf 、Nb 、Ta 、REE 等。亲氧元素主要熔于硅酸盐熔体；亲硫性(亲铜性) -阳离子和硫结合成共价键为主的硫化物和硫盐的性质。亲硫元素其离子最外层具有 S2P6d10 的铜型 18 电子结构,具较大的电负性和离子半径、较低的电价；多为逆磁性,氧化物生成热 阳离子-阳离子高价态; 地幔:阴离子 阳离子-阳离子低价态;整个地球: 阴离子阳离子-阳离子出现金属态:Fe0 和Ni0 ，Pt 族，Au，Hg，Ag 等； 多具亲铁性。由于化学反应制动原理，排在 FeO、FeS 后的元素（Gf）不能与氧和硫结合，多具亲铁性。3.戈尔德施密特和林伍德总结的类质同象规律、为什么说类质同象是微量元素分配结合的规律、类质同象的地质应用：1)戈尔德施密特法则：考虑电价、半径因素，适用于结晶过程中的离子键化合物(1)若两种离子电价相同、半径相似,则半径较小的离子优先进入晶格。因此，较小离子半径的元素集中于较早期结晶的矿物中，而较大离子半径的元素集中于较晚期结晶的矿物中。如 Mg、