地球化学随堂作业

1、地球化学作业题绪 论作业题1、什么是地球化学？2、试写出地球化学学科的主要奠基人及其对地球化学所作出的主要贡献。3、试写出国内外主要的地球化学类期刊的名称（各大于3种期刊）。4、试写出5个主要地球化学分支学科的名称。思考题1、 地球化学学科的基本特点和基本问题是什么？2、 地球化学与化学和地球科学其它学科在研究思路和研究方法上有何异同？3、 何谓地球化学思维？第一章 太阳系和地球系统化学元素的分布与分配作业题1、何谓自然体中元素的丰度？何谓元素在自然体中的分布量？2、何谓元素的克拉克值？3、回答概念：元素的浓度克拉克值，元素的浓集系数。4、试述载体矿物和富集矿物的概念，并举例说明其研究的意义。

2、讨论题1、 地壳中化学元素分布的规律及其产生的原因是什么？2、 试述元素无处不有定律。3、 为什么说碳质球粒陨石的组成可以代表太阳系非挥发性元素的丰度？4、 以元素的丰度特征来阐述质量作用定律在地球化学研究中的意义。5、 试阐明太阳系元素含量分布的奥多-哈金斯法则产生的原因。思考题1、太阳系、地球和地壳元素丰度特征的对比2、陨石研究对于地球形成、组成特征及其演化的意义3、元素克拉克值研究的地球化学意义。4、地球和地壳元素丰度研究的难点是什么？ 5、研究大陆地壳元素丰度方法的对比。第二章 元素的结合规律与赋存状态作业题1、回答概念：类质同像、类质同像混入物、固溶体。晶体场分裂能、晶体场稳定能和八

3、面体择位能。2、 为什么硅酸盐矿物中K的配位数经常比Na的配位数大？3、 Zn2+和Mg2+的离子半径相近，但在天然矿物中，前者经常呈四面体配位，后者则常呈八面体配位，为什么？4、指出下列微量元素经常会类质同象替代硅酸盐矿物结构中的哪种主要元素：(1)Rb,(2)Sr,(3)Ga,(4)Ti,(5)Li,(6)Ba,(7)Ge,(8)REE,(9)Pb,(10)Ni,(11)Mn.5、下列矿物键的类型是什么?(1)所有键都是离子键;(2)所有键都是共价键;(3)部分键为离子键,部分为共价键:(a)磷灰石;(b)黄铜矿;(c)萤石;(d)自然砷;(e)尖晶石。讨论题1、 为什么碱性长石(钠长石、

4、正长石、微斜长石)之间可以形成共生结构(条纹长石或反条纹长石)，而在斜长石中却不能？2、 为什么结构与硅酸盐类似的碳酸盐没有形成种类复杂的碳酸盐矿物？3、 研究表明，高温高压下形成的岩浆岩中矿物种类数目最少，岩浆期后产物中矿物数目要大的多，而外生条件下生成的矿物数目最大。为什么？试从类质同象角度给予解释。4、试论类质同象和固溶体形成的热力学原因。5、试举出自然界不混溶地质现象的实例。6、试用晶体场理论分析和阐明硫化物矿物颜色产生的原因。思考题1、地壳中元素的基本结合规律。2、元素地球化学亲和性形成的内在原因。3、类质同象规律对于微量元素地球化学行为的影响。4、试阐述液态不混溶的地球化学意义。5

5、、试述晶体场理论对过渡元素行为的控制。6、地壳中元素的主要存在形式第三章 元素的地球化学迁移(migration, transportation)作业题1、 据研究，23.5亿年前的新太古代-古元古代，大气几乎完全由CO2构成，PCO21bar。试根据自然水中CO2的电离平衡计算当时雨水的pH值。设当时pCO21,可以计算得雨水的pH=3.95。2、 夏天和冬天相比，河水中的pH值是升高还是降低？为什么？白天和夜晚相比，湖水的pH值是升高还是降低？为什么？3、 与大气氧相平衡的水(PO2=0.21atm)，（1）如果它的pH值为6，计算它的的氧化还原电位Eh值；（2）如果水的pH=7,Eh=+

6、0.2V，求水的氧逸度。4、 当以下每种物质形成时，其氧化电位是高还是低？(1) 陨石；(2)煤；(3)沉积锰矿床；(4)钒钾铀矿；(5)页岩中的黄铁矿。(问题来源：Brownlow,1996)5、 标出以下环境pH值的大小顺序：热带地区海水，死谷(Death Valley)的季节性干盐湖水，太湖水，含有丰富黄铁矿的片岩出露区的溪水，加拿大北部沼泽水。(Krauskopf et al.,1995)。6、 根据氧化还原电位回答，为什么铂、金在自然界往往以自然元素形式存在？讨论题 1、为什么Al3+的沉积作用必须在介质的pH为49之间才能发生？ 2、根据pH值和氧化还原电位分析“铁帽”形成的化学机

7、理。3、络合作用对于水溶液中矿物溶解度和成矿作用的主要意义。4、经典热力学建立了表述平衡状态和平衡过程中体系相数与热力学组分数关系的吉布斯相律，为什么在地球化学中还要建立戈尔德斯密特矿物学相律和柯尔仁斯基相律？、这两个定律的地球化学意义何在？思考题1. 自然体系的组成和物理化学条件如何影响水岩化学作用的类型2. 水介质中元素迁移形式及迁移能力的制约因素3. 热力学基本定律及其在自然过程中的体现4. 试述相律和相平衡原理。5. 相图编制的原理和方法。第四章 微迹元素地球化学习题1、 分别应用岩浆分离结晶过程和批次熔融过程元素分配演化的定量模型，选择相容元素和不相容元素计算它们在高熔融度(F>

8、;0.9)和低熔融度(F<0.1)时的浓度变化，并对计算结果进行对比。下述元素比值一般在镁铁质岩石中高还是在长英质岩石中更高，为什么？Rb/Sr、Sr/Ba、B/Mn、Li/Mg、Pb/Rb、Cr/Al、Y/Ca、La/Yb（Krauskopf et al.,1995）。2、 下述元素比值一般在蒸发岩中高还是在页岩中高，为什么？Ca/Ba、Si/Na、K/Rb、Mg/Mn。（Krauskopf et al.,1995）。3、 分析对比花岗岩、页岩、斜长石和石榴子石的REE分配系数-原子序数图解。它们各自有哪些特点？这些岩石、矿物的REE分布模式之间有何关系？为什么？4、 多数稀土元素在花

9、岗岩中比在玄武岩中更为丰富，但是Eu却在玄武岩中更为丰富，为什么？5、 为什么U、Th在花岗岩中比在超基性岩中更为丰富？思考题1、为什么微迹元素在地质作用过程中的分配可以用能斯特分配系数进行研究？2、如何确定相容元素与不相容元素？其研究意义何在？举例说明相容元素和不相容元素研究的地球化学意义。3、在稀土元素标准化图解中，为什么使用球粒陨石组成进行标准化？4、如何编制稀土元素配分曲线？常用哪些指标描述稀土元素分布特征？5、自然界许多地质作用是否存在稀土元素四分组效应？其形成的原因是什么？6、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？什么样的情况下，这

10、种异常非常会变的非常突出？讨论题1、 为什么微迹元素地球化学能够得到广泛的应用，而且已经成为地球化学研究中必不可少的组成部分？2、 举例说明稀土元素球粒陨石标准化REE型式在地球化学研究中的示踪意义。3、 为什么稀土元素地球化学在岩石成因、成矿物源、成岩成矿物理化学条件以及地壳和地球等天体的形成和演化等研究中能够得到广泛应用？4、 试述能斯特定律和分配系数在元素地球化学研究中的意义。 第五章 同位素地球化学作业题 1、使用Sm-Nd法对岩石定年时，只有当岩石中矿物的147Sm/144Nd比值具有较大差异时才能获得最佳的年龄结果，为什么？ 2、假定下图是一个岩浆岩的同位素分析所获得的结果，请问图

11、中点A、B、C、D所代表的意义？3、下列岩浆岩： 形成过程中仅与岩浆水发生了相互作用； 形成过程中广泛地与大气降水发生了相互作用。试回答哪一种岩浆岩D/H比值和18O/16O比值更高？(6分)。4、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？5、下列岩石进行放射性同位素定年那种同位素定年方法最为合适？ 前寒武纪花岗岩； 含有碳化木碎屑的早第三纪页岩； 早古生代蒸发盐矿床； 元古代玄武岩； 一块史前印地安人营火堆中的木炭； 在

12、花岗岩接触带上变质岩中的石榴子石-辉石矽卡岩。为什么？6、研究表明，岩浆岩和变质岩中的不同矿物具有不同的18O/16O比值，例如岩浆岩中石英一般比钾长石具有更高的18O/16O比值，试阐明控制矿物18O/16O比值大小的原因是什么？7. 何为同位素分馏系数？ 思考题1. 根据作用的性质和条件，自然界稳定同位素的分馏作用可分为几类？引起各种分馏作用的原因及其特征是什么？2. 放射性同位素衰变具有哪些不同于一般化学反应的性质？试述放射性同位素蚀变定律。3、何谓动力同位素效应？何谓平衡同位素效应？试述二效应的地球化学原理及其在地球化学研究中的意义。4、 Rb-Sr等时线测年的基本原理是什么？影响等时线年龄可靠性的主要因素是什么？5、 试述Sr和Nb同位素如何用于进行地球化学示踪？6、 根据水的H、O同位素组成，自然界的水可以分为哪几类？每一类的