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1、球類隕石:主要由基質(zhì)、球粒、金屬和一些特殊礦物集合體等組成。碳質(zhì)球類隕石是球粒隕石中的一個(gè)特殊類型,含有碳的有機(jī)化合物分子,并且主要由 含水硅酸鹽組成。CI型隕石為什么能夠作為太陽(yáng)系元素豐度標(biāo)準(zhǔn)?I型碳質(zhì)球類隕石中難揮發(fā)元素的豐度與太陽(yáng)一致,且未經(jīng)受熱變質(zhì)作用影響、形成于 遠(yuǎn)離太陽(yáng)的較低溫區(qū)域,是最原始的太陽(yáng)星云凝聚物資。因而,它能保持著太陽(yáng)星云 中非揮發(fā)元素的初始豐度。第二章復(fù)習(xí)題1、元素的地球化學(xué)親和性元素地球化學(xué)親和性:主要指陽(yáng)離子在自然體系中趨向同某種陰離子化合的傾向。又可指在自然體系中元素形成陽(yáng)離子的能力和所顯示出的有選擇地與某種陰離子結(jié)合的 特性。2、戈?duì)柕滤姑芴氐脑氐厍蚧瘜W(xué)分類

2、1)、親石元素:離子的最外層電子層具有8電子(S2P6)惰性氣體型的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),與氧容易成鍵,主要集中于硅酸鹽相。2)、親銅元素:離子的最外層電子層具有18銅型結(jié)構(gòu)(s2P6d10)在自然界中容易與硫形成化合物,這些元素在分配時(shí),主要分配在硫化物相中。3)、親鐵元素:離子最外層電子層具有8-18過(guò)渡型結(jié)構(gòu),這種元素同氧、硫的化合能力較差,傾向于形成自然元素,因此,這類元素傾向分配在金屬相中4)、親氣元素:原子最外層具有 8個(gè)電子,原子半徑大,具有揮發(fā)性或易形成揮發(fā)性 化合物,主要分布在大氣圈中。5)、親生物元素:這類元素主要富集在生物圈中。3、類質(zhì)同像的概念類質(zhì)同像概念:某種物質(zhì)在一定的外界條件

3、下結(jié)晶時(shí),晶體中的部分構(gòu)造位置被介質(zhì)中的其他質(zhì)點(diǎn)(原子、離子、絡(luò)離子或分子)所占據(jù)而只引起晶格常數(shù)的微小改變, 晶格構(gòu)造類型、化學(xué)鍵類型、離子正負(fù)電荷的平衡保持不變或相近,這種現(xiàn)象稱類質(zhì) 同像。5、影響元素類質(zhì)同像的物理化學(xué)條件1 )、組份濃度-“補(bǔ)償類質(zhì)同像” 一種熔體或溶液中如果缺乏某種組份,當(dāng)從中 晶出包含此種組份的礦物時(shí),熔體或溶液中性質(zhì)與之相似的其他元素就可以類質(zhì)同像 代換的方式加以補(bǔ)充。2)氧化還原電位.7、電負(fù)性;1衡量中性原子得失電子的難以程度 2電負(fù)性(X) =1 (電力能)+E (電 子親和能)3同一周期元素由左到右 X值增大,酸堿度與之一致 4金屬與非金屬分界 線是元素酸

4、堿性分界線 5提供自然反應(yīng)系中白酸堿度的標(biāo)準(zhǔn)6反映原子的電子層結(jié)構(gòu)特征7決定元素在結(jié)合規(guī)律中的親和性與酸堿性8、研究元素類質(zhì)同像的地球化學(xué)意義1)、確定了元素的共生組合。包括微量元素和常量元素間的制約、依賴關(guān)系。2)、決定了元素在共生礦物間的分配。3)、支配微量元素在交代過(guò)程中的行為。4)、類質(zhì)同像的元素比值可以作為地質(zhì)作用過(guò)程和地質(zhì)體成因的標(biāo)志。5)、標(biāo)型元素組合。6)、影響微量元素的集中或分散。7)、對(duì)自然環(huán)境有影響。13、元素的賦存形式及其研究方法1)、獨(dú)立礦物:指形成能夠用肉眼或顯微鏡下進(jìn)行礦物學(xué)研究的顆粒,粒徑大于 0.001mm ,并且可以用機(jī)械的或物理的方法分離出單礦物。2)、類

5、質(zhì)同象形式:也稱結(jié)構(gòu)混入物,由于參加主要元素礦物晶格,用機(jī)械的或化學(xué) 的方法不易使二者分離,欲使其分離,只有破壞原礦物的晶格。3)、超顯微非結(jié)構(gòu)混入物:也稱超顯微包體或機(jī)械混入物等,顆粒小于 0.001mm , 其主要物征是不占據(jù)礦物的晶位置,因此是獨(dú)立化合物,但又不形成可以進(jìn)行礦物學(xué) 研究的顆粒。其成因和性質(zhì)具有介于獨(dú)立礦物和類質(zhì)同象之間,該種存在形式可以通 過(guò)化學(xué)處理的方法進(jìn)行分離和研究。4)、吸附狀態(tài):元素以離子或化合物分子形式被膠體顆粒表面、礦物晶面、解理面所 吸附,這利種元素存在形式為一種非獨(dú)立化合物形式。元素以離子或單獨(dú)分子存在, 又不參加寄主礦物的晶格構(gòu)造,是一種結(jié)合力較弱的、易

6、于交換和分離的賦存狀態(tài)(活性賦存形式)5)、有機(jī)質(zhì)結(jié)合形式:地殼中的生物及各種有機(jī)質(zhì)除集中了親生物元素。14、舉例說(shuō)明Pb在地殼中的各種存在形式 Pb具有多種賦存形式:1獨(dú)立礦物2類質(zhì)同像3超顯微非結(jié)構(gòu)混入物 4膠體吸附及有機(jī)質(zhì)結(jié)合形 式第三章復(fù)習(xí)思考題1、元素地球化學(xué)遷移概念元素從一種賦存狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N賦存狀態(tài),并伴隨著元素組合和分布上的變化及空間上的位移稱元素的地球化學(xué)遷移3、元素在水溶液中的遷移形式1)、易溶鹽類一一氯化物和硫酸鹽呈離子真溶液形式被搬運(yùn),任何時(shí)候都不形成膠體 溶液和機(jī)械懸浮物狀態(tài)。2)、堿土金屬的碳酸鹽和 SiO2等。碳酸鹽主要呈溶解的碳酸鹽形式被搬運(yùn)。SiO2即可呈真

7、溶液形式被搬運(yùn),又可呈懸浮物形式被搬運(yùn)。3)、Fe、Mn、P的化合物以及V、Cr、Ni、Co、Cu等元素部分形成真溶液,還形成 膠體溶液。4)、石英,硅酸鹽和鋁硅酸鹽類礦物主要呈細(xì)粒懸浮物和沿底部拖拽的粗粒物這兩種 方式而被搬運(yùn)。4、影響元素遷移的內(nèi)部因素1) .元素的賦存形式:1)獨(dú)立礦物,2)類質(zhì)同像,3)機(jī)械混入物,4)膠體或粘土吸附 狀態(tài),5)有機(jī)質(zhì)結(jié)合形式2) .元素和化合物的性質(zhì):1)化學(xué)鍵類型,2)離子的電價(jià)和半徑:金屬離子的電價(jià)愈高,就 形成愈難溶解的化合物。3)晶體場(chǎng)效應(yīng):過(guò)渡族元素 Ni, Cr, Co, V等受晶體場(chǎng)的影響,它們?cè)诎嗣骟w配位中形成較高的晶體場(chǎng)穩(wěn)定能,不易被

8、淋漓,因而也就不易被溶解。5、影響元素遷移的外部因素影響元素水遷移過(guò)程的化學(xué)反應(yīng),主要有復(fù)分解反應(yīng)、酸堿反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、絡(luò) 合反應(yīng)和膠體作用等。6、膠體作用和絡(luò)合作用對(duì)元素遷移的意義膠體化學(xué)作用對(duì)元素遷移的意義:1 )膠體的形成增大元素的遷移能力 ,2)電解質(zhì)的作 用,在膠體溶液中加入電解質(zhì)后能使膠體發(fā)生凝聚沉淀,這是因?yàn)槿苣z中的電解質(zhì)能夠影響穩(wěn)定電解質(zhì)及離子的水化作用,改變膠體擴(kuò)散層厚度,使膠體電極電位也發(fā)生相應(yīng)的變化。7、介質(zhì)中PH值對(duì)元素發(fā)生沉淀與溶解的影響 1)介質(zhì)的pH值控制金屬 離子的溶解遷移2) pH值對(duì)元素沉淀的影響:元素的氫氧化物在水溶液中沉淀只有具有一定的pH值時(shí)才開(kāi)始

9、。3) pH值對(duì)元素及其化合物溶解度的影響 :pH值增大時(shí),使有些組分的溶解 度減小,而使另一些組分的溶解度增加,并又能使一些組分溶解度開(kāi)始減小,以后又重新增大。4)弱電解質(zhì)CO2、H2s等在不同pH的水中溶解形式不同5)介質(zhì)pH值的變化控制所有包括 H+及OH-反應(yīng)的平衡移動(dòng)方向(電離反應(yīng)、復(fù)分解反 應(yīng)、水解、中和及絡(luò)合反應(yīng))8、介質(zhì)中氧化還原反應(yīng)對(duì)元素共生組合的影響1)、改變了元素及其化合物的溶解度。一些多價(jià)變價(jià)元素的高價(jià)化合物較易水解而發(fā) 生沉淀,而在低價(jià)態(tài)時(shí),不易被水解,易遷移。另一類元素則相反,低價(jià)化合物較易 水解,而高價(jià)形式更易遷移。2)、不同元素的氧化還原電位,使元素發(fā)生空間分異

10、。(如不同元素發(fā)生沉淀的 Eh條件不同)。3)、影響變價(jià)元素的共生組合關(guān)系。第四章復(fù)習(xí)題1、微量元素概念微量元素又叫痕量元素,是巖石中含量 <0.1%的元素。Gast對(duì)微量元素的定義是:不作為體系中任何相的主要化學(xué)計(jì)量組分存在的元素。微量元素的另一定義為,在所研究的地球化學(xué)體系中,其地球化學(xué)行為服從稀溶液定律(亨利定律,Henry' s Law)的元素。微量元素的另一松散定義:對(duì)體系的化學(xué)和物理性質(zhì)沒(méi)有明顯影響的元素。2、能斯特分配定律與分配系數(shù)能斯特分配定律表明在溫度、壓力一定的條件下,微量元素i (溶質(zhì))在兩相平衡分配時(shí)其濃度比為一常數(shù)(KD) , KD為分配系數(shù),或稱能斯特

11、分配系數(shù)。在一定濃度范 圍內(nèi)KD與i的濃度無(wú)關(guān),只與溫度、壓力有關(guān)。KD=ai a /ai 3能斯特分配定律公式:I 0 + R T ln( I ) = II0 + R T ln( n ) 3、元素在共存相中分配系數(shù)的確定方法1)、直接法:直接測(cè)定地質(zhì)體中兩種平衡共存相的微量元素濃度,再按能斯特分配定 律計(jì)算出分配系數(shù)。2)、實(shí)驗(yàn)法:用化學(xué)試劑合成不同成分的玻璃物質(zhì);或者直接 采用天然物質(zhì)作為實(shí)驗(yàn)初始物質(zhì),使一種礦物和熔體,或者兩種礦物達(dá)到平衡,并使 微量元素在兩相中達(dá)到溶解平衡,然后測(cè)定該元素在兩相中濃度,得出分配系數(shù)。4、總分配系數(shù)概念用于研究微量元素在礦物集合體與之平衡的熔體之間的分配關(guān)

12、系,常用巖石中所有礦 物的分配系數(shù)與巖石中各礦物含量乘積之和。表達(dá)式:5、相容元素、不相容元素、高場(chǎng)強(qiáng)元素概念相容元素:一一D>1,優(yōu)先進(jìn)入礦物相,或殘留相。在巖漿或熱液中的某些微量元素。 在礦物結(jié)晶過(guò)程中趨向于在早期固相中富集。不相容元素:一一D<1 ,優(yōu)先進(jìn)入熔體相。D<0.1為強(qiáng)不相容元素,又稱濕親巖漿元素,在巖漿或熱液的礦物結(jié)晶過(guò)程中趨向于在液相中富集的某些微量元素和稀土元素高場(chǎng)強(qiáng)元素:元素的電荷(Z)與其半徑(r )比值稱為場(chǎng)強(qiáng),相當(dāng)于電離勢(shì),如果Z/r>3.0 (2.0),稱為高場(chǎng)強(qiáng)元素6、微量元素地質(zhì)溫度計(jì)的原理與方法原理:當(dāng)微量元素在共存各相中分配達(dá)到平

13、衡時(shí),存在著 lnKD = - (AH/RT) + B函 數(shù)關(guān)系,-(AH/R)為斜率,B為截距。即當(dāng)在所討論范圍內(nèi) H (熱焰)可看作為常 數(shù)時(shí),分配系數(shù)(KD)的對(duì)數(shù)與溫度倒數(shù)(1/T)存在線性關(guān)系。方法:測(cè)定待研究地質(zhì)體中共生礦物對(duì)其中某微量元素的含量,算出該元素在礦物對(duì) 的分配系數(shù),利用以上關(guān)系式即可計(jì)算出礦物結(jié)晶溫度。7、元素在共存相中分配定律的地球化學(xué)意義1)定量分析元素的集中與貧化程度2)對(duì)分析成礦作用具有理論意義3)可分析巖漿源區(qū)的化學(xué)特征及巖石成因8.在巖漿分異結(jié)晶過(guò)程中元素分配的定量模型、特征及地球化學(xué)應(yīng)用微量元素在晶體中擴(kuò)散比熔體或液體中慢得多,來(lái)不及取得完全平衡(只能表

14、面平 衡),則形成晶體的環(huán)帶狀構(gòu)造。為此,推導(dǎo)出瑞利分儲(chǔ)定律:意義:1)定量研究巖漿結(jié)過(guò)程中微量元素的化學(xué)演化2)分析成礦問(wèn)題3)巖石成因10、巖漿結(jié)晶過(guò)程和部分熔融過(guò)程的判別方法1)固一液相分配系數(shù)高的相容元素 2)固一液相分配系數(shù)低的微量元素3)固一液相分配系數(shù)中等的微量元素11、稀土元素的基本地球化學(xué)性質(zhì)他們是性質(zhì)極為相似的地球化學(xué)元素組,在地質(zhì)-地球化學(xué)過(guò)程中整體活動(dòng)。他們的分儲(chǔ)情況能靈敏的反映地質(zhì)-地球化學(xué)作用的性質(zhì),有良好的示蹤作用。除經(jīng)受巖漿熔融外,稀土元素基本上不破壞他們的整體組成特征。在地殼各巖石中分布廣泛。圖5.2很重要(P187)第五章復(fù)習(xí)題穩(wěn)定同位素:不具有放射性的同位

15、素。同位素豐度:指某一元素中各同位素所占的原子百分比同位素組成表示(P246)同位素效應(yīng):由不同的同位素組成的分子之間存在相對(duì)質(zhì)量差,從而引起該分子在物理和化學(xué)性質(zhì)上的差異。1、同位素衰變的性質(zhì)衰變作用發(fā)生在原子核內(nèi)部,反應(yīng)結(jié)果由一種核素變成另一種核素。衰變自發(fā)地不斷地進(jìn)行,并有恒定的衰變比例。衰變反應(yīng)不受溫度、壓力、電磁場(chǎng)和原子核存放形式等物理化學(xué)條件的影響。衰變前和衰變后核數(shù)的原子數(shù)只是時(shí)間的函數(shù)。2、放射性同位素衰變定律放射性同位素衰變定律為單位時(shí)間內(nèi)衰變的原子數(shù)與現(xiàn)存放射性母體的原子數(shù)成正比。其數(shù)學(xué)表達(dá)式如下:-dN/dt= N半衰期 入。5、Rb-Sr測(cè)年法的基本原理及樣品采集過(guò)程中

16、應(yīng)注意的事項(xiàng)87Sr為放射成因同位素,由 87 Rb經(jīng)B-衰變而成,反應(yīng)如下:87Rb - 87Sr+伊 根據(jù)衰變 定律有:87Sr=87Rb(e M-1)考慮到在所研究的地質(zhì)樣品中,可能含有初始87Sr,記作(87Sr)0 ,上式改寫(xiě)為:87Sr=(87Sr)0+87Rb(e- 1)t將上式兩端除以非放射成因的86Sr原子數(shù),得:87Sr/86Sr =(87Sr/86Sr)0+87Rb/86Sr (eM-1)注意事項(xiàng):(1)所研究的一組樣品具有同時(shí)性和同源性,所謂同源性是指每一個(gè)樣品具有相同的(87Sr/86Sr)0 比值。(2)在樣品形成后,保持 Rb的Sr封閉體系,沒(méi)有與外界發(fā)生物質(zhì)上的

17、交換。(3)所測(cè)樣品中,有較為明顯的 Rb/Sr比值差異,以確保獲得一條較好的等時(shí)線。7、同位素定年方法中的14C法對(duì)象為有機(jī)質(zhì)、生物遺體、碳酸鹽巖層天然14C是在大氣層上部,宇宙射線產(chǎn)生的中子(n)與大氣中的氮核(14N)發(fā)生核反應(yīng)的產(chǎn)物,其反應(yīng)為:14N+n 14C+1H根據(jù)放射性衰變定律:A=A0e-入 t同位素分儲(chǔ):指在一系統(tǒng)中,某元素的同位素以不同的比值分配到兩種物質(zhì)或物相中的現(xiàn)象。8、同位素分儲(chǔ)作用、分類輕穩(wěn)定同位素(Z20)的相對(duì)質(zhì)量差較大( A/AA10%),在地質(zhì)作用中由于這種質(zhì) 量差所引起的同位素相對(duì)豐度的變異,稱為同位素分儲(chǔ)作用。公式:aA1+bB2 FA2+bB1同位素分儲(chǔ)系數(shù)a的定義公式為:a=RA/RB= (A2/A1 ) / (B2/B1 )a=1 ,無(wú)同位素分儲(chǔ)。a值愈偏離1,則同位素分儲(chǔ)愈強(qiáng)。分類:1 .物理分儲(chǔ):也稱質(zhì)量分儲(chǔ),同位素之間因質(zhì)量引起一系列同質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)的不同,2.動(dòng)力分儲(chǔ):含有兩種同位素的分子,由于質(zhì)量不同導(dǎo)致它們參加化學(xué)反應(yīng)活性的差 異。3.平衡分儲(chǔ):在化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物之間由于物態(tài)、相態(tài)、價(jià)態(tài)以及化 學(xué)鍵

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