《巖石地球化學(xué)》課件

《巖石地球化學(xué)》本課件旨在介紹巖石地球化學(xué)的基本概念、方法和應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo)11.了解巖石地球化學(xué)的基本概念22.掌握巖石成分分析方法33.理解元素的地球化學(xué)行為44.應(yīng)用地球化學(xué)方法解決地質(zhì)問(wèn)題巖石的定義與分類(lèi)定義巖石是地球表面的固體物質(zhì)，由一種或多種礦物組成，并具有一定結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。分類(lèi)按成因分類(lèi)：巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖巖石成分分析主量元素分析主要包括硅、鋁、鐵、鎂、鈣、鈉、鉀等，用于確定巖石的化學(xué)組成。微量元素分析主要包括稀土元素、高場(chǎng)強(qiáng)元素、親鐵元素、親石元素等，用于研究巖石的形成環(huán)境和演化歷史。同位素分析利用同位素比值，可以確定巖石的年齡、來(lái)源和演化路徑。主量元素分析方法X射線熒光光譜法利用X射線照射巖石樣品，激發(fā)元素的特征X射線，根據(jù)特征X射線的強(qiáng)度，可以確定元素的含量。原子吸收光譜法利用原子吸收光譜，可以測(cè)定巖石樣品中各種元素的含量，靈敏度高，適用范圍廣。微量元素分析方法電感耦合等離子體質(zhì)譜法利用電感耦合等離子體激發(fā)巖石樣品中的原子，通過(guò)質(zhì)譜儀分離不同元素的離子，根據(jù)離子強(qiáng)度，可以確定元素的含量。中子活化分析法利用中子照射巖石樣品，激發(fā)元素的放射性同位素，根據(jù)放射性同位素的衰變強(qiáng)度，可以確定元素的含量。同位素分析方法同位素稀釋質(zhì)譜法利用已知同位素豐度的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，與巖石樣品中的同位素混合，通過(guò)質(zhì)譜儀測(cè)定同位素比值，可以確定元素的含量和同位素年齡。熱電離質(zhì)譜法利用熱電離質(zhì)譜儀，可以測(cè)定巖石樣品中各種元素的同位素比值，精度高，適用于測(cè)定鈾、鉛、鍶等元素的同位素。巖石成分表示方式百分比以元素的百分比表示巖石的成分，例如SiO2、Al2O3等。ppm以百萬(wàn)分率表示巖石的成分，例如Sr、Rb等。ppb以十億分率表示巖石的成分，例如Au、Pt等。巖石成分的示意圖1主要氧化物2微量元素3稀有元素4放射性元素主量元素的地球化學(xué)特征豐度地球上最豐富的元素是氧、硅、鋁、鐵等。分布主量元素在不同巖石類(lèi)型中的含量差異很大，反映了地殼的組成和演化歷史。鐵、鎂、鈣的地球化學(xué)行為1鐵主要存在于鐵氧化物、硅酸鹽礦物中。2鎂主要存在于鎂硅酸鹽礦物中。3鈣主要存在于鈣硅酸鹽礦物中。鉀、鈉、鋁的地球化學(xué)行為鉀主要存在于長(zhǎng)石、云母等礦物中。鈉主要存在于長(zhǎng)石、角閃石等礦物中。鋁主要存在于長(zhǎng)石、云母、黏土礦物中。硅、鈦、磷的地球化學(xué)行為1硅是地殼中最豐富的元素，構(gòu)成各種硅酸鹽礦物。2鈦主要存在于鈦鐵礦、金紅石等礦物中。3磷主要存在于磷灰石、磷酸鹽礦物中。微量元素的地球化學(xué)特征1濃度低微量元素在巖石中的含量通常小于1000ppm。2分布不均微量元素在地球內(nèi)部的分布不均，反映了不同的地質(zhì)過(guò)程。3地球化學(xué)意義微量元素可以指示巖石的形成環(huán)境、演化歷史和成礦潛力。稀土元素的地球化學(xué)行為分布模式稀土元素在地球內(nèi)部的分布具有明顯的模式。應(yīng)用稀土元素廣泛應(yīng)用于電子、材料、能源等領(lǐng)域。高場(chǎng)強(qiáng)元素的地球化學(xué)行為定義高場(chǎng)強(qiáng)元素是指原子核外電子層具有較強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度的元素，例如Nb、Ta、Zr、Hf等。特征高場(chǎng)強(qiáng)元素在地球化學(xué)循環(huán)中具有特殊的遷移和富集特征。親鐵元素與親石元素親鐵元素親鐵元素是指與鐵元素親和力強(qiáng)的元素，例如Ni、Co、Cu等。親石元素親石元素是指與硅元素親和力強(qiáng)的元素，例如Rb、Ba、Sr等。元素在地球內(nèi)部的分布元素在地球內(nèi)部的垂直分布1地核主要由鐵、鎳等元素組成。2地幔主要由硅、鎂、鐵等元素組成。3地殼主要由氧、硅、鋁、鐵等元素組成。元素在巖石圈中的循環(huán)風(fēng)化巖石風(fēng)化后釋放元素進(jìn)入土壤和水體。搬運(yùn)風(fēng)化產(chǎn)物被風(fēng)、水、冰川等搬運(yùn)到其他地方。沉積搬運(yùn)的物質(zhì)沉積形成沉積巖。成巖沉積物經(jīng)過(guò)壓實(shí)、膠結(jié)等作用形成沉積巖。巖漿活動(dòng)沉積巖或變質(zhì)巖在高溫高壓下熔融形成巖漿巖。變質(zhì)巖石在高溫高壓下發(fā)生變質(zhì)作用形成變質(zhì)巖。元素在地球系統(tǒng)中的循環(huán)1地質(zhì)循環(huán)2水循環(huán)3大氣循環(huán)4生物循環(huán)元素的地球化學(xué)行為概括元素豐度元素在地球內(nèi)部的豐度差異很大，影響元素的地球化學(xué)行為。元素性質(zhì)元素的化學(xué)性質(zhì)決定了元素的遷移、富集和成礦潛力。地質(zhì)環(huán)境溫度、壓力、氧化還原條件等地質(zhì)環(huán)境因素影響元素的地球化學(xué)行為。相圖在地球化學(xué)中的應(yīng)用相圖相圖是指表示物質(zhì)相變關(guān)系的圖，用于研究巖石的形成、演化和礦物組合。應(yīng)用相圖可以用來(lái)預(yù)測(cè)巖石的礦物組成、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等，幫助理解地球化學(xué)過(guò)程。地球化學(xué)在地質(zhì)學(xué)中的應(yīng)用礦產(chǎn)資源勘探地球化學(xué)方法可以用來(lái)尋找礦產(chǎn)資源，例如銅、金、鈾等。環(huán)境地球化學(xué)地球化學(xué)方法可以用來(lái)研究環(huán)境污染、土壤污染等問(wèn)題。地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)地球化學(xué)方法可以用來(lái)預(yù)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害，例如地震、火山爆發(fā)等。地球化學(xué)研究的前沿問(wèn)題地球深部物質(zhì)的組成和演化研究地球深部物質(zhì)的成分、結(jié)構(gòu)和演化過(guò)程，對(duì)理解地球的形成和演化具有重要意義。元素循環(huán)與環(huán)境變化研究元素在地球系統(tǒng)中的循環(huán)過(guò)程，以及人類(lèi)活動(dòng)對(duì)元素循環(huán)的影響，對(duì)保護(hù)環(huán)境、維護(hù)生態(tài)平衡具有重要意義。礦產(chǎn)資源的探測(cè)與開(kāi)發(fā)研究礦產(chǎn)資源的形成、分布和賦存規(guī)律，對(duì)開(kāi)發(fā)利用礦產(chǎn)資源具有重要意義。本課程總結(jié)1巖石地球化學(xué)巖石地球化學(xué)是研究巖石的化學(xué)組成、元素豐度和地球化學(xué)行為的學(xué)科。2方法巖石地球化學(xué)主要采用主量元素、微量元素和同位素分析方法。3應(yīng)用巖石地球化學(xué)廣泛應(yīng)用于礦產(chǎn)資源勘探、環(huán)境地球化學(xué)、地質(zhì)災(zāi)