www.2587.com

当前位置:www.2587.com > www.2587.com > >

则较小的离子倾 向于进入固体相

发布时间:2019-10-04 关注次数:

  第一章 绪论 1.地球化学的定义:地球化学是研究地球及子系统(含部门体)的化学构成、化学感化和 化学演化的科学(涂光炽)。 2.地球化学研究的根基问题 第一: 元素(同位素)正在地球及各子系统中的构成(量) 第二: 元素的共生组合和存正在形式(质) 第三: 研究元素的迁徙(动) 第四: 研究元素(同位素)的行为 第五: 元素的地球化学演化 第二章 天然系统中元素的共生连系纪律 1.元素地球化学亲和性的定义:正在天然系统中元素构成阳离子的能力和所显示出的有选择地 取某种阴离子连系的特征称为元素的地球化学亲和性。 2.亲氧元素、亲硫元素取亲铁元素的特点 (1)亲氧元素:能取氧以离子键形式连系的金属(半金属)元素称为亲氧元素。 特点:惰性气体布局;电负性小;离子键为从;生成热FeO;次要集中正在岩石圈。 (2)亲硫元素:能取硫连系构成高度共价键的金属(半金属)元素称为亲硫元素 特点:铜型离子;电负性较大;共价键为从;生成热FeO;氧化物--硫化物过渡带(核 幔过渡带) (3)亲铁元素:元素正在天然界以金属形态产出的一种倾向。铁具有这种倾向,正在天然界中, 出格是 O,S 品貌低的环境下,一些元素往往以天然金属形态存正在,常常取铁共生,称之为 亲铁元素。 特点:原子(留意不是指离子)具有 d 亚层充满或接近充满,接近 18-18+2 的外电子 层布局(惰性金属型构型),电负性中等,第一电离能较高(原子中电子不易被,也难 以篡夺外来电子)。 常构成金属键晶体(单质或金属互化物) 其氧化物和硫化物的生成热都较小 位于原子容积曲线的最低部门 次要集中于铁-镍核 ,地壳较少 亲铁元素具有多亲合性,也可亲氧、亲硫,Fe 是典型代表。 3.元素的地球化学化学分类(戈式分类) 亲氧(亲石)、亲硫(亲铜)、亲铁、亲气元素。 4.类质同象的定义 某些物质正在必然的前提下结晶时,晶体中的部门构制随机地被介质中的其他质点 (原子、离子、配离子、)所占领,成果只惹起晶格的细小改变,晶体的构制类型、 化学键类型等连结不变,这一现象称为“类质同象”。 5.Goldschimdt 定律 定律一:两个离子,若是他们具有不异的电价和离子半径,则易于互换,并以取他们 正在整个系统中不异的比例进入固熔体。 定律二:两个离子,若是他们具有不异的电价,和类似的离子半径,则较小的离子倾 向于进入固体相。 定律三:两个离子,若是他们具有类似的离子半径,可是电价分歧,那么,电价高的 离子倾向于进入固体相。 第三章 天然系统中元素的地球化学迁徙 1.元素地球化学迁徙的定义 当元素发生连系形态变化并陪伴有元素的空间位移时,称元素发生了地球化学迁徙。 2.元素地球化学迁徙能力的影响要素 内因(1)迁徙前元素的存正在形式(2)晶体化学键类型(3)元素的地球化学性质(半径、 电价、电负性、离子电位等)。 外因(1)系统中组分的浓度(2)温度、压力(3) 中 PH 值、Eh 值的变化。 3.天然界中常见的正负胶体 氢氧化物、碳酸盐胶体是天然界常见正胶体。 氧化物、硫化物、单质、腐殖质的胶体多为负胶体(天然界负胶体往往比正胶体量多,因而正 胶体往往搬运较近,负胶体搬运较远)。 4.水-岩感化的根基类型 (1).氧化还原反映 (2).水解和脱水反映 (3).水合感化 (4).碳酸盐化或脱碳酸盐 化(5).阳离子互换反映 5.地球化学障的定义,常见的地球化学障 正在元素迁徙途中,若是的物理化学前提发生了急剧变化,导致介质华夏来不变迁徙的 元素其迁徙能力下降,元素因构成大量化合物而沉淀,则这些惹起元素沉淀的前提或要素就 称为地球化学障。 常见的地球化学障:(1)机械障:从河水中机械地分手出沉金属的河道砂矿床, 是次要为机械障的一个例子。(2)物理-化学障:是因为 pH 成 pH/Eh 关系急剧 改变而构成的(例如正在水土景不雅中)。(3)生物障:典型例子是戈尔德施密特(1937) 所描述的障。正在该环境下,丛林土壤的腐殖质层起着聚积必然痕量元素的程度障 (horizontal barrier)的感化。(这些元素是由树木从土壤中吸收,然后通过残 落物偿还到土壤中。不是所有的元素都富集于腐殖质层中,有些元素通过该层进 入到了矿质土壤中。因而,地球化学障对其范畴内的元素或化学物质的聚积往往 是有选择的。) 第四章 放射性同位素地球化学 1.根基概念(同位素、同位素品貌) 同位素:原子核内质子数 Z 不异而中子数 N 分歧的一类核素称为同位素,同 一化学元素原子量分歧的两种以上原子互为同位素。 同位素品貌:(1)绝对品貌:某一同位素正在所有各类不变同位素总量中的相对 份额。常以该同位素取 1H(取 1H=1012)或 28Si(28Si=106)的比值暗示。(2)相 对品貌(原子品貌):统一元素各同位素的相对含量(以原子百分数计)。 2.同位素定年的根基道理 设衰变产品的子体原子数为 D* D* ? N 0 ? N ? N (e?t ?1) 3.几种同位素定年方式(銣-锶、钐-钕、铀-铅) 母体:放射性核素 子体:母体衰变的产品 (1)铷-锶(Rb-Sr)测年及同位素地球化学 Rb-Sr 同位素测年道理: Rb 有 2 个同位素: 85 37 Rb 72.17% 87 37 Rb 27.83% Sr Sr Sr Sr 88 Sr 有 4 个同位素: 38 84 82.53% 38 0.56% 86 38 87 9.87% 38 7.04% 87 37 Rb ?87 38 Sr ? ? ? ?? ?Q D ? D0 ? N (e?t ?1) 87 Sr=87Sr0 +87 Rb(eλt -1) ? ? ?? D ?? ? ?? D ?? ? N e?t ?1 ? Ds ? ? Ds ?0 Ds ? ? ? 87 Sr 86 Sr ?? ?=? ?? 87 Sr 86 Sr ? ? ?0 ? +? ? 87 Rb 86 Sr ? ? ? (e?t ? 1) 岩浆岩 Rb-Sr 等时线定年 根基假设: 岩浆的整个冷却过程中 Sr 同位素是均一的,即从岩浆中构成的所有矿物或岩石具有不异的 锶同位素初始比值; 岩浆结晶的时间相对较短,所有的矿物或岩石具有根基不异的春秋; 构成当前连结封锁,未受蚀变、变质等外来影响; m ? e ?1 截 距: b ? ? ? ? 87 Sr 86 Sr ? ? 斜 ?0 率: ?t 年 龄: t? 1 ? ln ?m ? 1? a.Rb-Sr 等时线法次要合用于测定基性、中性和中酸性岩浆岩的构成春秋。 b.变质感化过程中,若矿物 Rb-Sr 同位素系统,但全岩的同位素封锁,则全岩等时线年 龄给出原岩的春秋,而矿物等时线春秋给出了最初一次变质事务的春秋。 c.变质感化过程中,若全岩 Rb-Sr 同位素系统被,等时线春秋往往不克不及供给变质岩原岩 构成春秋的消息,只代表变质事务的春秋或无意义的春秋消息。 d.Rb-Sr 等时线法很罕用于堆积岩春秋测定,如采用该方式,必需对矿物进行细致的研究, 且对制样的要求也很是严酷。 (2)Sm-Nd 年和钕同位素地球化学 计时方程: 143 Nd 144 Nd ? ?? ? 143 Nd 144 Nd ? ? ?0 ? 147 Sm 144 Nd (e?t ? 1) 此中: 147 Sm 144 Nd ? ? ?? Sm Nd ? ? ?c ? at.wt.Nd ? Ab147 Sm at.wt.Sm ? Ab144 Nd ? ? ? ? ? ? t ? 1 ? ln ? ? ? 143 Nd /144Nd 总 ? 143 Nd /144Nd 147 Sm现 /144Nd 初始 ? ? 1? ? Sm、Nd 的等时线春秋 ? ? ???? 143 Nd 144 Nd ??? =??? ?总 ? 143 Nd 144 Nd ??? ?初始 ? 147 Sm现 144 Nd e?t-1 Y=a+bX 该曲线称为 等时线 斜率:b=eλ t-1 截距:a=(143Nd/144Nd)初始 要获得靠得住的 Sm-Nd 等时春秋,要满脚下列前提:(1)所研究的样品具有同时性和同源 性; (2)样品构成后,连结 Sm、Nd 的封锁系统 (3)所测样品有较较着的 Sm/Nd 比值差别 4. 銣-锶等时线)一套岩石系列的分歧岩石,因为岩浆结晶分异感化形成分歧岩石的 Rb/Sr 比值有差 异; 2)结晶分异感化履历的时间较短,各岩石构成 Rb-Sr 封锁系统的时间大致不异。 3)因为同源岩石具有不异的 87Sr/86Sr 初始同位素比值; 4)自结晶以来,每个样品都合适定年的根基前提—呈封锁系统。 第五章 不变同位素地球化学 1.根基概念 不变同位素、同位素效应、同位素分馏系数、δ 值、同位素富集系 数(包罗它们之间的相关换算) 不变同位素:原子核不变,其本身不会自觉进行放射性衰变或核裂变的同位素。 同位素效应(Isotope effect):质量数分歧的同位素及其化合物正在物理和化学性质 上的差别,称为同位素效应。 同位素分馏:因为同位素效应所形成的同位素以分歧比例正在分歧物质或分歧相之 间的分派称为同位素分馏。 同位素分馏系数:定义为正在均衡前提下,颠末同位素分馏之后二种物质(或组分) 中某元素的响应同位素比值之商。 δ 值(δ value):样品的同位素比值相对于尺度样品同位素比值的千分误差。 δ (‰)= [(R 样 – R 标)/ R 标]X1000 = [(R 样/R 标)- 1]X1000 δ 0 (正值) 表白样品相对尺度富集沉同位素 δ 0(负值) 表白样品相对尺度吃亏沉同位素 δ =0 表白样品取尺度同位素比值不异 同位素分馏值(富集系数):正在同位素均衡的前提下,两种不合物的同类同 位素构成δ 值的差,称为同位素分馏值△,也被成为富集系数。 △A-B=δ A- δB 同位素富集系数取同位素分馏系数的关系:α A-B = (10-3δ A +1)/(10-3δ B +1) 103ln α A-B ≈ δ A - δ B = Δ A-B 2.氢、氧、碳、硫同位素的常用尺度 H、O 同位素尺度:氢有 1H、2H(D)两个不变同位素,同位素比值常用 2H/1H 暗示;氧有 16O、17O 和 18O 三个不变同位素,同位素比值常用 18O/16O 暗示。 天然界 H、O 元素的天然产品 H2O 遍及存正在,故二者常采用统一尺度样。 C 同位素尺度:碳有 12C、13C 两个不变同位素,其同位素比值国际尺度是:美 国南卡罗莱纳州白垩系皮狄组地层中的美洲拟箭石,用做碳同位素尺度。 S 同位素尺度:硫有 32S、33S、34S、36S 四种不变同位素。同位素比值凡是用 34S/32S 暗示,尺度是:? CDT—Canyon Diablo Troilite。CDT 是美国亚利桑那 州迪亚布洛峡谷中铁中的陨硫铁,用做硫同位素尺度。其 34S/32S=4500.45 ×10-5,δ 34S=0。 任一样品对于分歧尺度之间δ 值的关系可进行换算,设 X,A,B 别离为待测样 和二个尺度 已知δ X-B,δ B-A 别离为样品对尺度 B 和尺度 B 对尺度 A 的δ 值。 δ X-A= δ X-B+δ B-A+δ X-B·δ B-A×10-3 3.同位素地质温度计的道理及使用(相关计较) δ 值 δ (‰)= [(R 样/R 标) - 1] X 1000 同位素分馏系数α 取δ 值的关系:103lnα A-B ≈ δ A- δ B= Δ A-B 即 lnα A-B 取 A, B 两种物质的δ 值之差相关。 同位素均衡分馏系数取温度的关系:α =103ln a/T2+ b/T + c 此中 a、b、c 别离 为。 1)正在一般低温下,a/T2 能够忽略,简化:103lnα = b/T + c 2)正在高温下,b/T 能够忽略,简化:103lnα = a/T2 + c 4.大气降水的氢、氧同位素构成特点;什么是“雨水线”。(“四个效应”) 大气降水来历于海洋概况的蒸发。大气降水的氢、氧同位素构成变化较大:δ D: +50‰ ~ -500‰,δ 18O: +10‰ ~ -55 ‰。 四个效应:1)纬度效应---纬度添加大气降水的δ D 和δ 18O 值都削减。 2)效应---越向内陆,大气降水的δ D 和δ 18O 值越降低。 3)海拔高度效应---海拔高度添加,大气降水δ D 和δ 18O 值降低。 4)季候效应---冬季相对夏日,大气降水吃亏沉同位素。 雨水线: 全球雨水 H, O 同位素构成的一个主要特征是δ D 值取δ 18O 值间有较着的线性关系 (Craig,1961),该关系式如下:δ D = 8δ 18O + 10(留意:1)雨水线不外原点(海水值); 2)干旱和热带地域雨水线。) 第六章 微量元素地球化学 1.根基概念(能斯特分派定律、相容元素、不相容元素。) 能斯特分派定律:正在必然的温度和压力前提下,元素正在共存相间的分 配达到均衡时,其活度比是一。 不相容元素:K 或 D1,其特点是正在岩浆过程中倾向于富集正在熔体 相中。 相容元素:K 或 D 1,其特点是正在岩浆过程中倾向于富集正在结晶 相 (K 为分派系数;D 为总体分派系数。) 2.影响分派系数的次要要素: (1)离子半径(2).系统的组分(3).温度(4).压力(5).氧逸度。 3.岩浆过程中相容元素取不相容元素的变化特征。 100 10 1 0.1 0.01 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 100 10 1 0.1 0.01 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 a.均衡部门熔融过程微量元素变化的次要特征 不相容元素正在溶体中富集:分派系数越小,富集程度越高;部门熔融程度越低, 富集程度越高。 不相容元素正在残留体中吃亏:分派系数越小,吃亏程度越高; 相容元素正在溶体中的含量低于源岩:分派系数越大,吃亏程度越高。 b.分手结晶过程中微量元素变化的次要特征 相容元素正在分手结晶感化的晚期正在岩浆中敏捷降低,正在分手结晶感化的晚期 正在岩浆中几无。 不相容元素正在分手结晶感化的晚期正在岩浆中浓度略升,正在晚期,浓度骤升。 4.REE 元素的构成及分类,PGE 元素有哪些,LILE, HFSE 的代表元素举例。 (1)REE 的构成: 57La 58Ce 59Pr* 60Nd 61Pm 62Sm 63Eu 64Gd 65Tb 66Dy 67Ho 68Er 69Tm 70Yb 71Lu 39Y 镧铈镨钕钜 钐 铕钆铽镝 钬 铒 铥镱镥 钇 (2)REE 的分类:a.两分法---轻稀土(LREE)La~Eu;沉稀土(HREE)Gd~Lu+Y B.三分法---轻稀土(LREE)La~Nd; 中稀土(MREE)Sm~Ho; 沉稀土(HREE)Er~Lu+Y。 (3)PGE 元素有哪些:铂族金属,又称铂族元素。包罗铂(Pt)、钯(Pd)、锇(Os)、 铱(Ir)、钌(Ru)、铑(Rh)六种金属元素,正在元素周期表中属第 5,6 周期。 5.什么是增田-科里尔图解: 稀土元素的球粒尺度化图解,横坐标为原子序数,纵坐标 为尺度化后的稀土元素品貌,纵坐标为对数坐标。 6.制做稀土元素品貌模式图时,为什么需要将元素的含量进行尺度化?最常用的参照尺度是 什么? 1、消弭奇偶效应。2、分异,分馏。 参照尺度是球粒。 7. 8.REE 配分图的分类