地球化学复习提纲

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1、地球化学复习提纲第一章绪论地球化学——是研究地球及其子系统(含部分宇宙体)的化学组成、化学作用和化学演化的科学。地球化学研究的基本问题——（1）元素（同位素）在地球及各子系统中的组成；（2）元素的共生组合和存在形式；（3）研究元素的迁移；（4）研究元素（同位素）的行为；（5）地球的历史与演化；地球化学研究思路——“见微而知著”，通过观察原子之微，以求认识地球和地质作用之著。采集样品的要求：（1）明确的代表性；（2）系统性；（3）统计性；化学元素的丰度与分布丰度——一种化学元素在某个自然体中的重量占这个自然体总重量的相对份额（如百分数），称为该元素

2、在自然体中的丰度。克拉克值——是地壳中元素的重量百分数的丰度单位。区域克拉克值——是指地壳不同构造单元中元素的丰度值。如克拉通地壳元素丰度值。丰度系数——是指某一自然体的元素丰度与另一个可作为背景的自然体的元素丰度的比值。例：以地球丰度为背境，则地壳中该元素的丰度系数定义为：K=地壳丰度/地球丰度当K＞1时，称为富集，当K＜1时，称为亏损。重量丰度：以重量单位表示的元素丰度。确定太阳系元素组成的途径①对太阳及其它星体辐射的光谱进行定性、定量测定。②直接测定地球岩石、月球岩石和各类陨石；③利用宇宙飞行器对临近地球的星体进行观察和测定；④分析测定气体

3、星云、星际间物质和宇宙线的组成?太阳系元素丰度规律①氢和氦是丰度最高的两种元素，其原子数几乎占太阳中全部原子数目的98％②原子序数较低的范围内（Z<45），元素丰度随原子序数增大呈指数递减，而（Z＞45）各元素丰度值很相近。③质量数为4的倍数的核素或同位素具有较高丰度。④原子序数为偶数的元素其丰度大大高于相邻原子序数为奇数的元素。⑤锂、铍和硼具有很低的丰度，属于强亏损的元素，而O和Fe呈现明显的峰，它们是过剩元素。陨石类型：石陨石（球粒陨石：约含10%的金属；非球粒陨石：约含1%的金属）；石铁陨石：约含50%的金属；铁陨石：金属含量大于90%；地

4、球元素丰度计算法陨石类比法：直接利用陨石的化学成分，经算术平均求出地球的元素丰度；地球模型和陨石类比法；地球物理类比法，也称层壳模型物理类比法；地球元素丰度特征①地球物质的90%由铁、氧、硅、镁四种元素组成；②地球元素丰度也遵循太阳系元素丰度的基本规律，如奇偶规律、递减规律等等。③惰性元素丰度大幅度下降。戈尔德施密特的元素分类（1）亲石元素：元素离子的最外层多具有8个电子层结构，与氧亲和力强，主要集中在岩石圈。（2）亲铜元素：离子的最外电子层具有18电子的铜型结构，与硫亲和力强，主要集中于硫化物－氧化物过渡圈。（3）亲铁元素：离子的最外电子层具有

5、8－18电子过渡型结构，与氧和硫的亲和力均弱，主要集中于铁镍核。（4）亲气元素：原子最外电子层具有8电子，具有挥发性，主要集中在大气圈。主量元素（丰度大于1％）和微量元素（丰度小于0.1％）。不相容元素——当地幔发生部分熔融作用时，优先进入熔体象的微量元素称为不相容元素；相容元素——当地幔发生部分熔融作用时，优先进入矿物象的微量元素称为相容元素。原始地幔——指核幔分离，但还没有形成地壳阶段的地幔。被认为是地球地质演化的初始状态。亏损地幔及富集地幔——地幔中相对于原始地幔亏损不相容元素的地幔，称之为亏损地幔，反之为富集地幔。全球地幔至少可以划分出5

6、个端元a.亏损地幔(DMM)；b.HIMU地幔；c.富集地幔（EMI和EMII）；d.流行地幔（PREMA）；e.整个硅酸盐地球（BSE）地壳元素丰度特征(1)地壳中元素分布具有明显的不均匀性；氧丰度最大为47%，前九种元素：氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、钛；(2)随原子序数增大，元素丰度有大致的下降趋势，惰性气体亏损，位于丰度的下限；(3)奇偶规则；(4)四倍规则；(5)与地球及太阳系的丰度有明显差异；研究地壳元素丰度的意义1.大陆地壳丰度对壳幔分异的指示作用；2.丰度控制元素的地球化学行为；1）元素的克拉克值在某种程度上影响元素参加许多化学

7、过程的浓度，从而支配元素的地球化学行为。2）限定自然界的矿物种类及种属。3)限制了自然体系的状态。4）对元素亲氧性和亲硫性的限定。3.丰度可作为微量元素集中、分散的标尺；1）可以为阐明地球化学省(场)特征提供标准。2)指示特征的地球化学过程。3）判断元素在地壳中富集成矿的能力元素地球化学迁移——当元素发生结合状态变化并伴随有元素的空间位移时，称元素发生了地球化学迁移。水－岩化学作用的基本作用类型氧化还原反应：失去电子发生氧化反应，得到电子发生还原反应；脱水和水解反应：水解作用的实质是水电离的氢离子或氢氧根离子进入矿物晶格，分别取代其中的阳离子或阴

8、离子；水合作用：水分子整体进入矿物晶格，从而使矿物的晶格增大。碳酸盐化和脱碳酸盐化反应：天然水中最常见的碳酸根和重碳酸根离子与矿物或岩石