地球化学资料

《地球化学资料》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、现代地球化学的定义：地球化学是研究地球及子系统(含部分宇宙体)的化学组成、化学机制(作用)和化学演化的科学。地球化学研究的基本问题：1地球系统中元素（同位素）的组成2元素的共生组合和存在形式3研究元素的迁移和循环4地球的历史与演化。具有相同或相似迁移历史和分配规律的各种元素在地质体中有规律的组合，称为元素的共生组合。陨石主要是由镍-铁合金、结晶硅酸盐或两者的混合物所组成，按成份分为三类：1）铁陨石（siderite）主要由金属Ni,Fe（占98%）和少量其他元素组成（Co,S,P,Cu,Cr,C等）。

2、2）石陨石（aerolite）主要由硅酸盐矿物组成（橄榄石、辉石）。这类陨石可以分为两类，即决定它们是否含有球粒硅酸盐结构，分为球粒陨石和无球粒陨石。3）铁石陨石（sidrolite）由数量上大体相等的Fe－Ni和硅酸盐矿物组成，是上述两类陨石的过渡类型。石陨石以是否含有球粒硅酸盐分为：球粒陨石和无球粒陨石。元素丰度：太阳系：H>He>O>C>Ne>N>Fe>Si>Mg>S；地球：Fe>O>Mg>Si>Ni>S>Ca>Al>Co>Na；地壳：O>Si>Al>Fe>Ca>Na>K>Mg>Ti>H。元素丰

3、度的排序上有很大的不同：由宇宙化学体系形成地球的演化（核化学）过程中必然伴随着气态元素的逃逸。而地球原始的化学演化（电子化学）具体表现为较轻易熔的碱金属铝硅酸盐在地球表层富集，而较重的难熔镁、铁硅酸盐和金属铁则向深部集中。由此可见地壳元素的丰度取决于两个方面的原因:元素原子核的结构和稳定性；宇宙物质形成地球的整个演化过程中物质的分异。总之，现今地壳中元素丰度特征是由元素起源直到太阳系、地球、（地壳）的形成和存在至今这一段漫长时期内元素演化历史的最终结果。浓度克拉克值=某元素在某一地质体中平均含量/某元

4、素的克拉克值。＞1意味该元素在地质体中集中了；＜1意味该元素在地质体中分散了。区域浓度克拉克值=某元素在区域内某一地质体中平均含量与某区域元素的丰度值之比。在自然体系中元素形成阳离子的能力和所显示出的有选择地与某种阴离子结合的特性，称元素的地球化学亲和性。控制自然界元素相互结合的最基本规律（阴、阳离子间的结合是元素最普遍的结合方式，阴离子总数小于阳离子总数，离子的结合有选择性）亲和性的原因分类主要包括亲氧性元素、亲硫性元素和亲铁性元素三大类型。某些物质在一定的外界条件下结晶时，晶体中的部分构造位置随机

5、地被介质中地其他质点（原子、离子、配离子、分子）所占据，结果只引起晶格常数的微小变化，晶体的构造类型、化学键类型等保持不变，这一现象称类质同象。同质多象：是指具有同样的化学组成，而在自然界中以不同物理特性的两种或两种以上的矿物形式出现的现象。类质同象置换法则：1、戈尔德施密特类质同象法则1）优先法则：两种离子电价相同，半径有别，半径小的离子集中于较早的矿物中，而半径较大的离子（化学键弱）将在晚阶段矿物中富集。2)捕获允许法则：如果两个离子半径相近，而电荷不同，较高价离子优先进入较早结晶的矿物晶体中，称

6、“捕获”（capture），低价离子“允许”(admit)进入晚期矿物。3）隐蔽法则：两个离子具有相近的半径和相同的电荷，则它们因丰度的比例来决定自身的行为，丰度高的主量元素形成独立矿物，丰度低的微量元素进入矿物晶格，为主量元素所“隐蔽”。2、林伍德Ringwood法则：对于二个价数和离子半径相似的阳离子（离子键成分不同时）具有较低电负性者将优先被结合，因为它们形成一种较强的离子键成分较多的化学键。Ringwood类质同象法则更适用非离子键化合物。元素在固相中的存在形式：自然界的矿物一般都不是按某种化

7、学式来限定成分的纯净化合物，而往往混有杂质，这种杂质按其聚集和赋存状态可分为五种状态：①独立矿物：能用肉眼或能在显微镜下进行研究的矿物，粒径大于0.001mm机械分散物：（固相、流体相）是成分不同于主矿物的细小独立矿物或固熔体分离结构。②类质同象：或称为结构混入物，指不同的元素或质点占据相同的晶格结点位置、而晶格类型和晶格常数不发生明显变化的现象。③超显微非结构混入物：（或称为超显微包裹体）—被包裹在其他矿物中，粒径小于0.001mm的物质。由于它不占据主矿物的晶格位置，因此是独立矿物，但又不形成可以

8、进行矿物学研究的颗粒。④吸附—胶体、晶体表面或解理面上由于电荷不平衡而吸附异性离子的现象。是一种结合力较弱、易被交换和分离的存在形式（活性赋存形式）。不参加主矿物晶格，在矿物表面、裂隙面等呈吸附状态；⑤与有机质结合—元素加入到有机物中，如血液中的Fe、骨骼中的Ca和脑细胞中的P都完全进入到有机质中。元素地球化学迁移：当环境发生物理化学条件变化，使元素原来的存在形式变得不稳定时，为了与环境达到新的平衡，元素原来的存在形式自动解体，而结合成一种新的相对稳定的