中南大学地球化学重点.doc

《中南大学地球化学重点.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、绪论地球化学的定义：地球化学是研究地球形成和演化过程中，地球（含部分天体）的化学组成、化学作用和化学演化的科学。地球化学与矿物学、岩石学、矿床学的关系。第一章丰度：指化学元素及其同位素在宇宙各类物体中的相对含量(平均含量)。丰度表示方法：重量丰度、原子丰度、相对丰度。元素的分布是指元素在一个地球化学体系中整体总含量。元素的分配是指元素在各地球化学体系内各个区域区段中的含量。分布是整体，分配是局部。陨石的分类：   铁陨石主要由大于90%金属(Fe、Ni)和硅酸盐组成。铁石陨石由约50%金属和50%硅酸

2、盐矿物组成。石陨石主要由硅酸盐矿物和10%金属(Fe、Ni)组成。可分为两类：球粒陨石和无球粒陨石球粒陨石约10%金属（含球粒硅酸盐）无球粒陨石约1%金属，主要为硅酸盐。碳质球粒陨石是球粒陨石中的一个特殊类型，含有碳的有机化合物分子，并且主要由含水硅酸盐组成。数量上十分稀少，可用来估算太阳系中非挥发分元素的丰度。太阳系元素规律：太阳系中的元素分布是极不均匀的。原子序数较低的范围内，元素丰度随原子序数增大呈指数递减，而在原子序数较大的范围内（Z＞45）各元素丰度值很相近。原子序数为偶数的元素其丰度大大高

3、于相邻原子序数为奇数的元素。称为奥多-哈根斯法则。H和He是丰度最高的两种元素。   与He邻近的Li、Be和B具有很低的丰度，属于强亏损的元素。地壳中元素分布的一般规律:①元素在地壳中分布极不均一。②元素的克拉克值大体随原子序数增大而降低。③原子序数为偶数的元素总分布量，大于奇数元素的总分布量.④相邻元素之间序数为偶数的元素的分布量大于奇数元素的分布量.地球：Fe>O>Mg>Si>Ni地幔：O>Mg>Si>Fe>Ca地壳：O>Si>Al>Fe>Ca>元素的克拉克值：元素在地壳中的丰度（相对平均含量）

4、（10-6ppm10-9ppb，10-12ppt）第二章物质都主要由金属相、硅酸盐相和硫化物相三相组成。元素的三大结合规律：元素的地球化学亲和性、类质同象、晶体场论对过渡族元素行为的控制。地球化学体系的特征：T、P等条件的变化幅度和实验条件相比是相对有限的、是多组分复杂体系（阴离子<<阳离子）、开放体系、自发进行的不可逆过程。元素在自然界中结合的规律：自然体系中元素的丰度、地球的物理化学条件（外因）、元素的化学性质、元素的晶体化学性质。元素的地球化学亲和性：在自然体系中元素形成阳离子的能力和所显示出的

5、有选择性地与某种阴离子结合的特性。硫倾向形成共价键、氧倾向形成离子键。丰度最高的阴离子是O第二是S。金属丰度最高为Fe。亲硫元素中Cu是分布较广、亲硫性较强的元素，故Goldschmidt称亲硫元素为亲铜元素。组成地球岩石圈的矿物，主要为硅酸盐和碳酸盐矿物，和一部分氧化物（如石英、刚玉、磁铁矿等），这些均为氧的化合物，故Goldschmidt称亲氧元素为亲石元素。元素在自然界以金属状态产出的一种趋向性称为元素的亲铁性。戈尔德施密特分类依据:以其提出的地球起源和内部构造假说为基础，根据化学元素的性质与其

6、在地球各圈层间的分配。类质同象：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地被介质中的其他质点（原子、离子、配离子、分子）所占据，结果只引起晶格常数的微小改变，晶体的结构类型、化学键类型等保持不变，这一现象称为“类质同象”。固溶体：进入晶体中的微量物质称为“类质同象混入物”，含有类质同象混入物的晶体被称为“固溶体”。类质同象置换的条件：①离子（或原子）自身的性质，如半径相近、电价平衡、配位多面体的对称性相同和化学键类型一致；②体系的物理化学条件，如温度、压力、组分特征和氧化还原条件等有

7、利于置换的进行；③固溶体的热力学性质。控制类质同象置换的晶体化学因素：化学键、原子结合时的几何关系(半径、配位数等)、电中性原则、有利的矿物晶体结构。在元素周期表中，位于对角线上的亲氧元素之间的半径近似。因此，位于对角线的亲氧元素容易发生类质同象置换，故异价类质同象置换在周期表中存在对角线法则。戈尔德施密特的类质同象置换法则：优先法则、捕获-容许法则、隐蔽法则。不同成因磁铁矿中的标型元素组合特征：①基性、超基性岩：富Cr3+、V3+、Ti4+、Mg2+、Ni2+、Co2+，贫Al3+；②酸性岩、碱性岩

8、：富Al3+、Sn4+，而贫Mg2+；③接触交代型碳酸盐岩：富Mg2+、Zn2+、Cu2+、Ga3+；④沉积变质岩：富Mn2+、V3+和Ge4+；过渡元素：指元素周期表中第四至第七周期第三副族至第二副族之间的元素。过渡金属的离子是处于周围阴离子或偶极分子的晶体场中，前者称为中心离子，后者称为配位体。五重简并：在一个孤立的过渡金属离子中，五个d轨道的能级相同，电子云呈球形对称，电子在五个d轨道的分布概率相同，称为“五重简并”。晶体场分裂：当过渡金属离子处在