考研地球物理化学.doc

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1、1地球化学发展中的关键人物及其贡献克拉克系统分析了世界各种岩石等样品，计算了地壳的平均成分。戈尔德施密特提出了晶体化学第一定律；拟定了元素的地球化学分类。同位素地球化学创始人J.Hoef侯德封筹组“有机地球化学研究室”涂光炽矿床地球化学欧阳自远天体地球化学2地球化学按照研究手段可以分为三个分支学科：元素地球化学、同位素地球化学和实验地球化学。3地球化学的工作方法(1)地球化学的野外工作方法——宏观地质调研采样必须：①明确的代表性；②样品的系统性；③样品的统计性。(2)地球化学的室内研究方法——微观的精密研究“量”的测定，应用精密灵敏的分析测

2、试方法，以取得元素在各种地质体中的含量值。“质”的研究，也就是元素结合形态和赋存状态的研究。地球化学作用过程物理化学条件的测定和计算。模拟地球化学作用过程。测试数据的多元统计处理和计算——计算地球化学。4地球化学在国民经济与可持续发展中的作用1)地学的一个分支，帮助寻找矿产资源；2)污染源的研究，促进环境保护；3)为农业的增产增收服务；4)有利于生态的保护。5地球化学研究进展与发展趋势（1）研究范围越发广泛：上天、入地、下海（2）研究手段越来越先进6、丰度：元素在地球化学体系中的分布，反映了元素分布的一种集中（平均）倾向。7、克拉克值浓度克

3、拉克值地质体中元素含量与克拉克值之比，是衡量元素集中与分散的参数，大于1表示富集，小于1表示贫化。原子克拉克值指以硅原子总数为基准（Si原子=）时所表示的某一元素丰度。8、戈尔德施密特的元素地球化学分类以其提出的地球起源和内部构造的假说为基础，根据化学元素的性质与其在地球各圈层间的分配将元素分为四类：(1)亲石元素：离子的最外电子层具有8电子（s2p6）稳定结构，氧化物的形成热大于FeO的形成热，与氧的亲和力强，易熔于硅酸盐熔体，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（s2p6d10）的铜型结构，氧化物的形成热小于F

4、eO的形成热，与硫的亲和力强，易熔于硫化铁熔体。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8—18电子过渡型结构，氧化物的形成热最小，与氧及硫的亲和力均弱，易熔于熔铁；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，原子容积最大，具有挥发性或倾向形成易挥发化合物，主要集中在大气圈。此外，戈氏还划分出“亲生物元素”，这些元素多富集在生物圈内，包括C、N、H、O、P、B、Ca、Cl、Na、Si等。此外，戈氏还划分出“亲生物元素”9大离子亲石元素：如K、Rb、Cs、Sr、Ba等，他们的离子半径大，离子电荷低，

5、离子电位<3，易溶于水，化学性质活泼，地球化学活动性强，可以作为地壳演化及地质作用发生的示踪剂；10高场强元素：如Nb、Ta、Zr、Hf、P、Th、HREE（重稀土）等，他们的离子半径小，离子电荷高，离子电位>3，难溶于水，化学性质稳定，为非活动性元素，可以作为“原始”物质组成的示踪剂。11、类质同象：1）类质同象：元素相互结合过程中，性质相似的元素发生代换起到性质相同的作用，按概率占据相同的位置，而不引起晶格常数过大的改变。这种现象称之为类质同象。2）类质同像的基本规律Goldschmist法则：该法则从相互置换的质点的电价、半径的角度判

6、断，适用于离子键化合物。（1）若两种离子电价相同，半径相似，则半径较小的离子优先进入矿物晶格，即较小离子半径的元素集中于较早期的矿物中，而较大离子半径的元素集中于较晚期矿物中。（2）若两种离子半径相似而电价不同，则较高价离子优先进入较早结晶的矿物晶体，集中于较早期的矿物中，称“捕获”；较低价离子集中于较晚期的矿物中，称为被“容许”。（3）隐蔽法则：两个离子具有相近的半径和相同的电荷，则它们将按丰度的比例，决定它们的行为，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”；Ringwood法则：对于二个价数和离子

7、半径相似的阳离子，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，该电负性法则更适用于非离子键性化合物。3）类质同象发生的条件内因：晶体化学条件①化学键类型相同或相似②原子或离子半径相近③化合物的电中性原则④被代换的矿物晶体构造愈复杂、松弛（偏离最紧密堆积愈远），类质同象的可能性愈大。外因：体系的物理化学条件，组分浓度，氧化还原电位等。①组份浓度②氧化还原电位③温度和压力12、元素的赋存形式主要有：(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。(2)类质同象：或称为结构混入物，指不

8、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。