地球化学 王占文TSZ140205069Q(共15页)

1、地 球 化 学试题(sht)（2014版）名词解释（10题8分，其余(qy)每题3分，共35分）1.克拉克值（Clark value） 通常将元素在宇宙体或较大(jio d)的地球化学系统中的平均含量称为丰度，而各种元素在地壳中的平均含量之百分数称为克拉克值；2.干酪根（Kerogen） 干酪根是 HYPERLINK /view/7025.htm t /_blank 沉积岩中不溶于碱、非氧化型酸和 HYPERLINK /view/435064.htm t /_blank 有机溶剂的分散 HYPERLINK /view/1053488.htm t /_blank 有机质，主要由C、H、O和少量S

2、、N组成，没有固定的 HYPERLINK /view/292167.htm t /_blank 分子式和结构模型；3. 稳定同位素与放射性同位素 质子数目相同但中子数目不同的元素称为同位素，原子核稳定没有放射性或其原子核的变化几乎无法观察到的同位素称为稳定同位素；相反，原子核极不稳定，会不间断地、自发地向外放射出 HYPERLINK /view/290246.htm t _blank 射线致使能量损失，这种不稳定的核素称为放射性同位素；4. 分配系数 指一定温度下，处于平衡状态时，组分在固定相中的浓度和在流动相中的浓度之比，以K表示，它反映了溶质在两相中的迁移能力及分离效能，是描述物质在两相中

3、行为的重要物理化学特征参数；5. SMOW和PDB SMOW即standard mean ocean water，又称为标准(biozhn)平均大洋水或 HYPERLINK /view/2005834.htm t /_blank 标准平均(pngjn)海洋水，是 HYPERLINK /view/34554.htm t /_blank 氢和 HYPERLINK /view/13797.htm t /_blank 氧 HYPERLINK /view/1160.htm t /_blank 同位素的世界(shji)统一 HYPERLINK /view/8079.htm t /_blank 标准；PDB

4、（Pee Dee Belemnite）是采自美国卡罗莱纳州白垩系皮狄组中美洲拟箭石化石，碳酸盐岩的碳氧同位素组成常用PDB标准；6. 生物标志化合物 生物标志化合物（biomarker）是指沉积有机质、原油、油页岩、煤中那些来源于活的生物体，在有机质演化过程中具有一定稳定性，没有或较少发生变化，基本保存了原始生化组分的碳骨架，记载了原始生物母质的特殊分子结构信息的有机化合物；7. REE稀土元素的英文简写（Rare Earth Element），稀土一般是以氧化物状态分离出来的，又很稀少。包括镧系元素以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素 HYPERLINK /view/26312.htm

5、t _blank 钪(Sc）和 HYPERLINK /view/38869.htm t _blank 钇(Y）共17种元素；8. 微量元素（Trace Element）微量元素（Trace Element）是相对于常量元素而言的，习惯上把研究体系(矿物岩石等)中元素含量小于0.1%称为微量元素或称痕量元素；9. Rb-Sr模式(msh)年龄与Rb-Sr等时线法采用(ciyng)与被测矿物共生的富Sr而贫Rb矿物的87Sr/86Sr测定(cdng)值作为初始同位素比值，这种对单一样品进行同位素分析，并假定其初始87Sr/86Sr比值而计算获得的年龄称Rb-Sr模式年龄；对于一组同源的、同时形成的

6、、经过锶均一化的、具有相同的初始值（87Sr/86Sr）、化学成分有差异的样品，自结晶后保持封闭状态，没与外界发生交换，这时方程将是一直线方程，在87Sr/86Sr-87Rb/86Sr图上形成一条直线即等时线；由直线斜率可求出年龄t即等时年龄值，截距为初始Sr同位素比值(87Sr/86Sr)；10. 亲石元素 亲铜元素 亲铁元素亲石元素（Lithophile Element）：与 HYPERLINK /view/13797.htm t _blank 氧亲和力强， HYPERLINK /view/262972.htm t _blank 自然界主要以 HYPERLINK /view/84667.h

7、tm t _blank 硅酸盐或其他 HYPERLINK /view/279840.htm t _blank 含氧盐和 HYPERLINK /view/11182.htm t _blank 氧化物集中于 HYPERLINK /view/66110.htm t _blank 岩石圈中的 HYPERLINK /view/19993.htm t _blank 元素。这些元素 HYPERLINK /view/63017.htm t _blank 离子的最外层多具有8个 HYPERLINK /view/390742.htm t _blank 电子层结构，主要富集于 HYPERLINK /view/653

8、76.htm t _blank 地壳及酸碱性岩中，也称为 HYPERLINK /view/2430047.htm t _blank 造岩元素；亲铜元素（Chalocophile Element）：主要为IB、IIB 等过渡族元素以及Ga、In、Tl、Pb、As、Sb、Bi、S、Se、Te，这些元素经常和S、Se、Te形成硫化物、硒化物或碲化物；亲铁元素（Siderophile Element）：这些元素与 HYPERLINK /view/4649.htm t _blank 铁共生，主要存在于 HYPERLINK /view/131505.htm t _blank 基性岩、 HYPERLINK

9、/view/127194.htm t _blank 超基性岩中（包括Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni及铂族元素等等），其相当于黑色合金元素及铂族元素。二、选择题（每空1分，共35分）1 下列(xili)哪些矿物对是类质同象（ D ），哪些(nxi)是同质多象（ABEF ）。 A 黄铁矿和白铁矿 B 方解石和文石(wn sh) C 方解石与白云 石 D 铁橄榄石和镁橄榄石 E 石英、石英、鳞 石英和方石英 F 蛋白石、玉髓、碧玉和燧石2 河水的总盐度的平均值为（ A ），很少超过1，河水中含量最高的阴离子一般是（ E ），含量最高的阳离子一般是（ G ）。海水的总盐度为（ C ），海水中含

10、量最高的阴离子是（ F ），含量最高的阳离子是（ H ）；海水中的保守元素（conservative elements）是指海水中丰度最高且在海水各个部分浓度保持恒定的元素，它们是（ I )非保守元素（nonconservative elements）是指海水中含量较小且积极参加生物活动因此导致其浓度随生物量丰度变化而变化，它们包括（ J ）。 A 1000ppm B 100ppm C 35 D 2.5 E HCO3 F Cl和SO4 G Ca2 H Na和Mg2 I Na、K、 Ca2、Mg2、Cl和SO4 J HCO3、SiO2、N和P3 海洋占地球表面积的70，占水圈总体积的97，它是一

11、个巨大的缓冲系统（buffer system），它的化学组成对全球变化具有重要意义，其中对海洋pH值起到缓冲作用的主要化学物质或反应是（ AD ）。 A 碳酸盐体系(tx)(CaOH2O-CO2) B 硼酸盐体系(tx)(H3BO4 H2BO3) C 硅酸盐体系(tx)（KAlSi3O8Al2Si2O5(OH)4） D 生物的光合作用和呼吸作用 E 有机物的降解4 虽然自然界已经发现3880多种天然矿物，但构成地球大部分普通岩石的矿物却只有约10多种矿物，而构成这10多种矿物的元素主要有8种（ A ），这8种元素占到地壳质量的99以上。10多种矿物中的2种矿物（ C ）则占到地壳体积的2/3。

12、 A O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na和K B O、Si、Al、 Fe、Mn、Ca、Na和K C 石英和长石 D 石英和辉石5 沉积岩中含铁的矿物主要有（ BCFKPQ ），含磷的矿物主要有（ A ）含锰的矿物主要有（ DR ），含钙的矿物主要有（ G H I J ），含硅的主要矿物有（E L M N O）。A 磷灰石 B 黄铁矿 C 菱铁矿 D 菱锰矿 E 石英 F 赤铁矿 G 方解石 H 镁方解石 I 文石 J 白云石 K 铁白云石 L 玉髓 M 蛋白石 N 玛瑙 O 碧玉 P 纤铁矿 Q 针铁矿 R 软锰矿6 硅酸盐矿物经过风化后，（ A ）等元素残留原地；（ B ）等同元素则在风

13、化后被最终搬运到海洋，当海洋封闭时，这些元素以（ D ）的形式保存在沉积物中，这些蒸发盐又名（ C ），通过分析这些蒸发盐的组成可以恢复古海洋的化学组成。A Al和Fe B K、Na、Ca和Mg C膏岩层(yncng) D 蒸发(zhngf)盐7 硅酸盐风化后，部分转变为粘土矿物(kungw)，粘土矿物也是硅酸盐矿物，只是它具有（ A ）结构。这些粘土矿物可分为高岭石类和蒙脱石类，其中高岭石结构中硅氧四面体和铝氧八面体的比例是（ C ），蒙脱石中硅氧四面体和铝氧八面体的比例是（ D ）。A 层状 B 链状 C 1: 1 D 2:18 热液矿床形成的温度可以通过下列（ B）方法得到，热液的来源主

14、要通过（ EF ）稳定同位素获得。A矿床的矿物学组成及其在空间的相互关系 B包裹体测温 C硫稳定同位素组成 D同一微量元素在不同矿物中的分配系数（KD） E O稳定同位素 F 氢稳定同位素9 热液矿床形成过程中，金属元素主要通过与矿化剂形成稳定的络合物的形式进行迁移，评价这些络合物的稳定性主要通过（ B ）来加以判断，地质环境中重要的配体或络合剂是（ E ）。热液硫化物矿床在地表经常遭受氧化并次生富集成矿，这种次生矿床主要是（ G ）等金属硫化物矿床。A 络合物的化学键性质 B 络合物稳定常数 C Cl和F D HS和S2 E OH、HCO3和CO32 F Cu和Au G Cu和Ag10 铀元

15、素(yun s)是个多价元素，可呈现2、3、4、5和6价，但在自然界中，只有（ A ）的化合物有意义。铀矿床中经常(jngchng)伴生（ C ）等有害元素，因此，铀矿床氧化后不仅(bjn)产生放射性污染，还会产生有毒元素的污染。 A 4价和6价 B 2价和5价 C V、Mo、Se D Cu、Pb和Zn11 下列（ J ）等方法可以用于研究矿物，（ F I ）特别适合于研究微区矿物学和地球化学特征；（ABCDE ）可用于测试元素的含量；可测试矿物表面结构的是（ GHK ）。 A INAA (仪器中子活化分析） B AAS（原子吸收光谱仪） C ICPMS（电感耦合等离子体质谱仪） D ICPA

16、ES （电感耦合等离子体原子发射光谱法） E XRF（X射线荧 光光谱） F XRD（X射线衍射光谱） G SEMEDX(带 质谱仪的扫描电镜） H TEMEDXSAD I EMPA （电子显微探针分析） J Optical microscopy （光学显微镜） K STM（ HYPERLINK /s?wd=%E6%89%AB%E6%8F%8F%E9%9A%A7%E9%81%93%E6%98%BE%E5%BE%AE%E9%95%9C(STM)&tn=SE_baiduxueshu_c1gjeupa&ie=utf-8 扫描隧道显微镜）12 天然水中的主要离子包括（ABCDEFG ）。A Ca2 B

17、 Mg2 C K2 D Na E HCO3 F SO42 G Cl- H CO32-13 地下水的形成作用(zuyng)包括（ABCD ）A 溶滤作用(zuyng) B 浓缩(nn su)作用 C 混合作用 D 阳离子交换与吸附作用14 天然水中金属离子的可能存在形式包括（ ABDE ）A 游离离子 B 无机络离子 C 有机络离子 D 沉淀物 E 吸附形式 15 太阳的元素主要组成包括（ AB ）。 太阳系的内行星包括（ L ），它们主要的元素组成包括（ DEF ）；太阳系外行星包括（ M ），它们主要的元素组成包括（ AB ）。地球的主要元素组成包括（ CDEF ），地壳的主要元素组成包括（

18、 CDEFGH ）。火星的大气层主要由（ I ）组成，金星的大气主要由（ I ）构成，地球的大气主要由（ J K ）构成。A H B He C O D Si E Mg F Fe G Al H Ca I CO2 J O2 K N2 L 水星，金星，地球，火星 M 木星，土星，天王星，海王星，冥王星三、论述题（30分）1. 试述地球化学的研究方法（10分）答：地球化学研究不能脱离基础地质工作，它的一般工作程序仍然是在研究任务的指导下采用先野外后室内的工作顺序。地球化学室外研究方法 宏观地质现象的时空(sh kn)观察，即地质体的空间展布、时间顺序、相互关系观察，收集一切有助于地球化学研究的资料，以

19、便进行地球化学演化等方面研究。 现象的地球化学认识和资料收集，野外观察和资料阅读可以(ky)获得初步的地球化学资料，如断裂、矿物类型、接触关系、生物特征等信息。 地球化学样品采集，样品的采集必须满足代表性、系统性、统计(tngj)性三个原则，即样品要能代表一定产状的地质体，力求无后期地球化学作用叠加，并且应保证研究对象在空间、时间和不同成因产状方面的系统性，此外若样品代表性不好时需采集较多的样品以便进行相关规律的研究。地球化学室内研究方法 样品的元素含量分析；常用原子吸收光谱、发射光谱和同位素质谱分析等方法； 元素结合形式和赋存状态的研究；对于不能形成独立矿物的元素需要研究其赋存状态，以便了解

20、元素在矿物或岩石中的分布及元素集中或分散机理； 作用物理化学条件的测定和计算，包括地质温度和压力研究以及体系物质组成研究；实验模拟自然过程；实验的主要目的是对所观察到的现象及提出的理论进行检验，另一方面，通过实验也可以对提出的地球化学研究方法和手段进行检验。 多元统计计算和建立数学模型，这种方法不仅提高了资料整理的科学性、数据的利用率还提高了计算工作效率。 2. 试述矿床地球化学研究(ynji)若干进展（20分）矿床地球化学的主要任务是研究各种地质作用(zuyng)过程中矿床形成的地球化学问题，重点包括成矿元素的地球化学行为、成矿元素的源一运一储过程和矿床形成的驱动机制等。矿产资源勘查己越来越

21、依赖于成矿新理论的指导和找矿新技术新方法的应用。近10多年来，矿床地球化学研究取得明显进展。以下主要(zhyo)介绍大陆动力学与成矿关系、成矿流体地球化学、矿床同位素地球化学、成矿年代学和分散元素成矿作用等方面的某些研究进展。（1）大陆动力学与成矿关系 成矿作用与地球各圈层相互作用地球各圈层相互作用，尤其是壳慢相互作用，是大陆动力学研究的核心之一。近年来，国内外学者对壳慢相互作用与成矿的关系进行了有益的探讨，发现壳慢相互作用在许多大型一超大型矿床的形成中具有重要意义，认为壳慢相互作用是诱发成矿系统中各种地质作用的主要原因之一，是决定成矿系统物质组成、时空结构和各类矿床有序组合的重要因素。 成矿

22、作用与重大地质事件的内在关联高精度的定年研究结果表明，特定成矿域的大规模成矿作用往往发生在相对较短的时间而具有“爆发性”，并与区域重大地质事件具有密切的时空藕合关系。深入剖析这种内在联系，精细刻画重大地质事件如何促使成矿物质大规模活化-迁移-聚集-成矿，准确认知区域成矿规律，己成为矿床地球化学研究的重要发展方向。板缘和板内成矿作用(chn kun zu yn)大量研究证明，板块边界是成矿作用异常活跃的区域；板块的扩张-离散边界和汇聚-消减边界具有完全不同的构造环境和动力学特征(tzhng)，所导致的成岩和成矿作用也各具鲜明的“专属性”。毫无疑问，板块构造理论极大地推动了成矿理论和找矿模式的深刻

23、变革。近年来，大陆板块内部演化阶段的地质(dzh)过程对成矿的重要意义逐渐被认识。但是，相对于包括碰撞造山带在内的大陆板块边缘的成矿作用，对大陆板块内部成矿作用驱动机制的认识相对模糊。对这一薄弱领域的积极探索，必将极大地丰富大陆动力学与成矿关系的理论体系。此外，成矿理论和成矿规律的研究，目前己不仅仅局限于对单个矿床的研究，而是在向矿床一区域-大陆-全球方向发展，全球成矿学研究己初露端倪。（2）成矿流体地球化学研究成矿流体是元素迁移、富集形成矿床最重要的介质。热液成因矿物形成过程中捕获的流体包裹体，是研究成矿流体组成、性质及其成矿过程最直接的天然样品。成矿流体的研究方法，己从对流体包裹体群的研究

24、发展到对单个流体包裹体的研究，从对透明脉石矿物中流体包裹体的研究发展到对不透明矿石矿物中流体包裹体的研究 单个流体包裹体组成(z chn)和性质近年来，随着单个流体包裹体中元素和同位素组成LA- ( MC)-ICP-MS分析技术的建立与完善，为深入研究成矿流体的组成、性质(xngzh)和演化特征，精细刻画成矿过程提供了重要技术支撑。 显微红外测温技术在矿床(kungchung)研究中的应用热液矿床中大多数金属矿物在光学显微镜下不透明，以往流体包裹体研究仅局限于与金属矿物共生的石英等透明脉石矿物.在岩相学上，这些透明矿物通常早于或晚于金属矿物的形成，因此，透明矿物中捕获的流体包裹体不能直接完全真

25、实反映金属矿物形成的流体性质。红外显微镜技术在矿床研究中的应用，实现了一些不透明金属矿物中流体包裹体的直接观察和性质(如温度和盐度)的测定，以及单个流体包裹体成分的LA-ICP MS分析.（3）矿床同位素地球化学研究 成矿作用示踪理论、技术和方法，是矿床地球化学研究的重要基础，是了解矿床成矿物质源区及其活化、迁移、富集和成矿流体演化过程的主要手段。矿床同位素地球化学在其中发挥不可替代的重要作用。 近年来，由于各种新型同位素分析仪器的开发利用和分析测试技术方法上的快速发展，大大拓宽了各种同位素新技术方法在矿床研究中的应用:新一代高精度、高灵敏度、多接收热电离质谱仪(TIMS)和多接收电感藕合等离

26、子体质谱仪(MGICP MS)的开发和利用，使得像Li、B、Cl、Fe、Cu、Zn、Mo、Se、Ge、Cd等“非传统稳定同位素”的高精度分析成为可能，成为当前成矿学研究中的一个重要前沿领域；激光剥蚀等离子质谱联用系统(LA-ICP-MS, LA MGICP-MS)和二次离子探针(SHRIMP , SIMS , Nano-SIMS)等原位分析技术的出现，将同位素研究拓展到了更微观的尺度(微米-纳米尺度)，为精细刻画成矿过程提供了重要保证；一些专门的设计，如加装专门设计的法拉第杯接收器的稳定同位素质谱仪使“Clumped Isotope”的准确测定成为可能，从而拓展了传统稳定同位素的应用领域。这些

27、新的技术方法获得的数据，为岩石成因、矿床成因、壳-幔相互作用、水-岩相互作用等方面的研究提供了重要信息，取得了一系列令人瞩目的新认识。 中国科学家在该领域的研究基本(jbn)与国际同步，亦取得重要成果。成矿作用(chn kun zu yn)的深部过程示踪；成矿元素来源(liyun)的直接示踪；对成矿流体演化过程的同位素示踪；传统同位素新理论拓展了在矿床研究中的应用领域。（4）成矿年代学研究 成矿年代学是矿床地球化学研究最基本的内容之一。只有精确确定成矿时代，才能正确判断构造-岩浆-沉积-变质-热事件与成矿作用间的关系，从而深入认识矿床形成的地球动力学环境和矿床成因。上世纪80年代以前，人们对热

28、液矿床的年代学研究主要局限于含钾热液矿物的K-Ar法测年或对方铅矿、钾长石等进行普通Pb或Pb-Pb年龄的测定。由于分析测试手段发展的相对滞后(zh hu)，许多矿床的形成时间主要借助于间接手段来获取，难以准确反映其成矿的真实时间。近年来，随着分析测试技术的进步，成矿年代学研究得到了较大发展。定年对象(duxing)和一些传统定年方法得到拓展；新技术和新的同位素定年体系得到(d do)发展；基本查明中国各成矿域的成矿时代；明确了成矿作用与地质事件的关系。（5）分散元素成矿作用 分散元素包括Ga、Ge、Se、Cd、In、Te、Re、Tl等8个元素，具有广泛用途，是很重要的战略资源。这类元素的地球化学性质以分散为特征，近年来，中国西南地区相继发现了一批主要在低温条件下形成的分散元素超常富集的地质体。在这些地质体中，分散元素的富集程度很高，经常有分散元素的独立矿物或富含分散元素的载体物(类质同象矿物或吸附体)出现。它们己不再是副产品，不再是开采其他矿产资源而回收的伴生元素，分散元素本身的经济价值高于或等于并存的其他元素。我们将这些分散元素超常富集的地质体确定为分散元素矿床。近年来，中国科学家在分散元素成矿作用方而进行了较系统的研究，取得的主要成果,包括以下几个方面：打破了过去人们一直认为“分散