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地球化学答案【篇一:地球化学课后习题及答案】球化学学科的特点。答题要点:1)地球化学是地球科学中的一个二级学科;2)地球化学是地质学、化学和现代科学技术相结合的产物;3)地球化学既是地球科学中研究物质组成的主干学科,又是地球科学中研究物质运动形式的学科;地球化学既需要构造地质学、矿物学、岩石学作基础,又能揭示地质作用过程的形成和发展历史,使地球科学由定性向定量化发展;4)地球化学已形成一个较完整的学科体系,仍不断与相关学科结合产生新的分支学科;5)地球化学作为地球科学的支柱学科,既肩负着解决当代地球科学面临的基本理论问题—天体、地球、生命、人类和元素的起源和演化的重大使命,又有责任为人类社会提供充足的矿产资源和良好的生存环境。2.简要说明地球化学研究的基本问题。答题要点:1)元素及同位素在地球及各子系统中的组成(丰度和分配);2)元素的共生组合及赋存形式;3)元素的迁移和循环;4)研究元素(同位素)的行为;5)元素的地球化学演化。3.简述地球化学学科的研究思路和研究方法。答题要点:研究思路:见微而知著,即通过观察原子之微,以求认识地球和地质过程之著。研究方法:一)野外阶段:1)宏观地质调研。明确研究目标和任务,制定计划;2)运用地球化学思维观察认识地质现象;3)采集各种类型的地球化学样品。二)室内阶段:1)“量”的研究,应用精密灵敏的分析测试方法,以取得元素在各种地质体中的分配量。元素量的研究是地球化学的基础和起点,为此,对分析方法的研究的要求:首先是准确;其次是高灵敏度;第三是快速、成本低;2)“质”的研究,即元素的结合形式和赋存状态的鉴定和研究;3)地球化学作用的物理化学条件的测定和计算;4)归纳、讨论:针对目标和任务进行归纳、结合已有研究成果进行讨论。4.地球化学与化学、地球科学其它学科在研究目标和研究方法方面的异同。答题要点:地球化学与与研究地球物质成分的矿物、岩石、矿床学和化学的关系如下表从表中我们可以看出:1)地球化学是研究元素在地球、地壳中演化活动的整个历史,而矿物、岩石、矿床等学科仅研究元素全部活动历中的某个阶段;2)地球化学是在自然界,又具有空间上条件的不均一性,时间上单向演化和阶段性,体系的多组分,多变度及总体的开放性;3)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,并注意从对地质体的观察来提取化学作用信息,建立地球化学研究构思。而化学主要是在实验室中,它是人为控制的体系,可以任意调节t、p、ph、eh、c和纯化杂质。第一章答案1.概说太阳成份的研究思路和研究方法。答题要点:我们地球所在的太阳系是由太阳、行星、行星物体(宇宙尘、彗星、小行星)组成的,其中太阳的质量占太阳系总质量的99.8%,其他成员的总和仅为0.2%,所以太阳的成分是研究太阳系成分的关键。获得太阳系丰度资料的主要途径有:1)光谱分析,对太阳和其它星体的辐射光谱进行定性和定量分析;2)直接分析,如测定地壳岩石、各类陨石和月岩、火星样品;3)利用宇宙飞行器分析测定星云和星际物质及研究宇宙射线。2.简述太阳系元素丰度的基本特征。答题要点:对太阳系元素的丰度估算各类学者选取太阳系的物体是不同的。有的是根据太阳和其它行星光谱资料及陨石化学成分,有的根据i型球粒陨石,再加上估算方法不同,得出的结果也不尽相同。1)氢和氦是丰度最高的两种元素。这两种元素的原子几乎占了太阳中全部原子数目的98%;2)随元素的原子序数增大,元素丰度呈指数下降,原子序数45的元素,元素丰度变化不明显;3)原子序数为偶数的元素,其元素丰度大于相邻的奇数元素;4)锂、铍、硼元素丰度严重偏低,氧和铁元素丰度显著偏高;这是一种估计值,反映的是目前人类对太阳系的认识水平,因此这个估计值不可能是准确的,随着人们对太阳系以至于宇宙体系探索的不断深入,这个估计值会不断的修正。同时,从总的方面来看,虽然还是很粗略的,但它反映了元素在太阳系分布的总体规律。3.说说陨石的分类。答题要点: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。按陨石中金属的含量可将陨石分为三类:1)铁陨石,主要由金属ni、fe和少量其它元素组成;2)石陨石,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,铁石陨石由数量上大体相等的fe、ni和硅酸盐矿物组成。4.月球的结构和化学成分与地球相比有何异同?答题要点:1)月球的主要岩石类型为玄武岩和辉长岩类,没有花岗岩和沉积岩,但有一种特殊的岩石(克里普岩),是一种含钾、稀土元素和磷的岩石;2)月球没有铁镍核,也没有大气圈和水圈(所以月球表面无风化作用);3)与地球化学成分相比较,月岩中碱金属和挥发性元素,富耐熔元素和稀土元素。5.讨论陨石的研究意义。答题要点:研究陨石主要从陨石的成分、年龄、成因出发,其研究成果不仅对研究太阳系的化学成分、起源和演化、有机质起源和太阳系空间环境等有着重要意义,而且对研究地球的形成、组成演化以及地球早期生命系统的化学演化也有重要意义。1)它是认识宇宙天体、行星的成分、性质及其演化的最易获取、数量最大的地外物质;2)是认识地球的组成、内部构造和起源的主要资料来源,可以用陨石类比法,地球模型和陨石的类比法来研究地球元素的丰度;3)陨石中的60多种有机化合物是非生物合成的“前生物物质”,对探索生命前期的化学演化开拓了新的途径;4)可作为某些元素和同位素的标准样品(稀土元素,铅、硫同位素)。6.地球的结构对于研究和了解地球的总体成分有什么作用?答题要点:地球是由地壳、地幔和地核等不同圈层组成。由于地球物质组成具不均一性,不能用地球表层(如地壳)或某一研究区成分代表地球化学组成,所以地球的结构模型成为研究地球的总体成分的基础。7.阐述地球化学组成的研究方法论。答题要点:一)分层研究法:分别获取地球各层的成分,按各层的相对质量百分比计算地球平均成分;二)总体研究法:1)陨石相成分分类;2)地球相成分分类及不同相成分质量百分比;3)据各相质量百分比计算地球平均成分。8.地球的化学组成的基本特征有哪些?答题要点:首先,地球的元素丰度也遵守太阳系元素丰度的基本规律(递减规律和奇偶规律);其次,地球的元素丰度还具有以下特征:1)地球中含量大于10%的元素有fe、o、si、mg;大于1%的元素有ni、s、ca、al;其次为na、k、cr、co、p、mn和ti,可以认为地球几乎是由15种元素组成的;2)与太阳系化学成分相比,地球富fe、mg、s和贫气态物质组分;3)与地壳化学成分相比,地球富mg、fe和贫al、k、na。9.讨论地壳元素丰度的研究方法。答题要点:1)克拉克法:收集尽可能多的研究样品,进行系统的样品分析;将样品按种类和地区分组,求平均成分;确定各类样品的权值;加权平均求地壳元素丰度;2)戈尔德斯密特法:挪威南部细粒冰川粘土;3)维诺格拉多夫法:岩石比例法,用二份酸性岩加一份基性岩;4)泰勒法:花岗岩和玄武岩质量比为1:1进行计算;5)黎彤法:在计算中国岩浆岩平均化学成分的基础上,并采用全球地壳模型,对各构造单元的质量加权平均。10.简介地壳元素丰度特征。答题要点:1)地壳元素丰度差异大:丰度值最大的元素(o)是最小元素(rn)的1017倍;丰度值最大的三种元素之和达82.58%;丰度值最大的九种元素之和达98.13%;2)地壳元素丰度的分布规律与太阳系、地球元素丰度的分布规律具有类似性,但地壳元素丰度值最大的10个元素与太阳系、地球的相比,其组成及排序有很大的不同。太阳系:hheonencsimgfes地球:feomgsiniscaalcona地壳:osialfecanakmgtih与太阳系或宇宙相比,地壳和地球都明显贫h,he,ne,n等气体元素;而地壳与整个地球相比,则明显贫fe和mg,同时富集al,k和na;3)地壳中元素丰度不是固定不变的,它是不断变化的开放体系。11.地壳元素丰度特征与太阳系、地球对比说明什么问题?答题要点:1)元素丰度对元素原子序数作图,可看出地壳元素丰度的分布规律与太阳系的基本相同,说明其形成具有同一性;2)地壳元素丰度值最大的10个元素与太阳系、地球的相比,其组成及排列顺序有差别。地壳元素分布规律与太阳系存在差异是由于在地球形成的过程中轻元素的挥发产生;而与地球元素分布规律相比存在差异,则为地球演化过程中元素的重新分配造成,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。12.地壳元素丰度值(克拉克值)有何研究意义?答题要点:1)确定了地壳体系的总体特征;2)为研究地球的形成、化学分异及地球、地壳元素的成因等重大问题提供信息,如大陆地壳化学组成对壳幔分异的指示;地壳元素的克拉克值在某种程度上影响元素参加许多化学过程的浓度,从而支配元素的地球化学行为;限定了自然界的矿物种类及种属;限制了自然体系的状态;对元素亲氧性和亲硫性的限定;3)元素克拉克值可作为衡量元素相对富集或贫化的标尺,如可以为阐明地球化学省(场)特征提供标准;4)根据地壳元素克拉克值可获得地壳中不同元素平均比值,可以提供重要的地球化学信息,如某些元素克拉克比值是相对稳定的,一旦某地区、某地质体中的这些元素组比值偏离了地壳正常比值,示踪着某种地球化学过程的发生。13.概述区域地壳元素丰度的研究意义。2)为研究各类地质、地球化学作用、分析区域构造演化历史及区域成矿规律提供重要的基础资料;3)为研究区域生态环境,为工业、农业、畜牧业、医疗保健等事业提供重要信息。14.简要说明区域地壳元素丰度的研究方法.答题要点:1)区域范围的确定——靶区的选择,应根据工作任务和区域特征来选择工作范围;2)建立区域地壳结构-组成模型;3)区域地壳元素丰度的计算方法:(1)分别计算不同类型岩石中元素的平均含量;(2)按不同类型岩石在地壳结构层中的质量比,加权平均计算各结构层的元素丰度;(3)按区域地壳结构-组成模型计算区域地壳元素丰度。15.岩浆岩中各岩类元素含量变化规律如何?答题要点:从超基性岩-基性岩-中性岩-酸性岩:1)fe、mg、ni、co、cr和pt族元素等含量逐步降低;2)ca、al、ti、v、mn、p和se等元素在基性岩中含量最高;3)k、na、si、li、be、rb、ree等元素含量逐渐增高;4)ge、sb、as等元素含量分配变化不明显。16.简述沉积岩不同岩类中元素含量变化规律。答题要点:主量元素变化规律:随物源不同而异,与火成岩和变质岩相比,在元素均一化的背景下的高度分异现象是沉积岩化学成分的重要特征。微量元素分布规律:1)绝大多数微量元素在页岩和粘土类岩石中富集,除了在含大量铁、锰氧化物、氢氧化物,有机质硫化物和暗色岩屑的情况下,微量元素的含量一般按页岩→粉砂岩→砂岩→碳酸岩→蒸发岩俄次序相继降低。只有少量元素例外,如sr、mn、ca主要富集在碳酸岩石中,碱金属元素和卤族元素在蒸发岩中含量较高,si在砂岩中喊来能够最高等;2)微量元素在富含碳质/有机质或沥青质的岩石中的含量明显增高;3)微量元素在碎屑沉积岩中含量的变化程度与粒度成正比;4)二氧化硅对微量元素的“稀释作用”;1.亲氧元素和亲硫元素地球化学性质的主要差异是什么?答题要点:亲硫元素(又称亲铜元素):有18或18+2的外电子层结构,电负性较高,与硫形成高度共价键,亲硫元素和硫结合生成的硫化物、硫盐等常常和铜的硫化物共生,易熔于硫化铁熔体,主要集中于硫化物—氧化物过渡带;亲氧元素(又称亲石元素):有惰性气体的电子层结构,即离子的最外电子层具有8电子惰性气体型(s2p6)的稳定结构,电负性较小,与氧形成高度离子键,亲氧元素与氧结合以后形成的氧化物、含氧盐等矿物是构成岩石圈的主要矿物形式,易熔于硅酸盐熔体,主要集中在岩石圈。以第四周期部分元素的离子为例,如下表:由表可以看出:随着第四周期从左向右金属阳离子电负性增大,元素形成化合物时离子键成分减少,共价键成分增多,因此元素的亲氧倾向性减弱,亲硫倾向性增强。2.简述类质同像的基本规律。答题要点:1)goldschmist类质同像法则:该法则从相互置换的质点的电价、半径的角度判断,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”;2)ringwood法则:对于二个价数和离子半径相似的阳离子,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.阐述类质同像的地球化学意义。答题要点:类质同像是自然界化合物中一种十分普遍的现象,它是支配地壳中元素共生组合的一个重要因素,特别是对一些微量元素,是决定它们在自然界活动状况的主要因素。1)确定了元素的共生组合(包括微量元素和常量元素间的制约、依赖关系);2)决定了元素在共生矿物间的分配;3)支配微量元素在交代过程中的行为;4)类质同象的元素比值可作为地质作用过程和地质体成因的标志;5)标型元素组合;6)影响微量元素的集中或分散(晶体化学分散或残余富集);7)为地质找矿及环境研究服务。4.简述地壳中元素的赋存形式及其研究方法。答题要点:1)赋存形式:独立矿物、类质同像形式、超显微非结构混入物、胶体吸附状态和与有机物结合的形式。【篇二:地球化学复习要点及答案】定义、研究对象、学科性质、研究的基本任务√定义:韦尔纳茨基(苏)于1922年提出:地球化学科学地研究地壳中的化学元素,即地壳的原子,在可能的范围内也研究整个地球的原子。地球化学研究原子的历史、它们在空间上和时间上的分配和运动,以及它们在地球上的成因关系。费尔斯曼(苏)在同年也提出了定义:地球化学科学地研究地壳中的化学元素—原子的历史及其在自然界各种不同的热力学与物理化学条件下的行为。德国著名的地球化学家戈尔德施密特于1933年认为:地球化学的主要目的,一方面是定量地确定地球及其各部分的成分,另一方面要发现控制各种元素分配的规律。美国地球化学委员会于1973年对地球化学的定义为:地球化学是关于地球和太阳系的化学成分及化学演化的一门科学,它包括了与它有关的一切科学的化学方面。1985年涂光炽提出的地球化学定义为:地球化学是研究地球(包括部分天体)的化学组成、化学作用和化学演化的科学。研究对象:地球化学以地球及其子系统为直接研究对象。性质:地球系统和太阳系的物质运动可以表现为力学的、物理学的、化学的和生物学的运动形式,而且各种运动形式相互作用,构成综合、复杂的高级运动。对地球及各子系统中各类基础运动形式的综合研究,是地球科学的目标和任务。地球物质的各种运动形式可互相依存、互相制约和互相转化。寓于地球物质运动中的不同运动形式总是相互依存、相互影响和相互制约,有着不可分割的联系。地球化学同地球物理学和地质学同为地球科学支持学科,他们均应考虑多种形式运动的因素,从而需要寓于地球系统物质运动中的某种形式基础运动的学科作为支撑。地球化学实质是研究地球物质化学运动的学科,他的产生与发展也是应地球科学为了实现自身的现代化,精确而重视吸收现代自然基础学科成果的表现之一。基本任务:地球化学的基本任务为研究地球的化学组成、化学作用及化学演化。2.地球化学体系3.地球化学与其他地质类学科的联系与区别地球化学的实质是研究地球物质化学运动的学科,是以地球物质运动和地质运动中客观存在的化学运动形式为依据,将地学需要与化学结合的边缘学科,并不断吸收现代自然基础科学,使之实现自身的现代化和精确化。地球化学的研究目标与其它地球科学一致,它与其它地球科学之间只是在解决问题的途径上有所不同。以地球及其子系统为直接研究对象的地学类学科均应考虑影响多种运动形式的因素,从而需要寓于地球系统物质运动中的某种形式基础运动的学科作为支撑。因此,地球化学与地球物理、地质学同为地球科学的支撑学科。第一章1.元素分布与分配概念元素分布是指元素在某个宇宙体或地质体(太阳、行星、陨石、地球、地圈、地壳)中的整体(平均)含量。分配是指元素在各宇宙体或地质体内部不同部分或区段中的含量。对元素分配进行观察的参考点来自元素的分布。2.元素丰度概念通常将化学元素在任何宇宙体或地球化学体系(如地球、地球各圈层或各个地质体等)中的平均含量称之为丰度。3.元素在地壳中的克拉克值和浓度克拉克值概念4.太阳系、地球及地壳中元素丰度的研究方法1)太阳和其它星系的辐射谱线研究2)陨石的研究3)宇航事业4)根据星体的密度和行星表面天文观察资料间接推断化学成分5.太阳系、地球及地壳中元素丰度特征并讨论它们的异同√太阳系:1)元素的丰度随着原子序数增大而降低。在低原子序数段,元素丰度降低较快;在原子序数z45的区间则变为近似水平线。元素丰度与原子核的质量数和中子数之间也分别存在类似关系。2)原子序数为偶数的元素的丰度明显高于相邻原子序数为奇数的元素的丰度。同时具有偶数质量数(a)或偶数中子数(n)的同位素或核素的丰度也总是高于相邻具有奇数a或n的同位素或核素。3)质量数为4的倍数的核素或同位素具有较高的丰度,原子序数或中子数为“幻数”(2、8、20、50、83、126等)的核素或同位素分布最广、丰度最高。4)宇宙(太阳系)中丰度最高的元素为h和he;5)三种低原子序数的元素li、be和b在丰度曲线上相对周围的元素表现为明显亏损,与宇宙形成时这些元素的合成量较少有关;6)在元素丰度曲线上,相对于周边元素,fe和o显示出含量“过剩”的高丰度特征。太阳系:hheonencsimgfes地球:a地球的成分为原始地幔与地核成分之和。b.地球中丰度最高的四种元素是fe,o,mg,si,他们构成了地球总质量的93%,地球与球粒陨石具有相似的元素丰度随挥发性变化而变化的趋势,尽管地球相当于球粒陨石更亏损。c.地球的fe/al比值为20+(—)2。地球:feomgsiniscaalcona地壳:a.地壳中元素的相对平均含量极不均一。b.随着原子序数的增大,元素丰度曲线下降。与太阳系元素分布规律相似;多数偶数元素丰度大于奇数元素丰度。但这些规律远不如太阳系元素丰度曲线所反映的规律那么明显。c.对比地壳、整体地球和太阳系元素丰度特征可发现,它们在元素丰度的排序上有很大的不同:地壳:osialfecanakmgtihd.现今地壳中元素丰度特征是由元素起源到太阳系、地球、地壳的形成和演化至今漫长时间累积的结果,并将继续发展变化。6.元素克拉克值的地球化学意义并举例说明1)控制元素的地球化学行为a.支配元素的地球化学行为例如:地球化学性质相似的碱金属(丰度高)k,na天然水中高浓度,形成各种独立矿物(盐类矿床)(丰度低)rb,cs天然水中极低浓度,不能形成各种独立矿物,呈分散状态。b.限定自然界的矿物种类及种属实验室条件下:可合成数十万种化合物。自然界:只有3000多种矿物。矿物种属有限(硅酸盐25.5%;氧化物、氢氧化物12.7%;其他氧酸23.4%;硫化物、硫酸盐24.7%;卤化物5.8%;自然元素4.3%;其它3.3%)c.限制了自然体系的状态实验室条件下:可对体系赋予不同物理化学状态自然界:体系的状态受到限制,其中一个重要的因素就是元素丰度的影响o2(游离氧)氧化还原环境h+(ph)溶液的酸碱度d.对元素亲氧性和亲硫性的限定在o丰度高、s丰度低的地壳环境中,ca元素显然是亲氧的。(地壳岩石中钙的主要矿物有哪些?)在类似地幔的环境中,陨石缺o富s,能形成cas(褐硫钙石)2)地壳克拉克值可作为微量元素集中、分散的标尺a.可以为阐明地球化学省(场)特征提供标准。环境:克山病病区:土壤有效mo、饮水mo含量、主食中mo含量普遍低于地壳背景,导致人体中mo含量水平低,可诱发地方性心肌病b.指示特征的地球化学过程某些元素的克拉克比值相对稳定,当发现这些元素比值发生了变化,可指示曾经发生过特定性质的地球化学过程,即元素地球化学示踪。在地壳环境下,比值th/u(3.3~3.5)、k/rb、zr/hf和nb/ta中的元素性质相似,难以彼此分离(分异作用),即有相对稳定的比值。若某地区、某地质体中的某元素组比值偏离了地壳正常比值,则意示着某种地质过程的发生。th/u2铀矿化th/u8-10钍矿化c.浓度克拉克值和浓集系数浓度克拉克值=某元素在某一地质体中平均含量某元素的克拉克值>1意味该元素在地质体中发生了富集<1意味该元素在地质体中发生了分散区域浓度克拉克值=某元素在区域内某一地质体中平均含量某区域元素的丰度值浓集系数=某元素最低可采品位某元素的克拉克值浓集系数反映了元素在地壳中倾向于发生富集的能力:浓集系数:sb=25000;hg=14000;fe=67.地球和硅酸盐地球、原始地幔的元素丰度、相互关系与区别√1)地球的成分为原始地幔与地核成分之和,难容亲石元素在地球中的量与原始地幔中的量相同。2)地幔和地壳圈层的总和成为原始地幔,也成硅酸盐地球。3)与地球相比,原始地幔复函fe-ni元素,二缺乏硅酸盐相。8.区域地壳丰度的研究方法及研究意义1)它是决定区域地壳(岩石圈)体系化学特征的重要基础数据;2)为研究各类地质、地球化学作用、分析区域构造演化历史及区域成矿规律提供重要的基础资料;3)为研究区域生态环境,为工业、农业、畜牧业、医疗保健等事业提供重要信息(各省区的多目标地球化学调查项目)。9.地壳中各类岩浆岩元素丰度的基本特征大陆地壳在垂向上存在明显的变质分层:上地壳主要由未变质至绿片岩相的岩石和花岗质侵入体组成;中地壳主要由角闪岩相岩石组成(如英云闪长-奥长花岗-花岗闪长质片麻岩);下地壳主要由麻粒岩相岩石组成。根据源区性质,大洋玄武岩可分为两类:产于洋中脊、代表亏损地幔来源的洋中脊玄武岩morb(mid-oceanridgebasalt);产于大洋盆地、代表富集地幔来源的洋岛玄武岩oib(oceanislandbasalt)。大洋地壳与大陆地壳的微量元素组成存在差异:大洋morb和oib都表现出pb的亏损(负异常)和nb的富集(正异常),而大陆地壳和来自大陆地壳的俯冲沉积物(gloss,globalsubductingsediment)均具有pb富集和nb亏损。这是区别大陆和大洋地壳的重要微量元素标志。10.地壳中元素分配不均一性的基本特征大陆上地壳具有花岗质的总体成分和明显的eu负异常;大陆中地壳具有花岗闪长-英云闪长质的总体成分,sio2含量介于62.4-69.4%之间;中地壳ree分配模式仅显示弱的负eu异常或没有eu异常,明显区别于大陆上地壳。根据出露下地壳剖面和麻粒岩地体方法获得的下地壳成分估值,明显较根据麻粒岩包体和地壳生长模型获得的下地壳成分估值要偏酸性;对来自世界不同地区的麻粒岩包体进行的研究表明,下地壳组成十分不均一,甚至来自同一地点的包体也可能高度不均一。相对于大陆上地壳,其下地壳明显亏损k和u,不具eu异常或具eu正异常.第二章复习题1、元素的地球化学亲和性地球化学亲和性:a.阳离子在自然体系中趋于与某种阴离子化合的倾向。b.自然体系中元素形成阳离子的能力及其选择性地与某种阴离子结合的特性。决定元素地球化学亲和性的因素:a.元素本身性质,即原子结构;b.元素发生结合时的物理化学条件(如不同氧逸度条件下金属元素的离子价态)2、goldschmidt的元素地球化学分类a、亲石元素(silicateloving)离子的最外层电子层具有8个电子(s2p6)的惰性气体型稳定结构,容易与氧成键,主要集中于硅酸盐相。b、亲铜元素(sulfurloving)离子的最外层电子层具有18个电子的铜型结构(s2p6d10),在自然界中容易与硫形成化合物。这些元素在分配时,主要分配在硫化物相中。c、亲铁元素(ironloving)离子最电子层具有8-18个电子的过渡型结构,这类元素同氧、硫的化合能力较差,倾向于形成自然元素,因此,这类元素倾向分配在金属相中。d、亲气元素(gasloving)原子最外层具有8个电子,原子半径大,具有挥发性或易形成挥发性化合物趋向,主要分布在大气圈中。e、亲生物元素(bio-loving)这类元素主要富集在生物圈中,如:c、h、o、p、n等。3、元素类质同像概念某种物质在一定的外界条件下结晶时,晶体中的部分构造位置被介质中的其他质点(原子、离子、络离子或分子)所占据,只引起晶格常数微小的改变,而晶格构造类型、化学键类型、离子正负电荷的平衡保持不变或相近,这种现象称类质同像。【篇三:参考答案-地球化学资料】以红色标识,欢迎大家参阅时随时补充以供大家分享,谢谢】一、绪论1、地球化学的定义、大致内容、基本问题、中心课题、基本思路、思维特征地球化学是研究地球的化学成分及元素在其中的分布、分配、集中、分散、共生组合与迁移规律、演化历史的科学;大致内容:地球化学组成、地球化学作用、地球的化学演化;基本问题:元素、同位素组成,元素共生关系、赋存形式,元素迁移,地球元素形成与演化;中心课题:通过观察原子的行为,认识地球;基本思路:把地质作用看作一化学(热力学)体系。地质环境用物理化学条件来描述。研究体系的化学机制和演化。实现在原子层次上,认识地质作用的机制,追踪地质历史。所有化学分支学科(无机化学、有机化学、物理化学、化学热力学、胶体化学、化学动力学等)都是它的理论基础。依据:化学元素及其化合物(矿物)的基本物理化学性质和行为在自然和实验条件下没有本质差别。思维特征:“见微知著”在地质作用形成宏观地质体的同时,还形成大量肉眼难以辨别的常量元素、微量元素及同位素成分组合的微观踪迹,它们包含着重要的定量和定性的地质作用信息,只要运用现代分析测试手段观察这些微观踪迹以及宏观的地球化学现象,便可深入的揭示地质作用的奥秘。3、地质作用与地球化学作用的关系4、地球化学的欧美传统、苏联传统?欧美传统:化学?苏联传统:地质5、地球化学发展历史,国内外地球化学代表人物1.1838年瑞士化学家schonbein(申拜因)首次提出了―地球化学‖这个名词。1982年他预言―一定要有了地球化学‖,才能有真正的地质科学。2.美国:f.w.clarke,1884-1925;carnegieinstitution,地球物理实验室下劈地球化学方向,19055.中国:1950s,1970s成熟的三个标志:?独立研究机构:中国科学院地球化学研究所?刊物:《地球化学》?大学开设有关课程?大学办系:中国科技大学,南京大学,北京大学6、如何理解地球化学还是一门应用性很强的学科?环境?农业?矿床?地震预报二、宇宙化学1、元素形成假说有哪些,b2fh认为元素是如何形成的?p1232、元素宇宙丰度的特征?如何获得宇宙丰度?(1)原子序数z45的元素丰度随原子序数增大呈指数降低,z45的元素丰度呈缓慢降低;(2)原子序数为偶数的元素丰度大于奇数的元素丰度;(3)h、he为丰度最高的元素;(4)li、be、b丰度过低,为亏损元素;(5)fe为过剩元素,呈明显的峰;(6)四倍规则:质量数为4的倍数的元素具有较高丰度;3、元素是如何形成的?为何li、be、b亏损?为何有―fe峰‖?根据b2fh假说元素形成过程分为5个过程;因为li、be、b在氢燃烧循环过程外,存在下面反应:6li+1h=4he+3he;7li+1h=24he;9be+1h=6li+4he;10b+1h=7be+4he;因为在硅燃烧过程中存在如下反应:该过程中,fe的平均结合能最大,故出现fe峰;4、测定太阳系、行星、小行星、彗星、宇宙尘、卫星元素丰度的途径1.直接分析样品2.对星体辐射的光谱进行测定3.利用宇宙飞行器进行近距离观察、测定和取样4.测定气体星云和星际间物质5.分析研究宇宙射线5、太阳系元素丰度分布规律1.h和he是丰度最高的两种元素。这两种元素的原子几乎占了太阳中全部原子数目的98%。2.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。3.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。具有偶数质子数(a)或偶数中子数(n)的核素丰度总是高于具有奇数a或n的核素。这一规律称为奥多-哈根斯法则,亦即奇偶规律。5.li、be和b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。6、陨石的分类、矿物成分特点及研究意义陨石主要是由镍-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)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。陨石的主要矿物组成:fe、ni合金、橄榄石、辉石等。陨石中共发现140种矿物,其中39种在地球(地壳浅部)上未发现。陨石是从星际空间降落到地球表面上来的行星物体的碎片。陨石是空间化学研究的重要对象,具有重要的研究意义:①它是认识宇宙天体、行星的成分、性质及其演化的最易获取、数量最大的地外物质;②也是认识地球的组成、内部构造和起源的主要资料来源;③陨石中的60多种有机化合物是非生物合成的“前生物物质”,对探索生命前期的化学演化开拓了新的途径;④可作为某些元素和同位素的标准样品(稀土元素,铅、硫同位素)。7、为何可以用ic型碳质球粒陨石了解元素的宇宙丰度ci型炭质球粒陨石的成分除h、he外,与太阳成分基本一致,因此它们应该代表着太阳系早期的物质;8、月球、月海、月球高原的矿物成分?月球岩石可分为月海玄武岩,高地斜长岩和克里普玄武岩;―月海‖—玄武岩或显微辉长岩。月球高原—斜长岩9、月球的演化?月球演化:形成于45亿年前,高原区的岩石年龄为39-40亿年,月海岩石39-31亿年。月球演化终止。10、月球缺少水圈和大气圈?(仅供参考)月球质量小,引力小,留不住大气,所以月球上缺少大气圈;月球上昼夜温差大,-180~130℃,不可能由液态水存在,所以缺少水圈,但月球两极有冰的存在。11、慧星的成分及形成长尾的原因?彗星主要由冰物质组成,吸附和包裹着相当数量的尘埃和挥发分。当彗星运行接近太阳时,受到太阳的光、热辐射和太阳风作用,冰蒸发,形成长尾;三、地球、地壳的化学成分——元素的分布分配1、地球的层圈结构的证据(1)地球质量5.974*1021吨/体积1.083*1021m3=5.517吨/m3。而地表岩石的平均密度为2.65吨/m3。说明地球深部存在着致密物质;(2)地震波:s波在在流体中不能传播,p波的传播速度取决于物质的密度和弹性强度。2地壳、地幔和地核的矿物成分和化学体系特征3、地球原始化学分异及地壳的形成:46亿年前形成;早期高温,发生部分熔融,物质由相对的均一状态向层壳方向演化,形成壳、幔、

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