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地球化学复习题1地球化学复习题一、名词解释（10选5,5×4=20分）1、（5）晶体化学分散：微量元素选择与自身晶体化学性质相似的造岩元素以类质同象代换方式进入他们的晶格，呈分散状态的倾向。2、（4）元素地球化学迁移：元素在地质作用中有一种存在形式变为另一种存在形式，并伴随一定的空间位移的运动过程。3、（4）元素的亲和性：指元素形成阳离子的能力及阳离子在自然体系中有选择地与某阴离子化合的倾向性。4、（3）类质同象：矿物在一定的外界条件下结晶时，晶体中的部分构造位置随机的被介质种性质类似的原子、离子、配离子、分子等其他质点占据，结果只因其晶格常数的微小变化，但晶体的构造类型。化学键型保持不变的现象5、（3）半衰期：对于任意放射性同位素体系，原子衰变到初始原子数的一半所需要的时间。6、（3）载体矿物：指岩石中所研究元素的主要含量分布于其中的那种矿物。7、（）富集矿物：指所研究元素在其中的含量大大超过它在岩石总体平均含量的那种矿物。8、（2）地球化学：是研究地球及其子系统（含部分陨石）的化学组成、化学作用、化学演化的科学。地球化学复习题29、（）元素的分布：元素在一个化学体系中（太阳、陨石、地球、地壳）整体的含量特征。10、（2）元素的分配：元素在各地球化学体系中各个区域、各个区段中的含量。11、（2）同位素分馏：在地质作用过程中，由于质量差异导致轻稳定同位素（Z20）相对丰度发生改变的过程。12、（2）大离子亲石元素LILE：Rb、Cs等，他们离子半径大，离子电荷低，离子电位3，难溶于水，化学性质稳定，为非活动性元素，可作为“原始”物质组成的示踪剂。13、（2）元素克拉克值：元素在地壳中的平局含量，称为克拉克值。14、（2）相容元素：当固相（结晶相）和液相（熔体，流体）共存时，若微量元素易进入固相，则称为相容元素。15、（2）不相容元素：微量元素易进入液相，称为不相容元素。16、（2）地球化学障：在元素迁移过程中，环境的物理化学条件发生了急剧变化，导致介质中原来稳定迁移的元素迁移能力下降，元素因形成大量化合物而沉淀，这些引起元素沉淀的条件或因素就叫地球化学障。17、（2）微量元素：地球化学体系中含量低于0.1％，不参加化学计量计算或者服从稀溶液亨利定律的元素。18、（1）环境的氧化还原电位（Eh）：环境中各离子间氧化还原反应达到平地球化学复习题3衡时的电位，称为氧化还原电位。是衡量自然环境氧化或还原某种元素或离子的能力的量。19、（1）同离子效应：当在难溶化合物饱和溶液中加入与该化合物有相同离子的易溶化合物是，原难溶化合物的溶解度将会降低，该现象称为同离子效应。20、（1）交代作用：在难溶化合物饱和溶液中出现能够形成更低活度积的另一种化合物的离子时，原矿物溶解，活度积更低的化合物沉淀，称为交代反应。21、（1）能斯特分配定律：在一定的温度和压力下，微量组分在两种共存相的活度比为常数，而与该组分的绝对浓度无关，这个常数叫分配系数，它可以表示一种组分在两个共存相的共存关系。22、（1）内部等时线：在实际研究中常会遇到某些地质体同位素组成较均一，各全岩样品的w（Rb）/w(Sr)比值差异较小，因而难以形成等时线。在这种情况下，可以将全岩和该岩石中选出的单矿物组合起来构成全岩+矿物等时线，来获得年龄信息，这种等时线叫做内部等时线。23、（1）封闭温度：对一个地质事件所涉及的各种同位素体系来说，并不是在矿物、岩石形成的那一瞬间就开始计时，而必须当温度降低到能使该计时体系达到封闭状态时，即子体由于热扩散导致的丢失量可以忽略不计，子体开始积累，这个开始计时温度就称为封闭温度，所测得的年龄称为表观年地球化学复习题4龄或者冷却年龄。24、（1）普通铅：（狭义）岩石形成矿物时从周围介质中捕获的铅，即岩石矿物形成时就存在的铅，也叫初始铅，地球形成是存在的铅对地球而言就是普通铅。25、（1）化学反应抑制原理：当体系中阴离子不足时，在自然体系中各阳离子将按亲和性强弱与阴离子反应，亲和性强的阳离子将抑制亲和性弱的阴离子的化学反应。26、（1）米粒组织：太阳表面常布满米粒般的粒状结构。27、（1）水解反应：水电离的氢离子和氢氧根进入矿物晶格，分别取代其中的阳离子或阴离子，从而使矿物解体而形成新矿物的反应。28、（1）放射性同位素：其核能自发的衰变为其他核的同位素，最终变为稳定的放射性同位素。二、填空（40×0.5=20分）1、（2）获得太阳元素丰度资料的主要途径有①光谱分析；②直接分析；③利用宇宙飞行器分析测定；④研究宇宙射线。2、（2）地壳元素丰度的研究方法①大规模区域岩石取样；②细粒碎屑沉积岩研究。3、（2）陨石主要由铁镍合金、结晶硅酸盐或两者的混合物组成，按其成分分为三大类①铁陨石；②石陨石；③石铁陨石。地球化学复习题54、（2）戈尔史密斯特的地球化学分类是以地球的起源和内部构造的假说为基础的。他根据①元素性质；与其在各②地圈内的分布关系；将元素分为五个地球化学组①亲石元素；②亲铜元素；③亲铁元素；④亲气元素；⑤亲生物元素。5、（2）元素地球化学迁移类型包括①化学物理迁移（水及水溶液迁移、硅酸盐熔体迁移、气体迁移）；②生物或生物地球化学迁移；③机械迁移（很次要）。6、（）天然放射性元素的衰变反应有①α衰变；②β衰变；③电子捕获；④重核裂变；（⑤γ衰变）等；引起分馏效应的原因有①物理分馏；②同位素交换反应；③生物化学反应；④动力分馏。7、根据元素的地球化学亲和性可分为①亲氧元素；②亲硫元素；③亲石元素；三大类8、（2）元素在自然界的赋存状态和赋存形式分别为①②③④⑤等9、Eu属于变价元素，根据δEu值大小可判断是正铕异常(即铕的富集)或负铕异常(即铕的亏损)及其异常的强弱。δEu以l为分界线：当δEu＝1时为无异常；当δEu＞1时为正铕异常，数值愈大，表示正铕异常愈强；当δEu＜l时为负铕异常，数值愈小，表示负铕异常愈强。10、（2）地球化学体系中常用的含量单位有两类，绝对含量和相对含量，地球化学复习题6相对含量的表示方法，如百万分之一（6-10）表示法有①ppm；②μg/g;③g/t。11、（2）若‰1818OA，‰818OB，则BA①18/8=9/4。12、（2）在地球化学开创时期，做出巨大贡献的科学家有①克拉克；②戈尔德施密特；③维尔纳茨基；④费尔斯曼；等13、（2）ThUU232235238分别衰变为PbPbPb20820720614、（2）地球化学相律是指①吉布斯相律；②戈尔斯密特矿物相律；③科尔任斯基相律。15、根据稀土元素丰度曲线图，将其分配模式图分为①铕亏损型；②铕富集型；③平坦型；④铈亏损型；⑤铈富集型。16、（2）一个完整的元素地球化学迁移过程包括①活化；②搬运；③沉淀。17、非传统稳定同位素主要有①氢；②氧；③碳；④硫；等元素的同位素。18、地球化学复习题7三、判断（1×10=10分）1、分布就是元素在一个地球化学体系中（太阳，陨石，地球）的整体含量，其实质就是“丰度”。2、Rb等元素只有亲氧性，没有亲硫性，因此元素的亲和性是单一的。3、当体系内的O2-离子不足时，亲氧性元素就会和其他阴离子结合，而不会以单质形式存在。4、元素间能够发生类质同象只取决于相互替换离子之间半径是否接近、替换后正负粒子电荷是否保持平衡两个因素。5、络离子的稳定性与其不稳定常数有关，不K越大迁移能力就越小。6、岩浆分离结晶过程中相容元素随着结晶程度增加，其浓度缓慢的降低。7、由于稳定同位素的原子核稳定，不具有放射性的特性，因此将其称为稳定同位素。8、Lu-Hf,Sm-Nd同位素具有相似的地球化学性质，因此地球样品中Hf、Nd同位素之间具有较好的耦合关系，没有脱耦或者解耦现象出现。9、当体系中出现Eu负异常，说明环境为氧化条件，当出现Ce负异常，说明为还原条件。10、大气降水中氢的同位素分布与氧的同位素密切相关，其相关关系称作Cralg方程，为10818OD。四、简答（3个20分）地球化学复习题81、（2）地球化学研究的基本问题①元素（同位素）在地球及各子系统中的组成；②元素的共生组合和存在形式；③元素的迁移；④元素（同位素）的行为；⑤元素的地球化学演化2、（2）研究络合物稳定性的地球化学意义①确定元素沉淀的分离和空间的分带性；天然水中存在各种元素的络合物，由于其稳定性不同，其迁移能力就有差异，这就导致元素迁移时被搬运的距离和沉淀的顺序不同，因此，可造成元素沉淀分离和空间上的分带性。②络合作用对元素迁移的影响；不K越大，络离子越不稳定，电离能力就越强，溶液中简单离子就越多，金属离子就会通过化学反应形成难溶的化合物而沉淀。③只是地壳中某些相似的元素的分离；地壳中某些相似元素紧密共生，当它们形成络合物时，由于络合物不稳定常数的不同，导致他们分离。3、（2）岩浆结晶过程和部分熔融过程区分方法①固—液相分配系数高的相容元素：如Ni,Cr等，在分离结晶作用过程中它们的浓度变化很大，但在部分熔融过程中则变化缓慢；地球化学复习题9②固—液相分配系数低的微量元素：如Ta、Th、La、Ce等，它们总分配系数很低，近于0，与0.2－0.5比较可忽略不计（称为超岩浆元素）。在部分熔融过程中这些元素浓度变化大，但在分离结晶作用过程中则变化缓慢；根据这些特征可以判断成岩过程岩石形成的阶段性。③固—液相分配系数中等的微量元素，如HREE、Zr、Hf等，它们的总分配系数与1比较可忽略不计（称亲岩浆元素）。对于平衡部分熔融：CHL=CHo,s/F和CML=CMo,s/(DMo+F)式中：CHL为超岩浆元素在液相中的浓度，CML为亲岩浆元素在液相中的浓度；CHo,s，CMo,s，分别为它们在原始固相中的浓度。F为熔体占母岩的质量分数，反映部分熔融的程度对于分离结晶作用：CHL=CHo,L/FCML=CMo,L/FCHL/CML=CHo,L/CMo,l=常数。因此，当用CHL/CML对CHL作图时，即用某超岩浆元素（H）与亲岩浆元素（M）浓度比值对超岩浆元素浓度作图时，平衡部分熔融的轨迹为一条斜率为DHo/CMo的直线,而分离结晶作用的轨迹则构成一条水平线。地球化学复习题104、（2）自然界引起同位素组成变化的原因放射性衰变和同位素分馏效应①放射性衰变：放射性同位素不断地发射出质点和能量，改变同位素组成并变为其他的同位素，这种过程称为核衰变反应或蜕变，其结果是母元素同位素不断减少而子元素同位素不断增加，从而改变母元素和子元素的同位素的成分。包括α衰变，β衰变，电子捕获，重核裂变。②同位素分馏：在地质作用过程中，由于质量差异而引起的轻稳定同位素（Z20）相对丰度发生改变的过程，即同位素分馏效应。（不同相中同位素组成成分发生了改变，即发生了同位素分馏效应；引起同位素分馏效应发生的因素有：物理分馏、同位素交换反应、生物化学反应、动力分馏）5、（1）简要说明放射性同位素的性质①放射性同位素在原子核内部发生衰变，其结果是从一种核素变为另一种核素；②衰变是自发的，永久不息的一种恒制反应，而且衰变是按照一定比例的；③衰变反应不受任何温度、压力、元素的存在形式及其物理化学条件的影响；④衰变前核素和衰变后核素的原子数只是时间的函数。地球化学复习题116、元素在各类岩石中的分配特征：（！）岩浆岩：①Fe，Mg,Cr,Ni,Co和铂族等，按照超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩的顺序递减；②Ca,Al,Ti,V,Mn,Cu和Sc等在基性岩中含量最高，而在超基性岩，中性岩和酸性岩中含量降低；③碱金属元素K、Na、Li、Rb，Cs及Si，Be、Sr、Ba、Zr、Hf、U、Th、Nb，Ta、W，Mo，Sn，Pb和稀土元素等，随着由超基性岩向基性岩，中性岩、酸性岩过渡，其含量明显递增。碱性岩中K，Na的含量达最高值；④某些元素在各类岩浆岩中的含量变化不大，例如Ge、Sb、As等．（0）沉积岩：沉积岩由于处于表生环境下，元素在各类岩石中的含量变化更加明显。①碱金属元素Li，Na、K、Rb，Cs和Si、A1等在页岩和泥质岩中含量最高，碳酸盐岩中最低，含量之差常达10倍(Li，Cs)至数10