地球化学复习概要

1、地球化学：就是地球的化学，它是研究地球（广义的也包括部分天体）的化学组成、化学作用及化学演化的学科，它是地学和化学的边缘学科。2、丰度：一种化学元素在某个自然体中的重量占这个自然体的全部化学元素总重量的相对份额，元素丰度是化学元素在一定自然体中的相对平均含量。3、类质同象：某种物质在一定外界条件下结晶时，晶体中的部分构造位置被介质中的其他元素（如原子、离子、络离子、分子）所占据而只引起晶格常数的微小改变，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，这种现象称为类质同象。4、稀土元素：指原子序数从57到71的15个镧系元素，在周期表中属ⅢB族，同族中的39号元素钇一般也看做稀土元素。5、分配系数：分为简单分配系数、复合分配系数、对数分配系数、总分配系数，总分配系数D又称岩石分配系数，是矿物的简单分配系数和岩石中矿物的百分含量乘积的代数和。//总分配系数:又称为岩石的分配系数,它是用来讨论微量元素在岩石(矿物集合体)和与之平衡的熔体之间的分配关系的。6、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有选择的与某种阴离子结合的特性；主要有亲氧性元素、亲硫性元素、亲铁性元素。7、微量元素（？）：又称痕量元素，指研究体系中元素含量小于0.1%的元素。8、环境地球化学：是介于环境科学和地球化学之间的一门新兴边缘交叉学科，研究人类赖以生存的地球环境的化学组成、化学作用、化学演化与人类相互关系的科学。9、不相容元素(ICE):D小于1的元素,随着结晶程度的增长而逐步在残余岩浆中富集.如Rb、Cs、Ba、Sr、Zr、Nb、Th、REE、P等10、相容元素(CE):D大于1的元素,倾向在矿物晶体中富集,并随这些矿物的晶出而逐步在残余岩浆中贫化.如Fe、Co、Ni、Cr、Mg等11、生物标志化合物：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。因此，它们具有特殊的“标志作用”。简要说明地球化学研究的基本问题1)元素及同位素在地球及各子系统中的组成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。太阳系元素性质1.元素丰度随原子序数增大而有减小的趋势。在Z45的区间近似水平线。2.序数为偶数的元素丰度大大高于相邻原子序数为奇数的元素丰度，同时具有偶数质量数或偶数中子数的同位素或核素丰度高于相邻具有奇数质量数或中子数的同位素或核素。称奥多-哈金斯法则。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约数的核素或同位素分布最广，丰度最大。4.三种低原子序数元素Li、Be、B在丰度曲线上出现亏损。5.与元素丰度的正常关系，Fe显示出过剩特征。6.含量最高元素为H、He。地球元素规律1.遵循太阳元素丰度基本规律，奇偶规律，递减规律2.惰性元素丰度大幅下降地壳元素丰度（P53）1.地壳中元素分布具有明显的不均匀性。2.随原子序数增大，元素丰度有下降趋势。3.与地球及太阳的元素系丰度对比，存在明显差异4.偶数规则:地壳中偶数元素的丰度比奇数元素丰度高，对某个具体元素来说，其丰度总是高于它相邻奇数元素。5.四倍规则及壳层规则6.差六规则7.原子核的侄子和中子数组合控制元素丰度。阐述类质同像的地球化学意义：1）类质同象制约了岩石中微量元素与主量元素的共生组合。2）类质同象制约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）类质同象的标型元素组合或指纹元素组合:6）类质同象影响微量元素的集中和分散（晶体化学分散或残余富集）7）类质同象的生物致病陨石意义1.是认识宇宙天体、行星成分、性质及演化的最易获取、数量最大的地外物质。2.是认识地球组成、内部构造和起源的主要资料来源。3.是作为某些元素和同位素的标准样品（稀土元素、Pb、Nd等）微量元素地球化学意义1.煤地质成因的良好示踪剂。2.用于成岩成矿构造环境判别。3.微量元素地质温压计。4.地球历史中灾变事件的微量元素地球化学证据。3.稀土元素有独特的地球化学性质:①它们是性质极为相似的地球化学元素组,在地质地球化学作用过程中整体活动;②它们的分馏况能灵敏地反映地质地球化学作用的性质,有良好的示踪作用;③除经受岩浆熔融外,稀土元素基本上不破坏它们的整体组成特征;④在地壳各岩石中分布广泛。讨论稀土元素的研究意义：稀土元素可在地球化学研究中得到多方面应用：1)岩石成因：不同成因的岩石具有不同的稀土特征。如花岗岩类的成因主要归结为三类：(a)基性岩浆分异：Eu负异常型(b)地壳硅铝层重熔：Eu轻缓平滑型(c)花岗岩化：Eu右倾型2)变质岩原岩恢复：许多变质过程中，稀土元素保持原岩特征3)研究地壳演化：如不同时代的页岩有明显不同的特征，稀土元素特征能反映地壳的演化规律。4)稀土有工业“黄金”之称,其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能,广泛应用于新材料。5)在石油化工方面应用广泛，如利用抗重金属中毒能力强的优点，取代了硅酸铝催化剂用于石油催化裂化过程。6)研究结果表明，稀土元素可以提高植物的叶绿素含量，增强光合作用，促进根系发育，增加根系对养分吸收。7)等等...............................5.生物标志化合物所提供的信息包括:①不同类型碳的化合物的相对丰度,如正烷烃奇偶优势、植烷与姥鲛烷的比值等;②有机物质的分子结构,特别是有机分子的立体结构,愈是复杂的化合物往往能提供愈多的信息;③烃类、脂肪酸、腐殖酸等的同位素组成。生物标志化合物所提供的这些信息：可用于判断沉积物的物质来源,区分沉积物属海相成因或陆相成因,推断沉积物沉积期和早期成岩阶段的物理化学环境(如氧化还原条件、沉积环境的营养状况等),以及成岩作用的强度等。6.生物标志化合物的研究意义（1）指示沉积岩中有机物质的来源（2）指示沉积物的成熟度（3）指示环境的氧化、还原条件1.自然界控制元素结合的主要规律有以下几种:(1)元素的地球化学亲和性。(2)矿物晶体形成或变化过程的类质同象规律。(3)晶体场理论对过渡族元素行为的控制。2.元素的结合规律应该从宏观和微观两方面进行考察,主要控制因素有以下几方面:(1)体系的组成(系统的元素丰度):体系中各元素间存在丰度的差异,使元素间的结合有一定的倾向性。(2)体系状态的稳定性:体系的能量愈低体系的状态愈稳定。(3)晶体结构的稳定性:在微观上是保持晶体结构的稳定的因素,包括化学键的方向性和离子间的最紧密堆积等。宏观上是有利晶体结构的稳定的热力学条件。