03年地球化學(xué)試題

1、一、概念題每題5分,共40分：1、元素的濃集系數(shù)2、元素的賦存狀態(tài)3、元素的地球化學(xué)遷移4、固溶體5、能斯特分配系數(shù)6、戈?duì)柕滤姑芴氐V物相律7、屋80值8、衰變定律二、問(wèn)做題30分：1、夏天和冬天相比,河水中的 pH值是升高還是降低為什么 白天和夜晚相比,湖水的pH值是升高還是降低為什么 6分2、一個(gè)完全不相容元素的礦物/熔體總分配系數(shù)是多少如果在批次熔融的情況下,某元素的總分配系數(shù)等于1,那么它的G/C.比值元素在熔體中的濃度與 其在初始周相中濃度的比值是多少6分3、以下巖漿巖： 形成過(guò)程中僅與巖漿水發(fā)生了相互作用；形成過(guò)程中廣泛地與大氣降水發(fā)生了相互作用.試答復(fù)哪一種巖漿巖D/H比值和18

2、0/160比值更高6分4、以下圖為NaCl-H2O二元體系的相圖穩(wěn)定常壓條件下,試根據(jù)吉布斯相律分析圖 中C、D E和F點(diǎn)存在的相數(shù)、各相的名稱和自由度數(shù).12分0W3 -6 J 卻Wright % NaCI- 0 仃尸C J T T三、論述題每題10分,共30分：1、試論元素地球化學(xué)親和性產(chǎn)生的內(nèi)在原因.2、如何編制稀土元素配分曲線常用哪些指標(biāo)描述稀土元素分布特征3、試論自然界氧同位素的主要分儲(chǔ)反響四、附加題：1、結(jié)合地球化學(xué)、礦床學(xué)和巖漿巖石學(xué)的知識(shí),試分析為什么周口店房山花崗 閃長(zhǎng)巖體沒(méi)有產(chǎn)生成礦作用發(fā)生成礦作用的前提和必要條件是什么2、試談你對(duì)地球化學(xué)學(xué)科的熟悉,地球化學(xué)對(duì)你今后的地球

3、科學(xué)學(xué)習(xí)和研究有什么樣的啟發(fā)3、談?wù)勀銓?duì)地球化學(xué)課程教學(xué)改革的想法.一、概念題每題5分,共50分1、濃度克拉克值2、載體礦物與富集礦物3、元素的地球化學(xué)親和性4、類質(zhì)同象；5、八面體擇位能6、氧化障與復(fù)原障7、微跡元素8、柯?tīng)柸仕够V物相律9、同位素分儲(chǔ)反響10、6 Eu 值二、問(wèn)做題20分：1 .大多數(shù)稀土元素在花崗巖中比在玄武巖中更為豐富,但是Eu卻在玄武巖中更為豐富,為什么 5分2 .當(dāng)使用Rb-Sr或Sm-Nd法對(duì)巖石定年時(shí),為什么當(dāng)巖石礦物中的 87Rb/86Sr或143Sm/44Nd比值差異越大結(jié)果越好 5分3 .試寫(xiě)出圖中A、B、C、D和E點(diǎn)代表的地球化學(xué)意義(10分)三、論述題

4、(每題10分,共30分): 1、試論地球化學(xué)研究的根本問(wèn)題2、試述親石元素、親氧元素、親硫 元素的概念及地球化學(xué)特征.3、如何編制稀土元素配分曲線常 用哪些指標(biāo)描述稀土元素分布特 征A卷答案：一、概念題：1、指某元素在礦床中的最低可采品位作為它在該地質(zhì)對(duì)象中的平均含量,計(jì)算它 與克拉克值的比值,即為該元素的濃集系數(shù).2、也稱為元素的存在形式、結(jié)合方式、相態(tài)、遷移形式等,指元素在其遷移歷史 的某個(gè)階段所處的物理化學(xué)狀態(tài)與共生元素的結(jié)合性質(zhì).3、元素從一種賦存狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N賦存狀態(tài),并經(jīng)常伴隨元素組合和分布上的 變化以及空間位移的作用稱為地球化學(xué)遷移.4、某種物質(zhì)在一定的外界條件下結(jié)晶時(shí),晶體中

5、的局部構(gòu)造位置被介質(zhì)的其它質(zhì) 點(diǎn)(原子、離子、絡(luò)離子、分子)所占據(jù),結(jié)果只引起晶格常數(shù)的微小變化,而 使晶體構(gòu)造類型、化學(xué)鍵類型等保持不變的現(xiàn)象.由類質(zhì)同像形式混入晶體中 的物質(zhì)稱為類質(zhì)同像混入物.含有類質(zhì)同像混入物的混合晶體稱為固溶體.5、當(dāng)i為微跡元素,溶液(包括固溶體)為稀溶液時(shí),有() ()KVKfr Kd(T,p),在給定的溶質(zhì)、溶劑及溫度和壓力情況下 Kh和 X( )( )iKhKhB為亨利定律常數(shù),微跡元素i在兩相間的濃度比例為常數(shù),且與i的濃度無(wú)關(guān)在一定的濃度范圍內(nèi),只與溫度和壓力有關(guān).當(dāng)兩種相均為凝聚相時(shí),Kd受壓力影響較小,而與溫度的關(guān)系較為顯著.該兩相中的濃度比值Xi/X

6、i就是能斯特分配系數(shù).它只適用于稀溶液或微跡元素的分配.6、在自然條件下,礦物常形成于一定的溫度、壓力變化范圍,并在此范圍內(nèi)保持 穩(wěn)定.因此,F>2,據(jù)吉布斯相律,F=K+ 2,有&K ,即平衡共存 的礦物數(shù)不超過(guò)組分?jǐn)?shù),即為戈?duì)柕滤姑芴氐V物學(xué)相律.7、6 18O(%0)=standard1"oX10008、放射性衰變速率定律：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)放射性同位素衰變的原子數(shù)與現(xiàn)存的放射性 母體原子數(shù)成正比,或衰變速率正比于現(xiàn)存母體原子數(shù).設(shè)某自然體系現(xiàn)在的 母體同位素原子數(shù)為P,在自然體系形成時(shí)的母體同位素原子數(shù)為 P0,體系形dP成到現(xiàn)在的時(shí)間間隔為t: dP=入P ,式中：入一

7、衰變常數(shù),表示單位時(shí)間內(nèi) 原子發(fā)生衰變的概率.二、問(wèn)做題：1、與冬天相比,夏天河水的pH值高,與夜晚相比,白天湖水的pH值高.這 是由于光合作用的結(jié)果.由于植物的光合作用在夏天和白天比冬天和夜晚強(qiáng),因此溶解在水中的CO被吸收,據(jù)式：CO2 + H2OH2CO3H + +HCO3 ,導(dǎo) 致水中即離子濃度降低,即夏天和白天水中的 pH值升高.2、總分配系數(shù)=0, CL/C0= 1.3、形成過(guò)程中僅與巖漿水發(fā)生了相互作用的巖漿巖D/H比值和18O/16O比值更Mi.4、吉布斯相律F = K+2,二元體系,K=2,所以F+=4.最大自由度 為3,最大相數(shù)為4.C點(diǎn)：F = 2,=2,為液相和氣相；D點(diǎn)

8、：F=1, =3,為液相、氣相和冰；E點(diǎn)：F=1,=3,為氣相、冰和 NaCl水合物;F點(diǎn)：F=0,=4,為液相、氣相、冰和 NaCl水合物三、論述題：1、三個(gè)要點(diǎn)：1、元素的根本化學(xué)性質(zhì)一元素的電子構(gòu)型、電離能和電負(fù)性和 化學(xué)鍵性的關(guān)系；2、化合反響的能量效應(yīng)一元素形成氧化物、硫化物的 生成自由能；3、元素的豐度因素一質(zhì)量作用定律.2、配分曲線如何標(biāo)準(zhǔn)化,稀土元素地球化學(xué)參數(shù)4項(xiàng)3、四個(gè)要點(diǎn)：1、蒸發(fā)凝聚分儲(chǔ)；2、水巖同位素平衡分儲(chǔ)；3、礦物品 格的化學(xué)鍵對(duì)于氧同位素的選擇；4、生物分儲(chǔ)作用.B卷答案：一、概念題：1、指某元素在某地質(zhì)體中的平均含量與其克拉克值之比.濃度克拉克值2、載體礦物是

9、指巖石中所研究元素的主要量分配于其中的那種礦物.但有時(shí)該元 素在載體礦物中的含量并不很高,往往接近該元素在有時(shí)總體中的含量.富 集礦物是指巖石中所研究元素在其中的含量大大超過(guò)它在巖石總體中的含量 的那種礦物.3、元素的地球化學(xué)親和性指陽(yáng)離子在自然體系中有選擇地與某陰離子化合的傾向 性.4、某種物質(zhì)在一定的外界條件下結(jié)晶時(shí),晶體中的局部構(gòu)造位置被介質(zhì)的其它質(zhì)點(diǎn)原子、離子、絡(luò)離子、分子所占據(jù),結(jié)果只引起晶格常數(shù)的微小變化,而使 晶體構(gòu)造類型、化學(xué)鍵類型等保持不變的現(xiàn)象稱為類質(zhì)同象.5、八面體擇位能：任意給定的過(guò)渡元素離子,在八面體場(chǎng)中的晶體場(chǎng)穩(wěn)定能一般總是大于在四面體場(chǎng)中的晶體場(chǎng)穩(wěn)定能.二者的差值

10、稱為該離子的八面體擇位 能OSPE.這是離子對(duì)八面體配位位置親和勢(shì)的量度.八面體擇位能愈大, 那么趨向于使離子進(jìn)入八面體配位位置的趨勢(shì)愈強(qiáng),而且愈穩(wěn)定.6、氧化復(fù)原反響改變?cè)卦械倪w移狀態(tài),在短距離內(nèi)發(fā)生沉淀,稱為氧化障和 復(fù)原障.7、微跡元素：一般習(xí)慣于將各種地質(zhì)體系中除 O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、 Ti等9種元素總重量豐度共占99%左右以外的呈微量或痕量通常小于0.1 重量的元素稱之為微量或微跡元素.微跡元素的嚴(yán)格定義：只要元素在所 研究的客體地質(zhì)體、巖石、礦物等中的含量低到可以近似地用稀溶液定 律描述其行為,該元素可稱為微跡元素.8、柯?tīng)柸仕够V物相律：對(duì)于含有活動(dòng)組

11、分的體系,必須將溫度、壓力和活動(dòng)組 分的化學(xué)位卜或濃度a包括在外界條件之內(nèi).以K和K分別表示惰性和活 動(dòng)組分的數(shù)目,&Ku,即在一定的T、P及活性組分化學(xué)位小的條件下,相 互平衡的共存礦物數(shù)不超過(guò)惰性組分?jǐn)?shù).A9、同包素分儲(chǔ)反響：較輕的穩(wěn)止同包素Z<20的相對(duì)質(zhì)重差較大一 10%, A在地質(zhì)作用中由于這種質(zhì)量差引起的相對(duì)豐度的變異,稱為同位素分儲(chǔ)反響.10、6 Eu = Eu/Eu*=U-N,式中Eun、SmN、和GdN均為相應(yīng)元素實(shí)測(cè)值Sm Gd2N的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值.二、問(wèn)做題：1、由于大多數(shù)稀土元素都是呈 3價(jià)出現(xiàn),而Eu是變價(jià)元素,有2和3兩個(gè)價(jià) 態(tài),ElT與CsT的離子

12、半經(jīng)比擬接近,可以置換斜長(zhǎng)石中的Ca,因此與大多數(shù)稀土元素在花崗巖中比在玄武巖中更為豐富不同,Eu在斜長(zhǎng)石含量較高的玄武巖中更為豐富,2、為了獲得精確的等時(shí)線年齡,需要等時(shí)線的斜率盡可能地準(zhǔn)確,只有數(shù)據(jù) 點(diǎn)沿著等時(shí)線較寬地分布才能獲得斜率的準(zhǔn)確.很明顯,也需要很精確地測(cè)定87Sr/ 86Sr或143Nd/144Nd值.只有當(dāng)巖石礦物中的87Rb/86Sr或143Sm/44Nd比值差異 較大,且兩比照值87Rb/86Sr和87Sr/ 86Sr和143Sm/44Nd和143Nd/144Nd者B能夠精確 測(cè)試時(shí).才能獲得精確的87Sr/ 86Sr和43Nd/144Nd初始比值和精確的年齡值.3. A: BABI:玄武質(zhì)無(wú)球粒隕石初始值,代表 45.5億年前假設(shè)地球形成時(shí)的 均一儲(chǔ)庫(kù)的87Sr/86Sr比值=0.699 ; B:居今29億年前從地幔中別離出來(lái)的 富鋤的巖漿增長(zhǎng)線的起點(diǎn),其演化代表了大陸地殼的鍬同位素比值；C:自29億年前從地幔別離出來(lái)的地殼現(xiàn)今的鍬同位素比值；D:代表鋤富集地?，F(xiàn)今的鍬同位素比值：87Sr/86Sr比值= 0.704; E:代表了鋤虧損地?，F(xiàn)今的鍬同位素比值：87Sr/ 86Sr比值=0.702.三、論述