地球化學(xué)隨堂作業(yè)

1、地球化學(xué)作業(yè)題緒 論作業(yè)題1、什么是地球化學(xué)？2、試寫出地球化學(xué)學(xué)科的主要奠基人及其對(duì)地球化學(xué)所作出的主要貢獻(xiàn)。3、試寫出國內(nèi)外主要的地球化學(xué)類期刊的名稱（各大于3種期刊）。4、試寫出5個(gè)主要地球化學(xué)分支學(xué)科的名稱。思考題1、 地球化學(xué)學(xué)科的基本特點(diǎn)和基本問題是什么？2、 地球化學(xué)與化學(xué)和地球科學(xué)其它學(xué)科在研究思路和研究方法上有何異同？3、 何謂地球化學(xué)思維？第一章 太陽系和地球系統(tǒng)化學(xué)元素的分布與分配作業(yè)題1、何謂自然體中元素的豐度？何謂元素在自然體中的分布量？2、何謂元素的克拉克值？3、回答概念：元素的濃度克拉克值，元素的濃集系數(shù)。4、試述載體礦物和富集礦物的概念，并舉例說明其研究的意義。

2、討論題1、 地殼中化學(xué)元素分布的規(guī)律及其產(chǎn)生的原因是什么？2、 試述元素?zé)o處不有定律。3、 為什么說碳質(zhì)球粒隕石的組成可以代表太陽系非揮發(fā)性元素的豐度？4、 以元素的豐度特征來闡述質(zhì)量作用定律在地球化學(xué)研究中的意義。5、 試闡明太陽系元素含量分布的奧多-哈金斯法則產(chǎn)生的原因。思考題1、太陽系、地球和地殼元素豐度特征的對(duì)比2、隕石研究對(duì)于地球形成、組成特征及其演化的意義3、元素克拉克值研究的地球化學(xué)意義。4、地球和地殼元素豐度研究的難點(diǎn)是什么？ 5、研究大陸地殼元素豐度方法的對(duì)比。第二章 元素的結(jié)合規(guī)律與賦存狀態(tài)作業(yè)題1、回答概念：類質(zhì)同像、類質(zhì)同像混入物、固溶體。晶體場分裂能、晶體場穩(wěn)定能和八

3、面體擇位能。2、 為什么硅酸鹽礦物中K的配位數(shù)經(jīng)常比Na的配位數(shù)大？3、 Zn2+和Mg2+的離子半徑相近，但在天然礦物中，前者經(jīng)常呈四面體配位，后者則常呈八面體配位，為什么？4、指出下列微量元素經(jīng)常會(huì)類質(zhì)同象替代硅酸鹽礦物結(jié)構(gòu)中的哪種主要元素：(1)Rb,(2)Sr,(3)Ga,(4)Ti,(5)Li,(6)Ba,(7)Ge,(8)REE,(9)Pb,(10)Ni,(11)Mn.5、下列礦物鍵的類型是什么?(1)所有鍵都是離子鍵;(2)所有鍵都是共價(jià)鍵;(3)部分鍵為離子鍵,部分為共價(jià)鍵:(a)磷灰石;(b)黃銅礦;(c)螢石;(d)自然砷;(e)尖晶石。討論題1、 為什么堿性長石(鈉長石、

4、正長石、微斜長石)之間可以形成共生結(jié)構(gòu)(條紋長石或反條紋長石)，而在斜長石中卻不能？2、 為什么結(jié)構(gòu)與硅酸鹽類似的碳酸鹽沒有形成種類復(fù)雜的碳酸鹽礦物？3、 研究表明，高溫高壓下形成的巖漿巖中礦物種類數(shù)目最少，巖漿期后產(chǎn)物中礦物數(shù)目要大的多，而外生條件下生成的礦物數(shù)目最大。為什么？試從類質(zhì)同象角度給予解釋。4、試論類質(zhì)同象和固溶體形成的熱力學(xué)原因。5、試舉出自然界不混溶地質(zhì)現(xiàn)象的實(shí)例。6、試用晶體場理論分析和闡明硫化物礦物顏色產(chǎn)生的原因。思考題1、地殼中元素的基本結(jié)合規(guī)律。2、元素地球化學(xué)親和性形成的內(nèi)在原因。3、類質(zhì)同象規(guī)律對(duì)于微量元素地球化學(xué)行為的影響。4、試闡述液態(tài)不混溶的地球化學(xué)意義。5

5、、試述晶體場理論對(duì)過渡元素行為的控制。6、地殼中元素的主要存在形式第三章 元素的地球化學(xué)遷移(migration, transportation)作業(yè)題1、 據(jù)研究，23.5億年前的新太古代-古元古代，大氣幾乎完全由CO2構(gòu)成，PCO21bar。試根據(jù)自然水中CO2的電離平衡計(jì)算當(dāng)時(shí)雨水的pH值。設(shè)當(dāng)時(shí)pCO21,可以計(jì)算得雨水的pH=3.95。2、 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？3、 與大氣氧相平衡的水(PO2=0.21atm)，（1）如果它的pH值為6，計(jì)算它的的氧化還原電位Eh值；（2）如果水的pH=7,Eh=+

6、0.2V，求水的氧逸度。4、 當(dāng)以下每種物質(zhì)形成時(shí)，其氧化電位是高還是低？(1) 隕石；(2)煤；(3)沉積錳礦床；(4)釩鉀鈾礦；(5)頁巖中的黃鐵礦。(問題來源：Brownlow,1996)5、 標(biāo)出以下環(huán)境pH值的大小順序：熱帶地區(qū)海水，死谷(Death Valley)的季節(jié)性干鹽湖水，太湖水，含有豐富黃鐵礦的片巖出露區(qū)的溪水，加拿大北部沼澤水。(Krauskopf et al.,1995)。6、 根據(jù)氧化還原電位回答，為什么鉑、金在自然界往往以自然元素形式存在？討論題 1、為什么Al3+的沉積作用必須在介質(zhì)的pH為49之間才能發(fā)生？ 2、根據(jù)pH值和氧化還原電位分析“鐵帽”形成的化學(xué)機(jī)

7、理。3、絡(luò)合作用對(duì)于水溶液中礦物溶解度和成礦作用的主要意義。4、經(jīng)典熱力學(xué)建立了表述平衡狀態(tài)和平衡過程中體系相數(shù)與熱力學(xué)組分?jǐn)?shù)關(guān)系的吉布斯相律，為什么在地球化學(xué)中還要建立戈?duì)柕滤姑芴氐V物學(xué)相律和柯爾仁斯基相律？、這兩個(gè)定律的地球化學(xué)意義何在？思考題1. 自然體系的組成和物理化學(xué)條件如何影響水巖化學(xué)作用的類型2. 水介質(zhì)中元素遷移形式及遷移能力的制約因素3. 熱力學(xué)基本定律及其在自然過程中的體現(xiàn)4. 試述相律和相平衡原理。5. 相圖編制的原理和方法。第四章 微跡元素地球化學(xué)習(xí)題1、 分別應(yīng)用巖漿分離結(jié)晶過程和批次熔融過程元素分配演化的定量模型，選擇相容元素和不相容元素計(jì)算它們?cè)诟呷廴诙?F>

8、;0.9)和低熔融度(F<0.1)時(shí)的濃度變化，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。下述元素比值一般在鎂鐵質(zhì)巖石中高還是在長英質(zhì)巖石中更高，為什么？Rb/Sr、Sr/Ba、B/Mn、Li/Mg、Pb/Rb、Cr/Al、Y/Ca、La/Yb（Krauskopf et al.,1995）。2、 下述元素比值一般在蒸發(fā)巖中高還是在頁巖中高，為什么？Ca/Ba、Si/Na、K/Rb、Mg/Mn。（Krauskopf et al.,1995）。3、 分析對(duì)比花崗巖、頁巖、斜長石和石榴子石的REE分配系數(shù)-原子序數(shù)圖解。它們各自有哪些特點(diǎn)？這些巖石、礦物的REE分布模式之間有何關(guān)系？為什么？4、 多數(shù)稀土元素在花

9、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、 為什么U、Th在花崗巖中比在超基性巖中更為豐富？思考題1、為什么微跡元素在地質(zhì)作用過程中的分配可以用能斯特分配系數(shù)進(jìn)行研究？2、如何確定相容元素與不相容元素？其研究意義何在？舉例說明相容元素和不相容元素研究的地球化學(xué)意義。3、在稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化圖解中，為什么使用球粒隕石組成進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化？4、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？5、自然界許多地質(zhì)作用是否存在稀土元素四分組效應(yīng)？其形成的原因是什么？6、在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解中，與其它稀土元素相比Eu和Ce經(jīng)常出現(xiàn)特殊的異常。為什么？什么樣的情況下，這

10、種異常非常會(huì)變的非常突出？討論題1、 為什么微跡元素地球化學(xué)能夠得到廣泛的應(yīng)用，而且已經(jīng)成為地球化學(xué)研究中必不可少的組成部分？2、 舉例說明稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化REE型式在地球化學(xué)研究中的示蹤意義。3、 為什么稀土元素地球化學(xué)在巖石成因、成礦物源、成巖成礦物理化學(xué)條件以及地殼和地球等天體的形成和演化等研究中能夠得到廣泛應(yīng)用？4、 試述能斯特定律和分配系數(shù)在元素地球化學(xué)研究中的意義。 第五章 同位素地球化學(xué)作業(yè)題 1、使用Sm-Nd法對(duì)巖石定年時(shí)，只有當(dāng)巖石中礦物的147Sm/144Nd比值具有較大差異時(shí)才能獲得最佳的年齡結(jié)果，為什么？ 2、假定下圖是一個(gè)巖漿巖的同位素分析所獲得的結(jié)果，請(qǐng)問圖

11、中點(diǎn)A、B、C、D所代表的意義？3、下列巖漿巖： 形成過程中僅與巖漿水發(fā)生了相互作用； 形成過程中廣泛地與大氣降水發(fā)生了相互作用。試回答哪一種巖漿巖D/H比值和18O/16O比值更高？(6分)。4、對(duì)灰?guī)r樣品進(jìn)行18O/16O比值分析以確定巖石的形成溫度，結(jié)果數(shù)值可以分為兩組，一組18O/16O比值高，另一組18O/16O比值低。試問哪一組巖石即富18O的巖石還是貧18O的巖石最有可能保留巖石最初的同位素組成？5、下列巖石進(jìn)行放射性同位素定年那種同位素定年方法最為合適？ 前寒武紀(jì)花崗巖； 含有碳化木碎屑的早第三紀(jì)頁巖； 早古生代蒸發(fā)鹽礦床； 元古代玄武巖； 一塊史前印地安人營火堆中的木炭； 在

12、花崗巖接觸帶上變質(zhì)巖中的石榴子石-輝石矽卡巖。為什么？6、研究表明，巖漿巖和變質(zhì)巖中的不同礦物具有不同的18O/16O比值，例如巖漿巖中石英一般比鉀長石具有更高的18O/16O比值，試闡明控制礦物18O/16O比值大小的原因是什么？7. 何為同位素分餾系數(shù)？ 思考題1. 根據(jù)作用的性質(zhì)和條件，自然界穩(wěn)定同位素的分餾作用可分為幾類？引起各種分餾作用的原因及其特征是什么？2. 放射性同位素衰變具有哪些不同于一般化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)？試述放射性同位素蝕變定律。3、何謂動(dòng)力同位素效應(yīng)？何謂平衡同位素效應(yīng)？試述二效應(yīng)的地球化學(xué)原理及其在地球化學(xué)研究中的意義。4、 Rb-Sr等時(shí)線測年的基本原理是什么？影響等時(shí)線年齡可靠性的主要因素是什么？5、 試述Sr和Nb同位素如何用于進(jìn)行地球化學(xué)示蹤？6、 根據(jù)水的H、O同位素組成，自然界的水可以分為哪幾類？每一類的