地球化學(xué)考試復(fù)習(xí)資料

第一章1.克拉克值：元素在地殼中的豐度，稱為克拉克值。元素在宇宙體或地球化學(xué)系統(tǒng)中的平均含量稱之為豐度。豐度一般用重量百分?jǐn)?shù)（%），PPM（百萬分之一）或g/t表達(dá)。2.富集礦物:指所研究元素在其中的含量大大超過它在巖石總體平均含量的那種礦物。3.載體礦物:指巖石中所研究元素的重要量分布于其中的那種礦物。4.濃集系數(shù)=工業(yè)運用的最低品位/克拉克值。為某元素在礦床中可工業(yè)運用的最低品位與其克拉克值之比。5.球粒隕石：是石隕石的一種。（約占隕石的84%）：具有球體，具有球粒構(gòu)造，球粒一般為橄欖石和斜方輝石?；|(zhì)由鎳鐵、隕硫鐵、斜長石、橄欖石、輝石構(gòu)成。劃分為：E群——頑火輝石球粒隕石，比較稀少；O群——一般球粒隕石:H亞群—高鐵群，橄欖石古銅輝石球粒損石；L亞群—低鐵群，橄欖紫蘇輝石球粒隕石；LL亞群—低鐵低金屬亞群；C群——碳質(zhì)球粒隕石，具有碳的有機化合物和含水硅酸鹽，如烷烴、芳烴、烯烴、氨基酸、鹵化物、硫代化合物等。為碩士命來源提供重要信息。分Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。Ⅰ型其非揮發(fā)性構(gòu)成代表了太陽系星云的非揮發(fā)性元素豐度。6.濃度克拉克值=某元素在地質(zhì)體中的平均含量/克拉克值,反應(yīng)地質(zhì)體中某元素的濃集程度。1.隕石在地化研究中的意義：（一）隕石的成分是研究和推測太陽系及地球系統(tǒng)元素成分的重要根據(jù)：（1）用來估計地球整體的平均化學(xué)成分。eq\o\ac(○,1)隕石類比法，即用多種隕石的平均成分或用球粒隕石成分來代表地球的平均化學(xué)成分。eq\o\ac(○,2)地球模型和隕石類比法來代表地球的平均化學(xué)成分，其中地殼占質(zhì)量的1%，地幔31.4%，地核67.6%，然后用球粒隕石的鎳—鐵相的平均成分加5.3%的隕硫鐵可以代表地核的成分，球粒隕石的硅酸鹽相平均成分代表地殼和地幔的成分，用質(zhì)量加權(quán)法計算地球的平均化學(xué)成分。（2）I型碳質(zhì)球粒隕石其揮發(fā)性構(gòu)成代表了太陽系中非揮發(fā)性元素的化學(xué)成分。（二）隕石的類型和成分是用來確定地球內(nèi)部具層圈構(gòu)造的重要根據(jù)：由于隕石可以分為三種不一樣的隕石—石隕石、石鐵隕石和鐵隕石，因而科學(xué)家設(shè)想隕石是來自某種曾經(jīng)分異成一種富含金屬的核和一種硅酸鹽外殼的行星體，這種行星經(jīng)破裂后就成為多種隕石，其中鐵隕石來自核部，石鐵隕石來自金屬核和硅酸鹽幔的界面，而石隕石則來自富硅酸鹽的幔區(qū)。這種設(shè)想成為推測地球內(nèi)部構(gòu)造和化學(xué)成分的重要根據(jù)之一。（三）碳質(zhì)球粒隕石的有機化合物成分是研究地球初期生命系統(tǒng)的化學(xué)演化及來源的重要根據(jù)和信息，在碳質(zhì)球粒隕石中已發(fā)既有機化合物60多種。有人認(rèn)為地球初期生命系統(tǒng)的化學(xué)演化不一定來源于行星的大氣，而有也許來自太陽星云凝聚時已合成的有機質(zhì)。2比較太陽系、地球、地殼重要化學(xué)元素豐度特性的異同點，闡明自然界元素豐度的基本特性和決定自然體系中元素豐度的最基本原因:（1）特性的異同：太陽系：H>He>O>N>C>Si>Mg>S地球;Fe>O>Mg>Si>Ni>S>Ca>Al>Ca>Na地殼：O>Si>Al>Fe>Ca>Na>K>Mg>Ti>H硅酸鹽在地球表層富集，較難熔的鎂鐵硅酸鹽和金屬鐵下沉。（2）自然界元素豐度的基本特性：eq\o\ac(○,1)個元素豐度隨原子序數(shù)的增大而呈指數(shù)下降；在Z>45之后豐度值又相近。eq\o\ac(○,2)原子序數(shù)為偶數(shù)的同位素豐度不小于奇數(shù)者（中子數(shù)、質(zhì)量數(shù)同）——奧多-哈根斯法則；eq\o\ac(○,3)四倍原則：如O（A=16），質(zhì)子數(shù)為4的倍數(shù)eq\o\ac(○,4)Li、P、B豐度很低，為虧損元素（核子結(jié)合能低，形成后易分解）eq\o\ac(○,5)Fe和O過量（核子結(jié)合能最高，核子穩(wěn)定）eq\o\ac(○,6)原子序數(shù)（質(zhì)子數(shù)或中子數(shù)）是“幻數(shù)”的元素豐度高（氦、氧、鈣等：2、8、14、20、2850、82、126）（3）決定自然體系中元素豐度的最基本原因：eq\o\ac(○,1)與原子構(gòu)造有關(guān)具有最穩(wěn)定原子核的元素分布最廣，當(dāng)中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)比例合適時核最穩(wěn)定。如在原子序數(shù)<20的輕核中，中子∕質(zhì)子等于一是，核最穩(wěn)定，由此可以闡明O、Mg、Si、Ca的豐度較大的原因；隨原子序數(shù)增大，核內(nèi)質(zhì)子間的斥力不小于核力，核子的結(jié)合能減少，原子核就趨于不穩(wěn)定，因此元素同位素的豐度就要減少；偶數(shù)元素或同位素的原子核內(nèi)，核子傾向成對，他們自旋力矩相等，而方向相反，量力力學(xué)證明：這種核的穩(wěn)定性最大，因而這種元素或同位素在自然界分布最廣；中子數(shù)等于幻數(shù)的同位素，其原子核中的殼層為核子所充斥，形成最為穩(wěn)定的原子核，因而具有高的豐度。eq\o\ac(○,2)與元素來源、形成過程及元素形成后的化學(xué)分異有關(guān)。在恒星的高溫條件下?？梢园l(fā)生有質(zhì)子參與的熱核反應(yīng)，這使Li、Be、B迅速的轉(zhuǎn)變?yōu)?He的同位素，因此，Li、Be、B豐度明顯偏低就同他們在恒星熱核反應(yīng)過程中被消耗的歷史有關(guān)；在內(nèi)行星和隕石物質(zhì)中氣態(tài)元素（H、He等）的豐度極大的低于太陽系中各該元素的豐度，導(dǎo)致這種差異的原由于這些元素在行星和隕石母體形成或存在過程中逃逸到宇宙空間所致。3.元素克拉克值的意義：（1）元素克拉克值確定著地殼作為一種物理化學(xué)體系的總特性以及地殼中多種地球化學(xué)過程的總背景；它為地球化學(xué)提供了衡量元素集中分散及其程度的標(biāo)尺；是影響元素地球化學(xué)行為的重要原因，支配著元素的地球化學(xué)行為。(2)研究地殼的化學(xué)成分可以用來推測地球內(nèi)部成分,用來與其他星球比較.(3)克拉克值是影響元素地球化學(xué)性質(zhì)的重要原因:1)克拉克值高的元素易形成獨立礦物,并可富集成礦:例如:Na、K、Rb、Cs四元素中，Na、K豐度大可以成礦；Rb、Cs則不能。2)克拉克值高的元素形成礦物種類也多：例如：O、Si、Al、Fe元素的礦物種類非常多；而克拉克值低的元素形成礦物種類也少，例如：Li、Re、Hf等不形成獨立礦物。因此，自然界僅3000種礦物，而試驗室可有數(shù)十萬種化合物。N(獨立礦物數(shù))=200×4√K原子克拉克值；(4)生物體內(nèi),克拉克值高的元素豐度大（Si例外),克拉克值小的元素豐度也小，甚至有害。(5)克拉克值是確定區(qū)域地球化學(xué)異常和地球化學(xué)省的背景值。地球化學(xué)省:地殼上某元素含量明顯偏高的地段。濃度克拉克值=某元素在地質(zhì)體中的平均含量/克拉克值,反應(yīng)地質(zhì)體中某元素的濃集程度。濃度克拉克值<1元素分散;濃度克拉克值>1元素富集;濃集系數(shù)=工業(yè)運用的最低品位/克拉克值(6)根據(jù)元素對比值確定礦化類型:克拉克值之比:Th/U＝3.3--3.5;Th/U＜2鈾礦化;2.5＜Th/u＜4鈾和釷礦化；Th/u＞5釷礦化（7）運用克拉克值估算礦產(chǎn)資源的儲量1)Au的克拉克值3.5PPb,地殼質(zhì)量24×1018噸;2)地殼中Au為24×1018×3.5×10-9噸=84×109噸;3)陸地質(zhì)量為地殼的62.9%,則陸地Au為84×109×62.9%=53×109噸4)美國占世界陸地的1/17.3,因此美國陸地的Au為53×109÷17.3=3.064×109噸5)陸殼平均深36.5KM,人類可采礦深1KM,因此美國1KM深陸地的Au為3.064×109÷36.5=84×106噸；專家估計美國可回收Au資源為8.6×103噸；6)目前,美國已探明Au儲量為R=2098噸,美國Au資源潛力和儲量之比為F=8.6×103÷2098=4.1；闡明尚有較大的勘探潛力。第二章1.元素地球化學(xué)親和性：1）定義：指元素形成陽離子的能力及陽離子在自然體系中有選擇地與某陰離子化合的傾向性。2）親和性包括:①親氧性(親石性)---陽離子和氧結(jié)合成離子鍵為主的氧化物和硅酸鹽的性質(zhì)。親氧元素離子最外層具有S2P6惰性氣體型的8電子構(gòu)造,電負(fù)性小,多為順磁性,氧化物生成熱>FeO的生成熱,集中分布于巖石圈；與氧親和力強。親氧元素重要有---堿金屬、堿土金屬、稀土元素、稀有元素等--Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Al、Zr、Hf、Nb、Ta、REE等。親氧元素重要熔于硅酸鹽熔體；②親硫性(親銅性)---陽離子和硫結(jié)合成共價鍵為主的硫化物和硫鹽的性質(zhì)。親硫元素其離子最外層具有S2P6d10的銅型18電子構(gòu)造,具較大的電負(fù)性和離子半徑、較低的電價；多為逆磁性,氧化物生成熱<FeO的生成熱,集中分布于硫化物-氧化物過渡圈。重要熔于硫化鐵熔體；親硫元素重要有成礦元素--Cu、Pb、Zn、Au、Ag等。③親鐵性---指元素以金屬狀態(tài)產(chǎn)出的一種傾向性。親鐵元素離子最外層有8--18過渡型電子構(gòu)造,多為強磁性,氧化物生成熱最小,與氧和硫的親合力均弱,易熔于熔鐵，集中分布于鐵鎳核。在O和S缺乏的體系中,某些金屬不能與陰離子形成化合物,只能以自然金屬形式存在,它們以金屬鍵結(jié)合,與鐵共生。親鐵元素有---Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt等.④親氣性--原子最外層8電子,原子容積最大,熔點、沸點低,以氣體形式存在，具揮發(fā)性，集中在大氣圈.如:O2、N2、H2、Ne、Ar、Kr等。⑤親生物性:這些元素富集在生物圈,構(gòu)成或進(jìn)入生物體。如:C、O、N、H、P、B等。2.化學(xué)反應(yīng)制動原理：在氧局限性的體系中,元素與氧化合按自由能ΔGf由高負(fù)值---低負(fù)值次序進(jìn)行（結(jié)合次序按-ΔGf的大小決定）,到鐵由于其豐度高,可以消耗掉所有剩余的氧,以致使多出的鐵和硫化合或呈自然鐵存在,而使排在鐵背面的元素不能與氧化合.鐵起到化學(xué)反應(yīng)的“制動劑”作用,這一現(xiàn)象稱為～3.若兩種離子半徑相似而電價不一樣,則較高價離子優(yōu)先進(jìn)入晶格,集中于較初期結(jié)晶的礦物中，稱為“捕捉”；而較低價離子集中于較晚期結(jié)晶的礦物中，稱為“容許”。如Sc3+（角閃石、輝石，基性巖中）與Li+（黑云母與電氣石，酸性巖或偉晶巖中）,Y3+（磷灰石、榍石、和螢石）與Na+（斜長石）4.內(nèi)潛同晶：兩種離子濃度大體相等,而一種元素以分散量進(jìn)入另一元素的晶格內(nèi),可以分出重要元素和次要元素時,這時次要元素就隱蔽在重要元素之中,稱為內(nèi)潛同晶.5.殘存富集：指類質(zhì)同象影響微量元素的集中和分散的一種狀況，在巖漿結(jié)晶分異過程中,可以與主量元素發(fā)生類質(zhì)同象的微量元素會“晶體化學(xué)分散”,例如Rb因與K類質(zhì)同象而分散；不能與主量元素發(fā)生類質(zhì)同象的微量元素，則在殘存熔體中富集，有也許在合適的條件下形成副礦物，或者轉(zhuǎn)入巖漿期后熱液中富集成礦，即“殘存富集”。6.賠償類質(zhì)同象：指組分濃度不一樣影響元素類質(zhì)同象置換規(guī)律的狀況。一種熔體或溶液中假如缺乏某種成分,則從中晶出包括此種組分的礦物時,熔體或溶液中與之性質(zhì)相似的其他元素就可以類質(zhì)同象混入物的形式加以補充,稱為“補嘗類質(zhì)同象”.如釩鈦磁鐵礦Fe2+(Fe,V,Ti)23+O4,當(dāng)Fe2O3濃度過小時,不形成磁鐵礦,V2O3,Ti2O3賠償Fe2O3進(jìn)入磁鐵礦晶格中而形成.7.超顯微非構(gòu)造混入物：指元素在地殼中的一種賦存形式，為一種顆粒極細(xì)的混入物其最大的特點是不占據(jù)主礦物的晶格位置因而是獨立化合物但又不能分離出來或進(jìn)行礦物學(xué)研究的顆粒。1.戈爾德施密特地球化學(xué)分類：根據(jù)：元素的性質(zhì)和在地圈內(nèi)的分布關(guān)系，他在銅礦石冶煉過程中注意到礦石經(jīng)冶煉后形成四個相，金屬鐵相硫化鐵相硅酸鹽爐渣和氣相CO2、H2O分別與隕石中的鐵隕石，隕硫鐵，球粒隕石的化學(xué)成分相比，并結(jié)合地質(zhì)作用中的礦物組合和元素共生規(guī)律提出把元素分為~并推測地球內(nèi)部殼層構(gòu)造也有類似化學(xué)成分分異。成果：（見名詞解釋地球化學(xué)親和性）意義：戈式分類作為考察元素地球化學(xué)行為的基本屬性，已被普遍應(yīng)用，如元素的地球化學(xué)親和性和地球演化成圈過程元素在各圈層間的分異等有指導(dǎo)意義。但在深入把握元素在復(fù)雜的地質(zhì)作用中的習(xí)性時又顯得不夠細(xì)。2.元素具有地球化學(xué)親和性的原因：1）元素的基本化學(xué)性質(zhì)：（1）元素的電子層構(gòu)造或電離能原因：如，親鐵元素Fe、Co、Ni、Os、Ir、Pt、Cu、Ag、Au等的特性是d亞層充斥或近充斥的18或近18電子構(gòu)造,具較高的電離能。在化學(xué)反應(yīng)中能保持原子的電子不被剝奪，也無力奪取外來電子，保持電中性，而無親陰離子性。（2）元素的電負(fù)性原因。元素離子的電負(fù)性與O2-和S2-的差值反應(yīng)其親氧或親硫的傾向。元素離子的電負(fù)性與O2-電負(fù)性的差值越大，反應(yīng)其親氧性傾向；反之親氧性減弱。元素離子的電負(fù)性與S2-電負(fù)性的差值越大，反應(yīng)其親硫性傾向越弱；反之親硫性越強。2）化合反應(yīng)的能量效應(yīng)(符合體系總自由能ΔGf最低法則)：①金屬的親氧和親硫性按按金屬元素氧化物和硫化物的生成自由能ΔGf由高負(fù)值---低負(fù)值次序排列。一般說，親氧性強，其親硫性就弱，反之亦然。金屬與氧生成自由能ΔGf由高負(fù)值---低負(fù)值排列次序為:Ca、Th、Mg、Al、Zr、U、Ti、Si、V、Na、Mn、Cr、K、Zn、W、Sn、Mo、Fe、Co、Ni、Pb、Cu、Bi、Pd、Hg、Ag.②自然界地球化學(xué)體系都趨向于體系能量最低，故而存在著電價、半徑、電負(fù)性極性對應(yīng)等結(jié)合規(guī)律。電價：高（陽離子）對高（陰）、低對低；半徑：大（陽離子）對大（陰）、小對小；電負(fù)性極性：電負(fù)性大（陰離子）對?。枺?、小對大。3）元素的豐度原因與化學(xué)反應(yīng)的制動原理：上地殼:陰離子(豐度，下同)>陽離子--陽離子高價態(tài);地幔:陰離子<陽離子---陽離子低價態(tài);整個地球:陰離子<<陽離子-陽離子出現(xiàn)金屬態(tài):Fe0和Ni0，Pt族，Au，Hg，Ag等；多具親鐵性。由于化學(xué)反應(yīng)制動原理，排在FeO、FeS后的元素（—ΔGf）不能與氧和硫結(jié)合，多具親鐵性。3.戈爾德施密特和林伍德總結(jié)的類質(zhì)同象規(guī)律、為何說類質(zhì)同象是微量元素分派結(jié)合的規(guī)律、類質(zhì)同象的地質(zhì)應(yīng)用：1)戈爾德施密特法則：考慮電價、半徑原因，合用于結(jié)晶過程中的離子鍵化合物(1)若兩種離子電價相似、半徑相似,則半徑較小的離子優(yōu)先進(jìn)入晶格。因此，較小離子半徑的元素集中于較初期結(jié)晶的礦物中，而較大離子半徑的元素集中于較晚期結(jié)晶的礦物中。如Mg、Fe;Mn進(jìn)入角閃石、黑云母等較晚結(jié)晶礦物中；(2)若兩種離子半徑相似而電價不一樣,則較高價離子優(yōu)先進(jìn)入晶格,集中于較初期結(jié)晶的礦物中，稱為“捕捉”；而較低價離子集中于較晚期結(jié)晶的礦物中，稱為“容許”。如Sc3+（角閃石、輝石，基性巖中）與Li+（黑云母與電氣石，酸性巖或偉晶巖中）,Y3+（磷灰石、榍石、和螢石）與Na+（斜長石）；(3)隱蔽法則:若兩種離子電價相似、半徑相似,豐度高的主量元素形成獨立礦物,豐度低的微量元素將按豐度比例進(jìn)入主量元素的礦物晶格,即微量元素被主量元素所隱蔽。例如:Rb進(jìn)入K礦物的晶格;Sr進(jìn)入Ca礦物的晶格2)林伍德補充總結(jié)的電負(fù)性法則:更合用于非離子鍵性化合物(1)當(dāng)陽離子的離子鍵成分（鍵強弱）不一樣步,電負(fù)性小的離子優(yōu)先進(jìn)入晶格,形成較強的、離子鍵成分較多的鍵。例如:Zn2+半徑0.083nm（納米）電負(fù)性857.7千焦/克分子;Fe2+半徑0.083nm電負(fù)性774千焦/克分子;Mg2+半徑0.078nm電負(fù)性732千焦/克分子;三者中Mg2+的半徑小,電負(fù)性小,最先進(jìn)入硅酸鹽礦物晶格.如橄欖石;Fe2+的半徑與Zn2+相似,但電負(fù)性較小,次進(jìn)入硅酸鹽礦物晶格.如橄欖石、輝石等;Zn2+因電負(fù)性較大,難進(jìn)入初期硅酸鹽礦物晶格.若按戈氏法則，則應(yīng)同步進(jìn)入初期硅酸鹽礦物晶。(2)內(nèi)潛同晶：~(3)內(nèi)潛同晶鏈:多種性質(zhì)相似的元素依次持續(xù)的內(nèi)潛同晶稱為內(nèi)潛同晶鏈.例如稀土元素及鈦鈮鈣鈰礦(Na,Ce,Ca)(Ti,Nb)2O63）為何~：微量元素在地球系統(tǒng)各體系中含量低不不小于0.1%常不能形成自己的獨立礦物而是分散在其他元素構(gòu)成的礦物晶格中而類質(zhì)同象正是制約元素質(zhì)點在礦物晶格中占據(jù)的元素分派規(guī)律，因此說~4）地質(zhì)意義：對微量元素的分派、結(jié)合具特殊的意義：1）類質(zhì)同象制約了巖石中微量元素與主量元素的共生組合。例如:Ni、Co等元素集中在超基性巖，與它們和Fe、Mg主量元素類質(zhì)同象有關(guān)系。2）類質(zhì)同象制約了元素在共生礦物間的分派。一種元素在同一巖石各構(gòu)成礦物間的分派往往極不均勻,這種不均勻分派受結(jié)晶化學(xué)和熱力學(xué)多方面的控制,但重要受類質(zhì)同象規(guī)律和分派定律的制約。例如:Ba、Rb、Pb在硅酸鹽礦物中重要類質(zhì)同象K,因此在富K的長石和黑云母中Ba、Rb、Pb的含量也高;貧K礦物斜長石等Ba、Rb、Pb的含量則低。3）支配微量元素在交代過程中的行為:在交代變質(zhì)過程中系統(tǒng)往往是開放的,在主量元素發(fā)生遷移的同步,與主量元素發(fā)生類質(zhì)同象的微量元素也會發(fā)生類似的遷移。例如:鉀長石交代鈉長石時，Sr2+隨Na+從晶格遷出，而Rb+則隨K+帶入。4）類質(zhì)同象的元素比值可作為地質(zhì)作用過程和地質(zhì)體成因的標(biāo)志:例如:黃鐵礦中的Co/Ni可以確定礦床成因:克拉克值Co/Ni=0.28;(wCo/wNi)>1為巖漿熱液成因礦床;(wCo/wNi)<1為沉積成因礦床5）類質(zhì)同象的標(biāo)型元素組合或指紋元素組合:同一種礦物在不一樣成因條件下往往有不一樣特性的類質(zhì)同象元素組合,據(jù)此可以推測礦物的形成環(huán)境。例如:磁鐵礦Fe2+O.Fe3+2O3有兩個類質(zhì)同象系列:Fe2+類質(zhì)同象系列:Mg2+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Cu2+、Cr3+等,富Mg2+、Co2+、Ni2+、Cr3+、V3+--基性超基性巖;富Mg2+、Zn2+、Cu2+、GA3+--接觸交代變質(zhì)型碳酸巖;Fe3+類質(zhì)同象系列:Al3+、Sn4+、V3+、Ge4+、Mn3+、Ti4+等;富Al3+、Sn4+而貧Mg2+--酸性巖;富V3+、Ge4+、Mn2+---沉積變質(zhì)巖.6）類質(zhì)同象影響微量元素的集中和分散:在巖漿結(jié)晶分異過程中,可以與主量元素發(fā)生類質(zhì)同象的微量元素會“晶體化學(xué)分散”,例如Rb因與K類質(zhì)同象而分散；不能與主量元素發(fā)生類質(zhì)同象的微量元素，則在殘存熔體中富集，有也許在合適的條件下形成副礦物，或者轉(zhuǎn)入巖漿期后熱液中富集成礦，即“殘存富集”。例如:Be(半徑0.035)有兩種形式:Be2+與(BeO4)6-;堿性巖中,Be的豐度較大,為(7—9)×10-6,富K+Na+和高價Ree3+、Ti4+等離子,為處堿性介質(zhì)中:酸根形式存在(BeO4)6-與(SiO4)4-類質(zhì)同象而分散:如在長石中,(BeO4)6-+Ree3+=(SiO4)4-+(K、Na)+在輝石中,(BeO4)6-+Ti4+=(SiO4)4-+Mg2+酸性巖中,Be的豐度較小,為(3—5)×10-6,但酸性介質(zhì)中以Be2+形式存在,不與主量元素Si發(fā)生類質(zhì)同象而可富集成礦.如綠柱石.7）類質(zhì)同象的生物致病:例如:骨痛病---骨骼中的Cd導(dǎo)致骨痛和骨骼斷裂.Cd類質(zhì)同象Zn,進(jìn)入閃鋅礦(ZnS)中;地表發(fā)生氧化作用:ZnS+2O2=ZnSO4CdS+2O2=CdSO4；ZnSO4和CdSO4溶解度大----遷移----糧食瓜果蔬菜---生物體----骨骼----Cd2+類質(zhì)同象置換Ca2+----不停積累以致病.4.地殼中元素的賦存形式有哪些?有哪些研究措施?有什么地質(zhì)意義？（1）地殼中元素的賦存形式：1）獨立礦物形式--指粒度>0.001mm,有特定化學(xué)性質(zhì),用肉眼或顯微鏡可見,可用物理措施分離出單礦物的賦存形式。2）類質(zhì)同象形式---特點是進(jìn)入晶格,構(gòu)成構(gòu)造混入物.如要分離須破壞礦物的晶格。3)超顯微非構(gòu)造混入物形式---直徑<0.001mm的包裹體,特點是不占主晶格位置,是獨立化合物,但又不能分離出來或進(jìn)行礦物學(xué)研究。4)吸附形式--離子或化合物分子被吸附在粘土礦物的表面,或由于電荷不平衡而吸附異性離子的現(xiàn)象,存在于晶體缺陷或解理面中,是獨立化合物,但不占主晶格位置。5)與有機質(zhì)結(jié)合形式---被有機物吸取,形成金屬有機化合物。例如紅血球中的鐵;骨骼中的鈣,生物體中的金屬元素K、Rb、Sr、P、Ti、V、Cｒ、Ｍｎ、Fe、Cｏ、Ni、Cｕ、Zｎ…元素在自然界的賦存狀態(tài)和賦存形式是可變的,隨環(huán)境而變:例如：Pb:巖漿熔體中—陽離子Pb2+;巖漿巖---類質(zhì)同象置換K存在長石中;硫化物礦床---方鉛礦;沉積還原環(huán)境中生成方鉛礦。（2）研究措施：1）礦物學(xué)觀測及X光衍射法確定類質(zhì)同象。測礦物的光學(xué)常數(shù)來確定。如閃鋅礦含F(xiàn)eS為0.2%時，N(折射率)=2.369;含F(xiàn)eS為28.2%時，N=2.47.既有配套資料查閱;2)電子探針(由電子顯微鏡和X螢光光譜聯(lián)合使用,探測微區(qū)為0.001mm)的應(yīng)用.(1)研究細(xì)小顆粒礦物的成分、構(gòu)造構(gòu)造、光性特性等；（2）應(yīng)用探針掃描法測定切片的精細(xì)地球化學(xué)剖面；（3）應(yīng)用電子背散射圖像研究元素的空間分布；（4）研究礦物的化學(xué)鍵性質(zhì)和離子的價態(tài):反應(yīng)在探針譜線波長的不一樣;3）偏提取法：通過選擇合適的溶劑，只溶解樣品中的某些組分，而保留其他不溶相，使之分離。適合超顯微非構(gòu)造混入物的形式；4）放射性攝影法：對超顯微混入物和吸附態(tài)元素尤其有效。如對鈾的賦存狀態(tài)的研究十分有效。（3）地質(zhì)意義：元素結(jié)合或存在形式不一樣，將具有不一樣的化學(xué)活動性和體現(xiàn)出不一樣的地球化學(xué)活動性和行為;此外對礦產(chǎn)資源的可運用性也很重要。(1)具有不一樣的化學(xué)活動性;(2)具有不一樣的地球化學(xué)行為:如鉬元素,酸性和富含鋁鐵氧化物土襄不利于形成(MoO4)2-;(3)對礦產(chǎn)資源的可運用性具有重要意義,如鎳,在超基性巖中,存在于硅酸鹽中則不能運用,如以硫化物形式存在,則可運用.第三章1、元素的地球化學(xué)遷移：元素在地質(zhì)作用中由一種存在形式變?yōu)榱硪环N,并伴伴隨一定的空間位移的運動過程,叫元素的~。一種完整的遷移過程包括:活化、搬運、沉淀三個環(huán)節(jié)。有三個遷移類型：化學(xué)與物理遷移（水及水溶液遷移）、硅酸鹽熔體遷移、氣體遷移，生物或生物地球化學(xué)遷移，機械遷移(很次要)。元素以固態(tài)形式遷移—重要是擴(kuò)散作用:（定義:假如一種體系的不一樣部分中,某元素的濃度不一樣,則該元素的質(zhì)點將自動從高濃度處向低濃度移動,直到各處濃度相似而后止。）2、交代作用：一種難溶礦物沉淀后來，元素的遷移作用并非停止，溶液中飽和著構(gòu)成化合物的離子，礦物與溶液處在動態(tài)平衡之中。只要溶液中出現(xiàn)了可以形成更低活度積的化合物的離子，則原礦物溶解,活度積更低的化合物沉淀，地球化學(xué)上稱為“交代反應(yīng)”3、原則電極電位：互相作用的離子間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)稱為氧化一還原作用；電化學(xué)中規(guī)定：在25℃溶液中，氧化態(tài)和還原態(tài)的濃度均為lmol時，平衡共存所測出的半反應(yīng)的電極電位稱為原則電極電位，用Eθ表達(dá)。規(guī)定氫電極的反應(yīng)：?H2→H+十e的Eθ4、能斯特方程：任意態(tài)（T和濃度變化）氧化—還原反應(yīng)：將化學(xué)反應(yīng)等溫方程式代入ΔG0反應(yīng)=n·F·Eh,經(jīng)整頓得到能斯特方程:Eh=Eho+(RT/nF)ln([氧化態(tài)]/[還原態(tài)])Eh是化學(xué)反應(yīng)靠近平衡時的度量,因此也是反應(yīng)強度原則。式中:R—氣體常數(shù)T—絕對溫度n—參與反應(yīng)的電子數(shù)F—法拉第常數(shù),F=23062.3卡/伏特·克當(dāng)量=96500J/VEho一原則氧化電極電位[]—氧化態(tài)和還原態(tài)的濃度。在一種大氣壓和25℃條件下（只是濃度變化）,將R、F、T數(shù)值代入上式并變換成常用對數(shù)得:Eh=Ehθ+(0.059/n)lg([氧化態(tài)]/[還原態(tài)5、地球化學(xué)障：元素在遷移過程中碰到環(huán)境的物理化學(xué)條件發(fā)生了急劇變化，而使元素遷移強度在短距離內(nèi)發(fā)生急劇減小，發(fā)生沉淀濃積。這些引起元素沉淀的條件和原因稱為~包括氧化障和還原障。6、氧化（還原）障：氧化還原反應(yīng)變化元素原有的遷移狀態(tài)，在短距離內(nèi)發(fā)生沉淀，如元素在還原（氧化）狀態(tài)下遷移，碰到氧化（還原）環(huán)境沉淀則稱為還原障7、離子電位π：為離子電價與其半徑的比值。決定了離子吸引電價的能力，是影響元素性質(zhì)和行為的重要原因。8、環(huán)境的氧化還原電位Eh：指體系中有多種組分存在的氧化一還原反應(yīng)中，作用成果的總體體系的電位，它取決于其中占主導(dǎo)地位的過剩組分的氧化還原電位,稱為環(huán)境的氧化還原電位,用Eh表達(dá)。意義：環(huán)境的氧化一還原電位是衡量自然環(huán)境氧化或還原某種元素(離子或原子)能力的量。例：與大氣接觸的多種地表環(huán)境中，O2是過剩組分。開闊海面及表層水，PO2=0.21，Eh=+0.3ev;海底有機質(zhì)堆積區(qū)為缺氧環(huán)境PO2=10-100，Eh=-0.60。9、氧化一還原條件的標(biāo)型礦物組合：根據(jù)原則型礦物組合判斷環(huán)境的氧化還原條件，例：強還原條件下出現(xiàn)黃鐵礦、硫化物、自然鐵、磁鐵礦組合；弱還原：磁鐵礦、黃鐵礦、自然硫；弱氧化：磁鐵礦、褐鐵礦、硫酸鹽；強氧化：褐鐵礦、硫酸鹽、針鐵礦等。10、溶度積：是一種難容電解質(zhì)固體和他的飽和溶液在平衡時的平衡常數(shù)。是導(dǎo)致多種金屬鹽類礦物出現(xiàn)交代反應(yīng)的原因或重要控制原因。1.元素遷移原因及其影響原因：原因：無論從整體還是從各個系統(tǒng)來看，地球系統(tǒng)的化學(xué)構(gòu)成都是不均一的，并且系統(tǒng)的物理化學(xué)條件也在不停的發(fā)生變化，這是引起化學(xué)作用的主導(dǎo)原因。當(dāng)環(huán)境發(fā)生物理化學(xué)變化，使元素本來的存在形式變得不穩(wěn)定期，為理解與環(huán)境到達(dá)新的平衡，元素本來的存在形式發(fā)生解體，而結(jié)合成一種新的相對穩(wěn)定的方式存在。當(dāng)元素發(fā)生結(jié)合狀態(tài)變化并伴伴隨一定的空間轉(zhuǎn)移時，就稱元素發(fā)生了化學(xué)遷移。影響原因：（1）元素和化合物的性質(zhì)：①化學(xué)鍵:共價鍵>離子鍵>分子鍵;②半徑:半徑越大,外電子易失,溶解于水的能力越大;③電價:電價越高越難溶。陽離子:一價----NaCl、K2SO4、(NH4)+易溶二價----CaSO4、BaSO4三價----Al3+、Fe3+四價----Si4+、Ti4+、Zr4+、Hf4+難溶陰離子:一價----Cl-、HO-、(NO3)-易溶二價----(SO4)2-、(CO3)2-三價----(PO4)3-;四價----(SiO4)4-難溶（2）元素的存在形式；（3）溶液中組分的類型和濃度；（4）環(huán)境的物理化學(xué)條件等，如溫度，PH、EH值的變化。2.介質(zhì)pH值對元素遷移的控制規(guī)律：(1)介質(zhì)pH值控制金屬離子的溶解遷移：pH<6,酸性條件下：堿性和弱堿性元素如Ca、Sr、Ba、Cu、Zn、Cd、Cr+3、Fe+2、Ni+2—趨向成離子遷移;酸性元素如Si、Ge等趨向沉淀；pH>7,堿性條件下相反；但Se+6、Mo+6、V+5、As+5—呈高價離子遷移;兩性元素在強酸強堿下溶解遷移，在正常水體PH=4-9內(nèi)難溶(2)介質(zhì)的pH控制氫氧化物從溶液中的沉淀，如Mn(OH)2pH=9.0；Mg(OH)2pH=10.5；KOHpH>11；NaOH與氫氧化物溶度積的小—大：Hg2+<Ni2+<Cu2+<Zn2+<Fe2+<Pb2+<Co2+<Cd2+<Mn2+偏堿性的元素有也許在較高的PH范圍遷移。(3)同一元素不一樣價態(tài)的氫氧化物沉淀時的pH值不一樣:例如：Fe(OH)3pH=2.48;Fe(OH)2pH=5.5(4)弱電解質(zhì)CO2、H2S等在不一樣pH的水中溶解形式不一樣.例如:CO2在水中溶解形式有HCO3-、CO3-、H2CO3等(5)溶液pH變化時,對不一樣性質(zhì)組份的溶解度產(chǎn)生不一樣的影響:當(dāng)pH由小→大時,有三種狀況溶解度減少:Fe(OH)3,Fe(OH)2,CaCO3(堿性物質(zhì))溶解度增大:SiO2(酸性物質(zhì))溶解度開始變小而后增大:A12O3兩性物質(zhì)(pH=4-10時幾乎不溶)(6)介質(zhì)pH值的變化控制所有包括H+及OH-反應(yīng)的平衡移動方向(電離反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)、水解、中和及絡(luò)合反應(yīng))3.Eh對元素遷移的控制：介質(zhì)(環(huán)境)的氧化還原電位對變價元素的共生組合起決定作用:環(huán)境的氧化還原電位是體系中總體的電位Eh，假如某些離子與該體系電位不符，則必然要發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，即但凡高于此值的價離子自發(fā)地還原；而低于此值的氧化還原反應(yīng)的低價離子自發(fā)地氧化。例如:Fe2+、Mn2+在內(nèi)生作用中是共生元素,還原狀態(tài)時都是二價。a.酸性介質(zhì)：I。當(dāng)環(huán)境的Eh<0.771ev時：Fe2+----Fe3++e-①Eho=0.771evMn2++2H2O___Mn4+O2+4H++2e②Eho=1.28ev∴在25℃時，他們可以共存的是Fe2+、Mn2+。Fe2+----Fe3++e①Eho=0.771evMn2++2H2O___Mn4+O2+4H++2e②Eho=1.28evⅡ.1.28>介質(zhì)的Eh>0.771ev時，①式可以反應(yīng)，②式不能進(jìn)行反應(yīng)，則Fe3+沉淀與Mn2+共存。實際上，在酸性介質(zhì)中，即pH=1__7時,氧化的上限為1.16__0.82ev（EH=1.22_0.059?pH）,不不小于1.28ev，達(dá)不到Mn4+的條件，因此酸性介質(zhì)中只有Mn2+存在，而不也許有Mn4+存在。b.堿性介質(zhì)pH>7時，可以出現(xiàn)Mn4+O2沉淀:Fe(OH)2+OH---Fe(OH)3+eEho=-0.56Mn(OH)2+2（OH)；Mn4+O2↓+2H2O+2e；Eho=-0.05因此，任何時候都見不到Fe(OH)2與MnO2共生4.判斷能否共存：Fe2+與Cu2+（1）a.酸性介質(zhì)：Cu====Cu2++2e-Eho=0.337eV;Cu+====Cu2++e-Eho=0.167eV---eq\o\ac(○,1)Fe3++3H2O===Fe(OH)3+3H++3e-Eho=0.98eV---eq\o\ac(○,2);Fe===Fe2++2e-Eho=-0.44eV;Fe2+===Fe3++e-Eho=0.771eVⅠ.當(dāng)環(huán)境的Eh<0.167時，在25℃時，他們可以共存的是Cu+，F(xiàn)e2+。Ⅱ.0.98eV>介質(zhì)的Eh>0.167eV時，eq\o\ac(○,1)式可以反應(yīng)，eq\o\ac(○,2)式不能進(jìn)行反應(yīng)，F(xiàn)e3+與Pb2+共存。Ⅲ.當(dāng)環(huán)境的Eh>0.771eV時，eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)皆可反應(yīng)，則Cu2+，F(xiàn)e3+共存。b.堿性介質(zhì)：Cu2O+2（OH）-+H2O=2Cu（OH）2+2e-eq\o\ac(○,1)Eho=-0.08eV;2Cu+2OH-=Cu2O+H2O+2e-Eho=-0.36eVFe(OH)2+OH-=Fe(OH)3+e-②Eho=-0.55eV;Fe+2OH-=Fe(OH)2+2e-Eho=-0.89eV;由于在堿性條件下，Eh最小時，PH=14，Eh=1.22-0.059，PH=0.39eV,上面eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)兩式皆可反應(yīng)，則Cu（OH）2與Fe（OH）3共存。Fe2+與Pb4+：酸性介質(zhì)：Fe2+=Fe3++e-Ehθ=0.771ev①.Pb2++2H2O=PbO2+4H++2e-Ehθ=1.45ev②.a、當(dāng)環(huán)境的Eh<0.771ev時Ehθ①>Eh,Ehθ②>Eh.即：25℃克共存的Fe2+.Pb2+.b、Ehθ②>Eh介>Eh①時，①式反應(yīng)②式不反應(yīng)。即，F(xiàn)e3+與Pb2+共存。實際上，在酸性介質(zhì)中PH=1-7時，氧化上限為1.16-0.82ev（Eh=1.22-0.59PH）。不不小于1.45ev達(dá)不到Pb4+反應(yīng)的條件，故酸性介質(zhì)中只Pb2+存在，而不會有Pb4+存在。堿性介質(zhì)：Fe(OH)2+OH-=Fe(OH)3+e-Ehθ=-0.55ev①.PbO+2(OH)-=PbO2+H2O+2e-Ehθ=0.248ev②.由于堿性介質(zhì)中Eh最小時，PH=1.22-0.59PH=0.39ev。上面①②式都向右移動，則Fe(OH)3與PbO2共存，任何時候都見不到Fe(OH)2與PbO2共存Fe2+與Co3+：a.酸性介質(zhì)：Fe3++3H2O===Fe(OH)3+3H++3e-Eho=0.98eV---eq\o\ac(○,1);Fe===Fe2++2e-Eho=-0.44eV;Fe2+===Fe3++e-Eho=0.771eV；Co2+===Co3++e-eq\o\ac(○,2)Eho=1.82eV；Ⅰ.當(dāng)環(huán)境的Eh<0.167時，在25℃時，他們可以共存的是Co2+，F(xiàn)e2+；Ⅱ.1.82eV>介質(zhì)的Eh>0.167eV時，eq\o\ac(○,1)式可以反應(yīng)，eq\o\ac(○,2)式不能進(jìn)行反應(yīng)，F(xiàn)e3+與Co2+共存。實際上，在酸性介質(zhì)中，即PH=1-7時，氧化的上限為1.16-0.82（Eh=1.22-0.059PH）,不不小于1.28，達(dá)不到Co3+的條件，因此酸性介質(zhì)中只有Co2+存在，而不也許有Co3+。b.堿性介質(zhì)：Fe(OH)2+OH-===Fe(OH)3+e-eq\o\ac(○,1)Eho=-0.55eV;Fe+2OH-====Fe(OH)2+2e-Eho=-0.89eV;Co（OH）2+OH-====Co（OH）3+e-eq\o\ac(○,2)Eho=0.17eV在堿性介質(zhì)中，Eh最小時，Eh=1.22-0.059PH=0.39eV,eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)皆可反應(yīng)，則Fe(OH)3與Co（OH）3共存，即任何時候都見不到Fe(OH)2和Co（OH）3共生。第四章1.微跡元素：熱力學(xué)角度定義:在地質(zhì)體或相中,濃度低到使其行為服從稀溶液亨利定律作用范圍的元素.由于難以界定元素服從稀溶液亨利定律作用的范圍,故人們習(xí)慣上把所研究體系中含量不不小于0.1重量％的元素稱為微量元素.O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti構(gòu)成地殼和地幔質(zhì)量的99%，其他80余種相對可稱為微量元素。2.大離子親石元素（LIL）：指離子半徑大、電價低的親石活動性元素,例如:K、Rb、Cs、Sr、Ba、Tl等.大離子親石元素的半徑越大,越在地殼表層富集;在巖漿結(jié)晶時也越晚期進(jìn)入礦物相,富集于晚期礦物中;大離子親石元素易溶解于流體相,被流體相攜帶遷移.3.高場強元素(HFS)指離子半徑小、電價高的親石非活動性元素,即Z/r>3的元素.例如:Nb、Ta、Zr、Hf、P、Y等.高場強元素由于高的離子電位,易形成巖漿副礦物,如鋯石、磷灰石等獨立相.高場強元素的活動性小:熔點高,難熔于熔體相;不溶于水,難被水溶解或攜帶遷移.4.能斯特分派定律:在一定溫度、壓力下,溶質(zhì)在互不相溶兩平衡相(A相和B相)間的濃度比為一常數(shù).兩平衡相(A相和B相)的化學(xué)位相等:KA/BDi=XAi/XBi式中:XAi：A相中溶質(zhì)i的濃度;XBi：B相中溶質(zhì)i的濃度;KD：能斯特分派系數(shù)(簡樸分派系數(shù));5.復(fù)合分派系數(shù)：在一定溫度壓力下,兩種溶質(zhì)(i、J)在兩平衡相(A和B相)間的分派為一常數(shù).（Ki.jA/B=K(A/BDj)/K（A/BDj)；Ki.j：復(fù)合分派系數(shù)。KD：能斯特分派系數(shù)）6.總分派系數(shù)(D):又稱為巖石的分派系數(shù),它是用來討論微量元素在巖石(礦物集合體)和與之平衡的熔體之間的分派關(guān)系的.總分派系數(shù)(D)表達(dá)為:Di=∑KDi.X=KDiA/L.XiA+KDiB/L.XiB+…式中:XA、XB…..為巖石中的A、B….相各自占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù);KDiA/L、KDiB/L…..為A、B…各相礦物和與之平衡的熔體之間的分派系數(shù).7.不相容元素(ICE):D不不小于1的元素,伴隨結(jié)晶程度的增長而逐漸在殘存巖漿中富集.如Rb、Cs、Ba、Sr、Zr、Nb、Th、REE、P等8.相容元素(CE):D不小于1的元素,傾向在礦物晶體中富集,并隨這些礦物的晶出而逐漸在殘存巖漿中貧化.如Fe、Co、Ni、Cr、Mg等9.δEu異常：δEu=Eu／Eu*=EuN／【（SmN+GdN）／2】反應(yīng)Eu異常的程度，N為該元素球粒隕石原則化值，一般還原條件下δEu負(fù)異常。10.δCe異常：δCe=Ce／Ce*=CeN／【（LaN+PrN）／2】反應(yīng)Ce異常的程度，N為該元素球粒隕石原則化值，一般氧化條件下δCe正異常。11.稀土元素球粒隕石原則化豐度：把樣品中某稀土元素豐度與原則對應(yīng)的球粒隕石各元素豐度相除，所得值為該元素的~（如Eu的~：EuN=Eu樣／Eu球。目的：消除由于奇偶規(guī)律所導(dǎo)致的REE豐度的鋸齒狀變化，使樣品中個REE間的任何程度的分離都能清晰地顯示出來，由于一般公認(rèn)球粒隕石中輕重稀土元素?zé)o分異）第五章同位素地球化學(xué)1．放射性衰變：某種元素的原子核自發(fā)地放射出粒子(或射線)而轉(zhuǎn)變成其他元素的原子核的過程叫放射性衰變。此類核素稱為天然放射性同位素，共約64種，大多數(shù)A＞210。2.α衰變：原子核自發(fā)地放射出α粒子(即氦核42He)而轉(zhuǎn)變成其他元素原子核的過程叫α衰變。α衰變的母核與子核原子序數(shù)相差2,質(zhì)量數(shù)相差4。如，22688Ra→22286Rn+42He3.β-衰變：原子核自發(fā)地放射出β-粒子(即電子)而轉(zhuǎn)變成其他元素原子核的過程叫β-衰變.實質(zhì)是母核內(nèi)一種中子分裂為一種質(zhì)子、一種電子（即β-質(zhì)點，被射出核外）；如:8737Rb→8738Sr+β-；4019K→4020Ca+β-，β-衰變的母核比子核原子序數(shù)減少1,質(zhì)量數(shù)相等。4.r衰變：在原子核放射性衰變時,伴隨放射出r射線,即r衰變.r射線是波長很短的電磁波,r射線的一種量子即一種光子.當(dāng)處在激發(fā)態(tài)(不穩(wěn)定態(tài))→基態(tài)(穩(wěn)定態(tài))時放出r射線.5．單衰變：射性母核通過一次衰變就變?yōu)榉€(wěn)定子核的衰變方式叫做單衰變。6.電子捕捉：原子核自發(fā)地從K層或L層電子軌道上吸取一種電子（多數(shù)為K層捕捉），與一種質(zhì)子結(jié)合變成一種中子。衰變產(chǎn)物核質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)減1。如：4019K+e-→4018Ar；13857La+e-→13856Ba7.衰變系列:從放射性同位素母核通過多種中間放射性子核直到最終穩(wěn)定的子核這一種系列8.衰變常數(shù)：盧瑟福認(rèn)為:放射性元素在單位時間內(nèi)衰變掉的原子數(shù)與現(xiàn)存的母核數(shù)成正比,其公式為:-△N/△t=λN式中λ即是衰變常數(shù)。9.半衰期：任一放射性核素衰變掉初始原子數(shù)二分之一所需的時間。10.分支衰變：一種母核同步有二種衰變方式叫做分支衰變。11.放射性衰變定律：設(shè)N0為放射性母體的初始原子數(shù)，衰變進(jìn)行到t時未衰變母體的原子數(shù)為N,N=N0e(-λt),表明放射性同位數(shù)隨時間按指數(shù)規(guī)律而衰減，就是放射性衰變定律。12.核裂變：一種重核分裂為兩個或幾種中等質(zhì)量的碎片,同步放出中子和能量的衰變叫重核裂變。分為自發(fā)裂變和誘發(fā)裂變。自然界只有235U和238U可發(fā)生重核裂變:23592U→30Zn+65Tb13.BABI:地球鍶同位素的演化大概在46億年左右開始,那時原始鍶的(87Sr/86Sr)比值為0.699(BABI),該固定值即為BABI。以玄武質(zhì)無球粒隕石的(87Sr/86Sr)比值作為原則。14、地球Sr的演化：（圖）地球形成后,因87Rb不停衰變成87Sr,而86Sr保持不變,故87Sr/86Sr比值不停增長?，F(xiàn)今未虧損地幔的--比值介于0.704---0.706(A1AA2線);上地幔Rb虧損區(qū)的比值為0.702---0.704(B線)。在地殼(C線):29億年前地殼形成時初始--比值為0.7025。后因Rb的富集,大陸殼Rb/Sr比值大概是上地幔的十倍，且富含放射成因鍶87Sr*，鍶同位素沿著Rb/Sr=0.15的直線（C線）迅速增長，現(xiàn)今大陸殼的--比值為0.719。在上地幔,因Rb/Sr比值不均一,鍶同位素增長線是以BABI為起點的一組發(fā)散曲線，其中A1、A、A2線代表正常地幔演化范圍，B線代表地幔Rb虧損區(qū)的演化線。地球形成初期，--比值較大,故--比值增長較快，Sr增長線A1AA2線斜率較大。在距今29億年時,地幔分異出地殼C線,Rb元素隨之向地殼遷移,至使上地幔的--比值增長減慢（A1AA2線斜率變?。?。15、等時線：一組同源的、同步形成的、通過鍶均一化的、化學(xué)成分有差異的樣品(巖石或礦物)，自結(jié)晶以來保持封閉狀態(tài),它們具有相似的初始值(87Sr/86Sr)0，87Sr/86Sr的增長方程式為:(87Sr/86Sr)=(87Sr/86Sr)0+(87Rb/86Sr)(eλt—1){Y=b+xm}該組巖石或礦物的數(shù)據(jù)投點都落在以(87Sr/86Sr)為Y軸和以(87Rb/86Sr)為X軸坐標(biāo)系的一條直線上--即等時線上。16、放射性成因鉛：巖石礦物形成后由鈾釷衰變城鉛（鉛同位素約三分之一來自放射性成因鉛）17、原始鉛：地球形成時所存在的鉛,其同位素構(gòu)成相稱于原生鉛，同位素加上自元素形成到地球形成這段時間內(nèi),地球物質(zhì)中所積累的放射成因鉛.CDT的鉛同位素是地球原始鉛的公認(rèn)數(shù)據(jù):204Pb=1;206Pb=9.307;207Pb=10.294;208Pb=29.476.18、異常鉛：指多次體系開放,在一種以上U–Th–Pb系統(tǒng)中演化的鉛（多階段鉛.又分U鉛、J鉛和Th鉛）.19、正常鉛：指在一種U-Th–Pb系統(tǒng)中演化的鉛,又叫單階段正常一般鉛.(無U-Th礦物);其特性值為:μ=238U/204Pb=8.686---9.238;Ψ=232Th/204Pb=35---41;υ=235U/204Pb=0.063---0.067.20、一般鉛：（狹）指巖石礦物形成時從周圍介質(zhì)中捕捉的鉛,即巖石礦物形成時就存在的鉛.(也叫初始鉛)地球形成時就存在的原始鉛對地球而言也是一般鉛.21、模式年齡：對于Rb/Sr等時線測年，(87Sr/86Sr)=(87Sr/86Sr)0+(87Rb/86Sr)(eλt—1)其中(87Sr/86Sr)，(87Rb/86Sr)為樣品實測，通過估算(87Sr/86Sr)0計算得來的T為模式年齡22、卡農(nóng)三角：（圖）分析1280個鉛礦物同位素成分而得到的三角形圖解，其中1100多種落到小三角形中，其他落于線兩側(cè)，小三角形稱卡農(nóng)三角形，表達(dá)一般鉛的演化，外圖是V、Th、J鉛；208Pb=52%、206Pb=19、207Pb=2023、CHUR：球粒隕石均一庫，代表地球或未分異的原始地幔值，現(xiàn)今地幔值：I(Nd)CHUR0=(143Nd0／144Nd)=0.51264CHUR(147Sm/144Nd)CHUR0=0.196724、現(xiàn)代碳原則：美國NBC(國標(biāo)局)提供的草酸原則SRM—4990,即以1950年草酸放射性比度95%為現(xiàn)代碳原則比度:A0=13.56±0.07dpm/g.(每克含碳物質(zhì)每分鐘放射13.56次)25、互換碳：地球上有3.2×1016噸碳分布在與大氣CO2發(fā)生互換的多種含碳物質(zhì)中,這種有互換關(guān)系的碳稱為互換碳.互換碳約占地球總碳的1/1000.26、死碳：地球上不與大氣CO2發(fā)生互換的碳稱為死碳,即互換碳之外所有的碳,例如多種碳酸鹽巖和死亡動植物的殘骸遺物等.27、現(xiàn)代碳：與現(xiàn)代大氣CO2發(fā)生互換并處在平衡的多種含碳物質(zhì)稱為~.28、穩(wěn)定同位素：指無可測放射性的同位素。一部分是放射性同位素衰變的最終穩(wěn)定產(chǎn)物；另一部分是自核合成以來就保持穩(wěn)定的同位素。29、同位素分餾作用：輕穩(wěn)定同位素（Z＜20）的相對質(zhì)量差較大（ΔA/A≥10%）,在地質(zhì)作用中由于這種質(zhì)量差所引起的同位素以不一樣的比值分派到兩種物質(zhì)或兩相中的現(xiàn)象，稱為同位素分餾作用。例如水蒸發(fā)時，水蒸氣富集H216O，而殘存水相中則相對富集D216O和H218O。30、δ值：%oδ=［(R樣-R標(biāo))/R標(biāo)］×1000=［(R樣/R標(biāo))-1］×1000式中R樣--為樣品的重輕同位素比值;R標(biāo)--為原則的重輕同位素比值.例如:δD=［(D/H)樣-(D/H)標(biāo)］÷(D/H)標(biāo)×100031、同位素效應(yīng)：由于同位素質(zhì)量的微小差異,引起單質(zhì)或化合物在物理化學(xué)性質(zhì)上發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為同位素效應(yīng).32、Smow：氫和氧的世界原則,為大西洋、太平洋和印度洋500---M深范圍內(nèi)采集的等體積海水混合而成,其同位素構(gòu)成為:(D/H)=(155.76±0.05)×10-6;(18O/16O)=(.20±O.45)×10-6;規(guī)定:δD=0.00‰;δ18O=0.00‰33、PDB：碳同位素世界原則,為美國南卡羅萊那州白堊系皮狄組地層的美洲擬箭石的鞘,碳酸鈣樣品(該樣品已枯竭),同位素構(gòu)成:(13C/12C)=1123.73×10-5,(18O/16O)=2067.1×10-6規(guī)定:δ13C=0.00‰;δ18OSMOW=30.86‰34、CDT：硫同位素世界原則,為美國亞利桑那州迪亞布洛峽谷鐵隕石中的隕硫鐵.其同位素構(gòu)成為:(34S/32S)=0.045或者(32S/34S)=22.22,規(guī)定:δ34S=0.00‰CDT的鉛同位素還是地球原始鉛的公認(rèn)數(shù)據(jù):204Pb=1;206Pb=9.307;207Pb=10.294208Pb=29.476.35、同位素平衡分餾：化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物之間由于物態(tài)、相態(tài)、價態(tài)以及化學(xué)鍵性質(zhì)的變化，使輕重同位素分別富集在不一樣分子中而發(fā)生分異叫作平衡分餾。也稱為同位素互換反應(yīng)。到達(dá)同位素互換平衡時共存相似位素相對豐度比值為一常數(shù)，稱為分餾系數(shù)α。它兩種物質(zhì)之間同位素分餾的程度?；Q反應(yīng)特點:A.就化學(xué)分子而言,沒有發(fā)生變化,即沒有新物質(zhì)形成.B.互換反應(yīng)為可逆反應(yīng),可用平衡分餾常數(shù)K定量描述互換反應(yīng)進(jìn)行的程度.36、雨水線方程：H.Craig(1961)認(rèn)為大氣水的δD和δ18O之間有δD=8δ18O+10的關(guān)系.37、同位素地質(zhì)溫度計：符合微量元素地質(zhì)溫度計的一般原理。例如兩相平衡共存氧同位素地質(zhì)測溫公式Δ１相_２相=1000lnα１礦_２礦=A（106）/T2+Ｂ=δ１相_δ２相=A（106）/T2+Ｂ。1000lnα１礦_２礦=1000lnα１礦-水-1000lnα2礦-水=δ１相_δ２相。對兩已知平衡相物質(zhì)而言AB為已知常數(shù)T為溫度。1.同位素計時原理前提天然衰變公式：1）同位素計時原理:假如所研究體系中母體和子體原子數(shù)的變化歸因放射性衰變,就可通過測定體系(巖石礦物)中子母體含量,并根據(jù)衰變定律計算出該體系(巖石礦物)的地質(zhì)年齡.2）同位素計時前提:（1)衰變的最終產(chǎn)物是穩(wěn)定同位素;（2)已知衰變常數(shù)的精確值;（3)已知母體同位素種類和相對豐度;（4)體系(巖石礦物)形成時不存在穩(wěn)定子同位素;假如有,必先扣除.（5)體系(巖石礦物)形成以來是封閉的,子母同位素不失不得.（+衰變定律公式）2.Rb-Sr等時線年齡：全巖Rb-Sr等時線年齡法原理:一組同源的、同步形成的、通過鍶均一化的、化學(xué)成分有差異的樣品(巖石或礦物)，自結(jié)晶以來保持封閉狀態(tài),它們具有相似的初始值(87Sr/86Sr)087Sr/86Sr的增長方程式為:(87Sr/86Sr)=(87Sr/86Sr)0+(87Rb/86Sr)(eλt—1)即Y=b+xm該組巖石或礦物的數(shù)據(jù)投點都落在以(87Sr/86Sr)為Y軸和以(87Rb/86Sr)為X軸坐標(biāo)系的一條直線上--即等時線上（至少5個樣）.該線的斜率m與落在線上的同源樣品(巖石或礦物)的年齡有關(guān),而截距b等于同源樣品的初始值。通過估算(87Sr/86Sr)0計算得來的T為模式年齡。（圖）證明:當(dāng)t=0時,ABC三點同一直線,縱標(biāo)為初始值;當(dāng)t>0時,ABC三點移至A1B1C1三點;因:一種母核變?yōu)橐环N子核。故:123線斜率皆為-1;123線平行;三角形CC1O、BB1O、AA1O相似;即A1B1C1三點同線---等時線。3.(87Sr/86Sr)0的應(yīng)用:判斷花崗巖的物質(zhì)來源和成因方式（上圖）:①低初始值的花崗巖:初始值(87Sr/86Sr)0＜0.706，位于上圖地幔源區(qū)內(nèi)（A1--B線范圍內(nèi)）；物質(zhì)來源----上地幔來源;成因方式----先由上地幔物質(zhì)部分熔融形成原始玄武巖漿,再由原始玄武巖漿分異結(jié)晶而成。②高初始值的花崗巖:初始值(87Sr/86Sr)0位于上圖的殼增長線（C線）兩側(cè)附近及其上。這些巖石在形成此前，其大部分物質(zhì)已呈硅鋁質(zhì)地殼存在了。物質(zhì)來源----陸殼來源,即來自古老基底硅鋁酸性巖石。成因方式---古老花崗質(zhì)基底巖石或古老沉積巖經(jīng)部分熔融形成。③中等初始值的花崗巖:初始值(87Sr/86Sr)0介于上圖的C線和A1線之間,即位于地殼鍶和地幔鍶增長線之間。物質(zhì)來源----也許是多種來源，或來自殼?；旌偷脑磪^(qū)，或來自地殼下部Rb/Sr比值低的角閃巖相、麻粒巖相高級變質(zhì)巖等。成因方式----也許有多種殼幔物質(zhì)混和方式.例如：花崗巖株也許由玄武質(zhì)小型侵入體與地殼圍巖同化混染形成;造山帶花崗巖也許因擠壓磨擦升溫,深部殼幔物質(zhì)熔融混和而來;前寒武紀(jì)花崗片麻巖也許由超變質(zhì)混合巖化、花崗巖化而來。4.U-Pb不一致年齡處理——諧和曲線法（圖）：一致年齡和不一致年齡：一致曲線:假如樣品的母核鈾和子核鉛保持封閉,那么放射性成因子核與母核的比值隨時間而有規(guī)律的增長,在207Pb*/235U和206Pb*/238U為橫縱坐標(biāo)的圖上,樣品207Pb*/235U和206Pb*/238U比值的坐標(biāo)點必然落在鉛正常增長的曲線上----即一致曲線上.不一致線:假如樣品的母核鈾和子核鉛不能保持封閉,那么樣品的207Pb*/235U和206Pb*/238U比值坐標(biāo)點不能落在鉛正常增長的一致曲線上:假如樣品的鉛丟失或鈾獲得,則坐標(biāo)點落在一致曲線的下方;假如樣品的鉛獲得或鈾丟失,則坐標(biāo)點落在一致曲線的上方.。若樣品形成后在某次地質(zhì)事件中丟失部分放射性成因鉛,隨即又保持封閉,那么一組經(jīng)歷相似的樣品,在207Pb*/235U和206Pb*/238U為橫縱坐標(biāo)的圖上的數(shù)據(jù)點就構(gòu)成了一條直線,即不一致線。5.Pb—Pb等時線法原理和長處（上圖）：原理：238U→8α+6β-+206Pb+Q235U→7α+4β-+207Pb+Q207Pb/206Pb的比值：（取全巖樣品）207Pb=207Pb/204Pb–(207Pb/204Pb)0=(eλ235t—1)206Pb206Pb/204Pb-(206Pb/204Pb)0137.88(eλ238t—1)數(shù)據(jù)點落在以207Pb/206Pb為Y軸以(206Pb/204Pb)為X軸坐標(biāo)系的一條直線上，即等時線，斜率為:m=tgθ=(eλ235t—1)137.88(eλ238t—1)長處：eq\o\ac(○,1)精度高；eq\o\ac(○,2)不直接接觸放射性樣品。6.Sm-Nd模式年齡計時原理措施：（2圖）7.大氣水同位素構(gòu)成的特點及影響大氣水同位素構(gòu)成的基本原因是什么：（1）.大氣水的同位素比海水貧D和18O,δ多為負(fù)值,且同位素變化大:δD=+50—-500‰;δ18O=+10—-55‰.（2）.大氣水的同位素有規(guī)律地變化:1)緯度效應(yīng):赤道雨水的δD和δ18O靠近0,由低緯度到高緯度重同位素虧損,δD和δ18O值規(guī)律地減小;2)大陸效應(yīng):自海岸到內(nèi)陸,雨雪的δD和δ18O值減小;3)海拔效應(yīng):隨海拔升高,雨雪的δD和δ18O值減小;4)季節(jié)效應(yīng):冬季雨雪水相對夏季虧損重同位素,δD和δ18O減小;5)降水量效應(yīng):隨降水量的增大,重同位素減少,這現(xiàn)象在熱帶溫帶夏季最明顯.3.雨水線關(guān)系:大氣水的δD和δ18O之間有δD=8δ18O+10的關(guān)系.8.在平衡條件下形成的共生火成巖的礦物，其氧同位素δ180依次減少的次序是什么：（‰）超基性巖:δ18O=5.0—6.0(與球粒隕石同)δD=-60—-90(角閃石);基性巖:δ18O=5.3—7.4(輝長巖)δ18O=5.6—7.6(斜長石)；中性巖:δ18O=5.4—7.4(安山巖)δ18O=5.8—7.7(粗面巖)；酸性巖:δ18O=6.0—13(花崗巖)。I型δ18O=7.5—10S型δ18O=10—13火成巖氧同位素超基性→酸性，依次增大。（圖）第六章1.水的深循環(huán)：由地表或海底到地殼深處，可以通過構(gòu)造斷裂下滲方式或與巖石結(jié)合通過深埋運動而帶入地殼深處的水，在高溫條件下被釋放，然后由構(gòu)造運動上侵返回地殼淺部，稱為水的深循環(huán)。2.海底熱液泉：現(xiàn)代大洋中脊，海水延斷層下滲，達(dá)數(shù)千米與新生玄武巖反應(yīng)，溶液升溫淋取金屬等元素沿擴(kuò)張洋脊上升，以熱泉水形式涌出地面，稱海底熱泉水。特點：Na+-K+--Ca2+/Cl-型，缺乏Mg2+、SO42-；σD=0%0（與海水同樣）；σ18O=+1.4（與海水同樣）；PH=3.0；水溫3503鹽排斥效應(yīng):在NaCl----H2O---CO2體系中，CO2的溶解度隨溶液中鹽類濃度的增長而減少的現(xiàn)象，其原因是溶解的鹽類減少了水的活度。4熱液的交代作用:以水為主攜帶大量可溶物質(zhì)的高溫流體相流入圍巖體系中，水、巖之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成新的礦物組合，這種組合隋環(huán)境條件的變化展既有規(guī)律的交替。熱液交代作用包括圍巖蝕變、巖漿自變質(zhì)、他變質(zhì)以及成礦作用的后期疊加和交代等。5活動組分：在交代作用過程中，隨物理化學(xué)條件的變化，有些組分很快溶解或擴(kuò)散，期在溶液中的濃度會迅速的趨向均勻，在交代巖石中的濃度取決于其在溶液中的濃度，為了消除分布礦物和外來溶液之間存在的濃度梯度，會發(fā)生一部分組分向巖石的代入和另一部分組分自巖石帶出，這樣的組分為活動組分。如矽卡巖化過程中的Na2O、K2O、FeO、MgO、H2O等。6惰性組分：在交代作用過程中，有些組分?jǐn)U散和反應(yīng)速率極慢，它們在孔隙溶液和滲透溶液間存在的濃度梯度在給定條件下不能消除，不能發(fā)生代入和帶出，稱惰性組分。7巖漿水和初生水：巖漿水指巖漿熔體中分離出來的水，可來源于上地幔和地殼形成的初生水，也可以來自地殼重熔的沉積巖和火成巖中的水，巖漿水的σD=-40~-80%0，σ18O=+6—+9%0.初生水指由下地殼或上地幔去氣后析出的水，從原始巖漿中分離出來，從未參與水圈循環(huán)的一種新水。8熱液自混作用障：熱液自混作用，是指熱液中因裂隙構(gòu)造條件的變化，先后分開幾股支流后期有相匯合的一種動力學(xué)機制，自混作用中因支流的性質(zhì)不一樣要發(fā)生互相反應(yīng)使一部分礦質(zhì)沉淀下來，形成均一的殘液再向上移動，這種使礦質(zhì)沉淀下來的環(huán)境或物化條件稱熱液自混作用障。9吉布斯相律：熱力學(xué)相律表述了平衡狀態(tài)下和平衡過程中，體系的相數(shù)與熱力學(xué)組分?jǐn)?shù)的關(guān)系。吉布斯相律:自由度數(shù)F=K+2-φ(相數(shù))10柯爾仁斯基相律(開放體系):φ(相數(shù))≤K(惰性組分?jǐn)?shù))，即：在一定的溫壓及活性組分的化學(xué)位的條件下，平衡共存的礦物數(shù)不超過惰性組分?jǐn)?shù)。闡明平衡共存的礦物數(shù)決定于惰性組分而與活性組分無關(guān)，這樣就可以將具有活性組分的開放體系當(dāng)成只有惰性組分的封閉系統(tǒng)來處理11接觸交代作用:兩種不一樣化學(xué)成分的巖石接觸帶中,除了溫度增高的作用外,氣液流體相的活動引起了互相接觸巖石之間以及它們和溶液之間的交代反應(yīng),叫做接觸交代作用.兩種不一樣成分的巖石:石灰?guī)r+酸性巖漿巖----較多見;基性巖漿巖+酸性巖漿巖,如美國賓夕法尼亞州的康威爾礦,即是與輝綠巖有關(guān)的磁鐵礦.2.何謂地球化學(xué)儲存庫?各儲存庫之間界面有什么地球化學(xué)意義?以地質(zhì)圈為基礎(chǔ)，按照化學(xué)成分和物質(zhì)狀態(tài)的不一樣，提成多種物化條件不一樣的體系，即為地球化學(xué)儲存庫，地表的儲存庫有海水、陸殼、洋殼、大氣圈等，儲存的元素各不相似。如海水是H、O元素的儲存庫，大氣圈是O2、N2、的儲存庫等。儲存庫之間的界面是元素表生遷移的化學(xué)反應(yīng)面，同步，個儲存庫又是元素循環(huán)歷史中某一階段的匯集體。故意義的地滑儲存庫界面：A：氣-水-巖界面：多種風(fēng)化殼;B:氣-水界面：海、湖、河水和大氣接觸面；C：水-沉積物界面：新鮮沉積物中有大量孔隙水：D：水-海底噴發(fā)巖界面：海水與大洋玄武巖。3..簡述低溫條件下A1或Si(選擇其一元素)的地球化學(xué)遷移。（1）三類硅酸鹽的化學(xué)分化-低溫水解作用：A.硅鋁酸鹽：重要是長石、云母、角閃石類，水解之后可形成粘土礦物和游離硅酸。2KalSi3O8（長石）+11H2O=Al2Si2O5（OH）4+4H4SiO4+2K++2OH-；B.鐵硅酸鹽：重要是輝石、橄欖石，水解之后形成鐵氧化物和游離硅酸（中間產(chǎn)物也許有蛇紋石等），4FeSiO3+8H2O+O2=2Fe2O3+4H4SiO3；C.石英水解為硅酸：SiO2+2H2O=H4SiO（2）紅土化過程中硅與鐵、鋁的分離：（3）長石風(fēng)化殼中礦物的穩(wěn)定性特性：在25℃和101325Pa時的活度—活度圖解長石風(fēng)化的兩種也許產(chǎn)物，伊利石和高嶺石的穩(wěn)定場作為K+\H+和溶解SiO2活度的函數(shù)而被表達(dá)。斜線表達(dá)的面積代表長石砂巖中地下水的成分范圍。（4）水的流速對風(fēng)化產(chǎn)物的控制：高流速形成三水鋁石；如熱帶區(qū)產(chǎn)鋁土礦；低流速形成高嶺石；水停滯條件下（干旱區(qū)）形成蒙脫石。年平均降雨量為0-127CM時土壤中以蒙脫石為主，127-254以高嶺石占優(yōu)勢；254-4004.簡述Fe或Mn(選擇其一元素)的表生遷移的富集作用。Fe表生遷移和富集：1.原生鐵礦物在表生條件下的遷移受O2、H2O、介質(zhì)的PH作用，向著氧化、水化方向變化，終變成Fe2O3.nH2O產(chǎn)物。A原生鐵礦物有硅酸鹽和硫化物兩大系列，其作用如下：Fe2SiO4+1/2O2+2H2O----Fe2O3+H4SiO4；2FeS+7O2+2H2O-----2FeSO4+2H2SO4B.在表生鐵礦物形成最終產(chǎn)物之前，有一系列階段性產(chǎn)物。如黃鐵礦氧化，隨溶液PH變化，出現(xiàn)下列礦物階段：FeS2FeSO4.7H2OFe2(SO4)3.8H2OKFe3(SO4)2(OH)62Fe2O3.3H2OPH<22—4.54.5—6>62.在表生條件下由鐵的氧化物、硫化物、碳酸鹽和硅酸鹽的穩(wěn)定場PH—EH相圖知：Fe2+---在強酸性條件下穩(wěn)定，還原環(huán)境易溶解、遷移；Fe3+---在堿性、氧化條件下形成，一般為沉淀。在近中性介質(zhì)中，可以有大量Fe(OH)3形成膠體遷移，搬運入海，構(gòu)成沉積巖中鐵質(zhì)成分的重要來源。3.鐵礦床分布的時代：前寒武紀(jì)（75%），其中早元古代為48%；古生代（5%）；中生代（15%）；新生代（5%）。前寒武紀(jì)鐵礦床以沉積變質(zhì)型（硅鐵石英巖）和沉積型為主，占80%。4.鐵礦沉積規(guī)律；地球出現(xiàn)游離氧氣之前，因CO2分壓很高，F(xiàn)e(HCO3)2大量溶解于水中而不沉淀；游離氧氣出現(xiàn)（早元古代），深水遠(yuǎn)洋含鐵硅質(zhì)巖沉淀，F(xiàn)e2+--Fe(OH)3↓;元古代—古生代，淺水鮞狀赤鐵礦沉積，與灰?guī)r、白云巖共生；中生代—新生代，陸相鐵礦沉積：湖相、沼澤相風(fēng)化殼型鐵礦。由于Eh高,二價鐵很快被氧化成三價鐵，不能遠(yuǎn)距離遷移。5.簡述大氣降水、海水、巖漿水等不一樣成因熱液的產(chǎn)狀、化學(xué)成分及δD和δ18O的特點。1.大氣降水：δD=-22%o,(全球平均)，變化范圍δD=+55----350%o；δ18O=-4%o(全球平均)，變化范圍δ18O=-55---+10%o2.海水：‘黑煙’和‘白煙’分別由含金屬元素硫化物（黑色）和SiO2（白色）的海水沉淀而成，還具有H2S，Na+-K+--Ca2+/Cl-型，缺乏Mg2+、SO42-；σD=0%0（與海水同樣）；σ18O=+1.4（與海水同樣）；PH=3.0；水溫3503.巖漿水：巖漿水指巖漿熔體中分離出來的水，可來源于上地幔和地殼形成的初生水，也可以來自地殼重熔的沉積巖和火成巖中的水，巖漿水的σD=-40~-80%0，σ18O=+6—+9%0.6.熱液中成礦元素的重要來源有哪些？1.來自上地幔：上地幔巖石部分融熔分異出玄武質(zhì)（安山質(zhì)）巖漿，其中具有多種成礦元素，他們同巖漿一起沿區(qū)域性深大斷裂進(jìn)入地殼，在巖漿期后，這些成礦元素可隨巖漿水一起形成巖漿（火山）熱液，如：火山巖型Au礦、環(huán)太平洋斑巖銅礦中的成礦物質(zhì)均來自上地幔。2.來自地殼物質(zhì)：重要是變質(zhì)熱液和重熔、改造花崗巖熱液中的成礦元素來自地殼。其中下地殼的重要是深循環(huán)對老地層的改造---變質(zhì)礦床、花崗巖化等。來自地殼淺部的重要是熱液在侵入、上升過程中溶解、吸取圍巖中分散的成礦組分。7.矽卡巖雙交代作用：eq\o\ac(○,1)當(dāng)巖漿期后熱液作用于石英閃長巖時，K、Na、O2、Mg、Fe等首先轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚越M分，其體現(xiàn)為：磁鐵礦被溶解，角閃石和黑云母被透輝石交代，正長石被斜長石交代，成果形成矽卡巖旁蝕變石英閃長巖。這時，因石灰?guī)r未含雜質(zhì)只發(fā)生大理巖化。eq\o\ac(○,2)伴隨溶液的繼續(xù)作用，Ca、Si和Al因在兩種巖石空隙溶液中存在化學(xué)位或濃度差異而發(fā)生相對的擴(kuò)散。在內(nèi)接觸帶中，由于Ca的代入和Si的遷出，石英變得不穩(wěn)定而消失，由于Al2O3的活動性較Si小，這時遷出少，因而使內(nèi)接觸帶相對富于Al和Ca，導(dǎo)致了透輝石—斜長石矽卡巖帶的形成。在外接觸帶中，重要由于Si的帶入，大理巖則被次透輝石矽卡巖交代。eq\o\ac(○,3)當(dāng)內(nèi)接觸帶中繼續(xù)帶入Ca，深入大量帶出Si，在靠近原始接觸面附近透輝石—石榴子石矽卡巖帶開始替代了透輝石—斜長石帶。進(jìn)而就在巖石原始接觸的界面上，石榴子石矽卡巖又交代透輝石—石榴子石矽卡巖而形成單礦物帶。此時在外接觸帶中，因Si和Al的深入帶入，次透輝石矽卡巖變得不穩(wěn)定，也為石榴子石矽卡巖所交代。外接觸帶石榴子石矽卡巖與內(nèi)接觸帶的不一樣，前者靠近鈣鐵榴石的成分，后者靠近鈣鋁榴石。eq\o\ac(○,4)最終伴隨內(nèi)接觸帶中Si的遷出，繼續(xù)發(fā)生去硅反應(yīng)，同步由于Al的帶出以及Ca的帶入，單礦物石榴子石矽卡巖帶得到充足發(fā)展，它在內(nèi)接觸帶中寬度不停擴(kuò)大，而在外接觸帶中幾乎完全替代了次透輝石?？聽柸仕够淮恚簙提出，在交代過程中伴隨物理化學(xué)性質(zhì)的變化，有些組分很快的溶解和擴(kuò)散，因此在空隙溶液和滲透溶液中的濃度將會迅速的趨向均勻，并且在交代巖石礦物中的濃度取決于其在溶液中濃度。這樣在交代過程中為了消除組分在礦物和外來溶液之間存在的濃度梯度，就會發(fā)生其中一部分組分向巖石的帶入和另一部分組分自巖石帶出。第七章硅酸鹽熔融體系的地球化學(xué)1、部分熔融：在地球深處某些熱量匯集的部位,固相巖石由冷到熱慢慢升溫,易熔組分先熔,形成巖漿,難熔組分殘留為固相,在很大范圍內(nèi)處在半熔狀態(tài),稱為部分熔融。2、批次熔融：在整個部分熔融過程中，熔體與殘留固相發(fā)生持續(xù)的再平衡,直到熔體的移出——自然界也許發(fā)生的狀況。3、分餾熔融：部分熔融產(chǎn)生的無限小量的熔體,持續(xù)地由殘存固相中移去.4、花崗巖化作用：一般發(fā)生在大規(guī)模的造山帶，并與中、高級區(qū)域變質(zhì)作用伴生；花崗巖化作用最重要的機制是交代作用.作用的過程為:①由于上地幔的去氣、去堿、去硅作用，以及溫度、壓力明顯升高的下部地殼中水、鉀、鈉、硅等的活化轉(zhuǎn)移,形成“巖汁”。②“巖汁”，借助裂隙和孔隙，向上和向周圍擴(kuò)散。③進(jìn)行交代結(jié)晶作用，使原有巖石中花崗巖質(zhì)成分不停增長，總成分逐漸靠近花崗巖?；◢弾r化作用常常是不均勻的，因此形成條帶狀、網(wǎng)脈和斑雜狀等構(gòu)造；構(gòu)造上常具變斑狀、蠕蟲狀、殘留狀等交代構(gòu)造。礦物成分上可以有變質(zhì)礦物的殘留。因此,花崗巖化作用的不均一性，可形成多種混合花崗巖。5、群聚態(tài)組：是指巖漿熔體內(nèi)復(fù)雜的絡(luò)陰離子團(tuán)有序構(gòu)造的局部區(qū)域(近程有序)其內(nèi)部構(gòu)造與晶體構(gòu)造相似,邊緣有序度低且與熔體處在動態(tài)平衡中.6、橋氧：是連結(jié)兩個Si-O四面體的氧，與兩個Si4+或取代Si4+的四次配位陽離子相聯(lián)。表達(dá)為Si-O-Si或O0非橋氧：是聯(lián)結(jié)一種Si4+和一種非四次配位陽離子的氧，表達(dá)為Si-O-Me或O-；自由氧：是連結(jié)兩個非四次配位陽離子的氧，表達(dá)為Me-O-Me或O2-7、巖漿的結(jié)晶分異作用：指硅酸鹽熔融體在冷卻過程中，因熔融組分的熔點不一樣而分別結(jié)晶析出、形成系列其礦物和化學(xué)成分不一樣的巖石的地質(zhì)作用；其最基本的模型為鮑溫反應(yīng)系列，此外還受揮發(fā)份、、壓力、氧逸度、微量元素的分異規(guī)律等控制。8、八面體擇位能：離子八面體配位的晶體均穩(wěn)定能