地球化学(复习资料).doc

第一章 1. 克拉克值: 元素在地壳中的丰度,称为克拉克值。元素在宇宙体或地球化学系统中的平均含量称之为丰度。丰度通常用重量百分数( %), PPM (百万分之一)或 g/t 表示。 2. 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。 3. 载体矿物: 指岩石中所研究元素的主要量分布于其中的那种矿物。 4. 浓集系数= 工业利用的最低品位/ 克拉克值。为某元素在矿床中可工业利用的最低品位与其克拉克值之比。 5. 球粒陨石: 是石陨石的一种。(约占陨石的 84% ) :含有球体,具有球粒构造,球粒一般为橄榄石和斜方辉石。基质由镍铁、陨硫铁、斜长石、橄榄石、辉石组成。划分为:E群——顽火辉石球粒陨石,比较稀少; O群——普通球粒陨石:H 亚群—高铁群,橄榄石古铜辉石球粒损石; L亚群—低铁群,橄榄紫苏辉石球粒陨石; LL 亚群—低铁低金属亚群; C群——碳质球粒陨石,含有碳的有机化合物和含水硅酸盐,如烷烃、芳烃、烯烃、氨基酸、卤化物、硫代化合物等。为研究生命起源提供重要信息。分Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。Ⅰ型其非挥发性组成代表了太阳系星云的非挥发性元素丰度。 6. 浓度克拉克值= 某元素在地质体中的平均含量/ 克拉克值, 反映地质体中某元素的浓集程度。 1. 陨石在地化研究中的意义: (一)陨石的成分是研究和推测太阳系及地球系统元素成分的重要依据:(1 )用来估计地球整体的平均化学成分。○ 1 陨石类比法,即用各种陨石的平均成分或用球粒陨石成分来代表地球的平均化学成分。○ 2 地球模型和陨石类比法来代表地球的平均化学成分, 其中地壳占质量的 1% ,地幔 % ,地核 % ,然后用球粒陨石的镍—铁相的平均成分加 % 的陨硫铁可以代表地核的成分,球粒陨石的硅酸盐相平均成分代表地壳和地幔的成分,用质量加权法计算地球的平均化学成分。(2)I 型碳质球粒陨石其挥发性组成代表了太阳系中非挥发性元素的化学成分。(二)陨石的类型和成分是用来确定地球内部具层圈结构的重要依据:由于陨石可以分为三种不同的陨石—石陨石、石铁陨石和铁陨石,因而科学家设想陨石是来自某种曾经分异成一个富含金属的核和一个硅酸盐外壳的行星体,这种行星经破裂后就成为各种陨石,其中铁陨石来自核部, 石铁陨石来自金属核和硅酸盐幔的界面,而石陨石则来自富硅酸盐的幔区。这种设想成为推测地球内部结构和化学成分的重要依据之一。(三) 碳质球粒陨石的有机化合物成分是研究地球早期生命系统的化学演化及来源的重要依据和信息, 在碳质球粒陨石中已发现有机化合物 60 多种。有人认为地球早期生命系统的化学演化不一定来源于行星的大气,而有可能来自太阳星云凝聚时已合成的有机质。 2 比较太阳系、地球、地壳主要化学元素丰度特征的异同点,说明自然界元素丰度的基本特征和决定自然体系中元素丰度的最基本因素:(1) 特征的异同:太阳系: H>He>O>N>C>Si>Mg>S 地球;Fe>O>Mg>Si>Ni>S>Ca>Al>Ca>Na 地壳: O>Si>Al>Fe>Ca>Na>K>Mg>Ti>H 硅酸盐在地球表层富集, 较难熔的镁铁硅酸盐和金属铁下沉。(2) 自然界元素丰度的基本特征: ○ 1 个元素丰度随原子序数的增大而呈指数下降;在 Z>45 之后丰度值又相近。○ 2 原子序数为偶数的同位素丰度大于奇数者(中子数、质量数同) ——奥多- 哈根斯法则; ○ 3 四倍原则:如O( A=16 ), 质子数为 4 的倍数○ 4 Li、P、 B 丰度很低,为亏损元素(核子结合能低,形成后易分解) ○ 5 Fe和O 过量(核子结合能最高,核子稳定) ○ 6 原子序数(质子数或中子数)是“幻数”的元素丰度高(氦、氧、钙等: 2、8、 14、 20、 2850 、 82、 126 )(3) 决定自然体系中元素丰度的最基本因素: ○ 1 与原子结构有关具有最稳定原子核的元素分布最广, 当中子数和质子数比例适当时核最稳定。如在原子序数<20 的轻核中, 中子∕质子等于一是,核最稳定,由此可以说明 O、 Mg、 Si、 Ca 的丰度较大的原因;随原子序数增大,核内质子间的斥力大于核力,核子的结合能降低,原子核就趋于不稳定,所以元素同位素的丰度就要降低;偶数元素或同位素的原子核内,核子倾向成对,他们自旋力矩相等,而方向相反,量力力学证明:这种核的稳定性最大,因而这种元素或同位素在自然界分布最广;中子数等于幻数的同位素, 其原子核中的壳层为核子所充满, 形成最为稳定的原子核, 因而具有高的丰度。○ 2 与元素起源、形成过程及元素形成后的化学分异有关。在恒星的高温条件下。可以发生有质子参加的热核反应, 这使 Li、 Be、B 迅速的转变为 4 He 的同位素, 因此, Li、 Be、B 丰度明显偏低