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地球化学2

地球化学作业（二）

1、用Sun & McDonough,1989的球粒陨石值对样品的REE 组成进行标准化，作其分配模式图，对图件中所表达的地球化学特征进行说明；

答：如下图，是标准化后数据及配分模式图：

注：球粒陨石标准化数据引自Sun & McDonough,1989

山东济南辉长岩、沂南花岗岩样品的REE 组成(ppm)标准化后数据

MJN0608 MJN0607 MJN0609

MJN0606 MYN0625 MYN0625 MYN0607 La 21.05 25.57 27.38 76.37 489.45 337.97 464.14 Ce 20.26 24.84 24.67 66.34 369.28 254.90 341.50 Pr 18.42 22.42 21.58 52.42 235.79 164.21 205.26 Nd 17.88 22.27 21.37 46.47 165.74 114.35 131.69 Sm 14.97 17.32 16.60 32.03 75.16 50.33 46.99 Eu 13.79 14.48 19.14 27.41 24.14 16.90 21.38 Gd 9.73 11.29 11.34 20.00 35.96 25.94 18.73 Tb 8.82 9.63 9.63 17.11 28.34 19.79 11.23 Dy 7.95 8.70 9.09 16.02 24.29 16.81 7.80 Ho 7.07 7.77 8.13 14.31 20.85 14.84 6.01 Er 5.92 6.65 7.13 12.08 18.85 12.51 5.50 Tm 5.10 5.49 6.27 10.98 18.04 11.76 5.49 Yb 5.59 6.06 6.71 12.29 18.65 12.47 6.18 Lu 5.12 5.12 5.91 11.02 16.93 11.81 5.91

由图可总结出以下地球化学特征：

（1）酸性岩（沂南花岗岩）中的REE明显比基性岩（济南辉长岩）中REE富集程度高。

表明稀土元素属不相容元素，故总体上表现为从超基性岩、基性岩、中性岩至酸性岩，ΣREE

值逐渐增高

（2）样品的REE配分曲线中，LREE分异明显，HREE则较为平坦。但花岗岩中LREE富

集程度显著高于HREE。表明HREE和LREE在岩浆作用过程的相容性程度不同。

（3）花岗岩中Eu出现明显的负异常，而辉长岩中为轻微的正异常。

2、计算各样品的Eu/Eu*，并对其地球化学意义进行说明；

答：计算结果如下

MJN0608 MJN0607 MJN0609 MJN0606 MYN0625

MYN0625 M YN0607 Sm 14.97 17.32 16.60 32.03 75.16 50.33 46.99

Eu 13.79 14.48 19.14 27.41 24.14 16.90 21.38

Gd 9.73 11.29 11.34 20.00 35.96 25.94 18.73

Eu/E

1.12 1.01 1.37 1.05 0.43 0.44 0.65

由图可知：

济南辉长岩样品中Eu>1,发生富集,而沂南花岗岩样品中Eu<1,出现亏损。

由于Eu异常的产生主要是造岩矿物斜长石的结晶所致，斜长石对Eu的分配系数远远大

于其它REE，故在岩浆分离结晶过程中，辉长岩中晶出大量的斜长石，花岗岩中斜长石晶出

较少，导致Eu在辉长岩中的正异常和花岗岩中的负异常。

3、假设辉长岩中造岩矿物的组成为：CPX45%，PL35%，OL20%。结合课件中提供

的REE在矿物和熔体间的分配系数，计算与辉长岩平衡的熔体的REE组成，并作

REE配分模式图。

答：图1是总分配系数计算结果；图2 是计算出的熔体中部分REE含量标准化后的数

据；图3是熔体中REE组成配分模式图。

不同矿物中REE分配系数总分配系

数D

辉长岩中部分REE含量Ol*0.2+Cp

x*0.45+Pl

*0.35

Olivi ne Plag Cpx

MJN06

Ce 0.006 0.082 0.092 0.0713 12.4 15.2 15.1 40.6 Nd 0.006 0.055 0.23 0.12395 8.35 10.4 9.98 21.7 Sm 0.007 0.039 0.445 0.2153 2.29 2.65 2.54 4.9 Eu 0.007 2.5 0.474 1.0897 0.8 0.84 1.11 1.59 Dy 0.013 0.023 0.582 0.27255 2.02 2.21 2.31 4.07 Er 0.026 0.02 0.583 0.27455 0.98 1.1 1.18 2

Yb 0.049 0.023 0.542 0.26175 0.95 1.03 1.14 2.09 Lu 0.045 0.019 0.506 0.24335 0.13 0.13 0.15 0.28 Data from Rollinson (1993).

图1

C1 球粒陨石

计算后熔体中对应的REE含量标准化后数据样品/（总分配系数×球粒陨石）

MJN0608 MJN0607 MJN0609

MJN0606

Ce 0.612 284.17 348.34 346.05 930.43 Nd 0.467 144.25 179.67 172.41 374.88 Sm 0.153 69.52 80.45 77.11 148.75 Eu 0.058 12.66 13.29 17.56 25.16 Dy 0.254 29.18 31.92 33.37 58.79 Er 0.1655 21.57 24.21 25.97 44.02 Yb 0.17 21.35 23.15 25.62 46.97 Lu 0.0254 21.03 21.03 24.27 45.30 注：球粒陨石标准化数据引自Sun & McDonough,1989

图2

图3

第五章地球化学平衡系统的完整表达与计算

第五章地球化学平衡系统的完整表达与计算 (殷辉安, 1988; Nordstrom and Munoz, 1994; Spear, 1995; Will, 1998) 纯相的Gibbs 自由能、多相系统的Gibbs 自由能、多相系统热力学平衡的完整表达、平衡常数、活度、流体逸度的计算、Duhem 定理、地球化学系统PTXM 相关系 5.1 多相系统的热力学平衡以前研究的单个纯相组成的系统，又称为＂单相系统＂或＂均相系统＂(homogeneous system)．由多种相构成的地球化学系统，称为＂多相系统＂或＂不均匀系统）‖（heterogeneous system ）．本章主要讨论多相系统的平衡热力学表达与计算。我们先从纯相Gibbs 自由能随温度和压力的变化出发，进而论述地球化学多相系统的平衡热力学的完整表达与计算。地球化学系统的平衡，包含了多种平衡关系，即：（1）热平衡，系统内各部分的温度均匀一致；（2）力学平衡，系统内各部分的压力均匀一致；（3）相平衡，即系统内各部相之间的某同一种组分的化学势相等；（4）化学平衡，即系统内各部分之间达到化学反应平衡，保持质量平衡关系。根据多组分平衡体系的Gibbs-Duhem 方程i i n 1i dn μΔVdP ΔSdT G d Σ=++-=?，平衡时 dT=0、dP=0，d?G=0，所以i i n 1 i dn 0μ∑==。此即多相平衡体系的平衡条件—Gibbs-Duhem 方程。例如，如果反应表达为2α+3β=4γ或4γ―2α―3β=0，该系统的平衡条件可表达为 0=γγββααdn μdn μdn μ++。因为反应进度γβαξdn 41 dn 31dn 21d =-=-=，所以 0=)d ξ4μ3μ2μ(γβα+--，即γβα4μ3μ2μ=+。又例如，广泛发生于变质石灰岩中的反应(quartz) S iO (calcite) CaCO 23+ = (liquid) CO ite)(wollaston CaS iO 23+的平衡条件可表达为q u a S i O 2 c a l c i t e C a C O 3μμ+ = liquid CO 2te w ollastoni CaSiO 3μμ+；发生于变质泥质岩中的反应se)(plagiocla O S i 3CaAl 822 = licate)(aluminosi S iO 2Al 52 + (quartz) SiO (garnet) O S i Al Ca 212323+的平衡条件可表达为 Qtz SiO2Grt 12Ca3A l2Si3O A l A l2SiO 5Pl CaA l2Si2O 8μμ2μ3μ++=。采用化学势表达系统的平衡条件，显得简洁、明了。 5.2 纯相的Gibbs 自由能随温度和压力的变化 5.2.1熵随温度和压力的变化已知纯相的熵可表达为温度和压力的连续函数，即T)S(P,S =。当温度、压力均改

地球化学

一．关于地球化学的定义：地球化学是研究地球（包括部分天体）的化学组成、化学作用和化学演化的科学。二．地球化学的基本问题 1、地球系统中元素的组成（质） 2、元素的共生组合和赋存形式（量） 3、元素的迁移和循环（动）4：地球的历史和演化（史）三．地球化学研究思路在地质作用过程中，在宏观地质体变化和形成的同时，亦伴有大量肉眼难以辨别的化学组成变化的微观踪迹，它们包含着重要的定性和定量的地质作用信息，应用现代化学分析测试手段，剖析这些微观踪迹，从而揭示宏观地质作用的奥秘。（一句话那就是“见微而知著”）第一章地球和太阳系的化学组成第一节地球的结构和组成一．大陆地壳和大洋地壳的区别： 1.大洋地壳较薄，10-5公里，平均厚8公里；大陆地壳较厚，最厚可达70公里,平均厚33公里。(整个岩石圈也是大陆较厚，海洋较薄。海洋为50—60公里，大陆为100—200公里或更深。) 2.在元素的分配上，洋壳比陆壳贫硅和碱金属，但较富镁富铁。正是这种原因，大洋沉积物中富含Fe、Mn、Co、Ni等亲铁元素，它们是现代海洋中巨大的潜在资源。二. 固体地球各圈层的化学成分特点 ○1地壳：O、Si、Al、Fe、Ca○2地幔：O、Mg、Si、Fe、Ca○3地核：Fe-Ni○4地球：Fe、O、Mg、Si、Ni 第二节元素和核素的地壳丰度一．概念 1.地球化学体系:按照地球化学的观点，我们把所要研究的对象看作是一个地球化学体系，每个地球化学体系都有一定的空间，都处于特定的物理化学状态（C,T,P等）并且有一定的时间联系。 2.丰度:表示元素在某地质体中（如地球，地壳，宇宙星体及某岩类，岩体等）的含量。 3.克拉克值：元素在地壳中的平均含量 4.质量克拉克值：若计算元素在地壳中的平均含量时以质量计算，则称为质量克拉克值。 5.原子克拉克值：以原子数之比表示的元素相对含量（即指某元素在某地质体中全部元素的原子总数中所含原子个数的百分数）任意元素的原子克拉克值=某元素在某地质体中的相对原子数（用N表示）/所有元素相对原子数之和（用 N表示） 6.浓度克拉克值：某元素在某地质体中的平均含量/元素克拉克值二．克拉克值的变化规律： ①递减：元素的克拉克值大体上随原子序数的增加而减少（但锂，铍，硼以及惰性气体的含量并不符合上述规律，丰度值很低）②偶数规则：周期表中原子序数为偶数的元素总分布量（86%）大于奇数元素的总分布量（14%）。相邻元素之间偶数序数的元素分布量一般大于奇数元素分布量，稀土特别明显。③四倍规则：4q型占87%，4q+3占13%，剩下的只占千分之几。三“元素克拉克值”研究意义 1.是地球化学研究重要的基础数据。 2.确定地壳中各种地球化学作用过程的总背景。 3.是衡量元素集中、分散及其程度的标尺。 4.是影响元素地球化学行为的重要因素。四．区域元素丰度的研究的意义： 1.它是决定区域地壳（岩石圈）体系的物源、物理化学特征的重要基础数据； 2.为研究各类地质、地球化学作用、分析区域构造演化历史及区域成矿规律提供重要的基础资料； 3.为研究区域生态环境，为工业、农业、畜牧业、医疗保健等事业提供重要信息。第四节水圈、大气圈和生物圈的成分二．自然水的主要阳离子和阴离子成分海水：钠离子＞镁离子＞钙离子、氯离子＞硫酸根＞碳酸氢根、淡水：钙离子＞钠离子＞镁离子、碳酸氢根＞硫酸根＞氯离子。第六节元素的地球化学分类一．元素的地球化学分类(戈氏分类法)以及各类元素的主要分布趋势 (1)亲石元素:主要分布于岩石圈(2)亲铜元素:主要分布于地幔(3)亲铁元素:主要分布于地核(4)亲气元素:主要集中于大气圈。此外,戈氏还划分出"亲生物元素" 第七节太阳系化学一．太阳系化学组成的基本特点 1) 在所有元素中H, He占绝对优势, H占90%, He占8% 。 2）递减规则：太阳系元素的丰度随着原子序数（Z）的增大而减少，曲线开始下降很陡，以后逐渐变缓。在原子序数大于45的重元素范围内，丰度曲线近于水平，丰度值几乎不变。 3)奇－偶规则：偶数原子的丰度大于奇数原子第二章微量元素地球化学一．微量元素的概念人们常常相对于地壳中的主量元素而言，人为地把地球化学体系中，其克拉克值低于0.1%的元素，通称为微量元素。二．微量元素的基本性质 ①微量元素的概念到目前为止尚缺少一个严格的定义；②自然界“微量”元素的概念是相对的；③低浓度（活度）是公认的特征，因此往往不能形成自己的独立矿物（相）。四．能斯特定律能斯特定律描述了微量元素在平衡共存两相间的分配关系。当一种矿物(α相)与一种溶液(β相)共存时,微量元素i(溶质)将在两相间进行分配,当分配达到平衡时（有：μi α=μ i β ），其两相浓度比为一常数。此常数称为能斯特分配系数。五．由能斯特定律引出的分配系数 ①简单分配系数（即能斯特分配系数）a α i /aβi=K D（T、P）。在一定温度压力条件下，在恒温恒压下，微量元素i在两相间的浓度比为一常数，它适用于稀溶液中微量元素的分配。K D即为能斯特分配系数，也称简单分配系数。 ②复合分配系数：既考虑微量元素在两相中的比例，也考虑与微量元素置换的常量元素在两相中的浓度比例，能较真实地反映两者之间类质同象交换对微量元素分配的影响。 D tr/cr=[C s tr/C s cr]/[C l tr/C l cr]=(C tr/C cr)s/(C tr/C c r )l。 ③总体分配系数（岩石分配系数）：实际上是矿物的简单分配系数和岩石矿物的百分含量乘积的代数和。代表式：D i=∑（上 n下j=i）K i D,j W j。第j种矿物对微量元素i的简单分配系数、D i为岩石的分配系数，n为含微量元素i的矿物数，W j 为第j种矿物的质量百分数。五．影响分配系数的因素体系成分、温度、压力、氧逸度六．由分配系数引出的微量元素的分类相容元素（D＞1）:按地球化学作用过程中，当固相（结晶相）和液相（熔体相，流体相）共存时，若微量元素易进入固相，称为相容元素不相容元素（D小于1）:按地球化学作用过程中，当固相（结晶相）和液相（熔体相，流体相）共存时，若微量元素易进入液相，称为不相容元素. 亲岩浆元素（D＜＜1）:亲岩浆元素总体分配系数相对于1来说可忽略不计。超亲岩浆元素（D＜＜0.2）:超亲岩浆元素的总体分配系数相对于0.2到0.5可忽略不计第四节稀土元素地球化学一．稀土元素组成

施密特元素分类

元素地球化学分类 yuansu diqiu huaxue fenlei 元素地球化学分类 geochemical classification of the elements 在元素周期表的基础上，结合元素的自然组合及各种地球化学特征，对化学元素进一步的分类。它反映了化学元素在自然界的分布规律及其相互间的共生组合特征与其原子结构的密切关系。元素的地球化学分类较多，被广泛采用的是V.M.戈尔德施密特及A.H.扎瓦里茨基的分类。戈尔德施密特的分类是以其地球起源和内部构造的假说为基础的，他根据化学元素的性质与其在各地圈内的分配之间的关系，将元素分为4个地球化学组，如图1戈尔德施密特元素地球化学分类图所示。①亲石元素，离子最外层具有2个或8个电子，呈惰性气体型稳定结构，与O、F、CL亲合力强，多组成氧化物或含氧盐，特别是硅酸盐,形成大部分造岩矿物,并主要集中在岩石圈；②亲铜元素，离子最外层具有 18个电子的铜型结构，与S、Se、Te亲和力强，多形成硫化物和复杂硫化物；③亲铁元素，离子最外层具有8～18个电子的过渡型结构，与O及S的亲和力均较弱,主要集中在地球深部的铁镍核中；④亲气元素，为惰性气体，呈原子或分子状态集中在地球的大气圈中。此外，戈尔德施密特还划分出亲生物元素，这些元素多富集在生物圈中。扎瓦里茨基的分类能够从原子结构这一最本质的原因去理解元素在自然界的分布与组合规律。按这种分类，化学元素被分成 12族（图2扎瓦里茨基元素地球化学分类图）:①氢族；②造岩元素族(Li、Be、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Rb、Sr、Cs和Ba)；③惰性气体族 (He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn)；④挥发分元素族(B、C、N、O、F、P、S、Cl)；⑤铁族(Ti、V、Cr、Mn、F e、Co、Ni);⑥稀土稀有元素族 (Sc、Y、Zr、Nb、TR、Hf、Ta等)；⑦放射性元素族(Fr、Ra、Ac、Th、Pa、U等）；⑧钨钼族 (Mo、Tc、W、Re)；⑨铂族(Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt)；⑩硫化矿床成矿元素族 (Cu、Zn、Ge、Ag、Cd、In、Sn、Au、H g、Tl、Pb等)；□半金属元素族(As、Sb、Bi、Se、Te、Po)；□重卤素元素族(Br、I、At)。除了上述这些系统的分类外，还有根据特定的地质作用对元素进行地球化学分类的。如在描述岩浆分异结晶作用或部分熔融过程中，把进入结晶相或残留相的称为相容元素，而进入熔体相的称为不相容元素等。参考书目南京大学地质学系编：《地球化学》（修订本），科学出版社，北京，1979。赵伦山、张本仁编著：《地球化学》，地质出版社，北京，1988。（王中刚）

元素地球化学

元素地球化学第一章：导论 ◆地球化学的三个主要分支：①元素地球化学②同位素地球化学③实验地球化学 ◆元素地球化学：是地球化学最主要的分支学科，它通过逐一阐明个别元素的地球化学和宇宙化学特征及其与其它元素的组合关系来研究自然界化学演化规律的学科,是地球化学的传统研究内容和主干学科。它力求完整地了解元素的地球化学旋回及其演化历史和原因,揭示元素含量变化对自然过程的指示意义 ◆元素地球化学主要研究内容和任务：（1）每个或每组化学元素的地球化学性质；（2）元素或元素群在自然界的分布、分配情况；（3）元素相互置换、结合、分离的规律和机制；（4）元素的存在形式、组合特点、迁移条件；（5）每个元素的地球化学旋回及其演化历史和原因（6）应用于地球资源、环境和材料的研究、预测、开发和保护。 ◆元素地球化学的研究方法：（1）地质研究方法；（2）高灵敏度、高精度、快速和经济的测定和分析手段：ICP-MAS、ICP-AES、X荧光、电子探针等等；（3）各种地球化学模拟实验研究；（4）一些物理化学、热力学等理论的应用；（5）计算机技术在处理大量数据方面的广泛应用。 ◆戈尔德施密特的元素地球化学分类：亲铁元素Siderophile：富集于陨石金属相和铁陨石中的化学元素。它们与氧和硫的结合能力均弱,并易溶于熔融铁中；在地球中相对于地壳和地幔,明显在地核内聚集。其离子最外层电子数在8～18之间。典型的秦铁元素有镍、钴、金、铂族元素。亲石元素lithophile：在陨石硅酸盐相中富集的化学元素;在地球中它们明显富集在地壳内,有较大的氧化自由能。在自然界中都以氧化物,含氧盐，特别是硅酸盐的形式出现。如硅、铝、钾、钠、钙、镁、铷、锶、铀、稀土元素等。其离子最外层电子数为2或8。亲铜元素chalcophile：在陨石硫化物相和陨硫铁(FeS)中富集的化学元素；在自然界中,它们往往易与S2-结合成硫化物和复杂硫化物。如硫、铜、锌、铅、镉、砷、银、硒、碲、锑等。其离子最外层有18个电子。亲硫元素sulphophile：指不易与氧、氟和氯结合，而易于形成硫化物、硒化物、碲化物、砷化物等矿物的元素。该术语现一般理解为与“亲铜元素”同义，并包括一些亲铁元素。亲气元素atmophile：组成地球大气圈的主要元素,惰性气体元素,以及主要呈易挥发化合物存在的元素。如氢、氮、碳、氧、及惰性气体元素等。亲生物元素biophile：集中在有生命的动植物内的元素。C, H , O, N, P, S, Cl, I, (B), (Ca, Mg, K, Na), (V, Mn, Fe, Cu) ◆有关其他元素分类的常用术语：常量元素：组成物质主要结构和成分的元素，它们常占天然物质总组成的99%以上，并决定了物质的定名和大类划分。微量元素(trace element, microelement)：物质中除了那些构成主要结构格架所必须的元素之外，所有以低浓度存在的化学元素。其浓度一般低于0.1%，在大多数情况下明显低于0.1%而仅达到ppm乃至ppb数量级。次要元素(minor element)：在文献中单独出现时时与微量元素同义；当两者同时出现时，一般指含量为1～5的化学元素。稀有元素(rare element)：在低壳中分布量较低，但易于在自然界高度富集形成较常见的矿物和独立工业矿床的的化学元素。如REE、Nb、Ta、Be、Li、（W）等。分散元素(dispersed element)：在地壳中元素丰度低，并且其离子半径和电荷等化学性质与地壳中的高丰度元素(硅、铝、钙、铁、钾、钠等)相似的一类微量元素。因上述性质，它们在自然界中大多以类质同像置换形式分散存

第二章

生态规划理论基础生态规划设计的内涵生态规划是运用生物学及社会文化信息，就景观利用的决策提出可能的机遇及约束。景观生态规划是将生态性原则与景观规划相结合的科学规划方法，通过研究景观格局---生态过程以及人类活动与景观的相互作用，在景观生态分析、综合及评价的基础上，提出景观最优利用方案、对策及建议的景观规划途径。从狭义理解，景观生态规划是基于景观生态学的规划，是基于景观生态学关于景观格局和空间过程（水平过程或流）的关系原理的规划。景观更明确地被定义为在数平方公里尺度中，由多个相互作用的生态系统所构成的、异质的土地嵌合体。景观生态强调水平过程与景观格局之间的相互关系，它把斑块—廊道—基质作为分析景观的空间组合模式。任何与生态过程相协调，尽量使其对环境的破坏影响达到最小的设计形式都称为生态设计。协调意味着设计尊重物种多样性，减少对资源的剥夺，保持营养和水循环，维持植物生境和动物栖息地的质量，有助于改善人居环境及生态系统的健康。景观生态的概念景观规划设计的共同目标是人与自然关系的协调和时空过程上的永续。景观规划是通过经济规划、环境规划与景观设计的结合，使区域开发、资源利用与生态保护相衔接与配合，生产建设、生活建设与生态建设相适应，达到经济效益、社会效益与生态效益的高度统一，从而实现整体人文生态系统的整体最优化。千层饼模式是以垂直生态过程的连续性为依据，使景观改变和土地利用方式适应于生态过程，揭示地质、水文、土壤、植被、动物、人类活动之间的生态过程与土地利用的关系，但很难反映水平生态过程与景观格局之间的关系。二、生态规划设计的意义生态规划把景观作为一个整体考虑，协调人与环境、社会经济发展与资源环境、生物与非生物环境、生物与生物及生态系统之间的关系，使景观空间格局与生态特性及其内部的社会文化活动，在时间和空间上协调，达到景观优化功能。三、生态规划设计的发展趋势 1、区域景观整体性与区域景观生态工程 2、生态过程与景观过程—格局综合体规划 3、不同尺度空间生态规划的现实性： A尺度不同，生态规划的特征不同。在自然界中尺度越大，自然景观的水平分异和垂直分异就越呈现出地带性分异特征，水平分异结构就越明显。随着高度差异的加大，垂直结构也越来越突出。宏观上和大尺度上景观的生态特征强于景观的艺术特征，微观上和小尺度上的景观的艺术性和人工化强于景观的生态特征。 B尺度不同，生态规划的内容和方法不同，解决的问题也不同。 4、景观生态规划的生态合理性与实效性 5、新技术与新方法的应用景观生态规划的理论基础一、生物进化与生态演替理论比如说植被的演替，同时也是土壤、土壤水、土壤气候和小气候的演替，这就意味着各种地理因素之间相互作用的连续顺序，也就是景观演替思想（特罗尔提出）。克里门茨的五段演替理论突出了整体、综合、协调、稳定、保护的五大生态学观点。二、空间分异性与生物多样性理论（地理学第一定律、生态学三个基本原则之一）地理空间分异实质是一个表述分异运动的概念。首先是圈层分异；其次是海陆分异；再次是大陆与大洋的地域分异。地理学通常把地理分异分为地带性、地区性、区域性、地方性、局部性、微域性等若干级别。三、景观异质性与异质共生理论景观异质性的理论内涵是景观组分和要素，如基质、廊道

生物地球化学性疾病单选题第一套

生物地球化学性疾病单选题第一套一、单项选择题 1．地方性甲状腺肿的好发年龄是（） A．0～10岁 B．15～20岁 C．25～35岁 D．40～50岁 E．55～65岁 2．碘是人体必需微量元素，在无外来含碘的食物下，水碘含量可用于衡量当地居民摄碘量，当饮水碘含量低于多少时，可有碘缺乏病的流行（） A．<1μg/L B．<5μg/L C．10μg/L D．20μg/L E．50μg/L 3．当碘摄入量低于多少时可发生碘缺乏病的流行（） A．5μg/d B．20μg/d C．40μg/d D．75μg/d E．150μg/d 4．下列关于砷"三致"作用的描述，不正确的是（） A．目前尚未见砷对人的致畸胎作用的流行病学调查报道 B．短期体外筛检实验从不同水平、不同角度证明了砷具有较强的致突变作用 C．砷致人类癌症的内在理论基础是体细胞突变学说 D．动物实验结果显示砷具有致癌作用 E．WHO已将砷定为确认致癌物 5．在下列症状中哪一条不是慢性地方性硒中毒的特异性表现（）A．毛发脱落 B．指甲脱落 C．皮肤湿疹 D．脚趾干性坏疽

E．运动障碍 6．下列哪种作物中含硒量较高（） A．小麦 B．玉米 C．水稻 D．大蒜 E．黄豆 7．地方性氟中毒发病明显增加一般在（）A．6岁以后 B．16岁以后 C．26岁以后 D．36岁以后 E．46岁以后 8．下列哪种症状不是慢性砷中毒的特异性表现（）A．皮肤色素代谢异常 B．掌跖部皮肤角化 C．末梢神经炎 D．乌脚病 E．麻痹性震颤 9．在下列因素中哪一条不是克山病的致病原因（）A．环境硒水平过低 B．柯萨奇病毒感染 C．营养素失衡 D．环境硒水平过高 E．真菌污染粮食 10．3价砷在机体内蓄积量较高的组织是（）A．肝脏 B．毛发、皮肤 C．肺、脾 D．肠、胃 E．肾脏 11．不易受镰刀菌污染的粮食是（） A．小麦 B．玉米

元素地球化学迁移研究实例

元素地球化学迁移研究实例矿床地质特征：锡矿体为锡石石英脉，根部插入花岗岩中。花岗岩主体为黑云母花岗岩，矿体下部部分黑云母已经白云母化-二云母花岗岩，花岗岩钠长石化。剖面中矿脉及蚀变带具分带结构。矿脉内的矿物组合为锡石-石英；矿脉旁的矿物组合为事变矿物组合-云英岩化：长石蚀变为钠长石，黑云母蚀变为白云母，含蚀变矿物黄玉和萤石。矿脉上部，两侧对称发育云英岩化，向外由钠长石化和白云母化花岗岩过渡为未变质黑云母花岗岩，在脉旁云英岩中分布有锡石、萤石和黄玉；含矿脉下部，云英岩蚀变带宽度变窄，钠长石化和白云母化花岗岩宽度加大，向外过渡为未变质的黑云母花岗岩。花岗岩中Sn的活化：含矿花岗岩中锡含量16-30ppm，高出酸性岩克拉克值4-5倍。不含矿花岗岩含锡3-5ppm。赋存形式：80%-100%的Sn集中于黑云母（Bi）中，黑云母中Sn含量均匀，80-400ppm。显微镜下未发现锡石颗粒。将Bi研细到200-300目，用碘化钾溶剂无法提取到其中的锡，说明黑云母花岗岩中锡主要以类质同象形式进入Bi晶格： Li+ + Sn4+→ Mg2+ + Fe3+ 黑云母发生白云母化蚀变后，白云母中的锡含量大大低于黑云母中的锡含量。暗示发生了元素的迁移。巴尔苏科夫认为Bi的白云母化过程为：含Sn黑云母 + K+→白云母 + Sn4+ + (Mg,Fe)2+ 交代的同时Sn被排出晶格，花岗岩中大量Sn被淋滤带出进入蚀变溶液，据计算没m3白云母化花岗岩约带出10-60gSn，这是锡石-石英脉Sn的主要来源。也造成锡石-石英脉下部花岗岩中呈现锡的负异常。

在综合分析上述资料基础上，巴尔苏科夫认为，在富集Sn方面起主要作用的是岩浆期后自变质作用。 Sn的搬运和沉淀：矿脉上部矿物组合显示有K、Ca、Na带入，下部矿物组合显示有Na置换Ca。矿脉下部花岗岩的钠长石化和白云母化表明自变质溶液早期富Na并具有碱性。锡石-石英脉以及云英岩中的萤石（CaF2），黄玉（Al2[SiO4](F,OH)2）等反映了氟对锡的搬运作用。F的活动以及云英岩化作用中Ca、Mg、K等的淋滤表明在锡石沉淀时，热液的pH值已有所下降。包裹体成分测定表明：成矿热液含大量F、Na、K、Ca、Cl、HCO3-等，锡石形成温度250-300℃，溶液pH<6-8.3。为证实F对Sn的搬运及可能的F-Sn络合物，进行了成矿模拟实验。配置了与包裹体成分相近的溶液，在含氟钠-钾-氯化物溶液中，在300℃，500×105Pa及pH=8-10条件下，同时存在重碳酸，硼酸和二氧化硅时，形成稳定[Sn(F6-X,OH X)]型氟-氢氧络离子。pH降到7.5-8.0时，络离子水解，Sn呈锡石析出。实验所得氟-氢氧络合物形成，稳定和分解条件同形成过程物理化学条件基本吻合。成矿溶液由碱性逐渐中和，释放出HF与其它组分作用形成含氟矿物。锡成矿模型：巴尔苏科夫指出：富Na和F的岩浆期后碱性溶液由深部沿裂隙向上运移，使花岗岩发生自变质作用，长石发生钠长石化，黑云母发生白云母化，黑云母晶格中的Sn被活化。Sn 进入溶液形成Na2[Sn(F6-X,OH X)]络合物向上运移，此时溶液具碱性，络合物稳定。黑云母被白云母交代的同时释放出Fe2+和Mg2+，它们与溶液中的B、SiO2、As、S结合形成电气石(Na，Ca)(Mg，Fe)3B3Al6Si6(O,OH,F)31和毒砂（FeAsS）。含Na2[Sn(F6-X,OH X)]溶液继续上升，经钠长石化，溶液中Na浓度降低，pH值下降。当溶液变为弱碱性至中性时，氟锡络合物不稳定，通过高温水解形成锡石和游离HF： Na2[Sn(F6-X,OH X)] SnO2+ 2NaF + 2HF（3.1）这将引起热液迅速酸化，酸性溶液作用于上部花岗岩，导致碱金属淋滤带出形成云英岩：3KAlSiO3O6＋2HF KAl2[AlSi3O10][OH]2＋2KF ＋6SiO2 钾长石白云石石英（3.2） KAlSiO3O6＋4HF Al2[SiO3]F2＋5SiO2＋2KF ＋H2O 钾长石黄玉（3.3）HF与围岩Ca作用形成萤石；这样，巴尔苏科夫系统说明了Sn在深部带出和在上部的集中，解释了矿脉及蚀变的垂直分带、各带矿物组合及Sn在矿脉两侧的分配。总结：由此例可见，元素迁移过程常常包含几个环节和集中作用机制，它们之间相互制约，每个环节的作用机制都可以用代表性化学反应表述：如锡矿形成中Sn的活化机制时花岗岩中黑云母的白云母化，反应方程式为：含Sn黑云母 + K+→白云母 + Sn4+ + (Mg,Fe)2+ Sn4+在含矿溶液中络合迁移及水解沉淀用下式表示： Na2[Sn(F6-X,OH X)] SnO2 + 2NaF + 2HF 两个反应方程概略地说明了Sn从活化到迁移沉淀的基本化学过程及其所反映的地质因素，成为元素迁移的化学模型。元素迁移的化学模型虽然只定性（或半定量）地说明迁移的性质，但是最基本的作用机制，是进一步深入研究的必要前提。

第二章有机污染物的环境地球化学循环2

第三节典型有机污染物生物地球化学循环分析一、多氯联苯的地球化学循环尽管二十世纪70年代，已经禁用PCBs产品，但目前大气中PCBs含量仍然很高。PCBs由于燃烧期间的挥发、泄漏、工业处置、作为废品倾倒土地填埋等人为过程而进入生物圈等人类活动的环境。 PCBs进入生物圈后，其循环方式是多种多样的。来自增塑剂和燃烧期间挥发而进入大气的PCBs，一方面可吸附在大气颗粒物上，随大气颗粒沉降而到达地面，另一方面则通过自然降水过程离开大气分室，迁移到土壤和水分室中。大气分室中PCBs的平均停留时间为2－3天。在土壤分室，PCBs经过一系列的生物地球化学过程进行内部再循环，通过挥发作用和生物转化作用两种生态化学过程而离开土壤分室。PCBs在土壤分室中的半衰期为5年左右。由于PCBs不易降解和高度的亲脂性，其循环结果是99％以上的PCBs存在于大气分室中。水分室中的PCBs除了与工业排放有关外，很大部分来自大气的沉降作用。进入水分室的PCBs一般均能迅速地吸附到水中的颗粒物上，并随颗粒物的运动传输到远离污染源的地区，或者随沉积物的沉降而进入沉积层中。但PCBs进入沉积层后，由于它的低水溶性，一般不进入水体中。这种沉降作用在今后几十年内仍将继续成为食物链的主要污染源。 PCBs通过生物体的主动吸收和被动吸收，进入生物分室。由于PCBs的高度亲脂性，对水生生物有大而广泛的影响。进入生物体内的PCBs通过生物代谢降解是相当难的，因而主要积累在生物体内，很少通过排泄而重新回到非生物组分中。

PCBs主要通过微生物作用或通过光化学分解作用从生物—非生物复合系统中消失。图2－3－1为PCBs的生物地球化学循环的一般模式，从中看出，由于循环，不仅使得水分室、土壤分室和生物分室中普遍存在PCBs，而且植物、动物和人类等生物分室中PCBs的浓度由于水生生物的富集作用普遍比土壤、水和大气分室等非生物分室中PCBs的浓度高得多（周启星等，2001）。二、石油烃的环境地球化学行为石油在开采、运输和利用过程中约有2.3-3.2%进入生物—非生物复杂系统中，从而产生对生物界的危害（图2－3－2）。无论石油烃类化合物是排入大气分室，还是土壤分室，最终他们都要达到海洋分室中。当这些石油达到海洋分室后，由于其水溶性很低，一般漂浮在海面上随大洋的环流而作水平移动。烃类化合物可吸附在颗粒物表面上，并随沉积物沉积。在水介质中，石油烃的循环将涉及一系列生物化学过程（图2－3－3）。生物过程主要是微生物的作用，非生物的化学过程包括扩散作用、漂移作用、挥发作用、光化学作用、分散作用、溶解作用、乳化作用、吸附作用和降解作用等。另一个重要的循环是石油烃进入生物体的循环，包括植物的吸收、动物的累积放大，以及通过排泄等过程又回到水、土壤等非生物分室。

第五章微量元素地球化学2011

第四章微量元素地球化学第一节微量元素地球化学基本原理一、微量元素概念（是相对的概念）主量元素(主要元素、常量元素)：岩石的主要组成部分，含量>0.1wt%，通常用氧化物的重量百分数来表示（wt%）；微量元素（痕量元素、痕迹元素）：难以形成独立矿物，浓度<0.1%,通常用ppm或ppt表示。 Gast(1968)对微量元素的定义是：不作为体系中任何相的主要化学计量组分存在的元素。微量元素的另一定义为，在所研究的地球化学体系中，其地球化学行为服从稀溶液定律(亨利定律，Henry’s Law)的元素。常(主)量和微量元素在自然界中是相对的概念，常因所处的体系不同而相互转化。如Cr在大多数地壳岩石中为微量元素，但在超基性岩中可呈常量元素；Fe在岩石中是常量元素，但在有机物中多为微量元素；Zr在岩石中是微量元素，但在锆石中为常量元素；K在地壳整体中是主量元素，但它在陨石中却被视为微量元素。在自然界中，主要的常量元素的含量变化范围有限(多小于1个数量级)，而微量元素的变化范围较大(常达2个数量级)，明显超过常量元素。例如： SiO2在基性、中基性、中酸性和酸性岩浆的平均含量分别约为45、52、65和75 (wt%)，其相对变化量为1.7； Rb在基性、中基性、中酸性和酸性岩浆的平均含量分别约为0.2、4.5、100和200 ppm，相对变化量为1000。二、微量元素的特点 1、微量元素的概念难以用严格的定义进行描述； 2、自然界“微量”元素的概念是相对的，应基于所研究的体系； 3、低浓度(活度)是微量元素的核心特征，在宏观上表现常为不能形成自己的独立矿物(相)，近似服从稀溶液定律（亨利定律）。三、微量元素在共存相中的分配规律地球化学过程中元素的地球化学行为在实质上表现为，当所在的介质条件发生变化时，其在相关共存的各相(液—固、固—固等)之间发生重新分配过程。自然过程总量趋向于达到不同尺度的平衡，元素在平衡条件下，相互共存各相之间的分配取决于元素及矿物的晶体化学性质(内因)及物理化学条件(外因)。常量元素——形成独立矿物相，其分配行为受相律的控制，遵循化学计量法则。微量元素——在自然体系中浓度极低，不能形成以独立矿物。因此，微量元素的分配不受相律和化学计量的限制，而是服从稀溶液定律(即分配达到平衡时，微量元素在各相之间的化学

地球化学知识点整理

地球化学绪论 1、地球化学的定义：地球化学是研究地球（包括部分天体）的化学组成、化学作用和化学演化的科学2、地球化学的基本问题：【填空】（1）质：地球系统中元素的组成（2）量：元素的共生组合和赋存形式（3）动：元素的迁移和循环（4）史：地球的历史和演化 3、地球化学研究思路：【简答】在地质作用过程中，在宏观地质体变化和形成的同时，亦伴有大量肉眼难以辨别的化学组成变化的微观踪迹，它们包含着重要的定性和定量的地质作用信息，应用现代化学分析测试手段，剖析这些微观踪迹，从而揭示宏观地质作用的奥秘。即“见微而知著”。第一章地球和太阳系的化学组成第一节地球的结构和组成 1、地球的圈层结构、主要界面名称：（1）地震波（P波和S波）在地球内部传播速度的变化，反映出地球内部物质的密度和弹性是不均一的。这种不均一性在地球的一定深度表现为突变性质。由此得出，地球内部具有壳层结构的概念，即认为地球由表及里分为地壳、地幔和地核三个部分。界面分别为：莫霍面和古登堡面。（2）上地壳和下地壳分界面为康拉德面。上地壳又叫做硅铝层，下地壳又叫做硅镁层。大陆地壳由上、下地壳，而大洋地壳只有下地壳。【填空】 2、固体地球各圈层的化学成分特点：（分布顺序）地壳：O、Si、Al、Fe、Ca 地幔：O、Mg、Si、Fe、Ca 地核：Fe-Ni 地球：Fe、O、Mg、Si、Ni

第二节元素和核素的地壳丰度 1、基本概念：【名词解释】（1）地球化学体系：我们把所要研究的对象看作是一个地球化学体系，有一定的空间，处于特定的物理-化学状态，并且有一定时间的连续（2）丰度：研究体系中被研究元素的相对含量（3）克拉克值：地壳中元素的平均含量（4）质量克拉克值：以质量计算表示的克拉克值（5）原子克拉克值：以原子数之比表示的元素相对含量。它是指某元素在某地质体全部元素的原子总数中所占原子个数的百分数。（6）浓度克拉克值：某一元素在地质体中的平均含量与克拉克值的比值 2、克拉克值的变化规律：（1）递减：元素的克拉克值大体上随原子序数的增大而减小。但Li、B、Be以及惰性气体的含量并不符合上述规律，其丰度值很低。（2）偶数规则（奥多-哈金斯法则）：周期表中原子序数为偶数的元素总分布量大于奇数元素的总分布量，相邻元素之间偶数序数的元素分布量大于奇数元素分布量。（3）四倍规则（了解）：元素的质量数A除以4，可分为四类：4q+3、4q+2、4q+1、4q 3、“元素克拉克值”研究意义：【简答】（1）是地球化学研究重要的基础数据（2）确定地壳中各种地球化学作用过程的总背景（3）是衡量元素集中、分散及其程度的标尺（4）是影响元素地球化学行为的重要因素 4、区域元素丰度的研究的意义：【简答】（1）它是决定区域地壳（岩石圈）体系的物源、物理化学特征的重要基础数据（2）为研究各类地质、地球化学作用、分析区域构造演化历史及区域成矿规律提供重要的基础资料（3）为研究区域生态环境，为工业、农业、畜牧业、医疗保健等事业提供重要信息

地球化学复习资料详解

地球化学复习资料第一章绪论一、地球化学的定义地球化学是研究地球及子系统(含部分宇宙体)的化学组成、化学作用和化学演化的科学（涂光炽）。地球化学是研究地球的化学成分及元素在其中分布、分配、集中、分散、共生组合与迁移规律、演化历史的科学。二、地球化学研究的基本问题第一：元素（同位素）在地球及各子系统中的组成（量）第二：元素的共生组合和存在形式（质）第三：研究元素的迁移（动）第四：研究元素（同位素）的行为第五：元素的地球化学演化第二章自然体系中元素的共生结合规律一、元素地球化学亲和性的定义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地与某种阴离子结合的特性称为元素的地球化学亲和性。二、亲氧元素、亲硫元素与亲铁元素的特点亲氧（亲石）元素亲硫（亲铜）元素亲铁元素离子结构阳离子最外层8 个电子的惰性气体结构离子最外层18个电子（s2 P6d10）结构离子最外层具有8-18个电子的过渡结构电负性较小较大电离能高，不易与其他元素结合化学键离子键共价键金属键氧化物的生成热大于氧化铁FeO 小于氧化铁氧化物、硫化物的生成热小于亲氧、亲硫元素集中主要分布于岩石地球硫化物-氧化地球的铁-镍核

地球的组分分异，由元素的性质决定。元素在周期表中的位置：亲铁元素: 地核亲石元素: 地幔与地壳亲气元素: 大气圈和水圈三、其它的概念离子电位（π）：是离子电价（W ）与离子半径（R ）的比值，即π=W/R 电离能：指从原子电子层中移去电子所需要的能量。电离能愈大，则电子与原子核之间结合得愈牢固。电子亲和能：原子得到电子所放出的能量（E)叫电子亲和能。E 越大，表示越容易得到电子成为负离子。电负性：中性原子得失电子的难易程度。或者说原子在分子中吸引价电子的能力叫电负性。表示为：X=I+E (X ：电负性；I ：电离能；E ：电子亲和能)周期表上，以Li 的电负性为1.0，得出其它元素相对电负性。化学键：离子键（电子交换）,共价键（电子共用），金属键（价电子自由移动），范德华键（分子间或惰性原子间，存在弱的偶极或瞬时偶极），氢键（也属分子间静电力，含H 的分子与其它极性分子或负离子间) 四、元素的地球化学化学分类（戈式分类）亲氧（亲石）、亲硫（亲铜）、亲铁、亲气根据地球中阴离子中氧丰度最高，其次是硫（主要形成氧的化合物和硫化物）；而能以自然金属形式存在的丰度最高的元素是铁，因此，元素的地球化学亲和性主要分为以下三类： ①亲氧性（亲石）元素；②亲硫性（亲铜）元素；③亲铁元素。亲氧元素：能与氧以离子键形式结合的金属（半金属）元素称为亲氧元素。亲硫元素：能与硫结合形成高度共价键的金属（半金属）元素称为亲硫元素。亲铁元素：元素在自然界以金属状态产出的一种倾向。铁具有这种倾向，在自然界中，特别是O ，S 丰度低的情况下，一些元素往往以自然金属状态存在，常常与铁共生，称之为亲铁元素。亲铁元素基本特征：不易与其他元素结合，因为它们的价电子不易丢失（具有较高电离能）。亲铁元素特点：原子（注意不是指离子）具有d 亚层充满或接近充满，接近18-18+2的外电子层结构（惰性金属型构型），电负性中等，第一电离能较高（原子中电子不易被剥夺，也难以夺取外来电子），常形成金属键晶体（单质或金属互化物）；其氧化物和硫化物的生成热都较小；位于原子容积曲线的最低部分；主要集中于铁-镍核，地壳较少；亲铁元素具有多亲合性，也可亲氧、亲硫，Fe 是典型代表。分布情况圈物过渡圈容积曲线下降部分上升部分最低部位

地球化学复习资料

球类陨石：主要由基质、球粒、金属和一些特殊矿物集合体等组成。碳质球类陨石是球粒陨石中的一个特殊类型，含有碳的有机化合物分子，并且主要由含水硅酸盐组成。 CI型陨石为什么能够作为太阳系元素丰度标准？ I型碳质球类陨石中难挥发元素的丰度与太阳一致，且未经受热变质作用影响、形成于远离太阳的较低温区域，是最原始的太阳星云凝聚物资。因而，它能保持着太阳星云中非挥发元素的初始丰度。第二章复习题 1、元素的地球化学亲和性元素地球化学亲和性：主要指阳离子在自然体系中趋向同某种阴离子化合的倾向。又可指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地与某种阴离子结合的特性。 2、戈尔德斯密特的元素地球化学分类 1）、亲石元素：离子的最外层电子层具有8电子（S2P6）惰性气体型的稳定结构，与氧容易成键，主要集中于硅酸盐相。 2）、亲铜元素：离子的最外层电子层具有18铜型结构（s2p6d10)在自然界中容易与硫形成化合物，这些元素在分配时，主要分配在硫化物相中。 3）、亲铁元素：离子最外层电子层具有8-18过渡型结构，这种元素同氧、硫的化合能力较差，倾向于形成自然元素，因此，这类元素倾向分配在金属相中 4）、亲气元素：原子最外层具有8个电子，原子半径大，具有挥发性或易形成挥发性化合物，主要分布在大气圈中。 5）、亲生物元素：这类元素主要富集在生物圈中。 3、类质同像的概念类质同像概念：某种物质在一定的外界条件下结晶时，晶体中的部分构造位置被介质中的其他质点（原子、离子、络离子或分子）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，这种现象称类质同像。 5、影响元素类质同像的物理化学条件 1）、组份浓度 ---“补偿类质同像”一种熔体或溶液中如果缺乏某种组份，当从中晶出包含此种组份的矿物时，熔体或溶液中性质与之相似的其他元素就可以类质同像代换的方式加以补充。2）氧化还原电位.

《地球化学》练习题

《地球化学》练习题绪论 1.概述地球化学学科的特点。 2.简要说明地球化学研究的基本问题。 3.简述地球化学学科的研究思路和研究方法。 4. 地球化学与化学、地球科学其它学科在研究目标和研究方法方面的异同。第一章太阳系和地球系统的元素丰度 1.概说太阳成份的研究思路和研究方法 2.简述太阳系元素丰度的基本特征. 3.说说陨石的分类及相成分的研究意义. 4.月球的结构和化学成分与地球相比有何异同？ 5.讨论陨石的研究意义. 6. 地球的结构对于研究和了解地球的总体成分有什么作用？ 7. 阐述地球化学组成的研究方法论. 8. 地球的化学组成的基本特征有哪些？ 9. 讨论地壳元素丰度的研究方法. 10.简介地壳元素丰度特征. 11.地壳元素丰度特征与太阳系、地球对比说明什么问题？ 12.地壳元素丰度值（克拉克值）有何研究意义？ 13.概述区域地壳元素丰度的研究意义. 14.简要说明区域地壳元素丰度的研究方法.

15.岩浆岩中各岩类元素含量变化规律如何？ 16.简述沉积岩中不同岩类中元素含量变化规律. 第二章元素结合规律与赋存形式 1.亲氧元素和亲硫元素地球化学性质的主要差异是什么？ 2.简述类质同像的基本规律. 3.阐述类质同像的地球化学意义. 4.简述地壳中元素的赋存形式及其研究方法. 5.举例说明元素存在形式研究对环境、找矿或农业问题的意义. 6.英国某村由于受开采ZnCO3矿的影响，造成住宅土壤、房尘及饮食摄入Cd明显高于其国标，但与未受污染的邻村相比，在人体健康方面两村没有明显差异。为什么？第三章水-岩化学作用和水介质中元素的迁移 1.举例说明元素地球化学迁移的定义. 2.举例说明影响元素地球化学迁移过程的因素。 3.列举自然界元素迁移的标志. 4.元素地球化学迁移的研究方法. 5.水溶液中元素的迁移形式有那些？其中成矿元素的主要迁移形式又是什么？ 6.解释络离子的稳定性及其在地球化学迁移中的意义. 7.简述元素迁移形式的研究方法. 8.什么是共同离子效应？什么是盐效应？ 9.天然水的pH值范围是多少？对于研究元素在水介质中的迁移、沉淀有何意义？ 10.举例说明Eh、pH值对元素迁移的影响. 11.非标准电极电位E及环境的氧化还原电位Eh，在研究元素地球化学行为方面有什么作用？ 12.试述影响元素溶解与迁移的内部因素。

元素地球化学场与成矿

基金项目:高等院校博士点基金(No .20070558033) 元素地球化学场与成矿陈国能 (中山大学地球科学系,广核-中大花岗岩与铀矿资源研究所,广东广州510275) 元素周期表是化学元素自身结构变化规律的体现,而元素自身的结构又往往决定了其在特定地质(物理化学)过程中的行为和空间位置。据此,作者曾提出元素地球化学场的概念(陈国能,1998;Chen and G rapes ,2007)。本文是在此基础上,着重探讨陆壳熔融(重熔)-固结过程中元素的迁移聚集和空间分布与元素自身结构的关系。研究结果表明: (1)大陆地壳三大类岩石(沉积岩、铁镁质岩浆岩和以花岗岩为代表的长英质岩浆岩)的形成过程,可导致不同类型元素富集成矿。其中,在沉积岩形成过程富集成矿的主要是具惰性气体型离子结构的元素,而亲岩浆岩的元素多为过渡型和铜型离子。在后者中,除铁族元素表现为亲铁镁质岩浆岩外,其它元素的富集成矿均与花岗岩的形成有关(图1)。图1 大陆地壳三大岩类的成矿元素与元素离子结构的关系 (2)亲花岗岩成矿元素在地壳中高度分散。原地熔融-壳内对流模型(Chen and Grapes ,2007),为这类分散元素的富集提供了一个逻辑框架。在重熔岩浆层固结过程中,亲石元素占据了原来岩浆层所占据的位置,形成花岗岩层;未能加入硅酸盐晶格的元素则在残余相和气相中富集,并向重熔界面隆起区汇聚,在条件许可时被排出系统之外(图2); (3)成矿流体在向上运移过程中,其内的成矿元素将在不同的物理化学区间沉淀析出,在重熔界面之上的沉积-变质盖层形成硫化物矿床 (图2)。可见,原地重熔-岩浆固结过程中亲硫元素最终所处的位置,即代表花岗岩层之上的沉积-变质盖层; (4)成矿元素沉淀之后,作为搬运介质的水和卤族元素(统称亲水元素)在温度差和压力差驱动下继续向上运移,并最终进入地下水层(图2)。换言之,水圈是花岗岩热液中的亲水元素的最终归宿; (5)不论是重熔-结晶或其后的热液过程,熔融系统中的惰性气体元素均不参与反应,它们最终会到达大气圈,即大气圈是此类元素的最后归宿(图2)。增刊矿