地球化学复习题（推荐文档）

地球化学复习题

绪论

1、地球化学的定义。

答：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、地球化学的任务。

答：1）地球及其子系统中元素及其同位素的组成，即元素的分布和分配问题；2）元素的共生组合和赋存形式；3）元素的迁移和循环；4）地球的历史和演化。5）基础理论和应用的发展。

3、地球化学的研究思路和工作方法。

答：研究思路：以化学、物理化学等基本原理为基础，以研究原子（包括元素和同位素）的行为为手段，来认识地球的组成、历史和地球化学作用。工作方法：野外：地质考察+样品采集（代表性、系统性、统计性、严格性）。 室内： --岩矿鉴定

--分析测试：早期容量法、离子色谱法和比色法，现今X射线荧光光谱XRF、ICPAES、--ICPMS、固体质谱、AAS等。

--元素结合形式和赋存状态的研究：化学分析、晶体光学、X射线衍射、拉曼谱、微区分析（电子探针、离子探针）等。

--作用过程的物理化学条件的测定：温度（包裹体、矿物、同位素）、压力、pH、Eh、盐度等。

--自然作用的时间参数：同位素测年。 --模拟实验。

--多元统计计算和数学模型。 4、地球化学学科的特点。

答：1、基础科学成果的应用.2、地质科学的发展.3、更广泛的数字模拟。

第一章 太阳系和地球系统的元素丰度

1、对比元素在地壳、地球和太阳系中分布规律的异同点，并解释其原因。 答：相同点：元素的丰度均随原子系数增大而减小。均符合奇偶定律。

不同点：与太阳系或宇宙相比，地壳和地球都明显地贫H, He, Ne, N等气体元素；而地壳与整个地球相比，则明显贫Fe和Mg，同时富集Al, K和Na。 原因：

2、研究克拉克值有何地球化学意义。

答：可作为元素集中、分散的标尺。控制元素的地球化学行为。A)影响元素参加地壳中地球化学过程的浓度。B)限定自然界的矿物种类及种属。C) 限制了自然体系的状态。 3、地球各圈层化学组成的基本特征。

答：地壳：①地壳中元素的相对平均含量是极不均一的。②元素的克拉克值大体上随原子序数的增大而减小。地幔：元素分布不均，铁镁含量增高。地核：铁镍含量占绝大部分，其它元素仅占极少部分。水圈、大气圈和生物圈在地球总质量中所占的比例很小，对地球总体成分的影响不大。 4、陨石研究的意义

答：①它是认识宇宙天体、行星的成分、性质及其演化的最易获取、数量最大的地外物质；

② 也是认识地球的组成、内部构造和起源的主要资料来源； ③ 陨石中的60多种有机化合物是非生物合成的“前生物物质”，对探索生命前期的化学演化开拓了新的途径；

④ 可作为某些元素和同位素的标准样品（稀土元素，铅、硫同位素）。

第二章 元素的结合规律

1．举例说明亲铁元素、亲氧元素、亲硫元素的特征。

答：亲氧元素：电负性较小，电价较高，居周期表的左方，包括第四、五和六长周期的前半周期的元素，离子具惰性气体的电子层结构。

亲硫元素：离子具有18或18+2的外电子层结构，电负性较大(1.5—2.1)，电价较低(一、二价为主) ，居周期表的右方，包括第四、五和六长周期的后半周期的元素。

亲铁元素：原子具有d亚层充满或接近充满的电子构型，有8-18的外电子层结构，电负性中等，能保持原子中的电子不被剥夺，也无力夺取外来电子，具有较高第一电离能，居于元素周期表的中部。

2、元素在固相中的存在形式有哪些？

答：独立矿物，类质同象混入物，超显微非机构混入物，吸附，与有机质结合。

第三章 水介质中元素的迁移

1、元素的地球化学迁移

答：当元素发生结合状态变化并伴随有元素的空间位移时，称元素发生了地球化学迁移。 2、水介质中元素的迁移形式及迁移能力的制约因素

答：元素在水介质中以a、易溶盐类-氯化物和硫酸盐；b、碱土金属的碳酸盐和SiO2;c、铁、锰、P的化合物以及V、Cr、Ni、Co、Cu等元素；d、石英、硅酸盐和铝硅酸盐类矿物的形式迁移。制约因素：1.与元素性质有关：体系中元素的丰度、元素在固相中的存在形式和进入水相后的存在形式2.与环境有关：体系的组成和环境的温、压、pH和Eh值等物理化学条件。

3、自然体系的组成和物理化学条件对元素迁移的影响 答：体系组成对水介质中元素迁移的影响

1. 活度积原理：当溶液中某物质的离子活度积达到和超过该物质的活度积时，该物质即析出，这种溶解-沉淀关系称为活度积原理。在天然水中金属元素首先选择与形成活度积最小的化合物的阴离子化合，形成沉淀。当在难溶化合物的饱和溶液中加入与该化合物有相同离子的易溶化合物时，原难溶化合物的溶解度将会降低，称为共同离子效应。当溶液中出现能够形成更低活度积的其它离子时，会发生活度积更低化合物的沉淀和已沉淀的原有矿物的溶解，这就是通常所说的“交代作用” 。

2. 盐效应：易溶电解质浓度的增大导致其他难溶化合物溶解度增大。天然水离子强度增大将有利于难溶元素的溶解和迁移。

3. 胶体的作用：同种胶体质点在水溶液中互相排斥，有利于长途迁移；不同胶体质点在水溶液中互相吸引，不利于长途迁移。胶体质点的电荷被中和时，胶体质点就发生凝聚和沉淀。物理化学条件的影响：1、氧化还原电位Eh对元素迁移的影响：介质的氧化还原电位决定了离子在水中的状态及其共生关系。

1、金属元素的氢氧化物从溶液中沉淀主要受溶液酸碱度（开始2、pH对元素迁移的影响：○

沉淀时的pH 值）的控制。②pH值是影响许多化合物溶解度的重要因素。A. 酸性氧化物，随溶液碱性程度增加而溶解度增大。 B.中性(两性)氧化物，则在强酸与强碱介质中溶解度增高，而在中性水中溶解极少。C.弱酸根或弱碱离子的化合物在水中的溶解度也受pH值的

影响。③pH值影响元素在溶液中的迁移形式，从而影响元素的共生和分离。④盐类水解多生成酸，水解作用过程受pH值的影响。 3、温度、压力。 4、地球化学障。

4、水-岩化学作用的主要反应类型。

答：氧化还原反应，脱水和水解反应，水和作用，碳酸盐化和脱碳酸盐化反应，阳离子交换反应。

5、高、低温水岩化学作用环境的差异。

答：低温：1）常温；常压。2）水介质大量广泛的存在；3）常处于氧化还原界面；4）常处于CO2作用下； 5）生物和有机质参加作用。

高温：1.高温、高压环境。2.相对少量水的体系。3.pH值变化于3-9之间。4.氧逸度相对较低。5.溶液盐度变化大。6.有生物和有机质参与作用。 6、元素的水迁移系数和风化壳中元素分异的差异的关系。

答：迁移能力最强的元素Cl、S最先流失，其次是Ca、 Na、 Mg、F等，而Si、K、Mn、P等流失较弱；Al、Fe、Ti等的迁移能力很弱，常在风化壳中富集形成有关的矿产。

第四章 微量元素地球化学

1、微量元素：只要某元素在所研究的体系（地质体、岩石、矿物等）中的浓度低到可以近似地用稀溶液定律描述其行为，该元素就可称为微量元素。

2、简单分配系数：恒温恒压条件下，微量元素在两相间的平衡浓度比KD称为分配系数。 3、总分配系数：体系中所有矿物的简单分配系数加权和称为总分配系数Di。

4、相容元素：在岩浆结晶过程（或由固相部分熔融）中易进入或保留在固相中的微量元素。Di > 1。

5、不相容元素：在岩浆结晶过程（或由固相部分熔融）中不易进入固相，而保留在与固相共存的熔体或溶液中的微量元素。Di < 1 6、控制分配系数的因素

答：温度、压力。体系成分。

7、平衡部分熔融和分离结晶过程中元素的行为和特征和应用。

答：平衡部分熔融：批式熔融过程中不相容元素在熔体相富集，富集程度随熔体比例的增加而减小，最大富集程度为1/D，在熔融早期，分配系数不同的元素富集程度差异明显，即对批式熔融敏感。批式熔融过程中相容元素在熔体相亏损，亏损程度随熔体比例的增加而减小，最大亏损程度为1/D，在熔融早期，分配系数不同的元素亏损程度差异不明显，即对批式熔融不敏感。分离结晶：分离结晶过程中不相容元素在熔体相富集，富集程度随熔体比例的减小而增加，在结晶早期，分配系数不同的元素富集程度差异不明显，即对分离结晶不敏感。分离结晶过程中相容元素在熔体相亏损，亏损程度随熔体比例的减小而增加，在结晶早期，分配系数不同的元素亏损程度差异明显，即对分离结晶敏感。 8、微量元素地质温度计的原理与前提条件。 答：原理：

。前提条件：1）在各相间的分配达到平衡2）关系式的

适用温度范围3）测定浓度准确（矿物纯度）4）压力不变。 9、岩浆结晶过程和部分熔融过程的判别方法。

答：方法一：用超岩浆元素与亲岩浆元素的浓度比值对超岩浆元素浓度作图。 方法二：以固-液分配系数很低的微量元素和另一高分配系数的微量元素作图。

10、稀土元素的基本地球化学性质 答：1 电子构型 2 离子价态 3 离子半径 4 元素置换 5 分配系数

6 在水溶液中的迁移

11、稀土元素的数据处理方法和常用参数 答：处理方法：REE组成模式图

首先样品浓度对所选定的参考物质（球粒陨石）浓度进行标准化（即样品中每一REE的浓度除以参考物质中同一REE的浓度）。标准化丰度的对数值作为原子序数的函数进行投点。 常用参数：1.∑REE—稀土元素总含量。2.LREE／HREE(或∑Ce／∑Y)—即LREE与HREE的比值。1）反映了稀土元素的分馏程度。2）指示残留相(或结晶相)矿物组合。 3.(La／Yb)N或(La／Lu)N、(Ce／Yb)N— 反映稀土元素球粒陨石标准化图解中分布曲线的总体斜率，即曲线的倾斜程度。

1）(La／Yb)N>1，曲线为右倾斜，富集LREE(富集型) ； 2）(La／Yb)N≌l，曲线为水平，属球粒陨石型分布。

3）(La／Yb)N＜1，曲线为左倾斜，富集HREE(亏损型)。 4.δEu(或Eu／Eu﹡，Eu／Sm)—Eu异常。“峰”为Eu正异常 。“谷”为Eu负异常。 5.δCe(或Ce／Ce﹡)—Ce异常。“峰”为Ce正异常 。“谷”为Ce负异常。