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1、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
2、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。分型、型和型。 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。 陨石类比法，即用各种陨石的平 1均成分
3、或用球粒陨石成分来代表地球的平均化学成分。 地球模型和陨石类比法来代表地 2球的平均化学成分，其中地壳占质量的 1%，地幔 31.4%，地核 67.6%，然后用球粒陨石的镍铁相的平均成分加 5.3%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
4、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：HHeONCSiMgS 地球;FeOMgSiNiSCaAl
5、CaNa 地壳：OSiAlFeCaNaKMgTiH 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： 个元素丰度随原子序数的增大而呈指数下降；在 1Z45 之后丰度值又相近。 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） 2奥多-哈根斯法则； 四倍原则：如 O（A=16） ，质子数为 4 的倍数 Li、P、B 丰度很 3 4低，为亏损元素（核子结合能低，形成后易分解） Fe 和 O 过量（核子结合能最高，核子 5稳定） 原子序数（质子数或中子数）是“幻数”的元素丰度高（氦、氧、钙等： 62、8、14、20、2850、82、126） （3）决定自
6、然体系中元素丰度的最基本因素： 与原子结 1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1 元素富集;浓集系数 =工业利用的最低品位/克拉克值(6)根据元素对比值确定矿化类型:克拉克值之比: Th/U 3.3-3.5; Th/U 2 铀矿化;2.5 Th/u 4 铀和钍矿化； Th/u 5 钍矿化（7）利用克拉克值估算矿产资源的储量 1)Au 的克拉克值 3.5 PPb, 地壳质量 241018 吨;2)地壳中 Au为 241018 3.510-9 吨 = 84 109 吨;3)陆地质量为地壳的 62.9%,则陆地 Au 为8410962.9% =53
7、109 吨 4)美国占世界陆地的 1/17.3,所以美国陆地的 Au 为 53109 17.3 =3.064 109 吨 5)陆壳平均深 36.5KM,人类可采矿深 1KM,所以美国 1KM 深陆地的Au 为 3.064109 36.5=84 106 吨； 专家预计美国可回收 Au 资源为 8.6 103 吨；6)目前,美国已探明 Au 储量为 R=2098 吨,美国 Au 资源 潜力和储量之比为F=8.61032098 =4.1；说明尚有较大的勘探潜力。第二章 1.元素地球化学亲和性：1）定义：指元素形成阳离子的能力及阳离子在自然体系中有选择地与某阴离子化合的倾向性。2）亲和性包括: 亲氧性
8、(亲石性) -阳离子和氧结合成离子键为主的氧化物和硅酸盐的性质。亲氧元素离子最外层具有 S2P6 惰性气体型的 8 电子结构,电负性小,多为顺磁性,氧化物生成热FeO 的生成热,集中分布于岩石圈；与氧亲和力强。亲氧元素主要有-碱金属、碱土金属、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。亲氧元素主要熔于硅酸盐熔体；亲硫性(亲铜性) -阳离子和硫结合成共价键为主的硫化物和硫盐的性质。亲硫元素其离子最外层具有 S2P6d10 的铜型 18 电子结构,具较大的电负性和离子半径、较低的电价；多为逆磁性
9、,氧化物生成热 阳离子-阳离子高价态; 地幔:阴离子 1 为岩浆热液成因矿床;(wCo/wNi) 0.001 mm,有特定化学性质,用肉眼或显微镜可见,可用物理方法分离出单矿物的赋存形式。2）类质同象形式-特点是进入晶格,构成结构混入物.如要分离须破坏矿物的晶格。3)超显微非结构混入物形式-直径离子键分子键;半径:半径越大,外电子易失,溶解于水的能力越大;电价:电价越高越难溶。阳离子:一价-NaCl 、K2SO4、(NH4)+ 易溶 二价-CaSO4 、BaSO4 三价-Al3+、Fe3+四价-Si4+、Ti4+、Zr4+、Hf4+ 难溶 阴离子:一价-Cl - 、HO- 、(NO3) -易溶
10、 二价-(SO4) 2- 、(CO3) 2-三价-(PO4) 3-;四价-(SiO4)4- 难溶（2）元素的存在形式；（3）溶液中组分的类型和浓度；（4）环境的物理化学条件等，如温度，PH、EH 值的变化。2.介质 pH 值对元素迁移的控制规律：(1)介质 pH 值控制金属离子的溶解迁移：pH7,碱性条件下相反；但Se+6、Mo+6、V+5、As+5呈高价离子迁移;两性元素在强酸强碱下溶解迁移，在正常水体PH=4-9 内难溶(2)介质的 pH 控制氢氧化物从溶液中的沉淀，如 Mn(OH)2 pH=9.0；Mg(OH)2 pH=10.5；KOH pH11；NaOH 与氢氧化物溶度积的小大：Hg2
11、+介质的 Eh0.771ev 时，式可以反应，式不能进行反应，则 Fe3+沉淀与 Mn2+共存。实际上，在酸性介质中，即 pH=1_7 时,氧化的上限为 1.16_ 0.82 ev（EH= 1.22 _ 0 .059 pH）,小于 1.28ev，达不到 Mn4+的条件，所以酸性介质中只有Mn2+存在，而不可能有 Mn4+存在。b.碱性介质 pH7 时，可以出现 Mn4+O2 沉淀:Fe(OH)2+OH-Fe(OH)3+e Eho= -0.56 Mn (OH)2+2（OH ) ；Mn 4+ O2+2H2O+2 e ；Eho= -0.05 所以，任何时候都见不到 Fe(OH)2 与 MnO2 共生
12、4.判断能否共存：Fe2+与 Cu2+（1）a.酸性介质：Cu=Cu2+2e- Eho=0.337eV; Cu+=Cu2+e- Eho=0.167eV- Fe3+3H2O=Fe(OH)3+3H+3e- Eho=0.98eV- ; 1 2Fe=Fe2+ +2e- Eho=-0.44eV; Fe2+=Fe3+e- Eho=0.771eV.当环境的 Eh介质的 Eh0.167eV 时， 式可以反 1应， 式不能进行反应，Fe3+与 Pb2+共存。.当环境的 Eh0.771eV 时， 皆可反应， 2 1 2则 Cu2+，Fe3+共存。b.碱性介质：Cu2O+2（OH）-+H2O=2Cu（OH）2+2e
13、- Eho=-0.08eV; 12Cu+2OH-=Cu2O+H2O+2e- Eho=-0.36eV Fe(OH)2+OH-=Fe(OH)3+e-Eho=-0.55eV;Fe+2OH-=Fe(OH)2+2e- Eho=-0.89eV;由于在碱性条件下，Eh 最小时，PH=14，Eh=1.22-0.059，PH=0.39eV,上面 两式皆可反应，则 Cu（OH）2 与 Fe（OH）3 共存。Fe2+与 1 2Pb4+：酸性介质：Fe2+=Fe3+e-Eh=0.771ev.Pb2+2H2O=PbO2+4H+2e-Eh=1.45ev.a、当环境的 EhEh, EhEh.即：25克共存的Fe2+.Pb2
14、+ .b、EhEh 介Eh时，式反应式不反应。即，Fe3+与 Pb2+共存。实际上，在酸性介质中 PH=1-7 时，氧化上限为 1.16-0.82ev（Eh=1.22-0.59PH） 。小于1.45ev 达不到 Pb4+反应的条件，故酸性介质中只 Pb2+存在，而不会有 Pb4+存在。碱性介质：Fe(OH)2+OH-=Fe(OH)3+e- Eh=-0.55ev. PbO+2(OH)-= PbO2+H2O+2e- Eh=0.248ev.由于碱性介质中 Eh 最小时，PH=1.22-0.59PH=0.39ev。上面式都向右移动，则 Fe(OH)3 与 PbO2 共存，任何时候都见不到 Fe(OH)
15、2 与 PbO2 共存 Fe2+与 Co3+：a.酸性介质：Fe3+3H2O=Fe(OH)3+3H+3e- Eho=0.98eV- ; Fe=Fe2+ +2e- Eho=- 10.44eV; Fe2+=Fe3+e- Eho=0.771eV； Co2+=Co3+e- Eho=1.82eV；.当环 2境的 Eh介质的Eh0.167eV 时， 式可以反应， 式不能进行反应，Fe3+与 Co2+共存。实际上，在酸性介 1 2质中，即 PH=1-7 时，氧化的上限为 1.16-0.82（Eh=1.22-0.059PH）,小于 1.28，达不到Co3+的条件，所以酸性介质中只有 Co2+存在，而不可能有 Co3+。b.碱性介质：Fe(OH)2+OH-=Fe(OH)3+e- Eho=-0.55eV;Fe+2OH-=Fe(OH)2+2e- Eho=- 10.89eV;Co（OH）2+OH-=Co（OH）3+e- Eho=0.17eV 在碱性介质中，Eh 最小时， 2Eh=1.22-0.059PH=0.39eV, 皆可反应，则 Fe(OH)3 与 Co（OH）3
