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1、中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院中国地质大学中国地质大学(武汉武汉)远程与继续教育学院远程与继续教育学院地球化学 课程作业 1(共 3 次作业)学习层次:专升本 涉及章节:绪论第一章一名词解释 1克拉克值:克拉克值:指元素在地壳中的平均含量。 2地球化学体系:地球化学体系: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(T、P 等) ,并且有一定的时间连续。根据研究需 要,这个体系可大可小。 3元素丰度:元素丰度:将元素在地球化学体系中的平均含量称之为丰度,它是对这个体系里元素真 实含量的一种估计,即元素在一个体系中分布的一种集中(平均
2、)倾向。 4大陆地壳:大陆地壳:地表向下到莫霍面,厚度变化在 5-80km,分为上部由沉积岩和花岗岩组成 的硅铝层,下部由相当于玄武岩、辉长岩或麻粒岩等组成的硅镁层两部分组成。二填空题 1. 陨石的主要类型有 石陨石 、 铁陨石 和 石铁陨石 三类。 2. 元素的丰度主要是针对相对较 大 的体系而言,例如 太阳系 、 地球 和 大陆地壳 。而元素的含量主要针对相对较 小 的体系而言,例如研究对象是 某矿物 、 某流体包 裹体 或 某块岩石 。 3. 就结构分层而言,地球自地表向下可依次分为 地核 、 地幔 和 地壳 三个主要圈 层。 4. 地球化学主要研究和解决(1)地球系统中元素及同位素的组
3、成, (2)地球系统中元素 的共生组合和元素的赋存形式, (3)元素的迁移和循环, (4)元素在自然界所发生的各种 地质作用中的行为, (5)元素的地球化学演化和(6) 地球的历史及其演化 等六个方面的 主要问题。三简答题 1. 简要介绍太阳系元素丰度的基本特点。简要介绍太阳系元素丰度的基本特点。 答:答:(1) 、H 和 He 是丰度最高的两元素,几乎占了太阳中全部原子数目的 98%;(2) 、 原子序数较低的元素,丰度随原子序数增大呈指数递减,而原子序数较大的(Z45)各 元素丰度值很相近;(3) 、原子序数为偶数的元素其丰度大大高于相邻原子序数为奇数的 元素。具有偶数质子数(A)或偶数中
4、子数(N)的核素丰度总是高于具有奇数 A 或 N 的 核素。这一规律即奇偶规律;(4) 、质量数为 4 的倍数的核素或同位素具有较高丰度。原 子序数(Z)或中子数(N)为“幻数”(2、8、20、50、82 和 126 等)的核素或同位素丰度 最大。如,4He(Z=2,N2) 、16O(Z=8,N=8) 、40Ca(Z=20,N=20)和140Ce(Z=58,N=82)等都具有较高的丰度;(5) 、 Li、Be 和 B 具有很低的丰度,属于强亏损的元素,而 O 和 Fe 呈现明显的峰,它们是过剩元素。 2. 说明地球的圈层结构和对应物质组成。说明地球的圈层结构和对应物质组成。 答:答:答:地球大
5、体上分地壳、地幔和地核三个大的圈层。其中地壳为地表向下到莫霍面, 厚度变化在 5-80km,包括大陆地壳(上部硅铝层,由沉积岩层和花岗岩、片麻岩等组成, 富 Si、K、Rb、Th、U 等元素下部硅镁层,相当于玄武岩、辉长岩或麻粒岩相岩石。 )和 大洋地壳(上部 2km 为未固结的海相沉积物下部为硅镁层(玄武质岩层) ) 。地幔为莫霍面 以下到2900km,分上地幔(410km,主要由致密、刚性的 Fe-Mg 硅酸盐岩组成,即斜长中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院石相-石榴石相橄榄岩) 、过渡带(是一个温度相当于岩石熔点的可流动塑性层,又称软流 层)和下地幔(物质组成较为均一,矿物成分变化不
6、大,密度更大。主要由橄榄石系列、 钛铁矿型固溶体和钙钛矿组成) 。地核由 2900km-地心,主要是由于重力或化学分异形成的 铁镍合金,以富集亲铁元素为特征,主要成分为 Fe + (5-10%)的其它低质量元素。外核为 液态,内核为固态。 3. 大陆地壳组成研究的基本方法。大陆地壳组成研究的基本方法。 答:答:由于大陆地壳的物质组成在横向和纵向上都具有极度的不均一性,因此,研究大陆的 浅部地壳和深部地壳的手段不尽相同。其中,对大陆地壳浅部组成研究的方法包括区域大 规模取样法、简化取巧方法以及细粒碎屑沉积物法等等。而对大陆深部地壳的研究手段则 主要包括研究火山岩中的角闪岩和麻粒岩包体,暴露地表的
7、深部地壳断面,或利用地球物 理勘探获取的地震波速与岩石化学组成之间的对应关系进行反演。 4. 简述大陆地壳的基本元素地球化学特征。简述大陆地壳的基本元素地球化学特征。 答:答:基本包括五点:(1)大陆上地壳 SiO2在 66%左右,类似偏酸性的花岗岩,并具有明 显的 Eu 负异常。 (2)大陆中地壳 SiO2在 61%左右,类似英云闪长岩的成分。 (3)大陆下 地壳在全球大多数地区以 SiO2在52%的基性属性为主,一些特殊地区大陆下地壳具有更 为演化的化学组成。 (4)大陆地壳具有十分典型的 Pb 正异常和 Nb 亏损,这一特征类似许 多岛弧岩石。 (5)大陆地壳整体具有安山质/花岗闪长质的
8、特点,SiO2在 59%-62%。大陆 地壳储存了全硅酸盐地球的大部分不相容元素(33%-35%的 Rb, Ba, K, Pb, Th, U) 。 5. 大陆地壳元素丰度的基本特性。大陆地壳元素丰度的基本特性。 答:答:包括 4 点,分别是, (1)地壳中元素的相对平均含量极不均一,丰度最大的元素是 O:47%,与丰度最小的元素 Rn 的 6x10-16相差达 1017倍。 (2)地壳、整个地球和太阳系 在元素丰度的排序上有很大的不同,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。(3)地壳中元素丰度不是固定不变的,它是不断变化的开放体系。 (4)大陆 地壳的元素丰度在时间和空间上都是不均一。 6. 研究太阳系元素丰度组成的几种途径。研究太阳系元素丰度组成的几种途径。 答:答:获得太阳成分的手段包括:(1)直接测定各种各种地球岩石和陨石, (2)太阳光谱分 析, (3)利用宇宙飞行器对地球外星体直接或取样测定, (4)分析测定气体星云和星际物 质, (5)研究宇宙射线, (6)由物质的物理性质和成分的对应关系来进行推算。