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1、现代地球化学的定义：地球化学是研究地球及子系统的化学组成、化学机制和化学演化的科学。地球化学研究的基本问题：1 地球系统中元素（同位素）的组成2 元素的共生组合和存在形式3 研究元素的迁移和循环4 地球的历史与演化。地球化学体系的特点：1 有一定的空间范围2 在一定的物理化学条件下处于特定的物理化学状态3 有一定的时间连续性陨石分为三类：1）铁陨石 2）石陨石（是否含有硅酸盐球粒，分为球粒陨石和无球粒陨石）3）铁石陨石太阳系的行星分为：地球和类地行星；巨行星；远日行星太阳系元素丰度的规律：1. H 和 He是丰度最高的两种元素。这两种元素的原子几乎占了太阳中全部原子数目的98。2. 原子序数较
2、低的范围内，元素丰度随原子序数增大呈指数递减，而在原子序数较大的范围内（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 4. 质量数为 4 的倍数的核素或同位素具有较高丰度。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. 通常将元素在宇宙或较大的地球化学系统中的平均含量称为丰度。元素在地壳中的丰度称为克拉克值。元素丰度 ：太阳系： HHeOCNeNFeSiMgS；地球： FeOMgSiNiSCaAlCoNa；地壳：OSiAlFeCaNaKMgTiH 。地球化学体系的特征：1 温度、压力等条件的
3、变化幅度与实验条件相比相对有限2 是多组分的复杂体系，大量化学组风共存3 体系是开放的，体系与环境之间存在充分的物质和能量的交换4 自发进行的不可逆过程。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，称元素的地球化学亲和性 。分类主要包括亲氧性元素、亲硫性元素和亲铁性元素三大类型。在判断元素的地球化学亲和性时，化学键性是第一位的，在化学键相同的情况下要考虑原子结合时的几何稳定性。某些物质在一定的外界条件下结晶时，晶体中的部分构造位置随机地被介质中地其他质点（原子、离子、配离子、分子）所占据，结果只引起晶格常数的微小变化，晶体的构造类型、化学键类型等保持不变，这一现
4、象称 类质同象。类质同象置换法则 ：1、戈尔德施密特类质同象法则（只是用于离子化合物）1）优先法则：两种离子电价相同，半径相似，半径小的离子优先进入矿物晶格2) 捕获容许法则： 如果两个离子半径相近，而电价不同，较高价离子优先进入较早结晶的矿物晶体中，称捕获，低价离子容许进入晚期矿物。3）隐蔽法则：两个离子具有相近的半径和相同的电荷，丰度高的主量元素形成独立矿物，丰度低的微量元素进入矿物晶格，为主量元素所“隐蔽”。2、林伍德法则 （更适用于非离子化合物） ：对于二个价数和离子半径相似的阳离子（离子键成分不同时）具有较低电负性者将优先被结合，因为它们形成一种较强的离子键成分较多的化学键。元素在固
5、相中的存在形式：独立矿物、类质同象、超显微非结构混合物、吸附、与有机制结合。元素地球化学迁移 ：当环境发生物理化学条件变化时，元素发生了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。元素的地球化学迁移过程包括了三个进程：元素从原来的固定（稳定的结合）状态转化为活动（非稳定结合）状态，并进入迁移介质；元素发生空间位移；元素在迁移到一个新的空间后形成新的稳定结合关系，即沉淀或结晶出新的矿物。元素迁移的标志 ：(1) 通过矿物组合的变化来判断； (2) 通过岩石中元素含量的系统测定和定量计算来判定（等体积计算法、等阴离子计算）；(3) 物理化学界面。水- 岩化学作用的基本类型：氧化
6、还原反应、脱水和水解反应、水合作用、碳酸盐化或脱碳酸盐化、阳离子的交换反应。水- 岩作用的影响因素 ：A 体系组成的影响： 1 活度积：当温度一定时，难溶强电解质溶液中离子浓度的乘积为一常数，这一常数称为活度积 . （根据活度积原理，在难容化合物沉淀后，溶液中化合物的离子溶度乘积相当于活度积。当溶液中出现能够形成更低活度积的离子时，会发生活度积更低化合物的沉淀和已经沉的原有矿物溶解，也就是通常所说的交代作用）2、共同离子效应：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, 此时，原难溶化合物的溶解度将会降低，称为共同离子效应。3 盐效应：当溶液中存在易溶盐类 ( 强电解质 )
7、 时，溶液的含盐度对化合物的溶解度会产生影响，表现为随溶液中易溶电解质浓度的增大将导致其他难溶化合物的溶解度增大，称为盐效应。4 胶体的作用；B体系物理化学环境的影响：1 pH 值对元素迁移的影响： (1)pH 值影响氢氧化物是否自溶液中沉淀，导致不同元素的氢氧化物在水介质中的迁移能力不同。(2)pH 值影响元素的共生或分离； (3) 影响两性元素的迁移形式； (4) 盐类的水解作用过程受pH值的控制。 2、E 及 Eh值的影响： EEh时，变价元素主要以高价态形式存在， E1,反应向右进行；当 1，反应向左进行； =1，无同位素分馏。 值愈偏离 1，则同位素分馏愈强。天然放射性同位素的衰变反
8、应种类如下：1)衰变：自然界多数为 衰变， 即放射性母核中的一个中子分裂为1 个质子和 1 个电子 （即 粒子） ，同时放出反中微子 g ；2)电子捕获：是母核自发地从核外电子壳层（K或 L 层电子轨道上）捕获1 个电子，通常在 K层上吸取1 个电子（ e） ，与质子结合变成中子，质子数减少1 个；3) 衰变 : 放射性母核（重核）放出 粒子（ 粒子由两个质子和两个中子组成， 粒子实际上是） ；4)重核裂变：重放射性同位素自发地分裂为23 片原子量大致相同的“碎片”，各以高速度向不同方向飞散。同位素地质年代学基本原理：当岩石或矿物或某个自然体系在某次地质事件中形成时，放射性同位素以一定的形式进
9、入其中，随时间延续，该母体同位素不断衰减，放射成因子体逐渐增加，只要体系中母体和子体的原子数变化仅仅由放射性衰系所引起，那么准确测定岩石矿物中母体和子体的含量，就可根据放射性衰变规律计算出该岩石矿物形成的地质年龄。由此测得的年龄谓之同位素年龄。这种方法称为同位素计时。目前, 较为成熟和常用的同位素测年方法有： UThPb法 、KAr 法 、Rb Sr 法、Sm Nd法、 ReOs法等、测定第四纪同位素年代的方法有14C法 。有机地球科学概念 ：研究地质体与天体中有机质组成、结构及其发生、发展与演化规律的科学。自然界中有机质分类 ：蛋白质、脂类、碳水合物、色素、木质素，还有少量其他化合物。腐殖酸
10、（简写 HA ） ，是腐殖质的主要部分，是腐殖质中能溶于碱溶液的部分。它是由芳香族及其多种官能团构成的高分子有机酸，具有良好的生理活性和吸收、络合、交换等功能。可以分为三类，即土壤腐殖酸、水体腐殖酸和煤炭腐殖酸。腐殖酸的物理化学性质：（1）胶体性质（ 2）有明显的酸性（ 3）亲水性。生物标志化合物 ：生物标志物（指纹化合物、地球化学化石、分子化石），指地质体中分布的一类含氢的、有时还含氧、氮和其他原子的碳的化合物，通过对比碳的化合物及其生物前身物质，可以推断化合物的成因、并提供重要的地质、地球化学信息。提供的信息包括：（1）指示沉积岩中有机质的来源。 （2）指示沉积物有机质成熟度。 （3）指示环境的氧化还原条件。常见的生物标志物：1、正构烷烃； 2、无环的类异戊二烯型烃； 3、萜类化合物； 4、甾类化合物； 5、常规多环芳烃； 6、卟啉化合物； 7、脂肪酸与氨基酸；
