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1、地球化学:研究地球形成发展过程中,元素的分布,分组,共生组合,集中分散与迁移规律的学科分布：元素在各种宇宙体系或地质体中的总体的含量。分配：元素在各种宇宙体或地质体内部某一部分的含量。同位素:相同质子数和不同中质数的一组核数同位素的分类:放射性同位素和稳定同位素普通铅：指岩石和矿物或地质体形成时所含的铅所含的铅。包括：原生铅、原始铅初始铅，放射及非放射成因铅；不包括：岩石与矿物形成后，由放射性元素衰变行车的铅。原生铅：是指地球物质形成之前，在原子核合成过程中所占的原子百分比。原始铅：地球物质形成时。已存在的铅初始铅：是指矿物、岩石结晶时，进入矿物、岩石的铅。同位素成分：又称同位素相对丰度：指各
2、个同位素在其元素中所占的原子百分比。同位素地球化学:研究地球中同位素的形成,同位素丰度及同位素在自然中的分配,衰变规律。初始锶:矿物、岩石形成时就已经存在体系中的87Sr.初始锶比值：矿物岩石形成时，已经存在于体系中的(87Sr86Sr)地球化学障：元素在迁移过程中由于环境物理化学条件的改变使原来比较稳定的物质变得不稳定分馏作用：地质作用中,较轻的稳定同位素之间存在较大的质量差,引起同位素成分较大变化Rb-Sr法：1.采样对象:不含初始Sr的矿物,富K矿物为好2.采样要求:a封闭体系b采样要新鲜c有一定的代表性(不同的位置,深度,岩性,粒度)d要求5个以上样品(同质同源,初始Sr相同)e每个样
3、品的重量相等3.适用性:适用于基性,中性,酸性岩浆岩,不适用沉积岩变质岩.K-Ar法:1.采样对象,a全岩样品b单矿物样品2.采样要求:a显晶质的单矿物b复杂历史的变质岩3.适用性:中性岩,浅变质岩Sm-Nd法:1.采样对象:独居石,磷灰石,萤石,稀土矿物2.采样要求:a.样品具有同时性和同源性b.样品中有较明显的Sm/Nd比值c样品形成后,体系保持Sm和Nd封闭3.适用性:a.古老变质岩的年龄b超基性岩、基性岩全岩分析c测定陨石年龄，地球形成时间U-Th-Pb法:1.采样对象:最好为单矿物,以锆石为好2.采样要求:a.样品形成后保持U-Th-Pb体系的封闭b.合理选择样品的铅同位素初始比值c
4、.尽量采集富矿务丰富的样品d.尽量采集圆度颜色物理性质一致的样品3.适用性:a.测定U、Th矿物及富含U、Th的矿物b.测定单矿物,全岩样品c.测定变质矿物形成时间d.进行内捡，判断年龄值。普通Pb法:采样对象:方铅矿,闪锌矿等;子体同位素的处理:Rb-Sr:1. 子体同位素混入的处理:a.扣除初始Sr。b.等时线法扣除初始Sr.2.子体同位素丢失的处理：a.采集不含初始Sr的矿物b. 等时线法K-Ar法:1.混入处理：a. 扣除初始Ar(丰度比扣除);b用等时线法求出Ar扣除2.丢失处理：a采集单矿物b. 等时线法Sm-Nd法:1.混入处理:a. 丰度比扣除初始Nd,b.等时线法2.丢失处理
5、：采集矿物b等时线法U-Th-Pb法:1.混入处理:a用公式法扣除初始Pb(采集不含初始铅矿物,选择合理的初始铅比值)b. 等时线法2.丢失处理：a应用公式b.U-Pb谐和曲线。Pb- Pb法：1.混入处理:扣除放射成因的铅2.丢失处理:等时线法b.普通铅理论增长曲线。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。元素丰度是化学元素在一定自然体中的平均含量，通常指在较大自然体中的平均含量。区域克拉克值： 地壳以下不同构造单元中元素的丰度值丰度系数： 某一自然体的元素丰度与另一个作为背景
6、的自然体的元素丰度的比值富集矿物: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。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。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。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。 捕获：.若两种离子半径相似而电价不同, 则较高价离子优先进入晶格, 集中于较早期结晶的矿物中。 超显微非结构混入物：指元素在地壳中的一种赋存形式，为一种颗粒极细的混入物其最大的特点是不占据主矿物的晶格位置因而是独立化合物但又不能分离出来或进行矿物学研究的颗粒。元素
7、的地球化学迁移：元素在地质作用中由一种存在形式变为另一种,并伴随着一定的空间位移的运动过程,叫元素的交代作用：一种难溶矿物沉淀以后，元素的迁移作用并非停止，溶液中饱和着组成化合物的离子，矿物与溶液处于动态平衡之中。只要溶液中出现了能够形成更低活度积的化合物的离子，则原矿物溶解,活度积更低的化合物沉淀，地球化学上称为“交代反应”标准电极电位：相互作用的离子间发生电子转移的反应称为氧化一还原作用；地球化学障：元素在迁移过程中碰到环境的物理化学条件发生了急剧变化，而使元素迁移强度在短距离内发生急剧减小，发生沉淀浓积。这些引起元素沉淀的条件和因素称为包括氧化障和还原障。氧化（还原）障：氧化还原反应改变
8、元素原有的迁移状态，在短距离内发生沉淀，如元素在还原（氧化）状态下迁移，遇到氧化（还原）环境沉淀则称为还原障离子电位：为离子电价与其半径的比值。决定了离子吸引电价的能力，是影响元素性质和行为的重要因素。大离子亲石元素（LIL）：指离子半径大、电价低的亲石活动性元素.高场强元素(HFS)指离子半径小、电价高的亲石非活动性元素 放射性衰变：某种元素的原子核自发地放射出粒子(或射线)而转变成其它元素的原子核的过程叫放射性衰变。衰变：原子核自发地放射出粒子而转变成其它元素原子核的过程叫衰变。-衰变：原子核自发地放射出-粒子(即电子)而转变成其它元素原子核的过程叫-衰变. r衰变：在原子核放射性衰变时,
9、 伴随放射出r射线,即r衰变单衰变：射性母核经过一次衰变就变为稳定子核的衰变方式叫做单衰变 。.电子捕获：原子核自发地从K层或L层电子轨道上吸取一个电子（多数为K层捕获），与一个质子结合变成一个中子。.衰变系列:从放射性同位素母核经过多个中间放射性子核直到最后稳定的子核这一个系列变常数：卢瑟福认为:放射性元素在单位时间内衰变掉的原子数与现存的母核数成正比,其公式为:-N/t=N 式中即是衰变常数。半衰期：任一放射性核素衰变掉初始原子数一半所需的时间。放射性衰变定律：设N0为放射性母体的初始原子数，衰变进行到t时未衰变母体的原子数为N,N=N0e(-t),表明放射性同位数随时间按指数规律而衰减，
10、就是放射性衰变定律。核裂变一个重核分裂为两个或几个中等质量的碎片同时放出中子和能量的衰变叫重核裂变。放射性成因铅：岩石矿物形成后由铀钍衰变城铅（铅同位素约三分之一来自放射性成因铅）稳定同位素：指无可测放射性的同位素。一部分是放射性同位素衰变的最终稳定产物；另一部分是自核合成以来就保持稳定的同位素。同位素分馏作用：轻稳定同位素（ Z20 ）的相对质量差较大（A / A10%）,在地质作用中由于这种质量差所引起的同位素以不同的比值分配到两种物质或两相中的现象，称为同位素分馏作用。同位素效应：由于同位素质量的微小差别,引起单质或化合物 在物理化学性质上发生变化的现象称为同位素效应.同位素平衡分馏：化
11、学反应中反应物和生成物之间由于物态、相态、价态以及化学键性质的变化，使轻重同位素分别富集在不同分子中而发生分异叫作平衡分馏。热液的交代作用:以水为主携带大量可溶物质的高温流体相流入围岩体系中，水、岩之间发生化学反应形成新的矿物组合，这种组合隋环境条件的变化呈现有规律的交替。热液交代作用包括围岩蚀变、岩浆自变质、他变质以及成矿作用的后期叠加和交代等。惰性组分：在交代作用过程中，有些组分扩散和反应速率极慢，它们在孔隙溶液和渗透溶液间存在的浓度梯度在给定条件下不能消除，不能发生代入和带出，称惰性组分。吉布斯相律：热力学相律表述了平衡状态下和平衡过程中，体系的相数与热力学组分数的关系。吉布斯相律:自由
12、度数 F= K+ 2 -(相数) 环境地球化学：“研究岩石（包括土壤）-水-大气-生物系统中的复杂的相互作用及其对地表环境化学特征控制的科学”；或研究化学元素和微量物质在人类赖以生存的地球表面及其附近的含量、分布和迁移过程及与人类健康关系的科学。”太阳系的化学组成成分:1.陨石的化学成分2.行星及卫星的化学成分3.太阳的化学成分,质量占太阳系的99.% 4.星际物质和宇宙射线的化学成分.太阳系元素丰度及其规律:1.在原子序数较低的元素范围内,随原子序数增大呈指数递减,而在原子序数较大范围内Z45各元素丰度值相近2.原子序数为偶数的元素丰度,一般高于相邻的原子序数为奇数的元素的丰度3.H和He两
13、种元素的丰度较高：占97% 4.Li,Be,B三种元素的丰度很低是亏损元素5.O和Fe元素在丰度曲线上出现明显峰值,是过剩元素6.质量数为4的倍数的核数或同位素,具较高丰度.地球元素丰度及其特征：1.地球90%由Fe,O,Si,Mg组成2.含量大于1%的元素有:Ni,S,Ca,Al 3.含量0.01%-1%有Na,Cr,Co,P,K,Ti,Mn.4.其他40多种微不足道,总量不到0.1%地壳元素丰度特征:1.地壳中元素的相对含量是极不均匀的2.地壳中元素的分布规律,粗略上与太阳系元素分布规律是相同的3.同太阳系相比,地壳明显贫H,H,Ne,N气体元素，同地壳相对贫Fe,Mg,Ni元素,而富Si
14、,Al,K,Na元素元素克拉克值的地球化学意义:1.反映地壳的平均化学成分2.确定地壳中各种地质作用的总背景3.是微量元素分散与集中的尺度标准4.影响元素参加地球化学过程的浓度,支配元素的地球化学行为. 元素克拉克值的意义：（1）元素克拉克值确定着地壳作为一个物理化学体系的总特征以及地壳中各种地球化学过程的总背景；它为地球化学提供了衡量元素集中分散及其程度的标尺；是影响元素地球化学行为的重要因素，支配着元素的地球化学行为。(2)研究地壳的化学成分可以用来推测地球内部成分,用来与其它星球比较. (3)克拉克值是影响元素地球化学性质的重要因素概述区域地壳元素丰度的研究意义。1)它是决定区域地壳（岩
15、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研究各类岩石中元素平均含量的地质意义:1.衡量元素在岩石中分散,集中的标准2.是划分某地区,地段背景与异常的界限值3.是划分岩石类型的标准.研究同类岩石中元素平均含量的地质意义:1.成因类型不同,形成时代不同,形成的地质物化条件的不同,但形成的同类岩石中,微量元素也有不同.元素地球化学亲和性:元素在地壳中,阳离子有选择性的与阴离子结合的倾向性.自然作用体系的特点:1.温度,压力条件变化幅
16、度是有限的2.多组分的复杂体系,大量化学成分共存,浓度相差悬殊3.自然体系为开放体系4.自发进行不可逆过程,具不彻底性,单向发展演化特征.自然作用产物特点:1.形成的化合物种类有限2.元素形成自然分类组合:a氧化物b硫化物c卤化物d自然元素3.自然稳定相-矿物是不纯的化合物4.矿物之间按一定生成环境,形成有规律的共生组合.元素按地球化学亲和性分四组:1.亲铁元素2.亲硫元素3.亲氧元素4.亲卤性元素元素化学亲和性的内在原因:1.元素的基本化学性质2.化合反应的能量效应3.元素丰度因素地壳中元素的主要存在形式:1.独立矿物2.类质同象3.超显微非结构混入物4.胶体吸附状态5.与有机质结合的形式6.残余的气,液相态物质
