[2023年春季]
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地球化学(专升本)2023年春季考试。
总分：100分。
得分：0分。
一、问答题。
1.请说明rb-sr定年体系的适用对象和范围。(10分)参***：请说明rb-sr定年体系的适用对象和范围。
答：（1）含钾的矿物是rb-sr法定年的主要对象；（2）rb-sr全岩等时线法主要适用于基性、中性和中酸性岩浆岩形成年龄的测定；（3）变质岩由于受变质作用影响，使得对变质岩原岩的rb-sr同位素进行了改造，因此，等时年龄往往不能提供原岩形成年龄的信息，而往往代表变质事件的年龄或无意义的年龄；（4）rb-sr全岩等时线法很少用于沉积岩的年龄测定。
解题思路：2.地球化学常用的进行地质年代确定的手段有哪几种？
(10分)参***：针对含k或富k矿物的法全岩或单矿物的rb-sr等时线法全岩或单矿物的sm-nd等时线法全岩或单矿物的u+th-pb等时线法。
副矿物，如锆石u-pb定年。独居石th-pb定年。
解题思路：3.简述元素的地球化学亲和性及其分类，并对每种分类各举至少两个元素例子。(10分)
参***：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，或说阳离子趋向于同某种阴离子结合的倾向，称为地球化学亲和性。元素的地球化学亲和性分为亲铁性（元素在自然界以金属状态产出的一种倾向性，如亲氧性（倾向于与氧结合形成高度离子键的元素，如和亲硫性（倾向于与硫结合形成高度共价键的元素，如解题思路：
4.大陆地壳元素丰度的基本特性。(15分)
参***：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。解题思路：
5.简述能斯特分配定律及其研究意义。(17分)
参***：能斯特分配定律内容：在一定的温度压力下，微量组分在两共存相中的分配达平衡时，其在两相中的化学位相等(μα其研究有多方面的应用，如：
定量研究元素分配；为成矿分析提供了理论依据；判断成岩和成矿过程的平衡；微量元素地质温度计；微量元素地质压力计；指示沉积环境；.岩浆作用过程微量元素分配和演化定量模型的研究；岩浆形成机制的研究；判断岩石的成因。
意义：开辟了定量研究微量元素在共生相中分配的途径开辟了研究岩浆。：
6.活度积原理及其在地球化学研究上的意义。(18分)
参***：答：定义在一定的温度下，难溶化合物中该化合物的离子浓度乘积得到的常数为活。
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度积。所谓的活度积原理指的是在天然水中，金属元素首先选择形成活度积最小的化合物的阴离子化合，形成沉淀。这些阴离子称为对方的沉淀剂。
因此，当溶液**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原矿物的溶解。
活度积原理可用于：（1）、确定各盐类溶液中被研究元素的最大浓度；（2）、判断化合物迁移能力的大小，如：s2-7.
以sm-nd同位素体系为例，说明同位素衰变及定年的基本原理。某榴辉岩由辉石、石榴石、锆石、磷灰石等矿物组成，如何用sm-nd法获得其形成年龄。(20分)
参***：答：同位素衰变定律的数学表达式为：d*=n（eλt-1），其中λ为衰变常数、t为。
时间，n为现今残存的母体原子数，d*为现今因母体衰变积累的字体核数含量。据此可以得出时间t=1/λln（1+d/n）。对sm-nd体系而言，依据上述定律，可以得到：
143nd=147sm（eλt-1）。考虑到样品形成之初，体系当中本身含有的143nd含量，可以改写为：143nd =（143nd
0+147sm（eλt-1）（…1）。显然要获得样品的形成年龄，需要了解（143nd）0值，然而在时间t未知的情况下，该值难以准确获得。为此人们出设计等时线年龄方法，假定地质体中初始nd分布均匀，而sm分布不均匀，随时间变化，在地质不同部位由sm衰变形成的nd不一样，通过拟合出线性方程，获得nd初始值和斜率，然后求年龄t。
具体操作为：在公式1左右两边同时除以稳定同位素144nd以提高质谱分析本领和精度，得到sm-nd等时线定年的基本公式为：143nd/144nd=(143nd/144nd)0+147sm/144nd (eλt-1)。
记y=143nd/144nd，x=147sm/144nd，b=(143nd/144nd)0，k=(eλt-1)，构筑出直线方程y=kx+b。通过三个以上数据点的测定，拟合出直线方程，该直线的斜率k=(eλt-1)，可换算出t=1/λln（1+k）。次即同位素等时线定年的一般操作流程。
获得高精度等时线的要求包括：拟合的样品满足同时同源、体系封闭及有差异较大的sm/nd。
对含辉石、石榴石、锆石及磷灰石的岩石样品，可以分别测定其全岩、石榴石、锆石、磷灰石单矿物的143nd/144nd和147sm/144nd值，将数据投点，拟合成直线方程，求出直线斜率，该斜率=
eλt-1，即可求解时间t。
解题思路：第2/2页。
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