中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院。
学习层次：专升本时间：90分钟。
一．名词解释。
1．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）倾向。
2．微量元素：微量元素是相对主量元素而言的，指在体系中质量百分比低于0.1%的元素，同时它们在体系的矿物相中不计入化学计量式的组分，不影响所在体系的物理/化学特性，近似服从henry定律。
3．元素的地球化学亲和性：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。
4．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。
5. 水-岩化学作用：由于地壳上部与水圈直接接触，两者之间发生的化学作用统称为水-岩化学作用。
水-岩化学作用是地表条件下范围广泛和极为活跃化学作用，对地表系统元素的组成、演化及循环有重要影响。水-岩化学作用主要发生在地壳上部，可一直延伸到上地幔。
二．填空题。
1. 地球化学是研究地球（包括部分天体）的化学组成 、 化学作用和化学演化的科学。
2. 微量元素能否发生类质同象代换，主要取决于与晶体化学特征有关的内因和与体系有关的外应两类因素，前者主要包括元素的原子、离子半径，化学键类型，晶体结构，代换前后的电荷变化及能量变化等，后者主要指所处体系的元素浓度和氧化还原电位。
3. 地球化学课程中介绍的常见的同位素定年体系包括 k-ar 、 rb-sr 和 sm-nd选三个填写）。（填写ar-ar、u-th-pb、锆石u-pb均可以）
4. 结合元素自然组合及地球化学特征，goldschmist将元素分为五类，分别是亲石元素、 亲铜元素、 亲铁元素以及亲气元素和亲生物元素。
5. 自然界放射性同位素的衰变包括 β衰变 、 衰变 、 电子捕获和重核裂变四种主要形式。
三．简答题。
1. 简述大陆地壳的基本元素地球化学特征。
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）。
2. 决定类质同像代换的基本条件。
答：决定元素类质同象代换的内部因素包括：（1）元素的原子或离子半径，一般离子电价和离子类型相同的离子键化合物，原子或离子半径相近时，易于发生类质同象。
（2）化学键类型相同或相似的元素易于发生代换。（3）类质同象代换要求代换前后化合物的总电价要保持平衡，否则将会引起晶格的破坏。（4）被代换的矿物晶体构造特征会影响代换的程度，表现为，被代换的矿物晶体构造愈复杂、松弛(偏离最紧密堆积愈远)，类质同象的可能性愈大。
（5）从代换的能量角度来讲，发生类质同象的元素之间，其形成晶体的生成热应相近。
就外部因素而言，主要受到代换体系下元素的浓度和氧化-还原电位来控制。例如，一种熔体或溶液中如果缺乏某种组份，当需要从中结晶出包含此种组份的矿物时，熔体或溶液中性质与之相似的其他元素就可以类质同象代换的方式加以补充。在还原内生条件下，fe2+（0.
83）和mn2+（0.91）可以亲密共生，而在氧化表生条件下， fe3+（0.87）和mn4+ （0.
52）则彼此分离。
3. 高温水岩化学作用的主要特征。
答：高温水-岩化学作用的特点可概括为：（1）相对少量水的体系：
地壳岩石中平均含水量约为4%（相当于上地幔含水量0.35%的11倍），地壳总质量为2.6×1019吨，因此地壳总水量为 1018吨，相当于水圈质量的0.
7倍。（2）水体系中含大量的作用剂和各类电解质盐类，深源水中常含丰富的成矿物质。但高温水组成变化大。
高温水-岩化学作用过程中，水仍然既是作用介质，又常作为溶剂和搬运剂。（3）氧逸度较低且变化范围较宽，是相对富co2和富so2-so3的环境。（4）温度范围宽，为 50 ~700 ( 200 ~400 )℃压力变化范围也较宽，为100~2000×105pa。
高温水-岩化学作用的压力不仅取决于深度，也与岩石的结构和地质构造环境有关。（5）ph值主要在3~9之间变化：水溶液中h+和oh-的活度积与溶液温度有关，230℃时活度积最高，[h+]×oh-]为10-12.
3，高温热液的ph值和中性点可据热液活度积计算。在 200~400℃温度下热液ph值的中性点值为5.7~6.
2。（6）生物和有机质的作用不如低温条件下活跃。
4. 以sm-nd同位素衰变体系为例，说明要正确获得样品形成年龄需满足的条件。
答：需满足的三个条件为：（1）研究的一组样品具有同时性和同源性，所谓同源性是指每个样品有相同的(143nd/144nd)0值。
（2）在样品形成后保持sm-nd体系的封闭，没有与外界发生物质上的交换。（3）所测样品中，有较为明显的sm/nd比值差异，以确保获得一条高质量的等时线。
5. 请用图示分析在岩浆结晶分异过程中分配系数kd＝0.1和kd＝4这两个微量元素的地球化学行为，并辅以简单说明。
四．问答题。
1、水-岩化学作用的类型及其影响因素。
答：由于地壳上部与水圈直接接触，两者之间发生的化学作用统称为水-岩化学作用，该作用是地表条件下范围广泛和极为活跃化学作用，对地表系统元素的组成、演化及循环具有重要影响。水-岩化学作用主要发生在地壳上部，可一直延伸到上地幔。
水-岩化学作用主要包括五种类型：
1）氧化还原反应。如fe的硅酸盐和硫化物发生氧化形成铁的氧化物。
2）脱水和水解反应。脱水反应一般是温度压力增加时，矿物内部失去水分子的过程。水解反应的实质是水电离的h+或oh-进入矿物晶格，分别取代其中的阳离子或阴离子，从而使矿物解体形成新矿物。
如钾长石发生水解形成高岭石的过程。
3）水合作用。水合作用的实质就是水分子整体进入矿物晶格，使矿物体积增大的化学作用。
4）碳酸盐化和脱碳酸盐化。碳酸根和重碳酸根离子与矿物或演示之间发生的作用为碳酸盐化，碳酸盐化的结果往往会使得矿物被部分或全部溶解。脱碳酸盐化则指的是岩石或矿物中放出碳酸根和重碳酸根离子的过程，如接触热变质带，灰岩发生脱碳酸盐化形成含透辉石的过程。
5）阳离子交换反应。主要发生在粘土矿物或胶体的交换吸附过程中。如钾长石的钠长石化：kalsi3o8 + na+ =naalsi3o8 + k+。
影响水-岩化学作用的因素包括与元素性质有关的内因及与体系环境有关的外因。就内因而言，诸如体系中元素的丰度、元素的存在形式、化合物本身的性质、元素的电价和离子半径以及化学键类型都可以影响水-岩化学作用的强度、方式和方向。体系组成对水-岩化学作用的影响是多方面的，一类是由化合物本身的性质决定的，如活度积原理；另一类是由于体系中其它化合物或组分的类型和浓度所确定，如盐效应和共同离子效应。
此外，岩石中的元素进入溶液发生迁移或从中析出，均伴随各种化学反应（如复分解反应、酸碱反应、氧化还原反应、络合反应和胶体作用）的发生，进而影响元素在水溶液中的溶解、迁移和析出。体系的ph值以及氧化还原电位也会影响元素的迁移能力和元素存在的价态。而温度与蒸发作用对易溶盐类矿物的沉积有特殊的影响，温度的升高或降低可以改变反应进行的方向。
当体系中有气体组分时，压力也是影响水-岩化学作用的重要因素。
地球化学综合测试11 答案
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地球化学阶段性作业11 答案
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地球化学作业习题 含标准答案
3 指出下列微量元素经常会类质同象替代硅酸盐矿物结构中的哪种主要元素 1 rb,2 sr,3 ga,4 ti,5 li,6 ba,7 ge,8 ree,9 pb,10 ni,11 mn.答 1 k,2 ca,3 al,4 mg,fe,al,5 mg,6 k,7 si,8 ca,9 k,10 mg,1...