地球化学阶段性作业

中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院。

地球化学课程作业2（共 3 次作业）

学习层次：专科涉及章节：第6章——第7章。

一、什么是微量元素地球化学？其研究意义是什么？

二、什么叫微量元素、什么是主量（常量）元素？微量元素的主要存在形式有哪些？

三、简述能斯特分配定律、能斯特分配系数的概念及其研究意义。

四、稀土元素的主要特点是什么？

五、什么是稳定同位素、轻稳定同位素和重稳定同位素？

六、造成稳定同位素组成变化的原因是什么？

七、概述同位素研究工作方法程序。

八、以rb-sr等时线法为例说明同位素测年的样品采集过程中应注意的事项。

参***。一、微量元素地球化学是地球化学的重要分支学科，它研究在各种地球化学体系中微量元素的分布、分配、共生组合及演化的规律，其特色之处就是能够近似定量地解决问题，使实际资料和模型计算结合起来。

微量元素可作为地质、地球化学过程示踪剂，在解决当代地球科学面临的基本理论问题—天体、地球、生命、人类和元素的起源及演化，为人类提供充足的资源和良好的生存环境等方面发挥重要的作用。

二、微量元素：元素在所研究客体(地质体、岩石、矿物等)中的含量低到可以近似地用稀溶液定律描述其行为，该元素可称为微量元素。特点：

在体系中含量低（< 0.1%），通常不形成自己的独立矿物，其行为服从稀溶液定律和分配定律。在不同条件下演化规律基本一致，可以指示物质的**和地质体的成因。

常量元素：体系中元素含量高（ >0.1%），通常以独立矿物形式存在，其行为服从相律和化学计量比。在不同条件下演化规律不一致，可以指示地质、地球化学作用进行的条件和演化过程。

微量元素在矿物中主要存在形式有：①快速结晶过程中陷入囚禁带内；②赋存在晶格的缺陷； ③在固溶体中替代主相的原子。

三、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。

能斯特分配系数：在温度、压力恒定的条件下，微量元素i (溶质)在两相分配达平衡时其浓度比为一常数(kd)，此常数kd称为分配系数，或称能斯特分配系数。

能斯特分配定律及分配系数的研究有着极其重要的地球化学意义。可应用于如下多方面的研究：1）定量研究元素分配；2）为成矿分析提供了理论依据；3）判断成岩和成矿过程的平衡；4）微量元素地质温度计；5）微量元素地质压力计；6）指示沉积环境；7）岩浆作用过程微量元素分配和演化定量模型的研究；8）岩浆形成机制的研究；9）判断岩石的成因。

四、主要特点可归纳为：1）它们是性质极相似的地球化学元素组，在地质、地球化学作用过程中作为一个整体而活动；2）它们的分馏作用能灵敏地反映地质、地球化学过程的性质（良好的示踪剂）；3）稀土元素除受岩浆熔融作用外，其它地质作用基本上不破坏它的整体组成的稳定性；4）它们在地壳岩石中分布较广。

五、根据核素的稳定性，自然界中的同位素分两大类：

1）放射性同位素：其核能自发地衰变为其它核的同位素；

2）稳定同位素：其核是稳定的，到目前为止，还没有发现它们能够衰变成其它核的同位素。稳定同位素又分为：

a 轻稳定同位素：原子序数z＜20，δa/a≥10% (a 为两同位素质量差)，其发生同位素组成变化的主要原因是同位素分馏作用，其反应是可逆的； b 重稳定同位素：原子序数z＞20，δa/a＜10%；其发生同位素同位素组成变化的主要原因是放射性核素不断衰变的结果所造成的，这种变化是不可逆的。

六、主要原因是放射性衰变作用或称衰变反应。

放射性同位素不断自发地发射出质点和能量，改变同位素组成并转变成稳定的核素，这种过程称核衰变反应或蜕变。核衰变的结果使母元素同位素（母核）不断减少，而子元素同位素（子核）不断增加。常见的衰变反应有α衰变、β衰变、电子捕获、重核裂变四类。

七、一个完整的同位素样品的研究包括样品的采集、加工、化学制样、测定及结果的计算和解释等环节。

八、 rb—sr等时线法样品的采集过程中的注意事项：①一组样品采集在同一母体上(保证是同源，才能有一致的87sr/86sr初始值)；②样品布点的空间分布合理(以免样品rb/sr比值接近，形成不了等时线)；③尽力保证样品新鲜，不受后期作用影响(保持封闭体系)；④k含量低的样品(超基性岩)不应用此法，沉积岩样品应是同生沉积矿物。

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地球化学阶段性作业11 答案

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