地球化學(xué)試題

1、 一、概念題(每題5分，共50分) 1、元素的豐度值 2、類質(zhì)同象混入物 3、載體礦物和富集礦物 4、地球化學(xué)障 5、八面體擇位能 6、戈?duì)柕滤姑芴叵嗦?#160;7、相容元素和不相容元素 8、Ce值(列出計(jì)算公式并說明) 9、同位素分餾系數(shù) 10、衰變定律 二、問答題(每題8分，共40分)： 1、當(dāng)以下每種物質(zhì)形成時(shí)，其氧化電位是高還是低？(1) 隕石；(2)煤；(3)海底錳結(jié)核；(4)釩鉀鈾礦；(5)頁巖中的黃鐵礦；(6)鮞綠泥石。 2、為什么硅酸鹽礦

2、物中K的配位數(shù)經(jīng)常比Na的配位數(shù)大？ (離子半徑：K的為1.38A，Na的為1.02A，O2-的1.40A)。 3、研究表明，巖漿巖和變質(zhì)巖中的不同礦物具有不同的18O/16O比值，例如巖漿 巖中石英一般比鉀長石具有更高的18O/16O比值，試闡明控制礦物18O/16O比值大小的原因是什么？ 4、用Rb-Sr或Sm-Nd法對(duì)巖石定年時(shí)，為什么當(dāng)巖石礦物中的87Rb/86Sr或143Sm/144Nd比值差別越大結(jié)果越好？ 5、試分析下圖中稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化模式中各個(gè)曲線可能代表的巖石類型及造成分配型式特征的原因。三、論述題(任選1題，10分)

3、 1、試述稀土元素?cái)?shù)據(jù)的處理步驟和表示方法。 2、要獲得準(zhǔn)確的同位素地質(zhì)年齡必須滿足的條件是什么？答案： 一、 1.每種化學(xué)元素在自然體中的質(zhì)量,占自然體總質(zhì)量(或自然體全部化學(xué)元素總質(zhì)量)的相對(duì)份額(如百分?jǐn)?shù)),稱為該元素在該自然體中的豐度值. 2. 某種物質(zhì)在一定的外界條件下結(jié)晶時(shí)，晶體中的部分構(gòu)造位置被介質(zhì)的其它質(zhì)點(diǎn)(原子、離子、絡(luò)離子、分子)所占據(jù)，結(jié)果只引起晶格常數(shù)的微小變化，而使晶體構(gòu)造類型、化學(xué)鍵類型等保持不變的現(xiàn)象。由類質(zhì)同像形式混入晶體中的物質(zhì)稱為類質(zhì)同像混入物。含有類質(zhì)同像混入物的混合晶體稱為固溶體。 3

4、. 載體礦物是指巖石中所研究元素的主要量分配于其中的那種礦物。但有時(shí)該元素在載體礦物中的含量并不很高，往往接近該元素在有時(shí)總體中的含量。富集礦物是指巖石中所研究元素在其中的含量大大超過它在巖石總體中的含量的那種礦物。 4、地球化學(xué)障指地殼中物理或化學(xué)梯度具有突變的地帶，通常伴隨著元素的聚集或堆積作用。即在元素遷移過程中經(jīng)過物理化學(xué)環(huán)境發(fā)生急劇變化的地帶時(shí)，介質(zhì)中原來穩(wěn)定的元素遷移能力下降，形成大量化合物而沉淀，這種地帶就稱為地球化學(xué)障。 5任意給定的過渡元素離子,在八面體場中的晶體場穩(wěn)定能一般總是大于在四面體場中的晶體場穩(wěn)定能.二者的差值稱為該離子的八面體擇位能(

5、OSPE). 這是離子對(duì)八面體配位位置親和勢的量度。八面體擇位能愈大，則趨向于使離子進(jìn)入八面體配位位置的趨勢愈強(qiáng)，而且愈穩(wěn)定。 6在自然條件下，礦物常形成于一定的溫度、壓力變化范圍，并在此范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。因此，F(xiàn)2，據(jù)吉布斯相律，F(xiàn)K2，有K ，即平衡共存的礦物數(shù)不超過組分?jǐn)?shù)，即為戈?duì)柕滤姑芴氐V物學(xué)相律。 7相容元素(Compatible elements):巖漿結(jié)晶或固相部分熔融過程中偏愛礦物相的微量元素；不相容元素(Incompatible elements):巖漿結(jié)晶或固相部分熔融過程中偏愛熔體或溶液相的微量元素.也稱為濕親巖漿

6、元素(hygromagmatophile).  Ce或(Ce/Ce*)。是表征樣品中Ce相對(duì)于其它REE分離程度的參數(shù).Ce除了三價(jià)態(tài)外,氧化條件下可以呈四價(jià)態(tài)而與其它REE發(fā)生分離.Ce  Ce/Ce*式中CeN,LaN,和PrN均為相應(yīng)元素實(shí)測值的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值. 同位素分餾系數(shù)值：指含有相同元素的兩種分子同位素重/輕同位素比值的比值。設(shè)有同位素平衡分餾反應(yīng)：aA1+bB2aA2+bB1    式中：A、B為含相同元素的兩種分子，a、b為系數(shù)，1為輕同位素，2為重同位素。分餾系數(shù)(A分子重/輕同位素

7、比值/ B分子重/輕同位素比值 10.放射性衰變速率定律：單位時(shí)間內(nèi)放射性同位素衰變的原子數(shù)與現(xiàn)存的放射性母體原子數(shù)成正比，或衰變速率正比于現(xiàn)存母體原子數(shù)。設(shè)某自然體系現(xiàn)在的母體同位素原子數(shù)為P，在自然體系形成時(shí)的母體同位素原子數(shù)為P0，體系形成到現(xiàn)在的時(shí)間間隔為，式中：衰變常數(shù)，表示單位時(shí)間內(nèi)原子發(fā)生衰變的概率。 二、 1、(1)隕石；(2)煤；(3)海底錳結(jié)核；(4)釩鉀鈾礦；(5)頁巖中的黃鐵礦；(6)鮞綠泥石。 答：高，低，高，高，低，低。2、 答： K和Na都屬于堿性元素，其離子半徑分別為：1.38A和1.02A(

8、Krauskopf et al,1995)或1.59和1.24A(Gill,1996)。以與陰離子O2-結(jié)合為例，O2-離子半徑1.40A(Krauskopf et al,1995)或1.32(Gill,1996),根據(jù)陽離子與氧離子半徑比值與配位數(shù)關(guān)系，K+/O2-0.9857, Na+/O2-=0.7286，由于等大球周圍有12個(gè)球，而在離子晶體中，隨陽離子半徑的減小，為達(dá)到緊密接觸，因此配位數(shù)也要減少。因此，在硅酸鹽礦物中K的配位數(shù)經(jīng)常比Na的配位數(shù)大，前者與氧的配位數(shù)為8，12，而后者為6,8。 3答：根據(jù)同位素理論，氧與陽離

9、子的鍵強(qiáng)控制了礦物的18O/16O比值，一般18O富集于與氧形成更強(qiáng)鍵的礦物中。硅酸鹽中硅氧鍵的鍵強(qiáng)比鋁氧鍵強(qiáng)大，因此石英中的18O要比鉀長石更大。 4 為了獲得精確的等時(shí)線年齡，需要等時(shí)線的斜率盡可能地準(zhǔn)確，只有數(shù)據(jù)點(diǎn) 沿著等時(shí)線較寬地分布才能獲得斜率的準(zhǔn)確。很明顯，也需要很精確地測定87Sr/86Sr或143Nd/144Nd值。只有當(dāng)巖石礦物中的87Rb/86Sr或143Sm/144Nd比值差別較大，且兩對(duì)比值(87Rb/86Sr和 87Sr/86Sr)和(143Sm/144Nd和143Nd/144Nd)都能夠精確測試時(shí)。才能獲得精確的87Sr/86Sr和43

10、Nd/144Nd初始比值和精確的年齡值。 5答：A.熔巖流中源自地幔的橄欖巖捕擄體.呈比值為1的近水平線.代表未經(jīng)大的分異的原始地幔；B.大洋中脊玄武巖,所有REE增大,LREE與HREE之間沒有更大分異(T-過渡型玄武巖)；C和D.流紋巖和花崗巖。LREE偏向增加表明分異作用明顯。有明顯的Eu異常，與富Ca斜長石的分離有關(guān)；E.斜長巖。強(qiáng)烈富集Eu,表明斜長石強(qiáng)烈富集Eu；F.漫長地質(zhì)時(shí)間形成的由火成巖和沉積巖反復(fù)分異的北美頁巖。 三、 1.   REE組成模式圖示：對(duì)樣品中REE濃度以一種選定的參照物質(zhì)中相應(yīng)REE濃度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，將樣品中每

11、種REE濃度除以參照物質(zhì)中各REE濃度,得到標(biāo)準(zhǔn)化豐度，然后以標(biāo)準(zhǔn)化豐度對(duì)數(shù)為縱坐標(biāo),以原子序數(shù)為橫坐標(biāo)作圖.兩種圖：(1) 曾田彰正-科里爾(Masuda-Coryell)圖解：濃度標(biāo)準(zhǔn)化參照物質(zhì)為球粒隕石.由曾田彰正和科里爾創(chuàng)制；圖示的優(yōu)點(diǎn):可以消除由于原子序數(shù)為偶數(shù)和奇數(shù)造成的各REE間豐度的鋸齒狀變化,使樣品中各REE間任何程度的分離都能清楚地顯示出來,因?yàn)橐话愎J(rèn)球粒隕石中輕和重稀土元素之間不存在分異。（2） 用所研究體系的一部分作參考物質(zhì)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。  稀土元素總量-REE 為各稀土元素含量的總和,以ppm為單位.多數(shù)情況下指從La到Lu和Y的含量之和

12、.有些學(xué)者用火花源質(zhì)譜法分析稀土元素含量,其REE數(shù)據(jù)不包括Y.REE對(duì)于判斷某種巖石的母巖特征和區(qū)分巖石類型均為有意義的參數(shù).  LREE/HREE(或Ce/Y)：為輕和重稀土元素比值.這一參數(shù)能較好地反映REE元素的分異程度以及指示部分熔融殘留體和巖漿結(jié)晶礦物的特征. Eu(或Eu/Eu*): 表示Eu異常的程度.一般稀土元素大多呈三價(jià)態(tài),但Eu特殊,既可以呈三價(jià),也可呈二價(jià).三價(jià)態(tài)時(shí),Eu和其它稀土元素性質(zhì)相似,二價(jià)態(tài)下則性質(zhì)不同,固地質(zhì)體中Eu2經(jīng)常發(fā)生與其它三價(jià)REE離子的分離,造成在REE球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化豐度圖解的Eu位置上有時(shí)出現(xiàn)“峰”(Eu

13、過剩), Ce或(Ce/Ce*):是表征樣品中Ce相對(duì)于其它REE分離程度的參數(shù).Ce除了三價(jià)態(tài)外,氧化條件下可以呈四價(jià)態(tài)而與其它REE發(fā)生分離.      2. 答：  放射性母體及其子體有一定豐度，并有可靠精確的測定方法；       已知衰變常數(shù)和半衰期，并且半衰期應(yīng)和礦物或巖石的地質(zhì)年齡的數(shù)量級(jí)近似。  放射性母體(如40K、238Pb等)除了放射性衰變外沒有丟失和增加；  &#

14、160;        放射性成因子體（如40Ar、206Pb等）除了放射性衰變來源外，沒有別的來源，同時(shí)也沒有丟失。即要求放射性衰變在一個(gè)封閉系統(tǒng)中完成。 2009-2010地球化學(xué)考試試卷1、  概念題(每題5分，共50分)： 1、濃度克拉克值 2、元素的地球化學(xué)親和性；3、元素的共生組合 4、 類質(zhì)同象 5、元素的賦存狀態(tài) 6、元素的地球化學(xué)遷移 7、科爾任斯基相律8、總分配系數(shù) 9、 18O值 10、 衰變定

15、律二、問答題(每題8分，共40分)： 1、下列礦物鍵的類型是什么?(1)所有鍵都是離子鍵;(2)所有鍵都是共價(jià)鍵;(3)部分鍵為離子鍵,部分為共價(jià)鍵:(a)磷灰石;(b)黃銅礦;(c)螢石;(d)自然砷;(e)尖晶石。 2、 為什么U、Th在花崗巖中比在超基性巖中更為豐富？(離子半徑，U4+(6次配位)為0.97A,U6+(6次配位)為0.80A,Th3+(6次配位)為1.14A,Th4+(6次配位)為1.02A,Fe2+(6次配位)0.78A,Fe3+(6次配位)0.64A,Mg2+(6次配位)0.64)。 3、多數(shù)稀土元素在花崗巖中比在玄武巖中更為豐富，但是E

16、u卻在玄武巖中更為豐富，為什么？ 4、下列巖漿巖： 形成過程中僅與巖漿水發(fā)生了相互作用； 形成過程中廣泛地與大氣降水發(fā)生了相互作用。試回答哪一種巖漿巖D/H比值和18O/16O比值更高？ 5、用Rb-Sr或Sm-Nd法對(duì)巖石定年時(shí)，為什么當(dāng)巖石礦物中的87Rb/86Sr或 143Sm/144Nd比值差別越大結(jié)果越好？ 三、論述題(任選1題，10分) 1、試論地球化學(xué)研究的基本問題 2、試述親石元素、親銅元素、親鐵元素和親氣元素的地球化學(xué)性質(zhì)與其在地球各層圈間的分配特征。  答案： 一、

17、 1、 指某元素在礦床中的最低可采品位作為它在該地質(zhì)對(duì)象中的平均含量，計(jì)算它與克拉克值的比值，即為該元素的濃集系數(shù)。 2、 在自然界元素形成陽離子的能力和所顯示出的有選擇性地與某種陰離子結(jié)合的特性稱為元素的地球化學(xué)親合性。它是控制元素在自然界相互結(jié)合的最基本的規(guī)律。 3、 共生組合：具有共同或相似遷移歷史和分配規(guī)律的元素常在特定的地質(zhì)體中形成有規(guī)律的組合，稱為元素的共生組合。 4、 某種物質(zhì)在一定的外界條件下結(jié)晶時(shí)，晶體中的部分構(gòu)造位置被介質(zhì)的其它質(zhì)點(diǎn) (原子、離子、絡(luò)離子、分子)所占據(jù)，結(jié)果只引起晶格常

18、數(shù)的微小變化，而使 晶體構(gòu)造類型、化學(xué)鍵類型等保持不變的現(xiàn)象。 5、 也稱為元素的存在形式、結(jié)合方式、相態(tài)、遷移形式等，指元素在其遷移歷史的某個(gè)階段所處的物理化學(xué)狀態(tài)與共生元素的結(jié)合性質(zhì)。 6、 元素從一種賦存狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N賦存狀態(tài)，并經(jīng)常伴隨元素組合和分布上的變化以及空間位移的作用稱為地球化學(xué)遷移。 7、在一定的T、P及活性組分化學(xué)位的條件下，相互平衡的共存礦物數(shù)不超過惰性組分?jǐn)?shù)。K。就是柯爾仁斯基相律。 8、在巖漿體系中，無論是分異結(jié)晶作用還是部分熔融過程，元素一般是在多種礦物和熔體之間進(jìn)行分配。所以就需要能描述元素在

19、礦物集合體與熔體間的總體分配系數(shù)?？偡峙湎禂?shù)（D）可按下式計(jì)算得出：。式中：n為含元素i的礦物數(shù)，WI為每種礦物在集合體中所占的重量百分?jǐn)?shù)，KDi為元素在每種礦物與熔體間的簡單分配系數(shù)。上式表明某一體系i元素的總分配系數(shù)D為元素i在所有礦物中的簡單分配系數(shù)加權(quán)和。 9、值指樣品同位素比值（Rsa）相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)樣品的同位素比值（RSt）的千分差，表示式為：10、：單位時(shí)間內(nèi)放射性同位素衰變的原子數(shù)與現(xiàn)存的放射性母體原子數(shù)成正比，或衰變速率正比于現(xiàn)存母體原子數(shù)。設(shè)某自然體系現(xiàn)在的母體同位素原子數(shù)為P，在自然體系形成時(shí)的母體同位素原子數(shù)為P0，體系形成到現(xiàn)在的時(shí)間間隔為式中:衰變常數(shù)，表示單

20、位時(shí)間內(nèi)原子發(fā)生衰變的概率. 二、1、 答：(a)磷灰石：離子鍵，共價(jià)鍵；(b)黃銅礦：共價(jià)鍵；(c)螢石：離子鍵；(d)自然砷：共價(jià)鍵；(e)尖晶石：離子鍵。 2、 答：這與U、Th的離子半徑和類質(zhì)同象置換有關(guān)。U和Th的離子半徑較大，U4+(6次配位)為0.97A,U6+(6次配位)為0.80A,Th3+(6次配位)為1.14A,Th4+(6次配位)為1.02A，而Fe2+(6次配位)0.78A,Fe3+(6次配位)0.64A,Mg2+(6次配位)0.64)，因此二者不能進(jìn)入早期結(jié)晶的鎂鐵礦物中，而富集在淡色的殘余巖漿內(nèi)。U4+廣泛地與Th4+,Zr4+,RE

21、E3+以及Ca2+呈類質(zhì)同象置換。 3、答：大多數(shù)稀土元素都是呈3價(jià)出現(xiàn)，而Eu是變價(jià)元素，有2和3兩個(gè)價(jià)態(tài)，Eu2與Ca2的離子半經(jīng)比較接近，可以置換斜長石中的Ca，因此與大多數(shù)稀土元素在花崗巖中比在玄武巖中更為豐富不同，Eu在斜長石含量較高的玄武巖中更為豐富。4、答：形成過程中僅與巖漿水發(fā)生了相互作用的巖漿巖D/H比值和18O/16O比值更高。 5、 答：因?yàn)?7Rb/86Sr或143Sm/144Nd比值差別大，則衰變形成的87Sr/86Sr或143Nd/144Nd值的差別也大，只有這樣，才能在87Rb/86Sr或143Sm/144Nd與初始值的圖解上擬合相關(guān)

22、系數(shù)較好的一條直線，由此得到較好的等時(shí)線年齡。否則可能使數(shù)據(jù)集中而拉不開等時(shí)線。三、1、 圍繞原子在地質(zhì)環(huán)境中多方面的變化結(jié)果及其地質(zhì)意義的分析，形成了地球化學(xué)研究中的幾個(gè)基本問題：研究地球和地質(zhì)體中元素及其同位素的組成。包括元素及其同位素的含量在空間、時(shí)間及不同產(chǎn)狀地質(zhì)體中的變化，即為元素的平均含量(豐度)和分布分配問題。研究元素在地球及各層圈（地殼、地幔、地核）中的平均含量豐度問題；研究元素及其同位素的含量在不同地質(zhì)構(gòu)造單元、巖石、礦物和礦床中的變化，亦即元素的分布和分配問題；研究元素的共生組合和賦存形式。共生組合：具有共同或相似遷移歷史和分配規(guī)律的元素常在特定的地質(zhì)體中形成有規(guī)律的組合，

23、稱為元素的共生組合。賦存形式（存在形式、賦存狀態(tài)）：指元素在地質(zhì)體中以什么形式存在。常見的形式有：化合物（氧化物、硫化物、硅酸鹽、碳酸鹽等等）、類質(zhì)同像混入物、機(jī)械混入物、包裹體及吸附物等等。元素的結(jié)合狀態(tài)是地質(zhì)作用物理化學(xué)條件的指示劑，元素的存在形式具有成因意義。研究元素的遷移:元素的地球化學(xué)遷移或搬運(yùn)：系指元素因其性質(zhì)不同，在自然界的各種外界條件影響下不斷結(jié)合、分離、集和、分散的運(yùn)動(dòng)。元素的地球化學(xué)遷移是地球化學(xué)研究的核心問題。     元素的遷移歷史與地球的演化：地球的歷史是一個(gè)有大量地質(zhì)事件構(gòu)成的漫長的時(shí)間序列，具災(zāi)變和漸變相間，分階段

24、循環(huán)疊加、總體單向發(fā)展的特征。對(duì)此，化學(xué)元素具有“示蹤作用”，即元素和同位素的遷移寓于地質(zhì)作用之中，作用于微跡元素和核素的地質(zhì)作用的影響有可能越過后期疊加作用而被保留，通過微量元素或同位素的變異來揭示地質(zhì)作用過程的特征，稱為微量元素或同位素“示蹤”，這些元素或同位素稱為示蹤劑。 2、 戈?duì)柕滤姑芴氐姆诸?#160;  是以其地球的起源和內(nèi)部構(gòu)造的假說為基礎(chǔ)的。他根據(jù)化學(xué)元素的性質(zhì)與其在各地圈內(nèi)的分配之間的關(guān)系將元素分為四類：見圖2.6。 親石元素：離子的最外電子層具有8電子(s2p6)惰性氣體型的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，氧化物的形成熱大于FeO的形成熱，與氧的親和力強(qiáng)

25、，易熔于硅酸鹽熔體，主要集中于巖石圈。 親銅元素：離子的最外層電子層具有18電子(s2p6d10)的銅型結(jié)構(gòu)，氧化物的形成熱小于FeO的形成熱，與硫的親和力強(qiáng)，易熔于硫化鐵熔體。主要集中于硫化物氧化物過渡圈。 親鐵元素：元素的最外層電子層具有818過渡型結(jié)構(gòu)，氧化物的形成熱最小，與氧和硫的親和力均弱，易熔于熔鐵，主要集中于鐵鎳核。 親氣元素：原子最外層具有8個(gè)電子，原子容積最大，具有揮發(fā)性或易形成易揮發(fā)化合物，主要集中于大氣圈。 此外，戈氏還劃分出“親生物元素”，這些元素多富集在生物圈內(nèi)，如C、N、H、O、P、B、Ca、Na、Si等。2010-2011&

26、#160;地球化學(xué)考試試卷 1.概述地球化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)。答題要點(diǎn)：1) 地球化學(xué)是地球科學(xué)中的一個(gè)二級(jí)學(xué)科； 2)地球化學(xué)是地質(zhì)學(xué)和化學(xué)、物理化學(xué)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物； 3) 地球化學(xué)既是地球?qū)W科中研究物質(zhì)成分的主干學(xué)科，又是地球?qū)W科中研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式的學(xué)科；地球化學(xué)既需要地質(zhì)構(gòu)造學(xué)、礦物學(xué)、巖石學(xué)作基礎(chǔ)，又能更深刻地揭示地質(zhì)作用過程的形成和發(fā)展歷史，使地球科學(xué)由定性向定量化發(fā)展； 4) 地球化學(xué)已形成一個(gè)較完整的學(xué)科體系，仍不斷與相關(guān)學(xué)科結(jié)合產(chǎn)生新的分支學(xué)科； 5) 地球化學(xué)作為地球科學(xué)的支柱學(xué)科

27、，既肩負(fù)著解決當(dāng)代地球科學(xué)面臨的基本理論問題天體、地球、生命、人類和元素的起源和演化的重大使命，又有責(zé)任為人類社會(huì)提供充足的礦產(chǎn)資源和良好的生存環(huán)境。  2. 簡要說明地球化學(xué)研究的基本問題。答題要點(diǎn)： 1）地球系統(tǒng)中元素及同位素的組成問題； 2）地球系統(tǒng)中元素的組合和元素的賦存形式； 3）地球系統(tǒng)各類自然過程中元素的行為（地球的化學(xué)作用）、遷移規(guī)律和機(jī)理； 4）地球的化學(xué)演化，即地球歷史中元素及同位素的演化歷史。    3.  簡述地球化學(xué)學(xué)科的研究思路和研究方法。4. 答

28、題要點(diǎn)： 研究思路 1）由于地球化學(xué)本質(zhì)上是屬于地球科學(xué)，所以其工作方法應(yīng)遵循地球科學(xué)的思維途徑；2）要求每個(gè)地球化學(xué)工作者有一個(gè)敏銳的地球化學(xué)思維，也就是要善于識(shí)別隱藏在各種現(xiàn)象中的地球化學(xué)信息，從而揭示地質(zhì)現(xiàn)象的奧秘；3）具備有定性和定量測定元素含量及鑒別物相的技術(shù)和裝置。 研究方法： 一）野外階段：1） 宏觀地質(zhì)調(diào)研。明確研究目標(biāo)和任務(wù)，制定計(jì)劃；  2） 運(yùn)用地球化學(xué)思維觀察認(rèn)識(shí)地質(zhì)現(xiàn)象；3） 采集各種類型的地球化學(xué)樣品。二）室內(nèi)階段：1） “量”的研究，應(yīng)用精密靈敏的分析測試方法，以取

29、得元素在各種地質(zhì)體中的分配量。元素量的研究是地球化學(xué)的基礎(chǔ)和起點(diǎn)，為此，對(duì)分析方法的研究的要求：首先是準(zhǔn)確；其次是高靈敏度；第三是快速、成本低。2） “質(zhì)”的研究，即元素的結(jié)合形式和賦存狀態(tài)的鑒定和研究。3） 地球化學(xué)作用的物理化學(xué)條件的測定和計(jì)算。4） 歸納、討論：針對(duì)目標(biāo)和任務(wù)進(jìn)行歸納、結(jié)合已有研究成果進(jìn)行討論。   第一章 太陽系和地球系統(tǒng)的元素豐度   1.概說太陽成份的研究思路和研究方法.答題要點(diǎn)： 1）太陽表層的物質(zhì)成分可代表太陽成分：太陽是熾熱氣態(tài)物質(zhì)球體，表面溫度達(dá)60

30、00K，推斷太陽物質(zhì)通過熱運(yùn)動(dòng)而強(qiáng)烈均勻化；2）太陽表層的溫度極高，原子處于激發(fā)狀態(tài)，并不斷輻射各自的特征光譜，即太陽是一個(gè)發(fā)光的宇宙體，可以用光譜分析技術(shù)。   2.簡述太陽系元素豐度的基本特征.答題要點(diǎn)：1）隨元素的原子序數(shù)增大，元素豐度呈指數(shù)下降;原子序數(shù)>45的元素，元素豐度變化不明顯；2）原子序數(shù)為偶數(shù)的元素，其元素豐度大于相鄰的奇數(shù)元素；3）元素氫和氦有極高的元素豐度；4）鋰、鈹、硼元素豐度嚴(yán)重偏低；5）氧和鐵元素豐度顯著偏高；3.說說隕石的分類及相成分的研究意義. 答題要點(diǎn)：按隕石中金屬的含量分類：鐵隕石；石-鐵隕石；石隕石，石隕石包

31、括球粒隕石和無球粒隕石。無論何種隕石，都是由金屬相、硫化物相和硅酸鹽相礦物組成。隕石的研究意義：研究隕石主要從隕石的成分、年齡、成因出發(fā)，其研究成果對(duì)研究地球有重要意義。   4.月球的結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分與地球相比有何異同？答題要點(diǎn)：1）月球的主要巖石類型為玄武巖和輝長巖類，沒有花崗巖和沉積巖，但有一種特殊的巖石（克里普巖），是一種含鉀、稀土元素和磷的巖石；2）月球沒有鐵鎳核，也沒有大氣圈和水圈；3）與地球化學(xué)成分比較，月巖中堿金屬和揮發(fā)性元素，富耐熔元素和稀土元素。   6.地球的結(jié)構(gòu)對(duì)于研究和了解地球的總體成分有什么作用？答題要點(diǎn)：地

32、球是由地殼、地幔和地核等不同圈層組成。 地球化學(xué)組成具不均一性，不能用地球表層（如地殼）或某一研究區(qū)成分代表全球化學(xué)組成。  7.闡述地球化學(xué)組成的研究方法論. 答題要點(diǎn)： 一）分層研究法：分別獲取地球各層的成分，按各層的相對(duì)質(zhì)量百分比計(jì)算地球平均成分； 二）總體研究法：1) 隕石相成分分類; 2) 地球相成分分類及不同相成分質(zhì)量百分比; 3) 據(jù)各相質(zhì)量百分比計(jì)算地球平均成分.   8.地球的化學(xué)組成的基本特征有哪些？答題要點(diǎn)：1) 地球中含量

33、大于10%的元素有Fe、O、Si、Mg；大于1%的元素有Ni、S、Ga、Al；其次為Na、Cr、P和Mn；(參考教材P38)  2) 與太陽系化學(xué)成分相比：地球富Fe、Mg、S和貧氣態(tài)物質(zhì)組分；與地殼化學(xué)成分相比：地球富Mg、Fe和貧Al、K、Na。   9.討論地殼元素豐度的研究方法. 答題要點(diǎn)：1) 克拉克法: 收集盡可能多的研究樣品，進(jìn)行系統(tǒng)的樣品分析；將樣品按種類和地區(qū)分組，求平均成分；確定各類樣品的權(quán)值；加權(quán)平均求地殼元素豐度。2) 哥爾德斯密特法: 3) 維諾格拉

34、多夫法；4）泰勒法；5）黎彤法。   10.簡介地殼元素豐度特征. 答題要點(diǎn)：1）地殼元素豐度差異大：豐度值最大的元素是最小元素的10e17倍；豐度值最大的三種元素之和達(dá)82.58%；豐度值最大的九種元素之和達(dá)98.13%；2）地殼元素豐度的分布規(guī)律與太陽系基本相同（參考教材P46-47）)   11.地殼元素豐度特征與太陽系、地球?qū)Ρ日f明什么問題？答題要點(diǎn)：1）元素豐度對(duì)元素原子序數(shù)作圖，可看出地殼元素豐度的分布規(guī)律與太陽系的基本相同；2）地殼元素豐度值最大的10個(gè)元素與太陽系、地球的相比，其組成及排列順序有差別：

35、0;  12.地殼元素豐度值（克拉克值）有何研究意義？答題要點(diǎn)：1）為研究地球的形成、化學(xué)分異及地球、地殼元素的成因等重大問題提供信息；2）確定了地殼體系的總特征；3）元素克拉克值可作為衡量元素相對(duì)富集或貧化的標(biāo)尺；4）據(jù)元素克拉克值可獲得地殼中不同元素平均含量間的比值，提供重要的地球化學(xué)信息。  13.概述區(qū)域地殼元素豐度的研究意義. 答題要點(diǎn)：1）作為區(qū)域內(nèi)各種化學(xué)過程的總背景：可將區(qū)域地殼元素豐度作為衡量地質(zhì)體內(nèi)元素相對(duì)富集或貧化的標(biāo)尺；2）可提供某些重要的地球化學(xué)作用信息；3）是研究區(qū)域地質(zhì)演化的重要手14.簡要說明區(qū)域地殼元素豐度的研

36、究方法. 答題要點(diǎn)：1）建立區(qū)域地殼結(jié)構(gòu)-組成模型；2）區(qū)域地殼元素豐度的計(jì)算方法：（1）分別計(jì)算不同類型巖石中元素的平均含量；（2）按不同類型巖石在地殼結(jié)構(gòu)層中的質(zhì)量比，加權(quán)平均計(jì)算各結(jié)構(gòu)層的元素豐度；（3）按區(qū)域地殼結(jié)構(gòu)-組成模型計(jì)算區(qū)域地殼元素豐度。   15.巖漿巖中各巖類元素含量變化規(guī)律如何？答題要點(diǎn)：從超基性巖-基性巖-中性巖-酸性巖：1）Fe、Mg、Ni、Co、Cr和Pt族元素等含量逐步降低；2）Ca、Al、Ti、V、Mn、P和Se等元素在基性巖中含量最高；3）K、Na、Si、Li、Be、Rb、REE等元素含量逐漸增高； 4）Ge

37、、Sb、As等元素含量分配變化不明顯。   16.簡述沉積巖中不同巖類中元素含量變化規(guī)律. 答題要點(diǎn)：1）主量元素變化規(guī)律：隨物源不同而異；2）絕大多數(shù)微量元素在頁巖和粘土類巖石中富集；3）Sr、Mn主要富集在碳酸巖石中。  第二章 元素結(jié)合規(guī)律與賦存形式   1.親氧元素和親硫元素地球化學(xué)性質(zhì)的主要差異是什么？答題要點(diǎn)：電子結(jié)構(gòu)、化合物穩(wěn)定性.   2.簡述類質(zhì)同像的基本規(guī)律. 答題要點(diǎn)： 1）若兩種離子電價(jià)相同，半徑相似，則半徑較小的離子優(yōu)先

38、進(jìn)入礦物晶格，即較小離子集中于較早期的礦物中，而較大離子集中于較晚期礦物中。2）若兩種離子半徑相似而電價(jià)不同，則較高價(jià)離子優(yōu)先進(jìn)入礦物晶格。   3.     闡述類質(zhì)同像的地球化學(xué)意義. 答題要點(diǎn)： 解釋元素的分布規(guī)律、為地質(zhì)找礦及環(huán)境研究服務(wù)。  4.簡述地殼中元素的賦存形式及其研究方法. 答題要點(diǎn)：1）賦存形式：獨(dú)立礦物、類質(zhì)同像形式、超顯微非結(jié)構(gòu)混入物、膠體吸附狀態(tài)和與有機(jī)物結(jié)合的形式；2）研究方法：（1）運(yùn)用礦物學(xué)觀察及X光衍射法；（2）運(yùn)用電子探針：&#

39、160;（3）偏提取法（一種部分分解實(shí)驗(yàn)）。   6.     英國某村由于受開采ZnCO3礦的影響，造成住宅土壤、房塵及飲食攝入Cd明顯高于其國標(biāo)，但與未受污染的鄰村相比，在人體健康方面兩村沒有明顯差異。為什么？答題要點(diǎn)：Cd 的存在形式（形態(tài)）。   第三章 水-巖化學(xué)作用和水介質(zhì)中元素的遷移   1.舉例說明元素地球化學(xué)遷移的定義.  答題要點(diǎn)：由于環(huán)境物理化學(xué)條件的變化，元素原來的存在形式變得不穩(wěn)定，為了與環(huán)境達(dá)到新的

40、平衡，元素原來的存在形式自動(dòng)解體，轉(zhuǎn)變成一種新的相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)合方式，當(dāng)元素賦存狀態(tài)發(fā)生變化的同時(shí)，伴隨有元素的空間位移和元素組合變化的，稱為元素的地球化學(xué)遷。  影響元素地球化學(xué)遷移過程的因素。答題要點(diǎn)：活化（解體）遷移（空間位移，一般無存在形式變化）重新結(jié)合（沉淀、結(jié)晶）。 自然界元素遷移的標(biāo)志. 答題要點(diǎn)：1) 礦物組合的變化; 2) 巖石中元素含量的變化（通過元素含量的系統(tǒng)測定或定量計(jì)算確定）; 3) 物理化學(xué)界面-氧化還原界面，壓力釋放帶，溫度界面，pH界面等。4.元素地球化學(xué)遷移的研究方法.&#

41、160;答題要點(diǎn)： 1) 元素在巖石、礦物中的含量（分配）; 2) 元素存在形式的研究; 3) 元素含量的空間分布；4）實(shí)驗(yàn)研究； 5）建立成礦模型。   5.水溶液中元素的遷移形式有那些？其中成礦元素的主要遷移形式又是什么？答題要點(diǎn)：水溶液中元素的遷移形式主要有： 離子（絡(luò)離子）、分子；膠體；懸浮液。三者間可用濾紙和半透膜分開。  6.解釋絡(luò)離子的穩(wěn)定性及其在地球化學(xué)遷移中的意義. 答題要點(diǎn)：1) 有利于成礦元素的穩(wěn)定遷移（絡(luò)離子不穩(wěn)定常數(shù)K一

42、般較小，溶解度大）;  2) 可用于研究礦床元素分帶; 3) 可用于解釋相似元素分異.   7.簡述元素遷移形式的研究方法. 答題要點(diǎn)：1) 過濾法; 2) 蝕變礦物組合法; 3)氣液包裹體成分研究; 4) 實(shí)驗(yàn)?zāi)M.   8.什么是共同離子效應(yīng)？什么是鹽效應(yīng)？答題要點(diǎn)： 共同離子效應(yīng)：在難溶化合物的飽和溶液中加入與該化合物有相同離子的易溶化合物時(shí)，使原難溶化合物的溶解度降低。鹽效應(yīng)：當(dāng)溶液中存在易溶鹽類時(shí)

43、，溶液的含鹽度對(duì)元素的溶解度有影響。溶液中易溶電解質(zhì)的濃度增大，導(dǎo)致其他溶解度增大的現(xiàn)象。  9.天然水的pH值范圍是多少？ 對(duì)于研究元素在水介質(zhì)中的遷移、沉淀有何意義？答題要點(diǎn)：一般是4-10，火山口噴氣可達(dá) 3左右，干旱地區(qū)堿性水可大于 9。   10.舉例說明Eh、pH值對(duì)元素遷移的影響. 答題要點(diǎn)：1) 不同元素遷移要求的pH不同; 2) 影響氫氧化物自鹽類溶液中沉淀，堿性條件下沉淀，酸性溶液下溶解; 3) 影響元素共生或分離; 4)&#

44、160;影響兩性元素的遷移形式; 5) 影響酸堿反應(yīng)的方向; 6) 影響鹽類的水解。   11.非標(biāo)準(zhǔn)電極電位E及環(huán)境的氧化還原電位Eh，在研究元素地球化學(xué)行為方面有什么作用？答題要點(diǎn)： 影響因素：組分影響第一，溫度影響第二，當(dāng)反應(yīng)有氫離子，氫氧根離子參加時(shí)，受pH值影響。 12.試述影響元素溶解與遷移的內(nèi)部因素。答題要點(diǎn)：1）元素存在形式； 2）元素和化合物的性質(zhì)； 3) 晶體場效應(yīng)。   簡述水溶液中元素的遷移方式。參考答案： 水溶

45、液中元素的遷移主要有兩種方式：擴(kuò)散和滲濾。1）擴(kuò)散遷移：如果某元素在體系各部分的濃度不同，該元素的質(zhì)點(diǎn)將自發(fā)由高濃度處向低濃度處遷移，直至體系各處濃度相等，元素（物質(zhì)）的這種遷移方式稱擴(kuò)散遷移。2）滲濾遷移：當(dāng)體系內(nèi)存在壓力差時(shí)，元素（物質(zhì)）隨溶液自高壓處向低壓處遷移的運(yùn)移，稱為滲濾遷移。  第五章 微量元素地球化學(xué)   1.什么是微量元素地球化學(xué)？其研究意義是什么？參考答案：微量元素地球化學(xué)是地球化學(xué)的重要分支學(xué)科，它研究在各種地球化學(xué)體系中微量元素的分布、分配、共生組合及演化的規(guī)律，其特色之處就是能夠近似定量地解決問題，使實(shí)際資料

46、和模型計(jì)算結(jié)合起來。 微量元素可作為地質(zhì)、地球化學(xué)過程示蹤劑，在解決當(dāng)代地球科學(xué)面臨的基本理論問題天體、地球、生命、人類和元素的起源及演化，為人類提供充足的資源和良好的生存環(huán)境等方面發(fā)揮重要的作用。   2.了解微量元素地球化學(xué)的研究思路及研究方法。參考答案：研究思路： “見微而知著”: 通過觀察自然界中之“微”微量元素，來認(rèn)識(shí)天體（部分）、地球中各種地質(zhì)、地球化學(xué)作用之“著” 。 研究方法：采用精確、靈敏、快速的分析測試方法，獲得高精度數(shù)據(jù)；應(yīng)用各學(xué)科的先進(jìn)理論（分配定律，耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同論等等）來觀察、研究宏

47、觀世界，以期獲得更接近客觀實(shí)際的認(rèn)識(shí)。  3.什么叫微量元素、什么是主量（常量）元素？微量元素的主要存在形式有哪些？參考答案：微量元素：元素在所研究客體(地質(zhì)體、巖石、礦物等)中的含量低到可以近似地用稀溶液定律描述其行為，該元素可稱為微量元素。特點(diǎn)：在體系中含量低（< 0.1%），通常不形成自己的獨(dú)立礦物，其行為服從稀溶液定律和分配定律。在不同條件下演化規(guī)律基本一致，可以指示物質(zhì)的來源和地質(zhì)體的成因。 常量元素：體系中元素含量高（ >0.1%），通常以獨(dú)立礦物形式存在，其行為服從相律和化學(xué)計(jì)量比。在不同條件下演化規(guī)律不一致，可以指示

48、地質(zhì)、地球化學(xué)作用進(jìn)行的條件和演化過程。  微量元素在礦物中主要存在形式有：快速結(jié)晶過程中陷入囚禁帶內(nèi)；賦存在晶格的缺陷; 在固溶體中替代主相的原子。   4.闡述能斯特分配定律、能斯特分配系數(shù)的概念及其研究意義。參考答案：定律內(nèi)容：在一定的溫度壓力下，微量組分在兩共存相中的分配達(dá)平衡時(shí)，其在兩相中的化學(xué)位相等。 能斯特分配系數(shù)：在溫度、壓力恒定的條件下，微量元素i (溶質(zhì))在兩相分配達(dá)平衡時(shí)其濃度比為一常數(shù)(KD)，此常數(shù)KD稱為分配系數(shù)，或稱能斯特分配系數(shù)。 能斯特分配定律及分配系數(shù)的研究有著極其重要

49、的地球化學(xué)意義?？蓱?yīng)用于如下多方面的研究：1）定量研究元素分配；2）為成礦分析提供了理論依據(jù)；3）判斷成巖和成礦過程的平衡；4） 微量元素地質(zhì)溫度計(jì)；5） 微量元素地質(zhì)壓力計(jì)；6） 指示沉積環(huán)境 ；7）巖漿作用過程微量元素分配和演化定量模型的研究；8）  巖漿形成機(jī)制的研究；9）判斷巖石的成因。   5. 稀土元素的主要特點(diǎn)是什么？其在地球化學(xué)體系中行為差異主要表現(xiàn)有哪些方面？。參考答案：主要特點(diǎn)可歸納為：1）它們是性質(zhì)極相似的地球化學(xué)元素組，在地質(zhì)、地球化學(xué)作用過程中作為一個(gè)整體而活動(dòng)；2）它

50、們的分餾作用能靈敏地反映地質(zhì)、地球化學(xué)過程的性質(zhì)（良好的示蹤劑）；3）稀土元素除受巖漿熔融作用外，其它地質(zhì)作用基本上不破壞它的整體組成的穩(wěn)定性；4）它們在地殼巖石中分布較廣。 行為差異主要表現(xiàn)為：1）溶液的酸堿性：從La、CeLu，半徑不斷減小，離子電位（=W/R）增大，堿性減弱，氫氧化物溶解度減小，開始沉淀時(shí)溶液的pH值由86，為此，介質(zhì)的酸堿度能控制稀土元素的分異；2）氧化還原條件：由于Ce3+ ( Ce4+)和 Eu3+ (Eu2+)的變價(jià)性，對(duì)外界氧化還原條件變化反應(yīng)敏感，由于價(jià)態(tài)變化，導(dǎo)致半徑和酸堿性相應(yīng)變化，致使與TR3+整體分離；

51、3）絡(luò)離子穩(wěn)定性的差異：Y絡(luò)離子穩(wěn)定性Ce絡(luò)離子穩(wěn)定性，Ce礦物沉淀后，Y元素尚可呈絡(luò)合物形式在溶液中遷移，在較晚的階段沉淀，導(dǎo)致Ce與Y的分異。4）被吸附能力：  Ce被膠體、有機(jī)質(zhì)和粘土礦物吸附能力大于Y。   6.討論稀土元素的研究意義。參考答案：稀土元素可在地球化學(xué)研究中得到多方面應(yīng)用：1）巖石成因：不同成因的巖石具有不同的稀土特征。例：花崗巖類的成因主要?dú)w結(jié)為三類： （a）基性巖漿分異：Eu負(fù)異常型； (b)地殼硅鋁層重熔：輕緩平滑型；(c)花崗巖化：右傾型。2）變質(zhì)巖原巖恢復(fù)：許多變質(zhì)過程中，稀土元素保持原巖特征

52、。3）研究地殼演化：如不同時(shí)代的頁巖有明顯不同的特征，稀土元素特征能反映地殼的演化規(guī)律。7.你認(rèn)為巖漿作用過程中決定元素濃集成礦的主要機(jī)制和決定因素是什么？答題要點(diǎn)：分配系數(shù)D、分異演化程度、部分溶融程度、重力分異   8，根據(jù)微量元素的特點(diǎn),說明那些元素適合于研究沉積巖物源區(qū)特征,為什么? 答題要點(diǎn)： 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、在海水中居留時(shí)間短的，用其比值.   第六章 同位素地球化學(xué)   1.同位素地球化學(xué)在解決地學(xué)領(lǐng)域問題中有何獨(dú)到之處？參考答案：其獨(dú)到之處可歸納為：1)

53、0;計(jì)時(shí)作用 體系的時(shí)鐘，從體系形成以來時(shí)時(shí)刻刻不受干擾地走動(dòng)著，可以測定體系的年齡，尤其是對(duì)隱生宙的前寒武紀(jì)地層及復(fù)雜地質(zhì)體。2) 示蹤作用 同位素組成的變化受到作用環(huán)境和作用本身的影響，  指示地質(zhì)體形成的環(huán)境條件、機(jī)制，并能示蹤物源。3） 測溫作用 由于某些礦物同位素組成的變化與其形成的溫度有關(guān) 可用來設(shè)計(jì)各種礦物對(duì)的同位素溫度計(jì)，測定成巖成礦溫度。   此外，還可用來進(jìn)行資源勘查、環(huán)境監(jiān)測、地質(zhì)災(zāi)害防治等。 2.何謂穩(wěn)定同位素、輕穩(wěn)定同位素和重穩(wěn)定同位素。答題要點(diǎn)：根

54、據(jù)核素的穩(wěn)定性，自然界中的同位素分兩大類：1）放射性同位素: 其核能自發(fā)地衰變?yōu)槠渌说耐凰兀?）穩(wěn)定同位素: 其核是穩(wěn)定的，到目前為止，還沒有發(fā)現(xiàn)它們能夠衰變成其它核的同位素。  穩(wěn)定同位素又分為： a 輕穩(wěn)定同位素：  原子序數(shù)Z20，A/A10%  (A 為兩同位素質(zhì)量差)，其發(fā)生同位素組成變化的主要原因是同位素分餾作用，其反應(yīng)是可逆的。  b 重穩(wěn)定同位素：原子序數(shù)Z20，A/A10%；其發(fā)生同位素同位素組成變化的主要原因是放射性核素不斷衰變的結(jié)

55、果所造成的，這種變化是不可逆的。   3.選擇同位素標(biāo)準(zhǔn)樣品的條件。答題要點(diǎn)：同位素分析資料要能夠進(jìn)行世界范圍內(nèi)的比較就必須建立世界性的標(biāo)準(zhǔn)樣品。世界標(biāo)準(zhǔn)樣品的條件：1）在世界范圍內(nèi)居于該同位素成分變化的中間位置，可以做為零點(diǎn)；2）標(biāo)準(zhǔn)樣品的同位素組成要均一；3）標(biāo)準(zhǔn)樣品要有足夠的數(shù)量；4）標(biāo)準(zhǔn)樣品易于進(jìn)行化學(xué)處理和同位素測定。   4.造成放射性同位素組成變化的原因是什么？答題要點(diǎn)：主要原因是放射性衰變作用或稱衰變反應(yīng)。放射性同位素不斷自發(fā)地發(fā)射出質(zhì)點(diǎn)和能量，改變同位素組成并轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的核素，這種過程稱核衰變反應(yīng)或蛻變。衰變反應(yīng)。結(jié)

56、果母元素同位素（母核）不斷減少，而子元素同位素（子核）不斷增加。常見的衰變反應(yīng)有衰變、衰變、電子捕獲、重核裂變四類。   5.造成穩(wěn)定同位素組成變化的原因是什么？答題要點(diǎn)：主要原因是穩(wěn)定同位素的分餾作用。 根據(jù)分餾作用的性質(zhì)和條件的不同可分為：1）物理分餾：也稱質(zhì)量分餾，同位素之間因質(zhì)量引起一系列與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)的不同，如密度、比重、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等微小的差別，使用使之在蒸發(fā)、凝聚、升華、擴(kuò)散等自然物理過程中發(fā)生輕重同位素的分異。2）動(dòng)力分餾：質(zhì)量不同導(dǎo)致同位素分子參加化學(xué)反應(yīng)活性的差異（不同的分子振動(dòng)頻率和化學(xué)鍵強(qiáng)度）。導(dǎo)致輕同位素分子的反應(yīng)速率高于重分子

57、，在共存平衡相之間產(chǎn)生微小的分餾，反應(yīng)產(chǎn)物、特別是活動(dòng)相中更富集輕同位素。3）平衡分餾：化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物之間由于物態(tài)、相態(tài)、價(jià)態(tài)以及化學(xué)鍵性質(zhì)的變化，輕重同位素分別富集在不同分子中，也稱同位素交換反應(yīng)。達(dá)到同位素交換平衡時(shí)共存相同位素相對(duì)豐度比值為常數(shù)，稱分餾系數(shù)。4）生物化學(xué)分餾：生物活動(dòng)和有機(jī)反應(yīng)也能導(dǎo)致的同位素分餾效應(yīng)。如植物的光合作用使12C更多地富集于生物合成有機(jī)化合物中。生物成因的地質(zhì)體如煤、油、氣等具有最高的12C/13C值。生物化學(xué)分餾是同位素分異作用中重要的控制反應(yīng)。   6.放射性同位素年齡測定公式，各符號(hào)的含義。答題要點(diǎn)：假設(shè)：以D表

58、示由經(jīng)過t（T0T）母核衰變成的子核數(shù)，則：D=N0-N  把N0=Net代入 經(jīng)整理得： t=（1/）ln（1+（D/N）  D/N是現(xiàn)存子核和母核的原子數(shù)比值。上述兩式是同位素年齡測定的基本公式，不同的同位素年齡測定方法都是以此為計(jì)算公式的。   7.利用衰變定律來測定巖石、礦物的年齡，應(yīng)滿足的哪些前提條件？參考答案：1)  應(yīng)有適當(dāng)?shù)陌胨テ?，這樣才能積累起顯著數(shù)量的子核，同時(shí)母核也未衰變完。如果半衰期太長，就是經(jīng)過漫長的地質(zhì)歷史也積累不起顯著數(shù)量的子核；如果半衰期太短，沒有多久母

59、核幾乎衰變完了。2)  所測定同位素的衰變常數(shù)的精度能滿足要求。3)  放射性同位素應(yīng)具有較高的地殼豐度，在當(dāng)前的技術(shù)條件下，能以足夠的精度測定它和它所衰變的子體含量。4)  礦物、巖石結(jié)晶時(shí)，只含某種放射性同位素，而不含與之有蛻變關(guān)系的子體或雖含部分子體，其數(shù)量亦是可以估計(jì)的。5)  保存放射性同位素的礦物或巖石自形成以后一直保持封閉系統(tǒng)，即沒有增加或丟失放射性同位素及其衰變產(chǎn)物。   8.概述同位素研究工作方法程序。參考答案： 一個(gè)完整的同位素樣品的研究包括樣品的采集、加

60、工、化學(xué)制樣、測定及結(jié)果的計(jì)算和解釋等環(huán)節(jié)。以Rb-Sr法為例，工作程序如下：1）觀察； 2）作出采樣計(jì)劃： a 空間分布; b 新鮮程度; c  肉眼目估含鉀礦物含量；3）采集10-15 個(gè)樣品（0.5-1kg)配上標(biāo)本（磨制薄片), 單礦物樣量（0.5-1g) ；4）無污染加工(瑪瑙研缽）；5）作Rb,Sr 定量分析算出每個(gè)樣Rb/Sr比值；6）結(jié)合Rb/Sr 比值和鏡下觀察結(jié)果，選擇無后期作用疊加的五個(gè)樣品，送Rb-Sr同位素實(shí)驗(yàn)室；7） Rb-Sr

61、等時(shí)線法樣品用全巖樣, 為了拉開比值亦可挑選合適的單礦物與全巖樣共同成線。   9.以Rb-Sr等時(shí)線法為例說明同位素測年的樣品采集過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)。答題要點(diǎn)：RbSr等時(shí)線法樣品的采集過程中的注意事項(xiàng)：一組樣品采集在同一母體上(保證是同源,才能有一致的87Sr/86Sr初始值); 樣品布點(diǎn)的空間分布合理(以免樣品Rb/Sr比值接近,形成不了等時(shí)線); 盡力保證樣品新鮮,不受后期作用影響(保持封閉體系)。 K含量低的樣品(超基性巖)不應(yīng)用此法,沉積巖樣品應(yīng)是同生沉積礦物(海綠石).   

62、60;同位素地質(zhì)年代學(xué)的依據(jù)是同位素衰變定律：單位時(shí)間內(nèi)衰變的原子數(shù)與現(xiàn)存放射性母體的原子數(shù)成正比。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：-dN/dt=N N：t時(shí)刻存在的母體原子數(shù)；dN/dt：t時(shí)的衰變速率；負(fù)號(hào)表示隨時(shí)間減少；：衰變速率常數(shù)。 經(jīng)過推導(dǎo)得出地質(zhì)年代學(xué)的基本公式樣品初始同位素原子數(shù)比值母體同位素與參照同位素原子數(shù)比值，一般同位素稀釋法計(jì)算獲得樣品現(xiàn)今的同位素原子數(shù)比值，質(zhì)譜測定在不同的自然體系中元素的共生組合規(guī)律是不一樣的。如，F(xiàn)e、Ni、Co、Pt等富集于隕石的金屬鐵相之中；Si、O、Al、Mg、Fe等富集于隕石的硅酸鹽相之中；S、Fe、Cu、Ni、Co、Zn等則富集于隕石的硫化物相之中；在地殼體系的超基性巖、基性巖、中性巖和酸性中也有不同的元素組合特征。Fe、Ni集中于地核，而U、Th集中于地殼。在K、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn、O和S體系中，當(dāng)體系中氧不足時(shí)，親氧性大于鐵的元素（K, Ca, Mn）優(yōu)先與氧結(jié)合，然后才是鐵與氧結(jié)合，它耗盡了體系中所有的氧。剩下的鐵只能與硫結(jié)合或呈鐵的單質(zhì) ；親氧性小于鐵的元素（Cu, Zn）則不可能有機(jī)會(huì)與氧結(jié)合。故鐵起到了制動(dòng)劑的作用，在與硫結(jié)合時(shí)，鐵一樣可以起這樣的作用。別列爾曼（A., 1965）把這種現(xiàn)象稱之為化學(xué)反應(yīng)制動(dòng)原理。 (1)親石元素：離