同位素地球化学复习题
1.1同位素地球化学的基本任务
1)研究自然界同位素的起源、演化和衰亡历史；
2)研究同位素在宇宙体、地球和各地质体中的分布分配、不同地质体中的丰度及典型地质过程中活化与迁移、富集与亏损、衰变与增长的规律；阐明同位素组成变异的原因。据此来探讨地质作用的演化历史及物质来源；
3)利用放射性同位素的衰变定律建立一套行之有效的同位素计时方法，测定不同天体事件和地质事件的年龄，并作出合理的解释，为地球和太阳系的演化确定时标。
4 )研究同位素分馏与温度的关系，建立同位素温度计，为地质体的形成与演化研究提供温标。
1.2 同位素地球化学的一些基本概念
核素同位素同量异位素稳定同位素放射性同位素重稳定同位素轻稳定同位素
2.1 质谱仪的基本结构
四个部分：进样系统离子源质量分析器离子接收器
2.2 衡量质谱仪的技术标准有哪些
质量数范围分辨率灵敏度精密度与准确度
2.3 固体质谱分析为什么要进行化学分离
具相同质量的原子和分子离子的干扰; 主要元素基体中微量元素的稀释; 低的离子化效率; 不稳定发射。
2.5 同位素稀释法是用于元素含量分析还是用于同位素比值分析？元素含量分析
2.6 氢气的制取方法？(有哪些还原剂)
U－还原法Zn －还原法Mg －还原法Cr －还原法
2.7 氧同位素的制样方法有哪些？
1. 大量水样氧同位素制样方法？
2. 硅酸盐氧同位素的BrF5法制样原理？
3. 碳酸盐样品的磷酸盐制样法(McCrea法)
2.8 水中溶解碳的提取与制样McCrea法
2.9 硫化物硫同位素直接制样法
2.10硫酸盐的硫同位素制样法(直接还原法)
把硫酸盐、氧化铜、石英粉按一定比例混合（置于石英管中）在真空条件下加热到1120 ℃左右时，硫酸盐被还原而转变成二氧化硫。
2.11 了解下列质谱仪
1. 热电离质谱仪(MAT260，261，262，Triton，GV354)
2. 气体质谱仪(MAT251，252，253，Delta Plus，GV Isoprime 等)
3. 惰性气体质谱仪，如MM1200、MI1201-IG、GV5400
4. MC-ICP-MS (LA-MC-ICP-MS)：如Neptune 、Nu Plasma
5. SHRIMP ：SHRIMP II离子探针质谱
本章重点
? 同位素分析结果的表达方式
? 稳定同位素（C、H、O、S)的国际标准
? 同位素分馏基本理论
–热力学分馏
–动力学分馏
? 分馏系数α及其与δ值之间的关系
? 同位素相对富集系数（△）及其加和性
? 同位素地质温度计
3.1 同位素分析结果的表达方式
δ‰=(R样-R标)/R标×1000
=(R样/R标-1) ×1000
δ‰=(R样-R标)/R标×1000
=(R样/R标-1) ×1000
3.3 分馏系数α及其与δ值之间的关系
1. 定义：αA-B= RA/RB
2. 1000lnα≈△A-B＝δA－δB
3.4 同位素相对富集系数（△）及其加和性
? 某同位素在A-B-C三种矿物中有δA>δB>δC，则
△A-C= △A-B + △B-C
△B-C= △A-C -△A-B
△A-B= △A-C - △B-C
3.5 同位素地质温度计
? 同位素分馏方程
1000lnα=A×106/T2+B
? 同位素馏分曲线
注意：分馏方程中T 为绝对温度(OK)
3.5 同位素地质温度计
1000lnα石英-水=3.38×106/T2 - 3.40
1000lnα石英-方解石=0.6×106/T2
1000lnαPy-Gn=1.03×106/T2
1000 lnαPy-Sp=0.3×106/T2
4. 本章重点
1. 氢-氧同位素的纬度效应、大陆效应、高度效应、季节效应
2. 海水的氢-氧同位素组成是多少？引起海水的δ18O和δD微小变化的原因有哪些？
3. 海底火山是怎样影响局部海水同位素组成的？
4. 大气降水来源的热泉水的氢氧同位素组成特征？
5. 岩浆水、初生水的概念与氢氧同位素组成特征
6. 火成岩的氢氧同位素组成特征、演化规律及其与矿物序列的关系？
7.影响火成岩氢氧同位素组成特征的因素有哪些？
8．Z=2.048(δ13C+50)+0.498(δ18O+50)是利用碳氧同位素来判别碳酸盐岩的沉积环境的判别方程，临界值是120。你能判断Z>120是属于海相还是属于淡水相吗？
4.9 成矿温度、成矿液体的氧同位素值
已知1000lnα石英-水=3.38×106/T2-3.40
1000lnα方解石-水=2.78×106/T2-3.40
计算成矿温度、成矿液体的氧同位素值。
4.10 如何获得成矿热液的氢-氧同位素组成
流体包裹体直接测定法
二、同位素平衡温度计算法
即根据矿物-水的平衡分馏方程由矿物的氢氧同位素组成计算成矿溶液的氢氧同位素组成
4.11 甲烷碳同位素组成与母岩成熟度的关系?
由于有机母质上的CH2D官能团内C-C键的亲和力要比CH3官能团内C-C键的强，所以只有在热力增强的条件下才可使C-CH2D键断开，这使得甲烷在成熟度增加时氘的浓度也会相对富集
4.12 在甲烷同系物烷类气中，热解成因的烃类气分子的δD值随其碳数的增加而变化的规律是什?
在甲烷同系物烷类气中，热解成因的烃类气分子的δD值随其碳数的增加而增大，即：
δDCH4<δDC2H6<δDC3H8< δDC4H10
5.1 稳定碳同位素的比值是哪两个同位素R=13C/12C
δ13C＝（R样品/R标准-1）×1000 国际标准：PDB
5. 3 是氧化型的碳富集13C还是还原型碳富集13C （氧化型的）
5.4 大气中的CO2的δ13C平均值是多少，海相碳酸盐岩的δ13C大约是多少
5.5 海相碳酸盐和淡水碳酸盐哪个更富集13C
海相和非海相碳酸盐岩的碳同位素组成的这种差异要能主要是由沉积环境的不同所引起。在非海相碳酸盐形成过程中，土壤中的有机质不断进入沉积盆地，使沉积盆地12C浓度相对增加。
5.6 变质作用会使碳酸盐岩的碳同位素组成更富集12C还是13C？
在变质反应过程中，释放出的CO2优先富集13C，从而使形成的碳酸盐矿物相对富12C。据估计，CO2中13C比方解石中高6‰左右。
5.7 解读“δ13C等值线以及方解石和石墨的稳定场与热液物理化学条件的关系” 图(即log f O2-pH 相图)
5.8 控制海水碳同位素组成的主要因素是什么？说明理由。
? 有机碳库与无机碳库的相对比例：由于有机质优先富集12C，生物的大量绝灭将导致沉积物中有机质埋藏率的增加，从而使海洋沉积物中δ13C的值降低，相反，当生物出现复苏和大规模繁盛时，较轻的12C加入到有机质中，海洋沉积物中有机碳δ13C的值将会升高。
? 构造运动将深部贫13C的“毒化”水带至表层水，两种海水混合后以无机碳酸盐的形式沉淀下来
? 海平面下降，导致陆地和大陆架大面积暴露，有机碳的氧化强度增加
? 冰川作用，导致海平面升降，改变海洋和大陆架的生态环境，使生物发生集群绝灭
5. 10 海相有机碳和陆相有机碳哪个更富集12C？
? 海相沉积有机碳的δ13C值为-20‰左右，淡水沉积有机碳的平均δ13C值为-25 ‰左右，有的甚至低达-30‰。
5. 12 什么是原油碳同位素类型曲线？有什么意义？
? 原油中所含的分子具有完全不同的结构，其中最重要的类型有饱和烃、芳烃、非烃和沥青质，它们的同位素组成差异明显。由原油中这些组分的碳同位素组成按一定顺序排列构成的曲线叫原油类型曲线。
5. 14 在天然气中，甲烷及其同系物的同位素组成与成熟度的关系是什么？
? 甲烷的δ13C值都随有机母质热成熟度的增加而增大。
5.1有机成因的甲烷同系物碳同位素变化规律是什么？无机成因的天然气又是什么规律？
油型气：δ13C1<δ13C2<δ13C3<δ13C4
煤型气：δ13C1<δ13C2<δ13C3<δ13C4
无机成因：δ13C1>δ13C2>δ13C3>δ13C4
5. 16 油型气与煤型气中甲烷同系物的碳同位素的区别？（答案同上）
6. 1 写出δ34S的表达式R=34S/32S
δ34S＝（R样品/R标准-1）×1000 国际标准：CDT
6. 2 硫同位素平衡分馏的价态规则与矿物序列。
矿物序列；34S富集系列形成主要取决矿物的晶体化学性质，化学键的特点，金属-硫的键合强度越大，矿物越富集34S。
ü 对硫化物矿物δ34S：辉鉍矿(Bi2S3)<辉锑矿(Sb2S3)<辉铜矿(Cu2S)<方铅矿(PbS)<斑铜矿(Cu5FeS4)<黄铜矿(CuFeS2)<闪锌矿(ZnS)<黄铁矿(FeS2)<辉钼矿(MoS2)
价态规则；氧化态富重硫，还原态富轻硫，同位素交换平衡时含硫化合物中34S的富集序列为：SO42-＞SO32-＞SO2＞SCO＞Sx≈H2S≈HS-＞S2-。在平衡条件下，两种含硫化合物中硫的氧化态差别越大，它们的同位素分馏系数越大。
6. 3 细菌还原作用形成的硫的同位素组成有什么特征？
有两个明显的特征:
①还原形成的硫化氢或硫化物中32S的富集明显超过原始硫酸盐,δ34S通常为负值;
②硫化氢或硫化物32S的富集随还原程度而变化,表现为δ34S具有大的波动范围
6. 4 影响有机还原作用形成的H2S 的硫同位素组成的因素有哪些？
①温度②反应速度③反应物消耗程度④酶的作用
6. 5 影响岩浆岩中硫同位素组成的因素
岩浆源区的物质成分；岩浆结晶分异作用；同化混染作用
6. 6陨石、海水、地幔硫的同位素δ34S分别是多少？0左右20.0‰左右 0左右
6. 7 沉积岩的硫同位素组成特征是什么？
变化范围大；分布弥散；相对富集32S同位素；这是硫在自然界经历生物循环的重要标志。
6. 8试论述体系的开放性与还原作用形成的H2S的硫同位素组成的关系。
1. 对反应物与产物都是开放的；
2. 对产物是开放的，对反应物是封闭的；
3. 对产物和反应物都是封闭的
6. 9 影响热液矿床中硫化物硫同位素组成的因素有哪些？
f (δ34Si)=f (δ34SΣ, I, T, pH, f O2)
6. 10解读闪锌矿-重晶石体系中log f O2-pH-δ34S图解
6. 11热液系统中总硫同位素组成的确定
1. 物理-化学平衡法（IgfO2-pH-δ34Si）
2. 矿物共生组合比较法（这是根据矿物沉淀的化学环境来估计成矿溶液的总硫同位素组成的方法）
3. 平克尼(pinckney)和拉芙特(Rafter)法
6. 12 硫同位素温度计的应用
已知1000lnα黄铁矿-闪锌矿=0.356×106/T2+0.02
1000lnα闪锌矿-方铅矿=0.963×106/T2-0.57
写出黄铁矿-方铅矿的硫同位素分馏方程(1000lnα黄铁矿-方铅矿=？？)
7.1 主要放射性衰变形式
α；β；电子捕获（K层捕获）
7.2放射性衰变定律及年龄计算公式
△N∝N?△t
N/N0=e-λt或N=N0e-λt(4)
Dr = N eλt –N=N(eλt-1) (7)
7.3半衰期及计算公式(半衰期与衰变常数的换算关系)
半衰期(Half-life) ：母核衰变为其原核数的一半所经历的时间，用T1/2表示。
N/N0=e-λt两边取对数：-ln2 =-λT1/2 T1/2 ≈ 0.693/λ7.4 等时线、等时线斜率及其与年龄年龄的关系
87Sr = 87Sr0 +87Rb(eλt-1) （13）
这样，我们就可以把Rb-Sr年龄的基本公式转变为一直线方程：Y=a+bX 其中b=eλt-1
来源于直线斜率：b=eλt-1
8.1铅同位素的基本概念
原生铅原始铅初始铅放射性成因铅正常铅异常铅矿石铅岩石铅
8.2单阶段演化模式
基本思路:的积累。自地球形成开始铅同位素在某一具有正常的U/Pb、Th/Pb比值的体系中演化，由于U、Th的衰变作用不断积累了放射成因的206Pb、207Pb、208Pb，直到形成含铅矿物，才脱离原来的体系。含铅矿物形成之后，直到测定时仍保持原有的封闭状态，该矿物的铅同位素组成基本保持不变，它记录了从地球形成到矿物结晶这段时间放射成因铅
⑴地球形成初期U、Th、Pb的分布是均匀的，地球形成后U/Pb、Th/Pb比值才出现区域性的差异。
⑵地球初期原始铅的同位素组成为Canyon Diablo陨硫铁铅同位素组成(a0、b0、c0)。
⑶体系保持封闭系统，即自始至终在一个正常的U、Th-Pb系统中衰变。
⑷普通铅矿物形成之后Pb与U、Th分离,其同位素组成基本保持不变。
8.3单阶段演化的主要参数(μ、ω、Th/U比值)的计算方法与公式
8.4两阶段演化模式
该模式假定，普通铅的演化从地球形成时(45.7×108a前)开始直到37×108a前为第一演化阶段，其238U/204Pb为7.19，282Th/204Pb为32.2l，Th/U为4.62。大约在37×108a前，由于发生分离事件，
正常铅的演化进入第二阶段，即地壳阶段。由于地壳比地幔富含铀和钍，所以第二阶段的238U/204Pb为9.74，232Th/204Pb 为37.19，Th/U为3.78。在上述两个阶段中，铅同位素都是在封闭的系统内演化的。
8.5 铅同位素地幔不均一性的证据有哪些？
? 分布分散，不同构造环境中的地幔铅的同位素组成不同
? 铅－铅二次等时线的存在
8.6 铅同位素组成的块体效应与铅同位素构造省
地质研究表明，地壳是由大大小小的块体(板块、微板块等)拼合而成，不同的构造块体具有不同的演化历史，加之深部地幔也存在不均一性，导致了不同的块体具有不同的结构及地球物理与地球化学特征。地壳的大规模横向化学不均一性已从地壳厚度、波速结构与热流的区域性明显差异得到证实。不同的构造块体具有显著不同地地球化学特性。无论是元素还是同位素，不同的构造块体间都显示出显著的差异。
8.7 血型铅及其J型铅的意义
? 不同矿种或不同类型矿床的Pb同位素组成都有自已特定的变化范围，有人把这种Pb同位素组成的特定变化称为“血型铅”。血型铅可作为找矿评价标志。
? 放射成因Pb高，Pb模式年龄小于地层年龄或为负值的J型铅是密西西比河谷型Pb-Zn矿的血型铅206Pb/207Pb比值为1.38-1.42是寻找该类型矿床最有利标志。
9.1 BABI的含意？其值是>0.7000还是<0.7000？（170页）
9.2哪些岩石是来自地幔的？
基性－超基性岩；碳酸岩；碱性岩；金伯利岩及其中的包体
9.3锶同位素地幔不均一性的证据有哪些？
1. 不同区域内的玄武岩具有明显不同的初始87Sr/86Sr，如海岛玄武岩的平均值为0.7037，大陆玄
武岩的平均值大于0.7037，大洋中脊玄武岩的平均值则低于0.7037。
2. 因此地幔Rb-Sr等时线的出现乃是地幔中锶同位素长期处于不均一状态的一个重要证据。
3. 碳酸岩的锶同位素组成反映这些岩石的初始87Sr/86Sr也具有较明显的变化，表明地幔的锶同位
素组成是不均一的。
4. 上地幔中锶同位素组成的不均一性有随时间而变化的趋势
9.4 一中生代花岗岩体，其(87Sr/86Sr)i=0.7132，试应用右图说明它的可能成因（图9-18）
9.5分析不同构造环境中的玄武岩的锶同位素组成分布直方图，说明了什么问题？（图9-19）
9.6影响海水锶同位素组成的因素有哪些？
? 海水的87Sr/86Sr是变化的(0.70675~ 0.7090)。这种变化主要决定于海水锶的3个来源区的锶同位素组成以及由它们所提供的锶在海水锶中所占的比例。据G Faure等(1965)研究，海水的锶同位素组成可由下列公式表示：
10.1 写出(143Nd/144Nd)的增长方程
10.2已知λ147Sm=6.54×10-12年-1 ，计算147Sm的半衰期。
10.3 tDM、t2DM、tCHUR、εNd、f Sm/Nd和f Rb/Sr的含意是什么，及计算公式
10.3 tDM、t2DM、tCHUR、εNd、f Sm/Nd和f Rb/Sr的含意是什么，及计算公式
10.4根据钐钕及其同位素的地球化学特点，钐钕法测年主要应用对象有哪些？
超镁铁质岩石；前寒武纪变质岩的原岩年龄；高级变质岩的变质年龄（利用变生矿物）；金属矿床测年
10.5什么是锶-钕同位素的地幔系（排）列？
幔源岩浆岩的锶-钕同位素组成之间存在明显的负相关关系。在143Nd/144Nd— 78Sr/86Sr图上及εNd(t)—εSr(t)图上，这些幔源岩石的数据点沿一直线分布，该直线即称地幔系列，代表幔源物质的锶-钕同位素组成范围。
10.6 地幔与地壳相比，哪个143Nd/144Nd比值相对大一些
10.7 εNd(t)是幔源岩石大还是壳源岩石大？εSr(t)呢？
10.8花岗岩的钕模式年龄有什么地质意义？
当通过地质与地球化学等多项研究，能够证明形成花岗岩的岩浆是直接衍生于地幔，又没有受到地壳物质污染时，其模式年龄代表岩体侵入年龄。
2.对于壳型花岗岩，如果能证明没有任何年轻的幔源组分加入，其模式年龄就是大范围内花岗岩源岩年龄的平均值，亦即下伏原始陆壳的形成年龄。
3.壳-幔混合型花岗岩类的Nd模式年龄没有严格的时间意义，但在成因研究中具有重要意义，能够指示形成花岗岩的构造环境。
地球化学复习题 绪论 1、地球化学的定义。 答：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、地球化学的任务。 答：1）地球及其子系统中元素及其同位素的组成，即元素的分布和分配问题；2）元素的共生组合和赋存形式；3）元素的迁移和循环；4）地球的历史和演化。5）基础理论和应用的发展。 3、地球化学的研究思路和工作方法。 答：研究思路：以化学、物理化学等基本原理为基础，以研究原子（包括元素和同位素）的行为为手段，来认识地球的组成、历史和地球化学作用。工作方法：野外：地质考察+样品采集（代表性、系统性、统计性、严格性）。 室内： --岩矿鉴定 --分析测试：早期容量法、离子色谱法和比色法，现今X射线荧光光谱XRF、ICPAES、--ICPMS、固体质谱、AAS等。 --元素结合形式和赋存状态的研究：化学分析、晶体光学、X射线衍射、拉曼谱、微区分析（电子探针、离子探针）等。 --作用过程的物理化学条件的测定：温度（包裹体、矿物、同位素）、压力、pH、Eh、盐度等。 --自然作用的时间参数：同位素测年。 --模拟实验。 --多元统计计算和数学模型。 4、地球化学学科的特点。 答：1、基础科学成果的应用.2、地质科学的发展.3、更广泛的数字模拟。 第一章太阳系和地球系统的元素丰度 1、对比元素在地壳、地球和太阳系中分布规律的异同点，并解释其原因。 答：相同点：元素的丰度均随原子系数增大而减小。均符合奇偶定律。 不同点：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N a。 原因： 2、研究克拉克值有何地球化学意义。 答：可作为元素集中、分散的标尺。控制元素的地球化学行为。A)影响元素参加地壳中地球化学过程的浓度。B)限定自然界的矿物种类及种属。C) 限制了自然体系的状态。 3、地球各圈层化学组成的基本特征。 答：地壳：①地壳中元素的相对平均含量是极不均一的。②元素的克拉克值大体上随原子序数的增大而减小。地幔：元素分布不均，铁镁含量增高。地核：铁镍含量占绝大部分，其它元素仅占极少部分。水圈、大气圈和生物圈在地球总质量中所占的比例很小，对地球总体成分的影响不大。 4、陨石研究的意义 答：①它是认识宇宙天体、行星的成分、性质及其演化的最易获取、数量最大的地外物质；
地球化学找矿习题集 一、填空题 1．地球化学找矿具有对象的微观化，分析测试技术是基础，擅于寻找隐伏矿体和准确率高、速度快、成本低。的特点。 2．地球化学找矿的研究物质主要是岩石、土壤、水系沉积物、水、气体和生物。 3．地球化学找矿的研究对象是地球化学指标（或物质组成）。 4.应用地球化学解决地球表层系统物质与人类生存关系。 5.应用地球化学研究方法可以分为现场采样调查评价研究与实验研究。 6.元素在地壳的分布是不均匀的，不均匀性主要表现在空间和时间两方面。 7.克拉克值在0.1％以下的元素称为微量元素，其单位通常是ppm（或 10-6）。 8.微量元素的含量不影响地壳各部分基本物理、化学性质，但是在特定的条件下，可以富集而形成矿床。 9.戈尔德施密特根据元素的地球化学亲和性，将元素分为亲铁元素、亲硫（亲铜）元素、亲氧（亲石）元素、亲气元素和亲生物元素。 10.元素迁移的方式主要有化学-物理化学迁移、机械迁移和生物-生物化学迁移。 11.热液矿床成矿过程中，成晕元素主要呈液相迁移，迁移方式主要有渗透迁移和扩散迁移两种。 12．影响元素沉淀的原因主要有PH变化、Eh变化、胶体吸附、温度变化和压力变化。 13.地壳中天然矿物按阴离子分类，常见有含氧化合物、硫化物、卤化物和自然元素。 14.地球化学异常包括异常现象、异常范围、异常值三层含义。 15.地球化学省实质是以全球地壳为背景的规模巨大的一级地球化学异常。 16.地壳元素的丰度是指地壳中化学元素的平均含量，又称为克拉克值。 17.地壳中元素的非矿物赋存形式包括超显微非结构混入物、类质同象结构混入物、胶体或离子吸附和与有机质结合。 18.风化作用的类型包括化学风化、物理风化和生物风化。
应用地球化学复习题总结 1、化探：地球化学找矿法简称化探，是以地球化学和矿床学为理论基础，以地球化学分散晕（流）为主要研究对象，利用矿床在形成及以后的变化过程中，成矿元素或伴生元素所形成的各种地球化学分散晕进行找矿的方法。 2、元素的地球化学亲合性：在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倾向性。 3、Goldschmit 的元素地球化学分类：亲石元素（即亲岩元素或亲氧元素) 、亲硫元素（即亲铜元素）、亲铁元素、亲气元素、亲生物元素 4、地球化学异常：是相对于地球化学背景区而言的，是指与地球化学背景区相比有显著差异的元素含量富集区或贫化区 5、地球化学指标：指一切能提供找矿信息或者其他地质信息的、能够直接或间接测量的地球化学变量。 6、地球化学场：如果把地球化学背景和发育在其中的地球化学异常当作一个整体看待，元素在该体系中的分布构成了地球化学场。 7、勘查地球化学：是地球化学的实践应用，是一门运用地球化学基本理论和方法技术，解决人类生存的自然资源和环境质量等实际问题的科学。是研究地球表层系统物质组成与人类生存关系，并能产生经济效益和社会效益的学科。 8、原生环境：指天然降水循环面以下直到岩浆分异和变质作用发生的深部空间的物理化学条件的总和。 9、次生环境（或表生环境）：是地表天然水、大气影响所及的空间所具有物理化学条件的总和。 10、地壳元素丰度：是指地壳中化学元素的平均含量，也称克拉克值，是为了表彰在这方面作出卓越贡献的美国化学家克拉克而命名的。 11、浓度克拉克值（相对丰度）：化学元素在某一局部地段或某一地质体中的平均含量与地壳丰度的比值。 12、矿石浓集系数：矿石的平均品位与该元素地壳丰度之比。 13、最低浓集系数：矿床的最低可采品位与其地壳丰度之比。 14、表生地球化学环境的特点：是一个温度压力低，以含二氧化碳和多组分水为介质的物理化学综合环境。 15、地球化学景观：是指所有影响表生作用的外部元素的总和。 16、景观地球化学：就是研究化学元素在各种景观条件下迁移沉淀的规律。 17、检出限：定义为某一分析方法或分析仪器能可靠地测试出样品中某一元素的最小重量或质量（μg或n g）。
恩《地球化学》练习题 第一章太阳系和地球系统的元素丰度（答案） 1.概说太阳成份的研究思路和研究方法。 2.简述太阳系元素丰度的基本特征。 3.说说陨石的分类及相成分的研究意义. 4.月球的结构和化学成分与地球相比有何异同？ 5.讨论陨石的研究意义。 6.地球的结构对于研究和了解地球的总体成分有什么作用？ 7.阐述地球化学组成的研究方法论。 8.地球的化学组成的基本特征有哪些？ 9.讨论地壳元素丰度的研究方法。 10.简介地壳元素丰度特征。 11.地壳元素丰度特征与太阳系、地球对比说明什么问题？ 12.地壳元素丰度值（克拉克值）有何研究意义？ 13.概述区域地壳元素丰度的研究意义。 14.简要说明区域地壳元素丰度的研究方法。 15.岩浆岩中各岩类元素含量变化规律如何？ 16.简述沉积岩中不同岩类中元素含量变化规律。 第二章元素结合规律与赋存形式（答案） 1.亲氧元素和亲硫元素地球化学性质的主要差异是什么？ 2.简述类质同像的基本规律。 3.阐述类质同像的地球化学意义。 4.简述地壳中元素的赋存形式及其研究方法。 5.举例说明元素存在形式研究对环境、找矿或农业问题的意义。 6.英国某村由于受开采ZnCO3矿的影响，造成土壤、房尘及饮食摄入Cd明显高于其国标，但与未受污染的邻村相比，在人体健康方面两村没有明显差异，为什么？ 第三章自然界体系中元素的地球化学迁移（答案） 1.举例说明元素地球化学迁移的定义。 2.举例说明影响元素地球化学迁移过程的因素。 3.列举自然界元素迁移的标志。 4.元素地球化学迁移的研究方法。 5.水溶液中元素的迁移形式有那些？其中成矿元素的主要迁移形式又是什么？ 6.解释络离子的稳定性及其在地球化学迁移中的意义。 7.简述元素迁移形式的研究方法。 8.什么是共同离子效应？什么是盐效应？ 9.天然水的pH值范围是多少？对于研究元素在水介质中的迁移、沉淀有何意义？ 10.举例说明Eh、pH值对元素迁移的影响。 11.非标准电极电位E及环境的氧化还原电位Eh，在研究元素地球化学行为方面有什么作用？ 12.试述影响元素溶解与迁移的内部因素。 13.自然界中地球化学热力学体系基本特点是什么？ 14.自然体系中哪些特征可作为体系达到平衡态的证据与标志？ 15.讨论相律及其应用。
地球化学勘查(专升本)阶段性作业1 总分：100分得分：0分 一、单选题 1. 勘查地球化学最初起源于_____(5分) (A) 美国 (B) 德国、 (C) 中国 (D) 前苏联 参考答案：D 2. 勘查地球化学研究元素在天然介质中的分布特征，其主要目的是_____(5分) (A) 发现地球化异常 (B) 找到矿产资源 (C) 元素的分布规律 (D) 治理污染 参考答案：B 3. 影响元素在矿物中分配形式的主要因素是_____(5分) (A) 元素的地球化学性质 (B) 元素的含量、 (C) 同位素组成 (D) 其它元素 参考答案：B 4. 贵金属的含量单位常用_____(5分) (A) % (B) ‰ (C) g/t (D) 10－6 参考答案：C 5. 从元素的戈尔特施密特分类来看，Au属于_____(5分) (A) 亲硫元素 (B) 亲铁元素 (C) 亲生物元素 (D) 亲气元素 参考答案：B 二、多选题 1. 影响元素表生地球化学行为的主要因素有_____(5分) (A) 元素本身的地球化学性质 (B) 元素的含量、 (C) 降雨 (D) 生物作用 参考答案：A,C,D 2. 影响物理风化的主要因素是_____(5分) (A) 植物根系 (B) 气候、 (C) 地形 (D) 温度 参考答案：B,C,D
(A) Si (B) Al、 (C) Zn (D) Cu 参考答案：C,D 4. 灰岩风化后原地留下的土壤剖面发育哪些层_____(5分) (A) A层 (B) B层、 (C) C层 (D) D层 参考答案：A,B,D 5. 灰岩风化后原地留下的土壤剖面发育哪些层_____(5分) (A) A层 (B) B层、 (C) C层 (D) D层 参考答案：A,B,D 三、判断题 1. 降水是影响元素表生地球化学行为的主要因素之一(5分)正确错误 参考答案：正确 解题思路： 2. 松散堆积物就是残坡积物_____(5分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 3. 高异常区下面就能找到矿_____(4分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 4. 土壤测量是化探中适用性最好的方法_____(4分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 5. Mg在岩石中通常是微量元素_____(4分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 6. 稀土元素是亲硫元素_____(4分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 7. LILE是亲石元素(4分) 正确错误 参考答案：正确 解题思路：
应用地球化学考试重点 绪论 1、应用地球化学：运用地球化学基本理论和方法技术，解决人类生存的自然资源和环境质量的实际问题的学科。地球化学是其理论基础。 2、应用地球化学研究内容： 元素分布与矿产资源 元素在各介质中的含量 元素的分布与分配 地球化学异常与指标 矿床的成因（矿床学为主） 矿床的储量（找矿勘探课程为主） 3、地球化学找矿与其它探矿方法的比较： （1）与地球物理相比，地化方法已成为其有效的辅助手段之一，在评价和解释地球物理异常时，可排除其多解性。 在某种意义上说是一种直接的找矿方法，因而成果的推断解释较物探法简单、直接。 （2）同时，它较地质钻探等投资少。 （3）地质物化探综合运用，则更能提高找矿的效果。 （4）传统的地质找矿方法，以矿物学和岩石学的观察为基础，要求要有可见标志。所以必须要求矿物的粒度在光学显微镜的分辨能力以上。而地球化学方法是依靠分析测试手段探测其微观标志 （5）任何一种找矿方法，都有一个应用条件问题，都要根据研究区地形地貌自然景观条件的不同，以及目标矿种的地球化学特征的不同，选择相宜的方法技术。 4、应用地球化学研究领域 第一章 1、地球化学旋回：地幔物质分异出的岩浆及地壳重熔物质形成的岩浆上升结晶形成岩浆岩，经构造运动进入表生环境，经风化剥蚀，搬运沉积，形成沉积岩，沉积岩经沉降或俯冲作用到达地壳深部，发生变质或重熔作用，形成岩浆，完成一个大循环。 2、常组组分分布特征： 地壳的物质成分与上地幔最有成因联系。起源于地幔。 地壳：便于采样→数据较多。 地幔：不能采样→数据少。 遵循化学计量原则形成自然矿物
地壳：易熔的硅铝长英质成分（Si、Al、Ca）和Ｋ、Na、水增加，以长英质浅色矿物为主。 地幔：难熔组分Mg、Fe、Ni、Co、Cr；以铁镁暗色矿物为主。 岩石圈中十余种常量元素占总量的绝大部分。 常量元素在地壳中总量占99. 9%以上 3、微量元素的分布规律：（判断/填空） 不受化学计量原则控制 ?微量元素分布服从概率分布规律，既有随机性，又有统计性。 ?从地核到地壳的垂直方向上，分散在结晶矿物中的微量元素在地球化学旋回中产生了分异作用，有些元素(亲石元素)具有明显的从地核，下地幔向上地幔，最终在地壳中富集。 ?微观上受元素类质同象置换条件制约，少部分以超显微非结构混入物（在矿物结晶生长时混入晶格缺陷或机械包裹）。 ?宏观上受元素分配系数制约，以某种统计规律反映富集贫化趋势。 元素的地球化学分类 4、谢尔巴科夫分类方法： 谢尔巴科夫用元素的向心力和离心力描述这种向地球外圈贫化或富集的趋势 谢尔巴科夫分类方法：向心元素、最弱离心元素、弱离心元素、离心元素 ?每次重熔，不相容元素和相容元素都产生一次分离，从而使晚期的岩浆较早期的岩浆更富集不相容元素。5、巴尔科特把岩浆岩演化的这种规律总结为极性演化，即酸性岩越来越酸性，基性岩越来越基性。这为矿产评价 与找矿提供了思路，即在时代最新的花岗岩类岩体中寻找不相容元素的矿床。 6、戈尔德施密特提出划分为亲铁、亲硫(亲铜)、亲氧(亲石)、亲气、亲生物元素的分类方案 7、从超基性岩到酸性岩，还具有由相容元素组合变为不相容元素组合的特征。 8、正常分布与异常分布： 一般将遵从常规、不悖常理、无特别异举即为正常，其核心是从众，相反即为异常。 地球化学的正常分布，也就是某一空间中多数位置上元素含量所具有的相对波动不大的特征。 地球化学中的异常，是指某一区段的地球化学特征明显不同于周围无矿背景区的现象。 9、背景区元素含量：背景上限、背景值、背景下限 10、把异常区内高于正常上限Ca的样品数n’与总样品数n的比值n’/n称为异常率。 异常率的大小，不仅与成矿作用的强度、规模有关，成矿作用越强，越接近矿化中心，异常率越高。 11、背景值分为四级：全球的背景值、地球化学省的背景值、区域的背景值、局部的背景值。 12、地球化学省：在地壳的某一大范围内，某些成分富集特征特别明显，不止是一两类岩石中元素丰度特别高，而 且该种元素的矿床常成群出现，矿产出现率也特别高。通常将地壳的这一区段称为地球化学省。地球化学省实质上是一种地球化学异常，它是以全球地壳为背景的规模巨大的一级地球化学异常。 13、地球化学指标：是指一切能提供地球化学信息或地质信息的，能直接或间接测定的地球化学变量。地球化学指 标在三度空间和时间上的分布与演化称为地球化学场。 14、地球化学场有以下特征： （1）与地球物理场相比，它没有严格的数学公式或化学定律进行准确的描述、推断、或延拓，它是具体点上地球化学环境（化学、热力学、动力学）综合制约的结果，可以定性推测而不能准确推算。 （2）地球化学场是一个连续的非均匀场。 （3）地球化学场是一个不可逆动态演化的非稳定场。 （4）地球化学场的指标不具有传递性。 15、地球化学障：凡是浓度梯度极大值所在的点，叫做地球化学障，其实质就是地球化学环境发生骤然变化，元素 活动性发生急剧改变的地段（A·И·彼列尔曼）。它是一种地球化学环境的边界。 16、50年代阿伦斯（1954，1957）提出常量元素服从正态分布，微量元素服从对数正态分布规律，概括了当时最 有影响的认识。地质体中元素含量的概率分布型式与该地质体经历的地质作用过程有关。 维斯捷里斯(V.B.Visteeius.1960)的“地球化学过程的基本定律”最有代表性：单一地球化学过程所形成的地质体，元素含量服从正态分布；由数个地球化学作用过程叠加所形成的复合地质体中元素含量偏离正态分布，并且多为正偏分布（其中有些服从对数正态分布）。
《地球化学综合练习》 考试时间：120分钟 考试总分：100分 遵守考场纪律，维护知识尊严，杜绝违纪行为，确保考试结果公正。 1、超显微非结构混入物（ ） 2、分馏作用（ ） 3、同位素地球化学（ ） 4、同位素成分（ ） 5、初始铅（ ） 姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________ --------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线-------------------------
6、原始铅（） 7、原生铅（） 8、普通铅（） 9、同位素的分类（） 10、Rb-Sr法（） 11、K-Ar法（） 12、Sm-Nd法（）
13、U-Th-Pb法（） 14、Rb-Sr（） 15、Pb-Pb法（） 16、区域克拉克值（） 17、丰度系数（） 18、富集矿物（） 19、载体矿物（） 20、元素的地球化学迁移（）
21、氧化（还原）障（） 22、离子电位π（） 23、放射性衰变（） 24、α衰变（） 25、β-衰变（） 26、r衰变（） 27、单衰变（）
28、电子捕获（） 29、衰变系列（） 30、放射性成因铅（） 31、稳定同位素（） 32、同位素分馏作用（） 33、同位素效应（） 34、惰性组分（）
35、什么是元素的克拉克值？克拉克值在地球化学找矿中有何作用？（） 36、研究元素丰度有何意义？（） 37、类质同象有何地球化学意义？（） 38、元素为什么会迁移？迁移的实质是什么？（） 39、什么是地球化学背景？如何确定背景值？地球化学背景有哪些种类？ （） 40、什么是地球化学异常？如何确定异常下限？地球化学异常如何分类？ （） 41、地球化学背景与地球化学异常的关系？（）
课程号：013201 《地球化学》期末考试试卷(A卷) 考试形式：闭卷考试考试时间：120分钟 班号学号姓名得分 一、概念题(每题5分，共50分) 1、元素的丰度值 2、类质同象混入物 3、载体矿物和富集矿物 4、地球化学障 5、八面体择位能 6、戈尔德斯密特相律 7、相容元素和不相容元素 8、δCe值(列出计算公式并说明) 9、同位素分馏系数 10、衰变定律 二、问答题(每题8分，共40分)： 1、当以下每种物质形成时，其氧化电位是高还是低？(1) 陨石；(2)煤；(3)海底锰结核；(4)钒钾铀矿；(5)页岩中的黄铁矿；(6)鲕绿泥石。 2、为什么硅酸盐矿物中K的配位数经常比Na的配位数大？(离子半径：K＋的为1.38A，Na＋的为1.02A，O2-的1.40A)。 3、研究表明，岩浆岩和变质岩中的不同矿物具有不同的18O/16O比值，例如岩浆岩中石英一般比钾长石具有更高的18O/16O比值，试阐明控制矿物18O/16O比值大小的原因是什么？
4、用Rb-Sr或Sm-Nd法对岩石定年时，为什么当岩石矿物中的87Rb/86Sr或143Sm/144Nd比值差别越大结果越好？ 5、试分析下图中稀土元素球粒陨石标准化模式中各个曲线可能代表的岩石类型及造成分配型式特征的原因。 三、论述题(任选1题，10分) 1、试述稀土元素数据的处理步骤和表示方法。 2、要获得准确的同位素地质年龄必须满足的条件是什么？
答案： 一、 1.每种化学元素在自然体中的质量,占自然体总质量(或自然体全部化学元素总质量)的相对份额(如百分数),称为该元素在该自然体中的丰度值. 2.某种物质在一定的外界条件下结晶时，晶体中的部分构造位置被介质的其它 质点(原子、离子、络离子、分子)所占据，结果只引起晶格常数的微小变化，而使晶体构造类型、化学键类型等保持不变的现象。由类质同像形式混入晶体中的物质称为类质同像混入物。含有类质同像混入物的混合晶体称为固溶体。 3. 载体矿物是指岩石中所研究元素的主要量分配于其中的那种矿物。但有时该 元素在载体矿物中的含量并不很高，往往接近该元素在岩石总体中的含量。 富集矿物是指岩石中所研究元素在其中的含量大大超过它在岩石总体中的含量的那种矿物。 4、地球化学障指地壳中物理或化学梯度具有突变的地带，通常伴随着元素的聚 集或堆积作用。即在元素迁移过程中经过物理化学环境发生急剧变化的地带时，介质中原来稳定的元素迁移能力下降，形成大量化合物而沉淀，这种地带就称为地球化学障。 5．任意给定的过渡元素离子,在八面体场中的晶体场稳定能一般总是大于在四面体场中的晶体场稳定能.二者的差值称为该离子的八面体择位能(OSPE). 这是离子对八面体配位位置亲和势的量度。八面体择位能愈大，则趋向于使离子进入八面体配位位置的趋势愈强，而且愈稳定。 6．在自然条件下，矿物常形成于一定的温度、压力变化范围，并在此范围内保持稳定。因此，F≥2，据吉布斯相律，F＝K－Φ＋2，有Φ≤K，即平衡共存的矿物数不超过组分数，即为戈尔德斯密特矿物学相律。 7．相容元素(Compatible elements):岩浆结晶或固相部分熔融过程中偏爱矿物相的微量元素；不相容元素(Incompatible elements):岩浆结晶或固相部分熔融过程中偏爱熔体或溶液相的微量元素.也称为湿亲岩浆元素(hygromagmatophile). 8．δCe或(Ce/Ce*)。是表征样品中Ce相对于其它REE分离程度的参数.Ce除
1999年第1期 矿产与地质第13卷1999年2月M I N ERAL R ESOU RCES AND GEOLO GY总第69期 勘查地球化学新进展 (江西有色地质矿产勘查开发院 林 春) 1998年9月21日至25日在湖南省张家界市召开了第六届全国勘查地球化学学术讨论会。出席会议有地矿、有色、冶金、黄金、石油、核工业、中科院和院校等系统的代表,共121人。大会收到科技论文110余篇,其中固体矿产地球化学勘查99篇,能源矿产地球化学勘查14篇,环境与农业地球化学9篇在会议上进行了交流。反映了自五届会议(1993年)以来,勘查地球化学工作者所取得的成果,积累的工作经验,反映了我国勘查地球化学的科学技术水平。 1 勘查地球化学工作成果 国土资源部地调局牟绪赞副总工程师报告了地矿部自“六五”以来,完成区域化探扫面575万km2,发现各类元素异常4.3万处,异常检查发现工业矿床580处。有色物化探管理中心李幸凡教授介绍了有色地质地球化学勘查工作,在30个重点成矿区带上完成1 5万水系地球化学普查65万km2,7千km2土壤加密和5千km2详查地球化学,发现大型、特大型矿床12处,中型矿床21处,小型矿床100余处。武警黄金部队地质处郭瑞栋高级工程师回顾了武警黄金部队地球化学找金工作,1992年以来,重视区域化探和矿区异常评价工作,共完成区带化探20万km2,获得5千个金或金为主的异常,发现30个矿产地,找到大中小型矿床16个。 2 地球化学勘查技术方法经验 (1)区带普查与重点评价结合,优选异常与地物化、遥感综合查证结合的工作方法。 (2)有色系统以“有色地质成矿区带地球化学普查技术规定”指导研究区域地球化学特征,结合地质物探成果,划分不同级次地球化学区,选定找矿靶区进行验证的工作方法。 (3)统计我国63个典型金矿床原生晕轴向分带序列,总结了金矿不同类型、不同规模成矿成晕规律,建立金矿原生晕理想分带序列,建立金矿成矿成晕的多期多阶段叠加成晕模式和用于“反分带”的盲矿预测准则的工作经验。 (4)研究地壳物质垂直迁移规律,即地壳内存在纳米级物质的垂向迁移,形成与深部矿化相对应的地气异常,应用于发现和查明深部或隐伏矿化地段、查明隐伏含矿构造等。 3 勘查地球化学的发展与展望 中国地质矿产信息研究院施俊法副研究员从区域性矿产勘查、隐伏区的化探新方法、环境地球化学三个方面论述90年代以来国际勘查地球化学的发展。 (1)在区域农业规划、地方病防治、区域环境背景评价等应用进行十分缓慢。 (2)取样代表性、重现性、时间序列等问题仍是地球化学填图中的重要研究课题。 (3)地球化学工程学的环境技术和环境调查:衰变、分解或中和、富集或分散、隔离作用等。 (4)转变以往研究评价单个地化异常特征的方法,应研究区域地球化学场来揭示矿床周围的地球化学环境及探矿的地质因素。 (5)研制和开发具有较大深度的地球化学方法,深穿透地球化学方法,活动态金属离子法 (I M M)、酶浸析法、地电化学法(CH I M)、地气法、元素分子形式法(M FE)和离子晕法等。 5
地球化学赵伦山张本仁 韩吟文马振东等 P 1：地球化学基本问题) P 5：克拉克值，地球化学发展简史（几个发展阶段） P31：元素丰度，表示单位元素在地壳平均化学丰度―――确定方法，克拉克值， P37：元素克拉克值的地球化学意义 P68：类质同象和固溶作用 P81：元素的赋存状态――1，5种 P88: 元素迁移 P 123: 相律 P169: 衰变定律 P181：痕量元素地球化学，稀土元素的研究方法和意义（痕量元素=微量元素） 复习内容及答案汇总 一、地球化学研究的基本问题、学科特点及其在地球科学中的地位（P1－） 地球化学是研究地球及相关宇宙体的化学组成、化学作用和化学演化的科学，在地球化学发展历史中曾经历了较长时间的资料积累过程，随后基于克拉克、戈尔施密特、维尔纳茨基、费尔斯曼等科学家的出色工作，地球化学由分散的资料描述逐渐发展为有系统理论和独立研究方法的学科。目前地球化学已发展成为地球科学领域的重要分支学科之一，与岩石学、构造地质学等相邻学科相互渗透与补充，极大地丰富了地球科学研究内容，在地质作用过程定量化研究中已不可或缺。 地球化学的研究思路和学科特点是：（1）通过分析常量、微量元素和同位素组成的变化，元素相互组合和赋存状态变化等追索地球演化历史；（2）利用热力学等现代科学理论解释自然体系化学变化的原因和条件，探讨自然作用的机制；（3）将地球化学问题置于地球和其子系统（岩石圈、地壳、地幔、地核等）中进行分析，以个系统的组成和状态约束作用过程的特征和元素的行为。 围绕原子在自然环境中的变化及其意义，地球化学研究主要涉及四个基本问题：（1）研究地球和动质体中元素和同位素的组成；（2）研究元素的共生组合和赋存形式；（3）研究元素的迁移和循环；（4）研究元素和同位素迁移历史和地球的组成、演化历史、地球化学作用过程。 二、简述痕量元素地球化学研究解决的主要问题 痕量元素地球化学理论使许多地质难题迎刃而解，其可解决的主要问题有：
中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院 地球化学勘查课程教学大纲学习层次：专升本 一、课程说明 勘查地球化学（Exploration Geochemistry）是地球化学专业的主要专业课，也是地质学和资源勘查专业的必修课。本课程由通论和各论两部分组成。通论介绍原生环境及元素的原生分布、次生环境及元素的次生分布、地球化学调查方法、地球化学资料处理，是地球化学的通用基础理论和方法技术，其核心是应用地球化学的理论与方法解决实际问题；各论分别讲授固体矿产地球化学勘查的理论和方法，包括人类需求的矿产资源和生存环境等的地球化学勘查、油气地球化学勘查、环境地球化学评价、农业地球化学及国土规划等内容，以及勘查地球化学在其他领域的应用。 本门课程适用于地质、地球化学、矿产资源及环境、农业及国土等有关本、专科专业。（二）课程目的 通过本课程学习，使学生初步掌握根据不同的应用目的(多目标)而开展不同景观、不同介质、不同精度和规模的地球化学调查方法，以及各种方法的适用条件、工作规范、工作流程、工作成果资料的整理、成图、异常的解释评价，以及调查总结报告的编写。学生学完本课程后，将能适应在矿产勘查、环境调查评价、国土规划、生态农业等领域进行地球化学调查研究工作。 （三）教学时数及学分：64学时，4学分。 （四）考核方式：开卷考试 基本理论部分占30%，各论中主要化探方法部分占40%，综合分析能力（包括工作设计与数据处理）占30%。 （五）使用教材 《应用地球化学》，蒋敬业等，中国地质大学出版社，2006年3月。 （六）主要参考书目 [1]阮天健朱有光地球化学找矿，地质出版社，1984 [2] 韩吟文马振东主编，地球化学，地质出版社，2003 [3] 勘查地球化学手册（二、三册）G.J.戈维特，1986，1988，冶金工业出版社 [4] 环境地球化学，A.A别乌斯，1982，科学出版社 [5] 热液矿床岩石测量（原生量法）找矿，1997，地质出版社 （七）教学方法和手段 根据学院的人才培养方案，结合远程学生的特点，在教学中，对基本理论、主要化探方法、综合分析能力（包括工作设计与数据处理）等主要教学内容重点讲解，并结合典型的、成功找矿工作实例进行生动讲授。在串讲内容的引导下，鼓励学生以自主学习为主，并可大量查阅相关文献资料。在课程教学的中后期，组织教师答疑。学习中心在此时安排1-2次的面授辅导，在面授辅导时以实际找矿案例讲解、参观化探实验室、设计并实施野外化探工作等环节，突出理论和实践的结合。 二、课程内容 课程内容具体安排如下： 第一单元勘查地球化学的基本理论与方法 （教材绪论、第一章至第三章） 以下是各章节教学的重点内容与要求：
1、应用地球化学的概念:它是一门运用地球化学基本理论和方法技术，解决人类生存的自然资源和环境质量等实际问题的学科。简而言之，是研究地球表层系统物质组成与人类生存关系，并能产生经济效益和社会效益的学科。 2．用地球化学的研究内应容及方法 （1）矿产勘查地球化学方面，研究成矿元素及其伴生元素的空间分布规律与矿产的联系。研究元素在集中分散过程中与矿体周围各类介质中形成的地球化学异常与矿床的联系，异常形成机制、影响因素、发现异常和解释评价异常的方法技术。 （2）环境地球化学方面，研究对人类生存与发展、对人类健康有影响的化学元素的分布分配及其存在形态。 （3）农业土壤地球化学方面，研究对作物生长有益或必需元素在土壤中的丰缺程度以及有毒、有害元素在土壤中的富集程度。 （4）研究一切化学元素及其化合物在地球表层系统中的分布分配、活动演化可能给人类生存带来直接或间接影响，例如地震、地热、环境改造与治理，利用地球化学作用于土壤改良、土壤施肥等等。 应用地球化学的研究方法基本可分为两方面，其一是现场采样调查评价研究，其二是实验研究。 ①地质观察与样品采集； ②样品加工及分析测试； ③数据的统计分析； ④地球化学指标及异常研究； ⑤地球化学图表的编制； ⑥异常评价及验证、探矿工程布置；资料研究，指导农业种植结构调整，地 方病发病机理研究及环境问题研究等。 3、第四套应用地球化学方法命名系统：地球化学岩石测量、地球化学土壤测量、水系沉积物测量、水化学测量、地球化学气体测量和地球化学生物测量。 4、丰度值一般均在10-2％以上元素称之为“常量元素”。 丰度均在10-2％以下。故称之为“微量元素”。常用重量百万分率（10-4％）表示，书写用ppm（part per million）代表。 lppm=10-6=10-4％=0.0001％=1
名词解释 1.浓度克拉克值：概念系指某元素在某一地质体（矿床、岩体或矿物等）中的平均含量与克拉克值的比值，表示某种元素在一定的矿床、岩体或矿物内浓集的程度。当浓度克拉克值大于1时，说明该元素在地质体中比在地壳中相对集中；小于1时，则意味着分散 2.亲氧性元素：倾向于与氧形成高度离子键的元素称亲氧元素。特征是：离子半径较小，有惰性气体的电子层结构，电负性较小。如K、Na、Ca、Mg、Nb、Ta、Zr、Hf、REE等；易形成惰性气体型离子； 3.元素的地球化学迁移：即元素从一种赋存状态转变为另一种赋存状态，并经常伴随着元素组合和分布上的变化及空间上的位移 4.普通铅（或正常铅）：普通铅（或正常铅）：指产于U/Pb、Th/Pb比值低的矿物和岩石中任何形式的铅（如方铅矿、黄铁矿、钾长石等），在矿物形成以前，Pb 以正常的比例与U、Th共生，接受U、Th衰变产物Pb的不断叠加并均匀化。 5.不相容元素：趋向于在液相中富集的微量元素。由于其浓度低，不能形成独立矿物相，并且因离子半径、电荷、晶场等性质与构成结晶矿物的主元素相差很大，而使其不能进入矿物相。它们的固相/液相分配系数近于零。 6.同位素分馏系数：达到同位素交换平衡时共存相同位素相对丰度比值为常数，称分馏系数α，或者指两种物质(或物相)之间同位素比值之(α)，即αA-B=RA / RB，式中A，B表示两种物质(或物相)，R表示重同位素与轻同位素比值，如34S/32S，18O/16O。α表示同位素的分馏程度，α值偏离1愈大，说明两相物质之间同位素分馏程度愈大；α=1时物质间没有同位素分馏 7.K(不稳定常数)：金属离子与配位体生成络合物的逆反应是络合物的解离反应，达成平衡时的常数，称为不稳定常数。它与稳定常数互为倒数。不稳定常数越大，络合物越不稳定。 8.δEu:反映Eu异常的强。. 9.稀土元素（REE）：原子序数57-71的镧系元素以及与镧系相关密切的钪和钇共17种元素，包括：La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu，Sc，Y 10.高场强元素 (HFSE)：指离子半径小、电荷高，难溶于水，地球化学性质稳
地球化学勘查术语 基本术语 一、地球化学勘查（geochemical exploration） 对自然界各种物质中的化学元素及其它地球化学特征的变化规律进行系统调查研究的全过程。习称化探 1、地球化学探矿（简称化探）-geochemical prospecting 系统测量天然物质中化学元素的含量及其他特征，研究其分布规律，发现地球化学异常，从而进行找矿的工作。 2、地球化学填图（geochemical mapping） 系统采集天然物质，进行多元素分析，并将元素含量（或其他地球化学参数）的空间分布，以某种标准方法编绘成基础图件，提供各个领域应用的工作。 3、环境地球化学调查（exploration geochemistry investigation） 系统研究地球化学勘查的理论、方法与技术的学科。 二、勘查地球化学（exploration geochemistry） 系统研究地球化学勘查的理论、方法与技术的学科。 1、矿产勘查地球化学（geochemistry in mineral exploration） 研究找矿的地球化学勘查理论、方法与技术的学科。 2、区域勘查地球化学（regional geochemistry in exploration） 系统研究大面积内天然物质（如岩石、土壤、水系沉积物、湖积物、天然水等）中化学元素在空间与时间上的分布规律及其与矿产、地质、环境、农牧业、医学等之间关系的理论、方法与技术的学科。 三、地球化学勘查原理 1、地球化学场（geochemical field） 由地质-地球化学作用所形成的各种地球化学指标的特征变化空间。 2、地球化学景观（geochemical landscape） 据表生地球化学作用和自然景观条件所划分的区域带。 3、地球化学障（geochemical barrier） 元素迁移过程中由于介质的物理环境骤然改变，促使元素（从溶液或气态）大量析出的场所或环境。根据造成元素析出聚集的主要因素或作用，分别为沉积障、吸附障、还原障、氧化障、生物障、酸性障、碱性障等。 4、地球化学指标（geochemical indicator） 反映研究对象的各种地球化学指示元素、地球化学参数及其他地球化学特征的统称。 5、地球化学背景（geochemical background） 在特定的范围内，相同介质中广泛存在的地球化学环境特征。 6、背景值（background value） 反映地球化学背景的量值。 7、异常下限（threshold） 同义词异常阈 根据背景值按一定置信度所确定的异常起始值。是分辨地球化学背景和异常的一个量值界限。
《勘查地球化学》复习题 一、名词对解释与异同比较 1、变异系数与衬度系数 变异系数：地球化学指标的均方差相对于均值的变化程度，即C V=S/X*100%。 衬度系数：异常清晰度的度量，目前有多种表示方法：异常均值相对异常下限或背景值的百分比、异常峰值与异常下限的比值等三种。 前者反映了数据的相对离散程度，该值较大时也可表现出较大的衬度系数。 2、表生环境与内生环境 表生环境指氧、二氧化碳、水等充分且能自由参与、常温恒压、开放的体系，并有生物作用参与的地表或近地表环境，包括岩石圈表层、土壤圈、水圈、大气圈、生物圈等环境。 内生环境则与之相反，是一种高温、高压、还原、流体活动受限的环境。 3、同生碎屑异常与后生异常 同生碎屑异常：岩石在地表以物理风化为主时，其风化后形成的土壤中碎屑矿物与岩石的化学组成并没有发生明显改变所形成的异常。 后生异常可以发育在任何介质中。形成异常的物质通常已经在活动相（水溶液、气体、植物体及大气搬运的质点）中迁移了或远或近的距离，而在异常地点沉积下来。 4、上移水成异常与侧移水成异常 上移水成异常：土壤中的呈溶解态的离子在毛细管作用下，由深部向地表迁移，在土壤中形成的次生异常。 金属元素被地下水溶解并随着迁移很远的距离，在某种沉淀障上析出，这就形成了侧移的水成异常。 5、地球化学背景与异常 地球化学背景指未受矿化影响或无明显的人为污染的地区为背景区，在背景区内某个地球化学指标的数值特征即为背景值。与背景相对存在就是异常区，空间上如矿化地区及受到明显人为污染地区，我们常把高于背景上限的或低于背景上限的范围称为异常。 6、机械分散流与盐分散流 前者以物理风化作用形成的碎屑流为主；后者为岩屑在水介质搬运过程中溶解形成的可溶性的离子或分子为盐分散流。 7、原生晕与次生晕 前者的赋存介质主要为岩石，而后者的赋存介质为岩石的次生产物，如土壤、水系沉积物、水中可溶性物质及生物地球化学异常等。 8、非屏障植物与屏障植物 非屏障植物指植物中某元素的含量与下伏土壤中该元素的含量（可溶解吸收部分）呈线性相关，具有该元素的极大的富集能力（大于300倍）的植物。其对矿产勘查来说是最优选择的种属。 9、空间分带与成因分带 这是原生晕的两种分类方式，前者以现代方位来观察原生晕的形态，分垂直分带和水平分带；后者考虑热液成矿过程及地质体产状等，具有成因意义，分轴向、纵向及横向分带等三种。 10、相容元素与不相容元素 总分配系数大于1的元素为相容元素，而其小于1为不相容元素，即元素在固液两相间倾向于后期流
1，应用地球化学：研究地球表层系统的物质组成与人类生存关系，并能产生经济效益和社会效益的学科 2，不相容元素：是指那些在结晶分异过程中倾向于残余流体相中聚集的元素。 3，相容元素：相容易进入结晶相而在残余流体中迅速降低的元素 4，亲和性：地球化学上把阳离子有选择的与阴离子结合的倾向性称为元素的亲和性。 5，戈尔德斯密特分类：亲铁元素（Au，Ge Sn C P Fe Cr等）亲硫元素（Cu Ag Zn Hg）亲氧（Li Na K Rb Cs等）亲气（H C N O I等）亲生物（H C N O P S d） 6,正常分布：是某一空间中多数位置上元素含量所具有的相对波动不大的特征。 7，异常分布：是指矿化区段的地球化学特征明显不同于周围无矿背景区的现象，包含了三方面的含义：地球化学特征不同，具有一定的空间范围，元素含量或地球化学指标值偏离背景值，简言之，由异常现象异常范围，异常值三层含义构成。 8背景值：背景区n件样品的平均值。 9，地球化学省：地壳中金属矿产分布是不均匀的，在地壳的某一大范围某些成分富集特别明显，该区域不止是一两类岩石中该元素丰度特别高，该种元素的矿床常成群出现，而且在历史演化中，该种元素的矿床常成群出现而且在历史演化中，该元素的矿产出现率也特别高，通常将地壳的这一区段称为地球化学省。 10，地球化学指标：是指一切能够提供找矿信息或其他地址信息的能够直接或间接测量的地球化学变量。 11，我们把地球化学指标i在三度空间和时间上的分布与演化称为地球化学场。 12变化系数是相对于一个单位均值的百分变化率，它反映了这组数据的均匀性程度。 13原生环境，指天然降水循环面以下知道岩浆分异和变质作用发生的深部空间的物理化学条件总和。 14次生环境：是地表天然水，大气影响所及的空间所具有的的物理化学条件的总和。 15克拉克值：地壳元素丰度是指地壳中化学元素的平均含量，又称克拉克值。 16浓度克拉克值：化学元素在某一局部地段或某一地质体中的平均含量与地壳丰度之比叫做相对丰度，也叫浓度克拉克值。 17最低浓度系数：矿石的平均品位因不同矿床而异，进而采用最低可采集品位与其地壳丰度之比，称为最低浓度系数 18岩石及矿石风化后，主要呈三种形式存在：残余的原生矿物，在表生环境中稳定存在的次生矿物以及被循环水带走的可溶性物质。 19采样单元：元素在地球化学场的分布是不均匀的，研究区按一定面积分割成若干足够小的单元时，可以近似把这一单元内元素看作是均匀分布的，这个最小单元，叫做采样单元。20化学分析：是一种经典的传统分析方法。由于化学反应通常是在溶液体系中进行的，因此这种分析方法被称为湿法分析，常用到的有容量法，比色分析法，和重量法。 21样品分析方法分为两大类：化学分析和仪器分析。 22确定背景值与异常界限的方法可归为图解法（剖面图解法，直方图揭发，概率格纸图解法多重母体分解法）和计算法两类。 23、分配系数：元素在矿物晶体中浓度分数与在熔体相中的浓度分数之比，常用它来定量刻划微迹元素在两相中的分配特征。 22、指示元素：就是天然物质中能够提供找矿线索和成因指示的化学元素。 23、描述地球化学异常的参数：异常峰值—异常中的量高含量值；平均异常强度—异常范围里元素含量的平均值；异常衬度—异常清晰度的度量，也叫异常清晰度；异常连续性，异常的均匀性，异常渐变性。线金属量—根据一条测线来估算矿化强度的参数，它是异常范围里，各采样点元素的剩余含量与该点所控制的距离乘积之和；面金属量—根据一个异常面积来估
一、名词解释（每题3分，共21分） 1、盐效应：矿物在纯水中的溶解度低于矿物在高含盐量水中的溶解度，这种含盐量升高而使矿物溶解度增大的现象。 2、阳离子交替吸附作用：在一定条件下，岩石颗粒吸附地下水中的某些阳离子，而将其原来吸附的某些阳离子转入水中，从而改变了地下水的化学成分，这一作用即为阳离子交替吸附作用。 3、氧化垒：在还原条件被氧化条件激烈交替的地段上所形成的地球化学垒。 4、侵蚀性CO2：当水中游离CO2大于平衡CO2时，水中剩余部分的CO2对碳酸盐和金属构件等具有侵蚀性，这部分即为侵蚀性CO2。 5、TDS：指水中溶解组分的总量，它包括溶于水中的离子、分子及络合物，但不包括悬浮物和溶解的气体。 6、硅质水与硅酸水： SiO2含量大于50mg/L的水称为硅质水（1.5分）；在阴离子中，HSiO3-占阴离子首位（按mol%计算）的水称为硅酸水（1.5分）。 7、硬度：是以水中Ca2+和Mg2+来量度，其计算方法是以 Ca2+和Mg2+的毫克当量总数乘以50，以CaCO3表示，其单位为mg/L。二、填空（每题1分，共14分） 1、Fe2+在（酸）性中迁移强，而在（碱）性中迁移弱。 2、地球化学垒按成因可分为（机械）垒、（物理化学）垒、（生物）垒和（复合）垒。 3、碱度主要决定于水中的（HCO-3，CO2-3 ）的含量。硬度是以（ Ca2+，Mg2+）的毫克当量总数乘以50，而暂时硬度是以（ HCO-3，CO2-3 ）的毫克当量总数乘以 50。 4．大气CO2的δ13C平均值是（-7 ‰），而土壤CO2的δ13C平均值是（ -25‰）。 5．标型元素的标型程度取决于（元素的克拉克值）和（它的迁移能力）。 6．弥散作用包括（分子扩散），（对流扩散迁移）和（渗透分散）。 7、SiO2 和Na/K地热温度计适用的温度范围分别为（ 0~250 ℃）和（ 150~350 ℃）。 8．近代火山型浅部地下热水的水化学类型为（SO2-4 SO2-4 -Cl ），而深部地下热水的水化学类型为（Cl-HCO-3 ）。 9．海水的水化学类型为（ Cl-Na ），而海成存封水的水化学类型为（Cl-Na -Ca ）。 10、水对离子化合物具有较强的溶解作用，是由于水分子具有较强的（介电）效应所致，水的沸点较高，是由于水分子间（氢键）的破坏需要较大的能量。 11、在35℃下，pH=7的地下水是（碱）性。在天然水化学成分的综合指标中，体现水的质量指标的有（ TDS，硬度，含盐量或含盐度 , 电导率），而表征水体系氧化还原环境状态的指标有（ COD，BOD，TOC，Eh ）。