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
定的元素，如Nb、Ta、Zr、Hf、P、Th、HREE等，它们可作为“原始”物质组成特征的指示。
11.陨石：陨石是从星际空间降落到地球表面上来的行星物体的碎片。
12.元素丰度系数：自然体的元素丰度与另一个可作为背景的自然体的元素丰度的比值叫做元素丰度系数。
13.相律：是研究相平衡的基本规律,反映平衡体系内的自由度与组分数和相数间关系的数学表达式。
14.相容元素：趋于在固相中富集的微量元素。尽管其浓度低,不能形成独立矿物相，但因离子半径、电荷、晶体场等结晶化学性质与构成结晶矿物的主要元素相近,而易于呈类质同像置换形式进入有关矿物相。相容元素的固相/液相分配系数显著大于1。
15.同位素：具有相同质子数，不同中子数（或不同质量数）同一元素的不同核素互为同位素，它们在元素周期表中占据同一个位置。
16.元素地球化学亲和性的概念：在自然体系中，阳离子有选择性地与某阴离子化合（结合）的倾向性。
17.等时线；通过对地质体一组样品实测的现今87Sr/86Sr和87Rb/86Sr比值作图，拟合得一条直线，即等时线。
一、举例说明稀土元素在地质—地球化学研究中的意义。
稀土元素可在地球化学研究中得道多方面应用：
1）、岩石成因：不同成因的岩石具有不同的稀土特征。如花岗岩类的成因主要归结为三类：
a.基性岩浆分异:Eu负异常型
b.地壳硅铝层重熔：Eu轻缓平稳性
c.花岗岩化：Eu右倾斜型
2)、变质岩的原岩恢复：许多变质过程中，稀土元素保持原岩特征。
3）、研究地壳演化：如不同时代的页岩有明显不同的特征，稀土元素特征能反映地壳的演化规律。
二、地球系统的化学作用类型。
1、水-岩化学作用（如沉积作用过程中物质的溶解-沉淀、热液交代作用等）;
2、熔浆和熔-岩化学作用（如部分熔融、结晶分异、岩浆岩围岩蚀变等）；
3、有机化学作用（如风化过程生物的有机化学作用，石油、天然气的形成等）；
4、水-气化学作用（主要发生在地表，如地表水、O2、CO2循环，火山喷气等）；
5、岩-岩化学作用（如球外物质撞击，断裂挤压变质──如俯冲带、逆断层等）。
三、说明太阳系元素丰度的基本特征和决定自然体系中元素丰度的最基本因素。
1) 在所有元素中H, He占绝对优势, H占90%, He占8% 。
2）太阳系元素的丰度随着原子序数（Z）的增大而减少，曲线开始下降很陡，以后逐渐变缓。在原子序数大于45的重元素范围内，丰度曲线近于水平，丰度值几乎不变。
3）偶序数元素的丰度大于相邻奇序数元素的丰度，这一规律称之为Oddo-Harkins（奥多-哈金斯）法则。
4）与以上的规律相比，Li, Be, B, Sc具有与它们原子序数不相称的低丰度，在较轻元素中亏损；而O和Fe呈明显的峰值，其丰度显著偏高，为过剩元素。 5）原子序数或中子数为“幻数”（2、8、20、50、82和128等）的核素分布最广，丰度最大。如：4He（Z=2,N=2), 16O (Z=8, N=8), 40Ca ( Z=20, N=20)等。
决定自然体系中元素丰度的最基本因素：与原子结构有关具有最稳定原子核的元素分布最广，当中子数和质子数比例适当时核最稳定。如在原子序数<20的轻核中，中子∕质子等于一是，核最稳定，由此可以说明O、Mg、Si、Ca的丰度较大的原因；随原子序数增大，核内质子间的斥力大于核力，核子的结合能降低，原子核就趋于不稳定，所以元素同位素的丰度就要降低；偶数元素或同位素的原子核内，核子倾向成对，他们自旋力矩相等，而方向相反，量力力学证明：这种核的稳定性最大，因而这种元素或同位素在自然界分布最广；中子数等于幻数的同位素，其原子核中的壳层为核子所充满，形成最为稳定的原子核，因而具有高的丰度。与元素起源、形成过程及元素形成后的化学分异有关。在恒星的高温条件下。可以发生有质子参加的热核反应，这使Li、Be、B迅速的转变为4He的同位素，因此，Li、Be、B丰度明显偏低就同他们在恒星热核反应过程中被消耗的历史有关；在内行星和陨石物质中气态元素（H、He等）的丰度极大的低于太阳系中各该元素的丰度，造成这种差别的原因为这些元素在行星和陨石母体形成或
存在过程中逃逸到宇宙空间所致。
四、元素的赋存形式有哪些？
(1)独立矿物—能用肉眼或能在显微镜下进行研究的矿物，粒径大于0.001mm。
(2)类质同象—或称为结构混入物，指不同的元素或质点占据相同的晶格结点位置、而晶格类型和晶格常数不发生明显变化的现象。微量元素进入主元素的晶格后，如不通过破坏矿物晶格的手段，采用机械和化学的方法都不能使两者分离。
(3)超显微非结构混入物（或称为超显微包裹体）—被包裹在其他矿物中，粒径小于0.001mm的物质。由于它不占据主矿物的晶格位置，因此是独立矿物，但又不形成可以进行矿物学研究的颗粒。如在岩浆岩中的Au、Ag、Pb、Bi、Hg等，常可以呈超细硫化物存在于其他矿物中。
(4)吸附—胶体、晶体表面或解理面上由于电荷不平衡而吸附异性离子的现象。是一种结合力较弱、易被交换和分离的存在形式（活性赋存形式）。
(5)与有机质结合—元素加入到有机物中，如血液中的Fe、骨骼中的Ca和脑细胞中的P都完全进入到有机质中。此外，微量元素常与有机物结合形成金属有机化合物或金属有机络合物，如铜乙二胺配离子［Cu(CH)2］2+。
（6）元素在水流体相中也有多种存在形式，首先它们可以按基本单位和聚合体的大小分成颗粒物、胶体、絮状物和分子，在真溶液中则仅包括分子和离子。五、简述岩浆成岩过程的鉴别
根据平衡部分熔融和分离结晶作用中微量元素分配的定量模型，可以对成岩过程进行鉴别。
（1）固-液相分配系数高的相容元素：如Ni、Cr等，在分离结晶过程中他们的浓度变化很大，但在部分熔融过程中则变化缓慢。
（2）固-液相分配系数低的微量元素：如Ta、Th、La、Ce等，他们的总分配系数很低，近于0，与0.2-0.5比较可忽略不计。在部分熔融过程中这些元素浓度变化大，但在分离结晶作用过程中则变化缓慢。
（3）固-液相分配系数中等的微量元素：如HREE、Zr、Hf等，他们的分配系数与1比较可忽略不计。
六、各类玄武岩对构造环境的鉴别。
1、在板块边缘深海环境下喷发的洋中脊玄武岩(MORB)：拉斑质玄武岩曲线呈平坦型，碱性玄武岩在Rb、Ba、Th、Ta、Nb处局部隆起，其后的元素与拉斑质玄武岩一致；快速扩张的洋中脊玄武岩与 MORB的比值大于1，缓慢扩张的洋中脊玄武岩则小于1；
2、远离板块边缘喷发的板内玄武岩(WPB)：拉斑质玄武岩除Y、 Yb、Sc、Cr 等元素外，其他元素均呈隆起；碱性玄武岩中Ba、Th、 Ta、Nb和Hf、Zr、Sm 两组元素呈双隆起呈双隆起的曲线形式；呈双隆起
3、在汇聚板块边缘喷发的火山弧玄武岩(VAB)：拉斑质玄武岩除 Sr、K、Rb、Ba为选择性富集外，从Ta到Yb所有元素以低丰度为特征；碱性玄武岩中Sr、K、Rb、Ba、Th等元素有较强富集和Ce、P、 Sm等元素富集，呈现峰谷迭起峰谷迭起的曲线形式；峰谷迭起
4、过渡型玄武岩兼有相应端元组分特征。
七、分配体系的主要应用。
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
八、讨论在自然界中由于氧化还原条件的变化稀土元素的分异？
稀土元素等分以主要体现在Eu和Ce二元素。前者还原成二价阳离子，后者易氧化成四价阳离子，从而与整体三价的REE发生分离。Eu2+和Ca2+形式相似因而易于同质类像替代Ca2+，而在早期结晶的斜长石中出现铕正异常而后期结晶的岩石中铕负异常。Ce4+在弱酸条件下已发生水解而滞留原地使得淋滤出的溶液贫Ce，形成Ce负异常，在海水中易形成Ce与REE的分离
九、讨论地球化学体系中元素的“质、量、动”。
地球化学的基本问题之一就是研究元素在地球化学体系中的分布（丰度）、分配问题，也就是地球化学体系中“量”的研究。元素的共生组合和存在形式（质）地球内部的各种原子的结合和存在形式不是任意的、静态的，而是有条件的、变化的。简而言之为“质”的研究。地球内部的各研究元素的迁移（动）简而言之是“动”的研究，也就是元素在自然作用体系中的含量和存在形式在时间、空
间上的变化。种原子的结合和存在形式不是任意的、静态的，而是有条件的、变化的
答案（2）；元素(同位素)在地球及各子系统的分布、分配问题：也就是元素和同位素的含量及含量在空间、时间及不同地质产状地质体中的变化。这个问题是地球化学研究的出发点和基础资料,简而言之为“量”的问题。元素的共生组合和存在形式：在化学课本中了解到原子是构成物质的具有独立性质的最小单位，各种原子也构成了宏观的地质体。地质体内各种原子的结合和存在形式不是任意的,不是静态的,而是有条件的、变化的。它们是受着地质作用的物理化学条件控制的，它们是随着地质历史的变动而变化的。因此，元素的共生组合和存在形式是地质作用物理化学条件及变动历史的指示剂。总之就是关于"质"的问题.就是元素的迁移,简而言之是“动‘的研究,也就是元素在自然作用中含量和存在形式在时间和空间上的变化。元素的迁移过程能指示元素发生变化的动态过程，以及各种物理化学条件的制约关系，从而揭示地质、地球化学作用机制。
十．说明研究岩浆形成和演化的地质-地球化学方法。
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；
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。
1. 已知锆石样品中:U＝，Pb＝，Pb同位素组成：204Pb=%(atom)；206Pb=%；207Pb=%；208Pb=%；普通Pb的同位素组成：204Pb:206Pb:207Pb:208Pb= : : : 。假定204Pb，206Pb，207Pb，208Pb 的原子量为204,206，207,208；235U、238U的原子量分别为235,238；235U/238U=1/；λ 238=×10-10a-1；λ 235=×10 -10a-1。计算出锆石的t 206和t207年龄。 答：Pb的原子量：M pb=%×204+%×206+%×207+%×208= U的原子量：M u=235×[1/(1+]+238×[(1+]= 所以，样品中Pb的摩尔浓度C pb=g÷umol=g; 样品中U的摩尔浓度C u=g÷umol= umol/g U-Pb法年龄测定公式: (206Pb/204Pb)=(206Pb/204Pb)0+（238U/204Pb）×（eλ238t206-1）① (2分) （238U/204Pb）=×（）÷（×%）= （2分） (206Pb/204Pb)== (206Pb/204Pb)0= 将上述值及λ238=×10-10a-1代入公式① 求得t206=×109a（或1402Ma）（2分） U-pb法年龄测定公式: (207Pb/204Pb)=(207Pb/204Pb)0+（235U/204Pb）×（eλ235t207-1）②（2分）（235U/204Pb）== （2分） (207Pb/204Pb)=9/= (207Pb/204Pb)0= 将上述值及λ235=×10-10a-1代入公式② 求得t207=×109a（或1522Ma）（2分） 2.计算高级变质岩（麻粒岩）的变质温度。已知所测定的石英、透辉石的氧同位素组成分别为+‰和+‰（相对V-SMOW）。 石英-透辉石的氧同位素平衡分馏系数与温度的关系为：103lnα石英-透辉石 = (103/T)2 答：由同位素分馏系数的定义可知：аA-B=R A/R B①（1分）由同位素组成δ的定义可知：δA=( R A/R标) ×103②（1分） 由①、②可得：аA-B=(103+δA)/(103+δB) 所以：а石英-透辉石=(103+δ18O石英)/(103+δ18O透辉石) （2分） 代入石英和透辉石数据，δ18O石英=，δ18O透辉石= ，得 103lnα石英-透辉石 = 103ln[(103+/(103+] = （4分） 由石英-透辉石的氧同位素温度计103lnα石英-透辉石 = (103/T)2，计算变质温度： (103/T)2 = 解得：T = 1/2×103 = 1098 K (2分) 或 t = 1098 － 273 = 825 ℃ 所以，变质温度为825 ℃。
中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院 地球化学课程综合测试3 学习层次：专升本时间：120分钟 一．名词解释 1．元素的地球化学迁移：当体系与环境处于不平衡条件时，元素将从一种赋存状态转变为另一种赋存状态，并伴随着元素组合和分布上的变化及空间上的位移，以达到与新环境条件的平衡，该过程称为元素的地球化学迁移。 2．能斯特分配定律：在一定的温度和压力条件下，微量元素在两共存相中的活度比为常数。3．盐效应：当溶液中存在易溶盐类时，溶液的盐度对元素的溶解度有影响。溶液中易溶电解质的浓度增大，导致其它化合物溶解度增大的现象，称为盐效应。 4．放射性同位素：能够自发地衰变形成其它核数，最终转变为稳定核数的同位素。 5.大陆地壳：地表向下到莫霍面，厚度变化在5-80km，分为上部由沉积岩和花岗岩组成的硅铝层，下部由相当于玄武岩、辉长岩或麻粒岩等组成的硅镁层两部分组成。 6.不相容元素：在一定的温度和压力条件下，在部分熔融或岩浆分异结晶过程中，在固相/熔体相中的总分配系数<<1的微量元素称为不相容元素。 7. Ce：表征Ce与REE整体分离程度的参数。其计算公式为：δCe=2Ce n/（La n+Pr n）（n 表示相对于球粒陨石标准化）。 8.元素丰度的奇偶规律：偶序数元素的丰度大于相邻奇序数元素的丰度，这一规律又被称为Oddo-Harkins（奥多-哈金斯）法则。 二．简答题 1. 大陆地壳组成研究的基本方法。 答：由于大陆地壳的物质组成在横向和纵向上都具有极度的不均一性，因此，研究大陆的浅部地壳和深部地壳的手段不尽相同。其中，对大陆地壳浅部组成研究的方法包括区域大规模取样法、简化取巧方法以及细粒碎屑沉积物法等等。而对大陆深部地壳的研究手段则主要包括研究火山岩中的角闪岩和麻粒岩包体，暴露地表的深部地壳断面，或利用地球物理勘探获取的地震波速与岩石化学组成之间的对应关系进行反演。 2. 简述能斯特分配定律及元素分配系数的涵义。地球化学上按总分配系数将元素在岩浆作用过程中的行为分为几类？它们各自的地球化学特点是什么？（要求各类别至少举两个元素为例）。 答：能斯特分配定律：在一定的温度和压力条件下，微量组分在两共存相中的活度比为常数。将微量元素在两相之间的活度笔直称之为分配系数（K D）。 按元素在岩浆作用过程中的行为分为相容元素、不相容元素。其中不相容元素进一步分为高场强和低场强元素。 相容元素指总分配系数大于1的元素，如Ni、Co、Cr，在岩浆作用中优先进入矿物相或残留固相；不相容元素指总分配系数小于1的元素，它们优先进入熔体相，其中将分配系数小于0.1的又称为强不相容元素。大离子亲石元素如K、Rb、Sr、Ba以及高场强元素如Nb、Ta、Zr、Hf为不相容元素的代表。 3. 活度积原理及其在地球化学研究上的意义。 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
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。
《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？（）
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：
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
绪论思考题 地球化学定义 地球化学学科的特点和基本问题 地球化学学科的研究思路和研究方法 地球化学与化学、与地球科学其它学科的联系和区别。 第一章、第二章思考题 1元素分布与分配的概念 2地球化学体系 3元素丰度的概念 4元素在地壳中的克拉克值和浓度克拉克值概念 5太阳系、地球及地壳中元素丰度的研究方法 6太阳系、地球及地壳中元素丰度特征并讨论它们的异同、分析造成这种现象的原因? ++ 7元素克拉克值的地球化学意义并举例说明 8区域地壳丰度的研究方法及研究意义 9地壳中元素分配不均一性的基本特征++ 第三章思考题 1、元素的地球化学亲和性 2、Goldschmidt的元素地球化学分类 3、元素类质同象概念 4、影响元素类质同象的晶体化学条件 5、影响元素类质同象的物理化学条件 6、Goldschmidt的类质同象法则 7、Ringwood的电负性法则 8、研究元素类质同象的地球化学意义 9、晶体化学集中与晶体化学分散概念 10、晶体场理论的要点及应用范围 11、八面体、四面体晶体场稳定能和八面体择位能概念 12、晶体场理论应用的地球化学意义 13、元素的赋存形式及其研究方法 14、举例说明Pb在地壳中的各种存在形式 第四章复习题 1微量元素概念 2能斯特分配定律与分配系数 3总分配系数概念 4元素在共存相中分配系数的确定方法 5相容元素、不相容元素、大离子亲石元素、高场强元素概念 6微量元素地质温度计的原理与方法 7元素在共存相中分配定律的地球化学意义 8在岩浆结晶过程中元素分配的定量模型、特征及地球化学应用
9在部分熔融过程中元素分配的定量模型、特征及地球化学应用 10岩浆结晶过程和部分熔融过程的判别方法 11稀土元素的基本地球化学性质 12稀土元素的数据处理方法及有关参数的计算方法（稀土元素配分模式图、ΣREE 、∑LREE/∑ HREE或ΣCe/ΣY 、(La/Yb)N ） 13 Eu异常、Ce异常的概念及计算公式 14稀土元素对岩石成因的指示意义 15变质原岩恢复的地球化学方法 16石榴石和长石的REE组成特征分别是什么？ 17微量元素蜘网图及其意义 18微量元素对岩石形成构造环境进行判别时应注意的问题 19 Mg#、ACNK指数的意义与计算方法 20 Harker图解的特点与用途 第五章思考题 1.何为“同位素”、“放射性同位素”、“放射成因同位素”？ 2.同位素发生放射性衰变的原因是什么？有几种衰变形式（请举例说明）？ 3.放射性同位素定年的原理和基本公式是什么？ 4.何为λ常数、半衰期、同位素等时线？ 5.放射性同位素定年的前提是什么？ 6.用同位素等时线法测量地质年龄的基本要求是什么？ 7.同位素封闭温度和冷却年龄的概念 8.Rb-Sr同位素体系定年的特点是什么？需注意什么？ 9.BABI的定义和意义是什么？是如何确定的？ 10.何为UR、εSr？ 11.Sm-Nd同位素等时线法定年的特征是什么？为什么Sm-Nd同位素方法可对较 高级变质地质体进行定年？ 12.Sm-Nd同位素体系与Rb-Sr同位素体系在地球化学特征及等时线定年方法上 有何差异？ 13.何为CHUR、DM岩浆库，其现在Sm-Nd同位素组成是什么？ 14何为Sm-Nd同位素的ε参数和模式年龄，如何计算 15.U-Th-Pb同位素体系定年的方法几种？分别是什么？ 16.何为谐和年龄、谐和曲线和不一致线？ 17.U-Pb同位素定年常采用的分析测试方法有哪些？并对每一种方法进行简要 评述。 18.与同位素年代学中的其它长寿命同位素体系相比，K-Ar同位素体系的主要特 征是什么？ 19.相对于传统的K-Ar体系定年方法，Ar-Ar分步加热技术的主要优点是什么？ 20.何为稳定同位素？ 21.自然界中稳定同位素的分布规律是什么？ 22.稳定同位素组成的表达方式是什么？ 23.稳定同位素有哪些分馏类型？什么是稳定同位素的平衡分馏和动力学分 馏？
水文地球化学习题 第一章 第二章水溶液的物理化学基础 1．常规水质分析给出的某个水样的分析结果如下（浓度单位：mg/L）： Ca2+=93.9；Mg2+=22.9；Na+=19.1；HCO3-=334；SO42-=85.0；Cl-=9.0；pH=7.2。求： （1）各离子的体积摩尔浓度（M）、质量摩尔浓度（m）和毫克当量浓度（meq/L）。 （2）该水样的离子强度是多少？ （3）利用扩展的Debye-Huckel方程计算Ca2+和HCO3-的活度系数。 2．假定CO32-的活度为a CO32- =0.34?10-5，碳酸钙离解的平衡常数为4.27?10-9，第1题中的水样25℃时CaCO3饱和指数是多少？CaCO3在该水样中的饱和状态如何？ 3．假定某个水样的离子活度等于浓度，其NO3-，HS-，SO42-和NH4＋都等于10-4M。反应式如下： H+ + NO3- + HS- = SO42- + NH4＋ 问：25℃和pH为8时，该水样中硝酸盐能否氧化硫化物？ 4．A、B两个水样实测值如下（mg/L）： 组分Ca2+Mg2+Cl-SO42-HCO3-NO3- A水样706 51 881 310 204 4 5．请判断下列分析结果（mg/L）的可靠性，并说明原因。 组分Na+K+Ca2+Mg2+Cl-SO42-HCO3-CO32-pH A水样50 6 60 18 71 96 183 6 6.5 B水样10 20 70 13 36 48 214 4 8.8 6．某水样分析结果如下： 离子Na+Ca2+Mg2+SO42-Cl-CO32-HCO3-含量(mg/l) 8748 156 228 928 6720 336 1.320 试计算Ca2+的活度(25℃)。 4344 含量（mg/l）117 7 109 24 171 238 183 48 试问： （1）离子强度是多少？ （2）根据扩展的Debye-Huckel方程计算，Ca2+和SO42－的活度系数？ （3）石膏的饱和指数与饱和率是多少？ （4）使该水样淡化或浓集多少倍才能使之与石膏处于平衡状态？ 8．已知温度为298.15K（25℃），压力为105Pa（1atm）时，∑S=10-1mol/l。试作硫体系的Eh-pH图（或pE-pH图）。 9．简述水分子的结构。 10．试用水分子结构理论解释水的物理化学性质。 11．温、压条件对水的物理、化学性质的影响及其地球化学意义。 12．分别简述气、固、液体的溶解特点。
中国地质大学《地球化学》练习题及答案 中国地质大学《地球化学》练习题绪论 1. 概述地球化学学科的特点。2. 简要说明地球化学研究的基本问题。3. 简述地球化学学科的研究思路和研究方法。4. 地球化学与化学、地球科学其它学科在研究目标和研究方法方面的异同。第一章太阳系和地球系统的元素丰度 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，造成住宅土壤、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？ 第三章水-岩化学作用和水介质中元素的迁移 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。 第四章地球化学热力学和地球化学动力学 1.自然界中地球化学热力学体系基本特点是什么？ 2.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？ 3.讨论相律及其应用。 4.编制相图的原理和方法。 6.简述化学反应制动原理的宏观解释7.简述热力学在地球化学中的应用。8.简述地球化学热力学与地球化学动力学的异同。9. 简述水溶液中元素的迁移方式。第五章微量元素地球化学 1.什么是微量元素地球化学？其研究意义是什么？ 2.了解微量元素地球化学的研究思路及研究方法。 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？ 4.阐述能斯特分配定律、能斯特分配系数的概念及其研究意义。 5.稀土元素的主要特点是什么？其在地球化学体系中行为差异主要表现有哪些方面？。 6.讨论稀土元素的研究意义。7.你认为岩浆作用过程中决定元素浓集成矿的主要机制和决定因素是什么？8 根据微量元素的特点,说明那些元素适合于研究沉积岩物源区特征,为什么? 第六章同位素地球化学 1. 同位素地球化学在解决地学领域问题中有何独到之处？ 2. 何谓稳定同位素、何谓轻稳定同位素和重稳定同位素。 3. 选择同位素标准样品的条件。 5. 造成稳定同位素组成变化的原因是什么？ 6. 放射性同位素年龄测定公式，各符号的含义。
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
罿地球化学复习题 袆一、名词解释 蚁1、地球化学：是研究地球及有关宇宙的化学组成、化学作用和化学演化的科学 艿2、地球化学体系：按照地球化学的观点，通常将要研究的对象作为一个体系 聿3、元素克拉克值：元素在地壳中的丰度 肃4、元素丰度：元素在宇宙或较大的地球体系中的平均含量。 蒃5、相容元素：岩浆结晶或固相部分熔融过程中偏爱矿物相的微量元素 肈6、不相容元素：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。也称为亲岩浆元素 腿7、元素的地球化学亲和性：元素形成阳离子能力和显示出的有选择性与某阴离子结合的特性； 蒄8、类质同象：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中的其它质点（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（保持稳定）的现象。 袁9、元素的赋存形式：元素在一定的自然过程或其演化的历史中的某个阶段所处的状态及与共生元素间的结合关系。 肁 10、干酪根：不能被有机溶剂萃取的不溶有机物。其含量占沉积岩中有机质的绝大部分（约90%以上）。 芈11、生物标志化合物：又称分子化石、地球化学化石或指纹化石。指沉积物中的有机质以及原油、油页岩、煤中那些直接或间接来源于活的生物体的有机化合物。 袅12、石油：是以液态形式存在于地下的碳氢化合物的混合物。 薃13、天然气：广义：一切经自然过程生成的气体。狭义：指在沉积有机质演化过程中生成的可燃气体。 袀14、煤：沉积作用期间及期后，由植物残体经过一系列的物理、化学和生物学变化而形成的，其中木质素、纤维素是成煤的主 要组分。 芈15、环境背景值：亦称环境本底值，是在未受或基本未受人为污染或者自然污染的情况下，岩石、土壤、水体、植物等环境要素中化学元素的平均含量。 芆16、元素的存在状态：指元素的物理、化学相态和能量状态、价态、化合态和结构态等方面。元素的存在状态不同，其迁移行为和生物毒性不同。
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 ）。
绪论： 1.地球化学：地球化学是研究地球及其子系统(含部分宇宙)的化学组成、化学作用和化学演化的科学. 2.地球化学研究的基本问题： ①元素（同位素）在地球及各子系统中的组成 ②元素的共生组合和存在形式 ③研究元素的迁移 ④研究元素（同位素）的行为 ⑤元素的地球化学演化 3.地球化学的研究思路： “见微而知著”。通过观察原子、研究元素（同位素），以求认识地球和地质作用地球化学现象。 4.简述地球化学的研究方法： A.野外工作方法： ①宏观地质调研 ②运用地球化学思维观察、认识地质现象 ③在地质地球化学观察的基础上，根据目标任务采集各种地球化学样品 B.室内研究方法： ④量的测定，应用精密灵敏的分析测试方法，以取得元素在各种地质体中的含量值 ⑤质的研究，也就是元素结合形态和赋存状态的研究 ⑥动的研究，地球化学作用过程物理化学条件的测定和计算。包括测定和计算两大类。 ⑦模拟地球化学过程，进行模拟实验。 ⑧测试数据的多元统计处理和计算。 第一章：基本概念 1.地球化学体系：我们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时间连续，具有一定的空间，都处于特定的物理化学状态（T、P等） 2.丰度：一般指的是元素在这个体系中的相对含量（平均含量）。 3.分布：元素的分布指的是元素在一个化学体系中（太阳、陨石、地球、地壳、某地区）整体的总的含量特征。
4.分配：元素的分配指的是元素在各地球化学体系内各个区域、各个区段中的含量。 5.研究元素丰度的意义： ①元素丰度是每一个地球化学体系的基本数据 以在同一体系中或不同体系中用元素的含量值来进行比较，通过纵向（时间）、横向（空间）上的比较，了解元素基本特征和动态情况，从而建立起元素集中、分散、迁移等系列的地球化学概念。是研究地球、研究矿产的重要手段之一。 ②研究元素丰度是研究地球化学基础理论问题的重要素材之一。 宇宙天体是怎样起源的？地球又是如何形成的？地壳中主要元素为什么与地幔中的主要元素不一样？生命是怎么产生和演化的？这些研究都离不开地球化学体系中元素丰度分布特征和分布规律。 6.获得太阳元素丰度的主要途径： 光谱分析；直接分析；利用宇宙飞行器分析测定；研究宇宙射线 7.陨石研究的意义： 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； ②也是认识地球的组成、内部构造和起源的主要资料来源； ③陨石中的60多种有机化合物是非生物合成的“前生物物质”，对探索生命前期的化学演化开拓了新的途径； ④可作为某些元素和同位素的标准样品（稀土元素，铅、硫同位素）。 8.陨石的类型： 陨石主要是由镍-铁合金、结晶硅酸盐或两者的混合物所组成，按成份分为三大类 铁陨石 石陨石 石铁陨石 9.太阳系元素的丰度特征： ①H和He是丰度最高的两种元素。这两种元素的原子几乎占了太阳中全部原子数目的98％。 ②Li、Be和B具有很低的丰度，属于强亏损的元素（核子结合能低，形成后易分解），而O和Fe呈现明显的峰，它们是过剩元素（核子结合能最高，核子稳定） ③原子序数较低时，元素丰度随原子序数增大呈指数递减，而在原子序数较大的范围内（Z＞45）各元素丰度值很相近。
石油地质学思考题 第一章石油、天然气及油田水的成分和性质 一、解释概念：石油，天然气，正烷烃分布曲线，生物标志化合物，石油的荧光性，石油的旋光性，气藏气，气顶气，凝析气，油田水，矿化度。 二、回答问题 1.石油的元素组成和化合物组成有哪些特征？ 2.正烷烃分布曲线的特征取决于哪些因素？ 3.什么是石油的组分组成和馏分组成？ 4.你所了解的常见生物标志化合物有哪些？ 5.如何对石油进行分类？试述石油的地球化学分类方案及各类的成分特点。 6.海相油和陆相油在化学组成上有何区别？ 7.化学成分、温度、压力等对石油的颜色、比重、粘度等有何影响？ 8.石油、天然气的溶解性各有何特点？ 9.为什么石油具有荧光性？ 10.为什么石油具有旋光性？ 11.与常规油相比，重质油和沥青砂在物理性质和化学特征上有何特别之处？ 12.天然气有哪些产状类型？ 13.油田水的赋存状态和来源有哪些？ 14.油田水的主要化学组成有哪些？如何对油田水进行水型划分？水型与环境有何关系？ 12.碳、氢同位素丰度表示方法如何？石油、天然气的碳氢同位素组成有何特征？ 13. 海相与陆相石油的基本区别。 14.某油田水分析结果如下（毫克当量数/升）： Cl ：16.12, SO4：1.55, HCO3：16.05, Na 4：0.0, Mg： 0.2, Ca ：0.15;试确定其水型。 第二章现代油气成因理论 一、概念：干酪根沥青成熟温度门限深度门限温度生油窗液态窗（液态石油存生）石油的死亡线 TTI 石油热裂解石油热焦化湿气指数二次生油生油岩生油层生油层系剩余有机碳氯仿沥青“A”总烃含量细菌气生物气煤层气煤型气煤成气煤气发生率低熟油 二、回答问题 1. 石油成因说有几大学派，各自的实质是什么？ 2. 早晚有机成因说的区别是什么？ 3.生油的原始物质是什么？为什么？ 4.直接生油物质是什么？其结构和成分有什么特点？根据化学成分将干酪根分几种类型，各自是什么？根据干酪根的H/C，O/C你能区分其类型吗？ 5. 油气生成需要什么样的岩相古地理环境和大地构造条件 6. 细菌、催化剂和放射元素在油气生成过程中都起什么作用？ 低熟油气的成因机理有哪些？
第三章生物的类型与化学组成 名词解释： 1.浮游植物：指在水中营浮游生活的微小植物。 2.浮游动物：指没有运动器官或具极不发达运动器官，对水流等不发生作用，而只能随波 逐流的一类水生生物，浮游动物大多骨骼不发育体积小。 3.碳水化合物：是多烃基的醛类或酮类化合物，有C、H、O3种元素组成，其中H、O原 子比例数为2：1，与水分子中H、O比例相同。 4.蛋白质：是由氨基酸单体通过肽键组成的生物大分子多聚体。 5.脂类：指所有生物组成的不溶于水而溶于乙醚氯仿苯等非极性溶剂中的生物体组分。 6.蜡：是不溶于水德固体，是由高级脂肪酸与高级一元醇和甾醇形成的酯。 7.高等植物：苔藓植物，蕨类植物，种子植物的合体。 一．概述油气成因理论的四种学说 无机成因说：油气是由无机化合物经化学反应形成的。它们或是由地球深部高温条件下原始碳或其氧化态经还原作用形成；或是在宇宙形成初期已存在，后随地球冷却被吸收并凝结在地壳的上部，有这些碳氢化合物沿裂隙溢向地表过程中便可形成油气藏。按照这一学说，无机成因油气不仅存在而且远景巨大，将有可能比有机成因的油气潜力大的多，其蕴藏量几乎是取之不尽的。 油气的早期有机成因说：石油是由沉积物（岩）中的分散有机质在早期的成岩作用阶段经生物化学和化学作用形成的。这一学说认为石油是在近现代形成的，是许多海相生物中遗留下来的天然烃的混合物，即它仅仅是生物体中烃类物质的简单分离和聚集。由于此时的有机质还埋藏较浅故也被称为浅成熟。 油气的晚期成因说：认为并入沉积物中的生物聚合体首先在生物化学和化学的作用下，经分解，聚合，缩聚，不溶等作用，在埋深较大的成岩作用晚期成为地质大分子——干酪根。之后，随着埋深的继续增大在不断升高的热应力作用下，干酪根才逐步发生催化裂解和热裂解形成大量的原石油（或称为沥青，包括烃类和非烃类）。在一定条件下，这些原石油从生成它的细粒岩中运移出来，在储层中聚集成为油气藏。与早期成因说相同的是，它也认为油气源于有机质。但不同的是，它认为石油不是生物烃类的简单分离和聚集，而是先形成干酪根，之后在较大的埋深和较高的低温条件下才在热力的作用下转化形成。它也被称为深成说（此时有机质的埋深已经较大）和干酪根成烃说（有机质先形成干酪根，干酪根再生油气）。 现代油气成因说：无机成因说+油气的早期有机成因说+油气的晚期成因说 二．脂类、蛋白质、碳水化合物、木质素的结构和元素组成有何异同？ 脂类（C，H，O）：包罗广，结构差异大，但有共性，既不溶于水而溶于低极性的有机溶剂，如氯仿，乙醚。 蛋白质（C，H，O，N）：蛋白质构成了生物机体中大部分含氮化合物，结构复杂，种类繁多，功能各异，是细胞最重要的结构成分。 碳水化合物（C，H，O）：是一切生物体的重要组成之一，是光合作用的产物，包括单糖，多糖（淀粉，纤维素，壳质）。 木质素（C，H，O，N）：是植物细胞壁的主要成分，其性质十分稳定，不易水解，但可被氧化成芳香酸和脂肪酸,含侧链很少，故生油难，但含-OCH3，可生气。 三．与油气关系密切的有哪几类生物，其化学组成有何异同，能否解释这几类生物为什么会与油气关系密切？ 浮游植物：糖类富集，蛋白质含量较低，含木质素，脂类含量仅高于高等植物。浮游植物可能始终是世界上有机碳的主要来源。 浮游动物：糖类含量较低，蛋白质含量较高，脂类含量较高。其数量受浮游植物产率的控制，