勘查地球化学心得体会--兼浅谈广东化探找金矿 王立强 广东省地质局七一九地质大队地质勘查所 1前言 目前，化探找金逐步被人们重视，在地质找矿中的效果也逐渐明显，成为寻找各种类型金矿床比较快速、经济、有效的重要手段。在区域普查中，通过查明区域地球化学异常，可迅速指出找矿远景区；在详查及勘探阶段，通过岩石地球化学异常的研究，可直接发现金矿床或矿体，更好地发挥化探在地质找矿工作中的作用。但是金在地壳内部的本底含量极低，即使是金矿体中的金含量一般亦仅为n×10-6～10n×10-6，仅凭肉眼无法将之直接区分出来，因此以对样品(水系沉积物、土壤、岩石等>进行定量分析为主要工作手段的化探方法，在当今金矿勘查中发挥了极其重要的作用。 中国地球化学的发展主要是借鉴了前苏联和西方的研究思路，前苏联的勘察地球化学主要依靠对土壤进行金属测量，但采样点布置较稀疏，而西方国家主要采用水系沉积物测量，但是主要用于研究，两者优缺点都有。80年代以来，金分析技术目臻成熟，当时Au分析的检出限低于或等于0.3×10-6，准确度、精密度在一定程度上能满足区域化探的要求，因而全国区域化探找金空前繁荣，特别是谢学锦先生提出的“区域化探全国扫面计划”建议，将我国的勘察地球化学推进到快速发展的崭新阶段。随着时代发展，金分析技术逐步进步，中国勘察地球化学也得到了长足的进步，三十年以来已完成1:500万和1:1 000万比例尺的39种元素或氧化物的全国地球化学图，使中国拥有了最引人瞩目的全国规模地球化学数据库，使中国化探走在了世界前列。而广东化探找金始于1974年，主要为以1:20万水系沉积物测量为主要工作方法的区域化探扫面，不过因为受金分析技术的影响，当时找金主要从金的伴生元素如As、Cu、Pb等入手，其难度不言而喻，但广东各地质单位的前辈在这种艰难条件下提交了大
蛇绿岩中地幔橄榄岩成因及构造意义研究 研究目的和意义： 地幔橄榄岩是蛇绿岩超镁铁岩的主要岩石类型。在蛇绿岩的形成过程和构造侵位的过程中，地幔橄榄岩还会遭受部分熔融作用，熔体萃取作用，以及地幔交代等多种地质作用的影响和改造。不同的地质作用会产生相应的矿物组合，通过对蛇绿岩中的地幔橄榄岩不同时代矿物组合特征的研究，可以进一步对蛇绿岩形成构造背景的认识，对于恢复蛇绿岩的形成和演化至关重要。 拟解决的问题： 1.地幔橄榄岩的形成过程中所经历的地质作用，如部分熔融作用，熔体抽取作用，流体-岩石反应，熔体-岩石反应等。 2.蛇绿岩的形成环境，如SSZ环境和MOR环境[1]。 拟研究的手段和方法： 1. 岩石学 对岩石的结构，构造，风化程度以及变质程度以及组成矿物进行研究，对岩石进行定名，如地幔橄榄岩包含纯橄岩，方辉橄榄岩以及二辉橄榄岩。 2. 矿物学 对岩石的组成矿物进行观察研究，地幔橄榄岩中不同时代的矿物的矿物组合具有不同的结构特征，反映了岩石成因的复杂性和多阶段演化的特征。 地幔橄榄岩中的矿物会保存地幔橄榄岩形成和演化历史的印记，尤其是地幔橄榄岩的矿物组合及化学特征对认识地幔橄榄岩的成因和恢复蛇绿岩的形成背景至关重要。对地幔橄榄岩中的橄榄石，斜方辉石，单斜辉石，尖晶石等矿物的化学成分进行研究和分析。 室内试验工作显示，尖晶石二辉橄榄岩在10—20 kbar的压力范围内，随着岩石熔融程度的增加，岩石中单斜辉石的含量迅速减少，斜方辉石的含量将逐渐降低。橄榄石的Fo和NiO含量，辉石的Mg#和Cr2O3含量，铬尖晶石的Cr#值将逐渐增加，而辉石和全岩的Al2O3和TiO2将逐渐减少[2]。 尖晶石的Cr#值是地幔岩熔融程度、源区亏损程度以及结晶压力的灵敏指示剂，Cr#反映了地幔部分熔融程度的增加[3]，经历较高程度部分熔融和萃取的橄榄岩具有较高的Cr#值。Dick 和Bullen（1984）根据铬尖晶石的成分将阿尔卑斯型地幔橄榄岩分为三中类型：Ⅰ型：铬尖晶石的Cr#<60;Ⅲ型：铬尖晶石的Cr#>60；Ⅱ型：为一种过渡类型，铬尖晶石的Cr#包含Ⅰ型和Ⅲ型地幔橄榄岩中的铬尖晶石。其中Ⅰ型地幔橄榄岩可能反映了洋中脊大洋岩石圈的环境，相当于深海橄榄岩，其部分熔融程度较低；Ⅲ型地幔橄榄岩，形成于岛弧环境，经历了较高程度的部分熔融；Ⅱ型地幔橄榄岩，则反映了复合来源的特征[3]。 利用铬尖晶石的Cr#—Mg#图解，可以判断地幔橄榄岩的形成环境，即为SSZ型还是MOR
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。
有机地球化学课程教学大纲 课程代码：69190140 课程中文名称：有机地球化学 课程英文名称：Organic Geochemistry 学分：2.0 周学时：2.0-0.0 面向对象： 预修要求：大学普通化学 一、课程介绍 （一）中文简介 本课程讨论有机质在生物圈、水圈和沉积物的产生、保存和分解的过程。 “生物标志物”的概念将被引入以阐明：如何描述和分类沉积物中的有机分子; 控制生物标志物合成、运输、转化和有机质在自然保育和分解的过程；如何使用脂类生物标志物及其稳定同位素组成研究现代与古代系统生物地球化学过程；如何用生物标志物重建地球过去的气候和生物群。 （二）英文简介 This course is open to graduate and junior/senior undergraduate students and is aimed to provide an in-depth look at the production, fate and preservation of organic matter in biosphere, hydrosphere and sediments. “Biomarker concept” will be introduced as a tool to elucidate: how we can characterize and classify organic molecules in complex, natural mixtures; what processes control the biosynthesis, transport, transformation, preservation and decomposition of organic matter in nature? how we can use lipid biomarkers and their stable isotope composition to study biogeochemical processes in modern and ancient systems? how biomarkers can inform us about Earth’s past climate and biota. The grade will be based on a final exam and class presentation.
第7章生物地球化学循环第1节土壤的组成 第2节土壤的性质 第3节物质循环与土壤形成 第4节土壤分类与土壤类型 第4节生态系统的组成与结构 第6节生态系统的能量流动 第7节生态系统的物质循环 第8节地球上的生态系统
引子：生物地球化学循环概述 一、何谓生物地球化学循环？ 1.概念：生命有机体及其产物与周围环境之间反复 不断进行的物质和能量的交换过程。 2.过程：物能的吸收-同化-排放-分解-归还-流失 3.性质：非封闭的循环（进入土壤、岩层、海底） 4.主体：生物和土壤 5.循环的介质：水和大气 二、人类对生物地球化学循环的影响 1.大气、水体、土壤的污染 2.污染物质的迁移、转化和集散 3.对人类健康的威胁
第1节土壤的组成 引言：土壤与土壤肥力 1. 土壤：在陆地表层和浅水域底部、由有机和无机物质组成、具有肥力、能生长植物的疏松层。 2.土壤的本质是肥力，指土壤中水、热、气、肥（养分）周期性动态达到稳、匀、足、适地满足植物需求的能力。 3. 土壤是一种类生物体 代谢和调节功能比生物弱（如温度） 不具有生长、发育和繁殖的功能 不具有功能各异的器官
一、土壤的无机组成 1. 原生矿物：在物理风化过程中产生的未改变化学成分和结晶构造的造岩矿物。 土壤中各种化学元素的最初来源； 土壤矿物质的粗质部分； 经化学风化分解后，才能释放并供给植物生长所需养分。 2. 次生矿物：岩石在化学风化过程中新生成的土壤矿物，如粘土矿物。 土壤矿物质中最细小的部分； 具有吸附保存呈离子态养分的能力，使土壤具有一定的保肥性。
二、土壤的有机组成 1.原始组织：包括高等植物未分解的根、茎、叶；动物分解原始植物组织，向土壤提供的排泄物和死亡之后的尸体等。 土壤有机部分的最初来源 2.腐殖质：有机组织经由微生物合成的新化合物，或者由原始植物组织变化而成的、比较稳定的分解产物，呈黑色或棕色，性质上为胶体状（颗粒直径<1μm）。 具有极强的吸持水分和养分离子的能力，少量的腐殖质就能显著提高土壤的生产力。
地球化学课程教学改革探索- [摘要]地球化学是地质类专业的一门重要基础课程。针对新疆大学资源勘查工程专业地球化学课程的教学现状及存在问题，可以提出地球化学课程的教学内容、教学方法及手段改革的基本措施，以激发学生的学习兴趣，促进教学质量的提高。 [关键词]地球化学；教学内容；教学方法；教学手段 地球化学是研究地球及其子系统（含部分宇宙体）的化学组成、化学机制和化学演化的科学，是地质学、地球化学和资源勘查工程等地球科学类专业的一门重要专业基础课。[1]该课程的教学目的是使学生掌握地球化学的基本概念、基本原理和研究方法，并在此基础上初步建立地球化学思维，学会用地球化学原理分析和解决地球科学问题。为了提高地球化学课程教学质量，结合新疆大学地质与矿业工程学院资源勘查工程专业地球化学课程教学现状及存在的问题，笔者在实际教学过程中对地球化学教学内容、教学方法及手段改革方面做了一些积极探索。 一、教学现状及存在的问题 新疆大学地球化学课程主要针对资源勘查工程专业，为必修课程，共48学时，无实验课。教学内容包括太阳系、地球及地壳的化学元素丰度、元素的赋存形式、元素的地球化学迁移、微量元素和同位素地球化学等。课程的重点是1.元素在自然体系中的分布、分配、迁移演化的基本概念、基本理论和基本研究方法；2.微量元素、同位素在自然体系中的示踪和计时作用的基本概念、基本理论和基本研究方法。就教学内容和教学方法而言，其主要存在如下问题。 （一）教学内容滞后
地球化学产生于20世纪二三十年代，真正发展始于20世纪50年代。尽管在地球科学诸多学科中创建最晚，但其发展势头强劲，目前已经渗透到地球科学所有领域，起着地球科学中心学科的作用。[2]目前，其教学内容较少反映近年来地球化学学科发展中产生的新理论、新方法，迫切需要进行改革。如果能够及时引入本学科前沿领域的新理论、新方法，对激发学生的学习兴趣、提高学生的创造性思维能力将起到重要作用。 （二）实验教学环节缺失 地球系统中元素和同位素的组成及元素的赋存状态是地球化学的基本问题，也是重要的教学内容。这一问题离不开元素含量及赋存形式的分析方法，如X射线光谱法、原子吸收光谱法、原子发射光谱法等。由于缺少地球化学实验室可供教学，教学大纲中也缺少实验教学环节，所以只能在课堂上对常用的、重要的分析方法进行讲解。这样教学效果并不明显，多数学生仍然不了解相关分析方法。 另外，地球化学中出现大量关于元素（同位素）组成的数据，这些数据需要进行处理以获得一些参数或图件，如稀土元素数据及微量元素数据的表示。由于缺少实验环节，只能在课堂上讲解处理方法和步骤，学生不能亲自动手操作，导致实际教学效果并不理想。 （三）教学方法单一，手段落后 目前，新疆大学地质与矿业工程学院地球化学教学过程中仍采用传统的教学方法，即以教师、课堂和教材为中心，对学生进行讲授。同时，由于种种原因，教学手段落后，依然采用“一支粉笔、一块黑板”的形式，忽视了计算机辅助教学手段，没有充分调动学生的学习兴趣，影响了学生学习的自主性和积极性。
地球化学专业就业方向与就业前景 地球化学专业就业方向与就业前景 地球化学是化学科学与地球科学相互交叉衍生形成的一门科学，它主要研究地球的物质组成和化学性质，研究这些组成的.变化及其 机理；本专业学生具备地球化学研究的基本理论、基本方法和基本 技能，受到专业技能和技术开发的基本训练，具有扎实的数学、化 学基础理论和熟练的计算机应用技能，能进行文字、图形、数据处 理和编程，适合在地矿、环境、能源、冶金、农业、海洋等部门从 事科学研究、生产和管理等工作。 2、地球化学专业就业方向 科研机构、高等院校的地球化学研究或教学工作；资源、能源、材料、环境、基础工程等领域的生产、测试、技术管理工作；行政 部门的管理工作。 从事行业：毕业后主要在建筑、环保、石油等行业工作，大致如下：1、建筑/建材/工程2、环保3、石油/化工/矿产/地质4、检测，认证5、新能源6、外包服务7、学术/科研8、教育/培训/院校 工作城市： 毕业后，南京、北京、威海等城市就业机会比较多，大致如下： 1、南京 2、北京 3、威海 4、成都 5、昆明 6、武汉 7、青岛 3、地球化学专业就业前景 地球化学研究正在经历3个较大的转变：由大陆转向海洋；由地表、地壳转向地壳深部、地幔；由地球转向球外空间。 地球化学的分析测试手段将更为精确、快速。微量、超微量分析测试技术的发展，将可获得超微区（微米）范围内和超微量（微克）样品中元素、同位素分布和组成资料。低温地球化学、地球化学动
力学、超高压地球化学、稀有气体地球化学、比较行星学等很有发展前景。 20世纪90年代的地球化学，除继续为矿产资源、环境保护等作出贡献外，还将为“全球变化──地圈和生物圈十年”，“国际减灾十年”，大陆超深钻、行星探测、深海观察、不同比例尺地球化学图等提供新的成果。
1.生物圈：生命活动的范围包括水圈，大气圈，浅层岩石圈。 有机圈：生物及其产生的有机质分布空间。它不仅包括生物圈，而且包括沉积岩石圈。 2.地球化学界面：是指Eh值或pH值的某种特定值或某种特定界限，特定的矿物或沉积物只在界限的一边存在，不在界限的另一边存在。 3.有机物界面：指位于Eh值为0的界面（界限），有机物在下方为还原环境，有机物能够保存，在上方为氧化环境，有机物不能保存。 4.沥青A：使用有机溶剂直接从沉积物或岩石中直接提取的可溶有机物。 沥青B：从已抽取沥青A的沉积物或岩石的残积物，经过高温热解再用有机溶剂提取的有机物。 沥青C：从已抽取沥青A的沉积物或岩石的残余物，经过酸（HCL)的处理后，再用有机溶剂提取的有机物。 5.氯仿沥青A组分：（1）油质：即溶于石油醚而不被硅胶吸附的沥青部分。（2）胶质：用苯和乙醇—苯从硅胶中解析的产物。（3）沥青质：溶于氯仿而不溶于石油醚的沥青部分。 6.干酪根：泛指一切不溶于常用有机溶剂的沉积岩中的有机质。 7.有机显微组分：能在显微镜下辨认出来的有机组分。 8.稳定碳同位素δ13C值：是指稳定13C与12C相对原子丰度比值。 9.干酪根的类型：一，据生物来源分类可以分为腐泥型和腐植型。二、根据显微组分、如果干酪根主要由某一显微组分组成，即称它为这种
干酪根。三、根据干酪根元素分类法:可将干酪根划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型。 10.腐泥型干酪根：主要由产烃能力高的腐泥质（类脂化合物，蛋白质）组成的干酪根。 腐殖型干酪根：主要由产烃能力低的腐殖质（高等植物组分，木质素，丹宁，纤维素）组成的干酪根。 11.有机质的成熟度：是指有机质的热演化水平，是沉积有机质在低温升高的条件下有机质化学性质和物理性质的总和。 12.生烃演化模式：是指有机质在生烃演化过程中所表现的基本规律的总和。 13.生油门限：是指沉积盆地中干酪根开始热降解生烃作用的起始成熟度或深度。跨越这一成熟度或深度后，干酪根便开始有效的生烃作用。 液态窗：油气大量生成的温度范围65.6—149. 14.未熟—低熟油：是指所有非干酪根晚期热降解成因的各种低温早熟的非常规油气，包括在生物甲烷气生烃高峰之后，在埋藏升温达到干酪根晚期热降解大量生油之前，经由不同生烃机制的地温生物化学反应生成并释放出来的液态和气态烃。 15.生物标志化合物：是指油气中和沉积有机质中源于生物具有的特征，稳定的碳骨架，在油气生成过程中没有或很少发生变化，能追溯和识别其原始先质的碳骨架化合物。 16.质谱图：化合物在电子的轰击后，会根据化合物结构属性离解成
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：
地球化学的学科特点
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地球化学的学科特点 ●是地球科学的一部分：以地球、地壳及地质作用体系为研究对象。 ●研究的重点/方向:地球系统物质运动(含地质运动）中物质的运动规律。通过研究和 分析元素和同位素在地质体系中的行为和演变,应用地球化学的基本原理来示踪地 质体系运动的规律,例如:岩浆形成的深度、来源、矿床形成环境等等。 ●理论基础:化学类学科——无机化学、有机化学、物理化学、热力学、解析化学等, 此外还有物理性和数学等。 ●学科分支众多：海洋地球化学、生物地球化学、环境地球化学、区域地球化学、 个别元素地球化学、成岩成矿地球化学、同位素地球化学和地球化学热力学。 ●应用性强:比如环境地球化学是环境科学的核心(酸雨、臭氧空洞的形成、全球变暖 和温室效应),应用地球化学的方法和手段找矿。 ●年轻的发展中的科学(约100年的发展历史) 地球化学的基本问题 （1）地球系统中元素和同位素的组成（aｂuｎdａｎcｅand ｄistｒｉbution）问题（2）元素的共生组合和赋存状态问题 元素的共生组合：具有相同或相似迁移历史和分配规律的各种元素在地质体中有规律的组合。 （3）元素的迁移和循环 地球化学的迁移:元素的重新组合常伴随元素的空间位移及元素在系统不同部分状态的转化,该迁移涉及体系的物理化学条件和迁移介质特性等制约关系变化的动态过程。 （4）地球的历史和演化 通过元素或同位素的变异来揭示地质作用过程的特征，称为微量元素或同位素“示踪”。 ?X-射线荧光光谱（ＸRF) ?电感耦合等离子体发射光谱（ＩCＰ-AEＳ） 丰度：指化学元素在地球化学系统（太阳、行星、陨石、地球、地圈、地壳)中的平均分布量。 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、某地区等）的整体总含量。 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或区段中的含量 分布是整体,分配是局部,两者是一个相对的概念,既有联系又有区别。 太阳系元素丰度具有以下规律: (1)．H和He是丰度最高的两种元素,这两种元素几乎占了太阳中全部原子数目的98％ (2）.原子序数较低的元素区间，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区间(Ｚ＞4５)各元素丰度值很相近 (3).原子序数为偶数的元素其丰度大大高于相邻原子序数为奇数的元素。具有偶数质子数(Ｐ)或偶数中子数(Ｎ）的核素丰度总是高于具有奇数P或N的核素，这一规律称为Oddo －Ｈarkins(奥多--哈根斯)法则,亦即奇偶规律。 （４）.质量数为４的倍数（即α粒子质量的倍数)的核素或同位素具有较高丰度。此外还有人指出，原子序数(Ｚ）或中子数(N)为“幻数”（2、８、2０、50、82和1２6等)的核素或同位素丰度最大。例如，４He（Ｚ=2,N=2）、16Ｏ(Ｚ=8，N=8）、40Ｃa(Z=2０，N=20）和140Cｅ（Z=58,N=82）等都具有较高的丰度
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：
陨石研究表明，绝大多数降落至地球的陨石来源于小行星带，也有极少数来自其他天体，如月球和火星表面。 陨石的成分多种多样，有些几乎全部由金属组成，另一些几乎全部由硅酸盐组成。通常根据陨石中的金属含量先将陨石划分为三大类：石陨石、铁陨石和石铁陨石。石陨石按其中是否具球粒结构又分为球粒陨石和无球粒陨石。 球粒陨石与无球粒陨石以是否含硅酸盐类球粒来区分的。球粒陨石的最大特征是含球粒，具球粒构造。球粒一般由橄榄石和斜方辉石组成，球粒间的基质常由镍铁、陨硫铁、斜长石、橄榄石、辉石等组成。球粒陨石是最常见的一类陨石，据化学成分可划分为5个化学群：E群（顽辉石球粒陨石）、H群（高铁群普通球粒陨石，如我国的吉林陨石）、L群（低铁群普通球粒陨石）、LL群（低铁低金属普通球粒陨石）和C群（碳质球粒陨石）。H群、L群及LL群统称为普通球粒陨石。 碳质球粒陨石中的非挥发性组成代表了太阳星云的平均化学成分，其中高温与低温矿物分别以包裹体或基质的形式共存于陨石中。 碳质球粒陨石是球粒陨石中的一个特殊类型，含有碳的有机化合物分子，并且主要由含水硅酸盐组成。碳质球粒陨石按化学成分可划分为I，II和III三种（CI、CII和CIII）类型。碳质球粒陨石虽然十分稀少，但在探讨太阳系元素丰度方面却有特殊的意义。 太阳系元素丰度也存在一些明显的规律（地球元素丰度也遵循太阳系元素丰度的基本规律），可简单归纳为： （1）原子序数较低的范围内，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。 （2）原子序数为偶数的元素其丰度大大高于相邻原子序数为奇数的元素。具有偶数质子数（A）或偶数中子数（N）的核素丰度总是高于具有奇数A或N 的核素。这一规律称为奥多哈根斯法则，亦即奇偶规律。
构造地球化学探矿方法的 应用 Final approval draft on November 22, 2020
构造地球化学探矿方法的应用—以山东招远魏家沟 金矿床为例 摘要：通过对招远某些金矿的成矿预测研究，总结了构造地球化学探矿的理论和方法，并且以山东招远魏家沟金矿床为例详细阐述了工作程序，并对该方法的优、缺点作了总结。 关键词：构造地球化学探矿成矿预测金矿床 1 构造地球化学探矿的原理和工作方法 1.1 构造地球化学探矿的原理 构造地球化学晕，可以定义为“含矿溶液运移过程中在构造带内部及其两侧形成的元素异常带”。基于以上认识，在与成矿有关的断裂构造中按一定的构造地球化学晕取样网度系统采样化验，圈定构造地球化学晕（异常)，根据其形态、产状、规模及与成矿有利构造部位、金矿体关系，推测矿床边部和深部盲矿体存在的可能性，确定预测矿体的空间定位。 1.2 构造地球化学探矿的工作方法 1.2.1 样品采集 样品只在构造破碎蚀变带中采集，其网度依据矿床的实际情况而定。所采集样品投影到一定地质图件上，包括剖面图、平面图、垂直纵投影图等。 1.2.2 数据处理和解释 包括数据预处理、成矿指示元素确定和构造地球化学晕圈定与解释。数据预处理是将地质原始变量经过适当的变换，使之服从正态分布，常用的变换包括标准化变换、极差变换、对数变换、广义幂正态变换等［1］；成矿指示元素确定是通过统计分析得出一系列与成矿元素有相关关系的单变量或组合变量，用单变量或组合变量圈定成矿元素异常，达到减少工作量和工作成本的目的，常用的方法包括聚类分析和因子分析；构造地球化学晕的圈定和解释是将所变换的数据经过一定的处理(如趋势分析)，用计算机成图，所成的图件结合地质实际来判别异常，指出盲矿的空间定位。 2 实际应用 以山东招远魏家沟金矿床3号脉为例。 2.1 矿床地质特征 魏家沟金矿床位于胶东招掖金矿带北截—灵山沟断裂的中段，矿床断裂构造发育，矿脉成群出现，主要矿脉有1号、2号、3号、7号，矿体赋存在矿脉中，具较高的工业价值(图1)。 图1 魏家沟金矿床平面地质图 —玲珑花岗岩；Is—斜长角闪 Q－第四系；δμ—闪长玢岩；γm2 5
地球化学的学科特点 ●是地球科学的一部分：以地球、地壳及地质作用体系为研究对象。 ●研究的重点/方向：地球系统物质运动（含地质运动）中物质的运动规律。通过研 究和分析元素和同位素在地质体系中的行为和演变，应用地球化学的基本原理来 示踪地质体系运动的规律，例如：岩浆形成的深度、来源、矿床形成环境等等。 ●理论基础：化学类学科——无机化学、有机化学、物理化学、热力学、解析化学 等，此外还有物理性和数学等。 ●学科分支众多：海洋地球化学、生物地球化学、环境地球化学、区域地球化学、 个别元素地球化学、成岩成矿地球化学、同位素地球化学和地球化学热力学。 ●应用性强：比如环境地球化学是环境科学的核心（酸雨、臭氧空洞的形成、全球 变暖和温室效应），应用地球化学的方法和手段找矿。 ●年轻的发展中的科学（约100年的发展历史） 地球化学的基本问题 （1）地球系统中元素和同位素的组成（abundance and distribution）问题 （2）元素的共生组合和赋存状态问题 元素的共生组合：具有相同或相似迁移历史和分配规律的各种元素在地质体中有规律的组合。 （3）元素的迁移和循环 地球化学的迁移：元素的重新组合常伴随元素的空间位移及元素在系统不同部分状态的转化，该迁移涉及体系的物理化学条件和迁移介质特性等制约关系变化的动态过程。 （4）地球的历史和演化 通过元素或同位素的变异来揭示地质作用过程的特征，称为微量元素或同位素“示踪”。 ?X-射线荧光光谱（XRF） ?电感耦合等离子体发射光谱（ICP-AES） 丰度：指化学元素在地球化学系统（太阳、行星、陨石、地球、地圈、地壳）中的平均分布量。 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、某地区等）的整体总含量。 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或区段中的含量 分布是整体，分配是局部，两者是一个相对的概念，既有联系又有区别。 太阳系元素丰度具有以下规律： （1）.H和He是丰度最高的两种元素，这两种元素几乎占了太阳中全部原子数目的98％（2）.原子序数较低的元素区间，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区间（Z＞45）各元素丰度值很相近 （3）.原子序数为偶数的元素其丰度大大高于相邻原子序数为奇数的元素。具有偶数质子数（P）或偶数中子数（N）的核素丰度总是高于具有奇数P或N的核素，这一规律称为Oddo －Harkins（奥多--哈根斯）法则，亦即奇偶规律。 （4）.质量数为4的倍数（即α粒子质量的倍数）的核素或同位素具有较高丰度。此外还有人指出，原子序数（Z）或中子数（N）为“幻数”（2、8、20、50、82和126等）的核素或同位素丰度最大。例如，4He（Z=2，N＝2）、16O（Z=8，N=8）、40Ca（Z=20，N=20）和140Ce（Z=58，N=82）等都具有较高的丰度 （5）.Li、Be和B具有很低的丰度，属于强亏损的元素。 （6）.而O和Fe呈现明显的峰，为过剩元素。 太阳系元素丰度与元素原子结构及元素形成的整个过程之间存在着某种关系
构造地球化学观测及在地震中应用 SB18007006 李军辉 0 引言 地壳深部的气体，主要是沿着断层破碎带由深部向地表迁移，沿着裂隙垂直向地表排出。土壤气中氡来源有两部分：一是取样部位岩土中放射物质衰变产生的Rn；二是沿断层迁移的Rn，前者与取样部位岩土性质有关，后者与断层性质有关。研究结果表明，断层上土壤氡气的含量明显高于断层外气氡的含量，根据这一特征可判断断层的位置。因此，通过对地表的断层带气体测量就有可能探测出断层的分布（汪成民等，1991；王广才2002）。 我国在北京、天津、上海等10多个省份广泛应用断层气观测技术，探测了很多活动断裂，在活动断裂上测出了断层气高值异常，而且在断层的产状、规模、活动性等分析方面也进行了相关的探索，使断层气观测技术已成为我国隐伏断裂探测中不可缺少的技术（丁国瑜等，1992；邓启东等，2003）。 活动断裂附近的土壤中Rn被岩石、土壤颗粒表面吸附，溶解于地下水并随着地下水迁移等过程，受到环境温度、压力等条件影响，在地震孕育过程中，应力场发生改变时，地下气氡的含量将发生显著地变化，因此，Rn成为重要的地 震监测指标。在非火山地区土壤气CO 2高含量则是由深断裂造成的，所以CO 2 也 可以作为确定构造活动和地震危险性的指示。土壤中Rn、CO 2 等气体浓度异常是是寻找地震活动断裂带非常有效的方法（车用太等，2002；Ciotoli 2007；Annunziatellis 2003）。 1、测量仪器及方法 1.1 测量仪器 土壤中气氡的测量仪器为Alpha GUARD P2000测氡仪，仪器灵敏度50cpm/KBq/m3，仪器校准误差小于3%；此外，部分测点还利用安捷伦490气相 色谱仪检测土壤中气体组分的含量，包括CO 2、H 2 、He等。 1.2 测量方法 首先用钢钎打直径5cm,深100cm导向孔后，然后插入取样器，用橡皮管将仪器与取样器连接，排出橡皮管及取样器内残留气体后开始测土壤中气体的含量。取样体积为1L/min，采样率1min。在测线的选择上，所布设的测线遵循尽量垂
地球化学专业博士研究生培养方案 一、培养目标 1.掌握马克思列宁主义、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系，热爱祖国，遵纪守法，品行端正，诚实守信，实事求是，具有较强的事业心和良好的学风，追求新知、勇于创新，积极为国家现代化建设服务。 2.掌握本学科坚实的基础理论和系统的专门知识；具有独立从事科学研究和教学工作、组织解决重大实际问题的能力，并在科学研究或专门技术上做出创造性的成果。 3.至少掌握一门外国语，能熟练阅读外文资料，具备用外文撰写学术论文和进行国际学术交流的能力。 二、研究方向 地球化学专业是地质学一级学科（学科代码：0709）下设的二级学科（学科代码：070902），设以下4个研究方向。 1.化学地球动力学 综合地质、地球化学方法，研究不同地质时期岩石的地质、地球化学特征，阐明岩石形成与板块构造和岩石圈构造演化的关系。 2.岩石地球化学 采用地球化学和实验地球化学方法，研究元素和同位素在岩浆作用、变质作用、沉积作用和表生作用中的存在相态和元素分配理论，示踪地质作用的发生发展过程，阐明岩石成因及其形成环境。 3.资源环境地球化学 研究元素在地球各圈层中的时空分布规律和迁移与沉淀、分散与富集的物理化学条件，揭示区域成矿规律，探索元素地球化学过程与自然环境质量和生态效应关系。 4.行星岩石与地球化学 通过陨石和航天器对类地行星直接或间接分析获得的数据资料进行研究，研究类地行星——月球、火星等星球的岩石以及元素、同位素等物质组成，揭示类地行星的形成与演化。 三、学习年限 1.全日制脱产博士生的基础学制为3年。 2.在职博士生的基础学制为4年。 3.对于提前达到培养目标、完成学业并做出创造性成果的博士研究生，经本人申请，导师同意，学院审批后报研究生院批准，允许提前答辩并申请学位；由于客观原因不能按时完成学业者，由博士研究生本人提出申请，导师同意，学院审批，报研究生院批准，可延长学习年限，但延长时间一般不得超过2年。未提出延长报告或申请延长期满仍未完成博士论文答辩者，均按结业处理。具体事宜详见“吉林大学关于研究生提前或延期进行学位论文答辩的暂行规定”。 四、课程设置（附表）
地球化学 一．名词解释 1. 异戊二烯型化合物：由一个个异戊二烯单元头尾相连重复组合而成一类化合物，它广泛存在于生物体、近代沉积物、古代沉积岩以及原油中。 2. 萜类：环状的异戊二烯型化合物。 3.同位素效应：由于同位素不同，引起单质或化合物在物理、化学性质上发生微小变化的现象，称为同位素效应。 4.同位素分馏：在各种自然过程中，由于同位素的效应引起同位素相对含量在不同相之间的变化。 5.干酪根：沉积物和沉积岩中不溶于非氧化性的无机酸、碱和常用有机溶剂的一切有机质。 6.腐殖质：指土壤和现代沉积物中不能水解的、不溶于不溶于有机溶剂的有机质。 7.低熟油：指所有非干酪根晚期热降解成因的各类低温早熟的非常规石油。 8.生物标志物：是沉积物（岩）、原油、油页岩和煤中那些来源于生物体，在有机质演化过程中具有一定稳定性，没有或很少发生变化，基本保存了原始生化组分的碳骨架，记载了原始生物母质特殊分子结构信息的有机化合物。 9.质谱法：通过研究分子量和离子化的分子碎片来认识分子结构的一种现代分析技术（以高能电子将单个分子击碎，用碎片的质量组成特征，推测分子的结构组成和分子量，以达到分子鉴定的目的）。 10.质谱法（棒图）：将每一次扫描的记录，应用质荷比对检测器响应值作图，就可以得到由色谱分离的某一种化合物的质谱图。 11.质量色谱图： 12.总离子流图： 13.生物成因气： 14.热成因气： 二．简答题 1.生物有机质的化学组分 碳水化合物 脂类 蛋白质和氨基酸 木质素和丹宁 2.异戊二烯单元的结构及简单组合、拆分 3.富沉积有机质的沉积环境
4.C 、O 同位素丰度的表示方法 5.自然界中碳同位素分馏的几种方式和结果 6.干酪根的光学显微组分分类 主要（1）统计腐泥组和壳质组之和与镜质组的比例； 采用（2）采用类型指数(T 值)来划分，具体方法是将鉴定的各组分相对百分含量代入下式， 计算出T 值，再依据表中的分类标准划分类型。 两种 方法 以透射光为基础的干酪根显微组分分类 组 分 亚 组 分 腐泥组 无定形—絮状，团粒状，薄膜状有机质 藻质体 孢粉体—孢子、花粉、菌孢 树脂体 壳质组 角质体 木栓质体 表皮体 镜质组 结构镜质体 无结构镜质体 惰质组 丝质体 7.干酪根研究的常用测试方法 干酪根研究的常用方法 直接方法：显微镜 SEM ——scanning electronic microscope 荧光显光镜 IR 吸收光谱 X-ray 核磁共振（NMR ），顺磁共振(ESR) （不破坏干酪根，根据其物理特性来研究干酪根的性质、结构） 间接方法：元素分析 稳定同位素 热解分析（热失重、热模拟、热解—-色谱） 超临界抽提、氧化分解 100 )100()75()50()100(-?+-?+?+?=惰质组含量镜质组含量壳质组含量腐泥组含量T
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．应用地球化学的研究内容及方法 （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％）
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。