元素丰度与克拉克值
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自然地理学名词总汇(一)1.地壳:是地球硬表面以下到莫霍面之间由各类岩石构成的壳层,在大陆上平均厚度35km,在大洋下平均厚5km。
2.克拉克值:把化学元素在地壳中的平均含量百分比称为克拉克值,即元素的丰度。
3.矿物:矿物是单个元素或若干元素在一定地质条件下形成的具有特定化学成分和物理性质的化合物,是构成岩石的基本单位。
矿物是人类生产资料和生活资料的重要来源之一,是构成地壳岩石的物质基础。
4.岩石:是在各种地质作用下按一定方式结合而成的矿物集合体,是构成地壳及地幔的主要物质。
岩石是地质作用的产物,又是地质作用的对象。
根据成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。
5.岩浆岩:是由岩浆凝结形成的岩石。
岩浆是在地壳深处或上地幔天然形成的、富含挥发组分的高温粘稠的硅酸盐熔浆流体,是形成各种岩浆岩和岩浆矿床的母体。
岩浆的发生、运移、聚集、变化及冷凝成岩的全部过程,称为岩浆作用。
6.沉积岩:是由成层堆积于陆地或海洋中的碎屑、胶体和有机物质等疏松沉积物固结而成的岩石。
沉积岩具有层理,富含次生矿物、有机质,并有生物化石。
7.层理:是指岩石的矿物成分、结构、粒度、颜色等性质沿垂直于层面方向变化而形成层状构造,即表现出来的成层性。
层理可分为:水平层理、波状层理、交错层理等。
8.构造运动:主要是地球内动力引起的地壳机械运动,但经常涉及更深的构造圈。
可使地壳乃至岩石圈变形、变位,形成各种地质构造,又称岩石圈的运动,可以促进岩浆活动和变质作用。
构造运动的基本方式:水平运动和垂直运动。
9.褶皱:岩层在侧向压应力作用下发生弯曲的现象成为褶皱。
褶皱能直接反映构造运动的性质和特征。
基本形态有背斜和向斜两种。
10.断裂:岩石,特别是脆性较大和靠近地表的岩石,因所受应力超过自身强度而发生破裂,使岩层连续性遭到破坏的现象称为断裂。
虽破裂但破裂面两侧岩块未发生明显滑动、位移的断裂构造叫做节理。
岩块沿着断裂面有明显位移的则称断层。
11.火山喷发:即岩浆喷出地表,是地球内部物质和能量快速猛烈的释放形式。
地球表层化学元素丰度一、丰度的概念:即为该元素在自然体中的丰富程度abundance of elements),是指一种化学元素在某个自然体中的重量占这个自然体总重量的相对份额(如百分数)。
丰度表示方法主要分为重量丰度、原子丰度和相对丰度。
二、定义:同位素在自然界中的丰度,又称天然存在比,指的是该同位素在这种元素的所有天然同位素中所占的比例。
丰度的大小一般以百分数表示;人造同位素的丰度为零。
周期表上所列的原子量实际上是各种同位素按丰度加权的平均值,这是因为各种同位素在自然界中往往分布的比较均匀,取平均值计算比较准确。
一种化学元素在某个自然体中的重量占这个自然体总重量的相对份额(如百分数),称为该元素在自然体中的丰度。
三、研究地球表层化学元素丰度的意义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?地壳与地幔中的主要元素有什么不一样?生命体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规律。
元素丰度是每一个地球化学体系的基本数据,可在同一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,了解元素动态情况,从而建立起元素集中、分散、迁移活动等一些地球化学概念。
从某种意义上来说,也就是在探索和了解丰度这一课题的过程中,逐渐建立起近代地球化学。
四、发现历史自从1889年F.W.克拉克发表元素在地壳中的平均含量的资料以来,人们已经积累了大量有关陨石、太阳、恒星、星云等各种天体中元素及其同位素分布的资料。
1937年,戈尔德施米特首次绘制出太阳系的元素丰度曲线。
1956年,修斯和尤里根据地球、陨石和太阳的资料绘制出更详细、更准确的元素丰度曲线。
1957年,伯比奇夫妇、福勒和霍伊尔就是以该丰度曲线为基础,提出他们的核合成假说的。
四十年代,人们只知道大多数恒星的化学组成与太阳相似,因而就认为分布在整个宇宙的元素丰度可能是一样的。
名词解释克拉克值:指元素在地壳中的平均含量(常用单位有%,ppm,ppb,ppt)。
地球化学体系:根据研究需要把所要研究的对象(特定的物质区域)看作是一个地球化学体系,每个地球化学体系都有一定的空间,都处于特定的物理化学状态(T、P等),并且有一定的时间连续。
元素丰度:将元素在宇宙体或者较大的地球化学体系中的平均含量称之为丰度。
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。
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他质点(原子、离子、络离子或分子)所占据而只引起晶格常数的微小改变,晶格构造类型、化学键类型、离子正负电荷的平衡保持不变或相近的现象。
元素的地球化学亲和性: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特性。
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。
共同离子效应:在难溶化合物的饱和溶液中加入含有同离子的易溶化合物时,难溶化合物的饱和溶液的多相平衡将发生移动,原难溶化合物的溶解度将降低。
水-岩化学作用:由于地壳上部与水圈直接接触,两者之间发生的化学作用统称为水-岩化学作用。
水-岩化学作用是地表条件下范围广泛和极为活跃化学作用,对地表系统元素的组成、演化及循环具有重要影响。
水-岩化学作用主要发生在地壳上部,可一直延伸到上地幔。
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。
共同离子效应:当在难溶化合物的饱和溶液中加入与该化合物具有相同离子的易溶化合物时,原难容化合物的溶解度将会降低,称为—。
总分配系数(D i):为了解微量元素在岩石与熔体间的分配行为,需计算微量元素在由不同矿物组成的岩石和熔体间的总分配系数。
地球科学概论一,名词解释1.将古论今:根据保留在地层和岩石中的各种痕迹和现象,结合现在正在发生的各种地质现象来分析和推断地质历史时期各种地质事件的存在和特征的方法。
2.克拉克值和丰度:地壳中50余种元素的平均含量称克拉克值。
化学元素在宇宙或地球化学系统中的平均含量称丰度。
3.解理:矿物受力后沿一定的结晶方向裂开成光滑平面的性质。
条痕:矿物在无釉的白色瓷板上磨划时留下的粉状颜色。
断口:矿物受力后在解理面以外的裂开面。
4.地质作用:由自然动力引起地球(主演要地幔和岩石圈)的物质组成、内部结构、构造和地表形态变化和发展的作用。
5.地层层序律:地层层序正常的条件下,下伏岩层老、上覆岩层新,利用地层的上下关系来确定相对年代的方法。
6.变质作用:原岩处在特定地质环境中,由于物理化学条件的改变,其在固态下改变其矿物成分、结构和构造,从而形成新岩石的过程。
经变质作用所形成的岩石称变质岩。
7.地质构造:组成地壳的岩层或岩体受力而发生变位、变形留下的形迹。
8.构造运动:主要由地球内力引起岩石圈的机械运动。
9.结晶分异作用:岩浆冷凝过程中,各种矿物按结晶温度不同而先后分离出来。
10.重结晶作用:岩石在固态下同种矿物经过有限的颗粒溶解、组分迁移,而又重新结晶成粗大颗粒的作用,但并未形成新矿物。
11.地球岩石圈物质的快速震动叫地震,地表以下始发震动的位置叫震源,地表上任一点到震中的水平距离叫震中距,震源到地面任一点的距离叫震源距,地面及房屋建筑物遭受破坏的程度叫地震烈度。
12.风化作用:由于温度的变化,大气、水和水溶液以及生物的生命活动等因素的影响,使地壳表层的岩石、矿物在原地发生物理或化学变化,从而形成松散堆积物的过程。
13.土壤:风化壳的表层,它是由各种风化作用的产物再经过生物风化作用改造而形成的,其主要特点是富含腐殖质。
(分为表层、淋积层、淀积层)14.风化壳:残积物和土壤在地表形成的一个不连续薄层称为风化壳。
15.准平原化:当一个地区在相当长的历史阶段中地壳保持稳定或处于缓慢的沉降状态,由于高地受到剥蚀,低地接受沉积,在此双重作用下,地形可能达到最小限度的波状起伏。
地壳元素丰度研究进展1 地壳元素丰度的概念地壳元素丰度又称克拉克值(CLARKE value),一种表示地壳中化学元素平均含量的数值。
根据美国化学家和矿物学家克拉克(F.W.CLARKE)的姓氏命名。
根据表示方法的不同,又分重量克拉克值、原子克拉克值等。
1889~1924年间克拉克及其同事完成了地球各洲大量岩石和矿物样品的化学分析,并计算了50个元素的平均含量,获得主要元素的丰度值。
随着地球化学的发展,实验技术和分析方法的改善,现在地质学家们已经提出了几乎所有天然元素的克拉克值。
地壳元素丰度是重要的地球化学基础数据,它标志地壳做为一个地球化学系统化学成分的总特征,决定了地壳中发生的各种地球化学作用的背景,也提供了一个衡量元素集中分散变化程度的标尺。
与宇宙丰度规律相比,地壳中元素丰度随原子序数增大丰度值减小和偶序数元素丰度大于奇序数元素的规律基本一致。
差异主要是氢、氦、氖、氮等气体元素明显较贫,而铝、钾、钠相对较富,这与地球形成、演化过程中气态元素的散失和较轻、易熔的碱金属铝硅酸盐在地球表层富集有关。
2 地壳元素丰度的研究意义(1)元素克拉克值是元素一项重要的地球化学参数,作为背境,它能提供元素在地壳某区段富集和分散及其程度的信息。
元素的克拉克值也是影响元素地球化学行为的重要因素。
元素的丰度在某种程度上制约了元素参与地球化学过程的浓度,从而支配着元素的地球化学行为。
例如,化学性质相当近似的碱金属元素Na,K,Rb,Cs,由于它们的丰度不同,在地壳地球化学过程中有很不相同的行为。
对于丰度高的K和Na,它们在各种体系中都可有较大的浓度,可以形成独立矿物。
(2)根据地壳丰度值可以计算出地球化学性质相似或地球化学有关的元素对之间的平均比值。
如V/Fe,Ni/Cr,Ni/Co,Se/S,Te/Ce,Zr/Hf,Nb/Ta,K/Rb,U/Pb,Th/U,Rb/Sr,Sm/Nd 等等。
岩石、矿床中这些元素的比值比它们的绝对量要重要得多。
丰度元素在宇宙体或地球化学系统中的平均含量克拉克值:元素在地壳中的丰度,称为克拉克值元素地球化学亲和性:指元素形成阳离子的能力及阳离子在自然体系中有选择地与某阴离子化合的倾向性亲氧性(亲石性)倾向与氧结合形成氧化物或含氧盐的元素亲硫性(亲铜性) 倾向与硫结合形成硫化物或硫酸盐的元素亲铁性---指元素以金属状态产出的一种倾向性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;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。
δEu 异常:δEu= E u/Eu* =Eu N/【(SmN+GdN)/2 】反应E u异常的程度,N为该元素球粒陨石标准化值,一般还原条件下δEu负异常。
δCe 异常:δCe =C e/Ce*=Ce N/【(LaN+PrN)/2】反应C e异常的程度,N为该元素球粒陨石标准化值,一般氧化条件下δCe正异常。
同位素分馏作用:轻稳定同位素(Z<20 )的相对质量差较大(ΔA / A≥10%),在地质作用中由于这种质量差所引起的同位素以不同的比值分配到两种物质或两相中的现象,称为同位素分馏作用。
例如水蒸发时,水蒸气富集H216O,而残余水相中则相对富集D216O和H218O 。
类质同象某些物质在一定的外界条件下结晶时,晶体中的部分构造位置随机地被介质中的其它质点(原子、离子、配离子、分子)所占据,结果只引起晶格常数的微小改变,晶体的构造类型、化学键类型等保持不变的现像称为“类质同象”元素的赋存形式指元素在一定的自然过程或其演化历史的某个阶段所处的状态及与共生元素间的结合关系简单分配系数、能斯特分配系数在温度、压力一定的条件下,微量元素i(溶质)在两相平衡分配时其摩尔浓度比为一常数(K D ),K D 称为分配系数。
元素的同位素比值是元素中各同位素丰度之比。
该元素的重同位素原子丰度与轻同位素原子丰度之比同位素分馏轻稳定同位素(Z>20)的相对质量差较大(大多ΔA/A≧10%),在地质作用过程由于质量差引起的共存两种物质或两种物相间同位素相对丰度或同位素组成存在差异的现象。
重要名词解释部分简单地壳:是地球硬表面以下到莫霍面之间由各类岩石构成的壳层,在大陆上平均厚度35km,在大洋下平均厚5km。
地壳厚度差异很大。
地壳由沉积壳、花岗质壳层与玄武质壳层组成。
克拉克值:把化学元素在地壳中的平均含量百分比称为克拉克值,即元素的丰度。
各种元素丰度不一。
高丰度元素的地球化学行为对地壳的矿物组成将发生积极影响。
矿物:矿物是单个元素或若干元素在一定地质条件下形成的具有特定化学成分和物理性质的化合物,是构成岩石的基本单位。
层理:是指岩石的矿物成分、结构、粒度、颜色等性质沿垂直于层面方向变化而形成层状构造。
即表现出来的成层性。
层理可分为:水平层理、波状层理、交错层理等。
变质作用:固态原岩因温度、压力及化学活动性流体的作用而导致矿物成分、化学结构与构造的变化统称为变质作用。
温度、压力和化学活动性是控制变质作用的三个主要因素。
整合:指两套地层的产状完全一致,相互平行,地层时代也是连续的。
这种关系反映当时当地没有发生显著的升降差异运动。
假整合(平行不整合):两套地层的产状平行,而地层的时代不连续,即其间有地层缺失。
这种关系表明它曾发生过显著的升降运动。
上升时使老地层形成风化剥蚀面(即不整合面),中间缺失的地层标志地壳上升的其间亦有地层缺失。
这反映出老地层沉积后曾发生过显著的水平运动(褶皱)和上升运动(受剥蚀),中断沉积后它又下降接受沉积,形成了上覆新地层。
丹霞地貌:我国第三系红色砂砾岩产状平缓,遭受侵蚀后形成顶平、坡陡、形状奇特而多样化的地貌形态。
如河北省承德附近的双塔山、棒槌山,广东北部的丹霞山等。
以广东北部丹霞山最为典型,故称为丹霞地貌。
单面山:山脊走向与岩层走向一致,两坡明显不对称,与岩层倾向相同的山坡及顺向坡坡面平整、坡较稳且坡体较稳定,与倾向相反的山坡即逆向坡坡面不平整、坡度较陡且坡体不稳定。
猪背岭:因岩层倾角一般大于40°,因而脊峰更突出,但两坡较对称。
褶曲:岩层在侧向压应力作用下发生弯曲的现象称为褶皱,其中单个弯曲则叫褶曲。
07-10年地球化学真题及答案---名词解释1、克拉克值:元素在地壳中的丰度(平均含量)称为克拉克值。
2、地壳的丰度:指元素在宇宙体或较大的地质体中整体(母体)的含量。
3、类质同像:某些物质在一定的外界条件下结晶时,晶体中的部分构造位置随机的被晶体中的其他质点(原子、离子、配离子、分子)所占据,结果只引起晶格常数的微小改变,晶体的构造类型、化学键类型等保持不变,这一现象称为类质同像。
4、同质多象:同一化学成分的物质,在不同的外界条件(温度、压力、介质)下,可以结晶成两种或两种以上的不同构造的晶体,构成结晶形态和物理性质不同的矿物,这种现象称同质多像。
5、常量元素:即主量元素,其是一个相对概念,通常将自然体系中含量高于0.1%的元素称为常量元素。
它们与氧结合形成的氧化物(或氧的化合物),是构成三大类岩石的主体,因此又常被称为造岩元素。
6、微量元素:微量(minor)或痕迹(trace)元素是一个相对概念,通常将自然体系中含量低于0.1%的元素称为微量元素。
7、不相容元素:在岩浆结晶作用过程中,那些不容易以类质同象的形式进入固相(造岩矿物)的微量元素,称为相容元素。
总分配系数D i<1的元素称为不相容元素,在熔体中富集。
8、相容元素:在岩浆结晶作用过程中,那些容易以类质同象的形式进入固相(造岩矿物)的微量元素,称为相容元素。
总分配系数D i>1的元素称为相容元素,在熔体中贫化。
9、分配系数:在温度、压力一定条件下,微量元素i(溶质)在两相平衡分配时其浓度比为一常数(K D), K D称为分配系数。
10、同位素:核内质子数相同而中子数不同的同一类原子。
11、稳定同位素:原子核稳定,其本身不会自发进行放射性衰变或核裂变的同位素。
12、同位素分馏:同位素以不同比例分配于不同物质或物相的现象。
13、分馏系数:达到同位素交换平衡时,共存相间同位素相对丰度比值为一常数,称分馏系数。
14、SMOW:标准平均大洋水,是氢和氧同位素的世界统一标准。