《地球化学》练习题2要点
- 格式:doc
- 大小:133.50 KB
- 文档页数:14
考试题型1、名词解释(共30分,10个,每个3分)2、简答题(共20分,4个,每个5分)3、分析题(共20分,2个,每个10分)4、作图计算题(共30分,2个,每个15分)复习总方向A:基本概念、观点或理论→名词解释、简答题B:基本现象(地球化学现象)→分析题C:基本方法(主要是地球化学数据处理)→作图计算题绪论1、基本概念:地球化学;2、地球化学研究的基本问题;(知识点考查:A类)第一章太阳系的元素丰度1、基本概念:地球化学体系、元素的丰度;2、元素的丰度研究意义;3、陨石的分类及研究意义;4、太阳系元素丰度规律;(知识点考查:A类)第二章地球的化学组成1、基本概念:元素克拉克值、浓度克拉克值、元素的浓集系数、原始地幔、亏损地幔、富集地幔;2、地球的圈层结构及其主要元素组成;3、元素克拉克值研究地球化学意义;4、大陆地壳化学组成研究方法;5、地壳的化学组成特征;(知识点考查:A类)第三章元素的晶体化学性质与结合规律1、基本概念:类质同象、元素的地球化学亲和性、八面体择位能;2、元素的地球化学分类;3、元素结合的基本规律及控制因素;4、类质同象置换条件、法则及研究意义;(知识点考查:A类、B类)第四章元素的地球化学迁移1、基本概念:元素地球化学迁移、活度积、共同离子效应、盐效应、标准氧化-还原电位、地球化学梯度、地球化学障、矽卡岩化;2、水-岩化学作用的基本类型;3、活度积原理及其应用;4、体系物理化学环境对水-岩化学作用的影响;5、风化过程中的水-岩化学作用(知识点考查:A类、B类)第五章微量元素地球化学1、基本概念:微量元素、相容元素、不相容元素、高场强元素、低场强元素/称大离子亲石元素、能斯特分配系数、δEu、δCe;2、亨利定律- 稀溶液定律;3、分配系数的影响因素及应用;4、结晶分异和部分熔融过程定量模型;5、稀土元素分类、组成数据的表示、表征REE组成的参数、REE模式的解释;6、微量元素的示踪;(知识点考查:A类、B类、C类)第六章放射性同位素地球化学1、基本概念:半衰期、等时线年龄、模式年龄、内部等时线、封闭温度、εSr(t) ;2、同位素地球化学研究领域;3、放射性衰变定律及同位素定年原理;4、同位素定年的基本假设;5、Rb-Sr测年及Sr同位素示踪、Sm-Nd测年及Nd同位素示踪、U-Th-Pb同位素测年及Pb同位素示踪;(知识点考查:A类、B类、C类)第七章稳定同位素地球化学1、基本概念:同位素丰度、δ值(D、18O、13C、34S)、同位素分馏;2、自然界存在三种类型的同位素分馏;3、同位素地质温度计;4、大气降水同位素组成表现为四种效应;5、H、O、C、S同位素的示踪应用;(知识点考查:A类、B类、C类)绪论1.地球化学是研究地球及子系统(含部分宇宙体)的化学组成、化学机制(作用)和化学演化的科学。
地球化学考试复习资料第一部分课后习题及答案绪论1. 简要说明地球化学研究的基本问题。
1)地球系统中元素及同位素的组成问题;2)地球系统中元素的组合和元素的赋存形式;3)地球系统各类自然过程中元素的行为(地球的化学作用)、迁移规律和机理;4)地球的化学演化,即地球历史中元素及同位素的演化历史。
2. 简述地球化学学科的研究思路和研究方法。
1)自然过程在形成宏观地质体的同时也留下了微观踪迹,其中包括了许多地球化学信息;2)自然界物质的运动和存在状态是环境和体系介质条件的函数;3)地球化学问题必须至于地球或其其子系统中进行分析,以系统的组成和状态来约束作用的特征和元素的行为。
地球化学研究方法:反序法和类比法第一章太阳系和地球系统的元素丰度1.简述太阳系元素丰度的基本特征.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。
3)质量数为4的倍数的核类或同位素具有较高的丰度,原子序数或中子数为“约数”(2、8、20、50、83、126等)的核类或同位素分布最广、丰度最大。
4)锂、铍、硼元素丰度严重偏低,属于强亏损的元素。
5)氧和铁元素丰度显著偏高,它们是过剩元素。
6)含量最高的元素为H、He,这两种元素的原子几乎占了太阳中全部原子数目的98%。
2.简介地壳元素丰度特征.1)地壳元素丰度差异大:丰度值最大的元素(O)是最小元素(Rn)的1017倍;丰度值最大的三种元素之和达82.58%;丰度值最大的九种元素之和达98.13%;2)地壳元素丰度的分布规律与太阳系基本相同。
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Na。
地球化学复习题
1. 地球化学的定义是什么?
2. 地球化学研究的主要领域有哪些?
3. 描述地球化学循环的过程。
4. 地球化学元素在地壳中的分布规律是什么?
5. 什么是地球化学异常?它在地质勘探中的作用是什么?
6. 地球化学分析的主要方法有哪些?
7. 简述地球化学在环境科学中的应用。
8. 地球化学在矿产资源勘探中如何发挥作用?
9. 什么是同位素地球化学?它在研究地球历史中的作用是什么?
10. 描述地球化学在水文学中的应用。
11. 地球化学如何帮助我们理解地球内部结构?
12. 什么是地球化学的生物地球化学循环?
13. 地球化学在农业中的应用有哪些?
14. 简述地球化学在石油和天然气勘探中的作用。
15. 地球化学在海洋科学中如何应用?
16. 描述地球化学在大气科学中的应用。
17. 地球化学如何帮助我们理解地球的气候系统?
18. 地球化学在灾害地质学中的作用是什么?
19. 什么是地球化学的热液循环?
20. 地球化学在土壤科学中的应用有哪些?
21. 地球化学如何帮助我们评估和修复污染场地?
22. 简述地球化学在材料科学中的应用。
23. 地球化学在考古学中的应用有哪些?
24. 描述地球化学在生物医学研究中的作用。
25. 地球化学在宇宙化学中的应用是什么?。
1、元素的浓集系数指某元素在矿床中的最低可采品位作为它在该地质对象中的平均含量,计算它与克拉克值的比值,即为该元素的浓集系数。
2、微迹元素指不作为体系中任何相的主要组分(化学计算)存在的元素。
大多数地质作用中含量小于0.1%的呈微量或痕量(<0.1wt%)的元素。
严格定义:只要元素在所研究的客体(地质体,岩石,矿物等)中的含量低到可以近似地用稀溶液定律描述其行为,可称为微迹元素。
3、戈尔德斯密特矿物相律在自然条件下,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,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。
4、能斯特分配定律在给定的溶质、溶剂及温度和压力情况下,微迹元素i在两相间的浓度比例为常数,且与i的浓度无关(在一定的浓度范围内),只与温度和压力有关。
当两相均为凝聚相时,KD受压力影响较小,而与温度的关系则较为显著。
两相中的浓度比值就是能斯特分配系数,只适用于稀溶液或微迹元素的分配。
5、放射性同位素衰变定律放射性衰变定律:单位时间内放射性同位素衰变的原子数与现存的放射性母体原子数成正比,或衰变速率正比于现存母体原子数。
设某自然体系现在的母体同位素原子数为P,在自然体系形成时的母体同位素原子数为P0,体系形成到现在的时间间隔为t:dPdt=-λP ,式中:λ-衰变常数,表示单位时间内原子发生衰变的概率。
6、何谓Craig线在自然界水的δ18O-δD氧、氢同位素组成判别图解上,δD=8δ18O+10的一条直线称为Craig线, 也叫大气降水线。
表示由SMOW(标准大洋平均海水)到极地大气降水氢氧同位素组成呈现由低纬度向高纬度,δ18O和δD逐渐减小的线性变化,这种规律产生的原因是平衡条件下D/H的分馏约为18O/16O的8倍,所以大气降水线的斜率约为8。
7、元素的克拉克值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.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。
地球化学复习题答案
1. 地球化学是研究什么的学科?
地球化学是研究地球及其大气层的化学组成、化学过程和化学演化的科学。
2. 什么是地壳中的元素丰度?
地壳中的元素丰度是指地壳中各种元素的相对含量,通常以质量百分比或原子百分比表示。
3. 地球化学循环包括哪些主要过程?
地球化学循环包括风化作用、侵蚀作用、搬运作用、沉积作用、成岩作用、变质作用和岩浆作用等。
4. 什么是同位素地球化学?
同位素地球化学是利用同位素的丰度变化来研究地球物质的来源、过程和历史。
5. 地球化学中如何定义岩石的类型?
岩石的类型可以根据其矿物组成、结构、构造和形成环境等特征来定义。
6. 什么是地球化学异常?
地球化学异常是指地球化学元素或同位素的分布与背景值相比显著偏离的现象,通常与矿床、油气藏等地质体的存在有关。
7. 地球化学勘探的目的是什么?
地球化学勘探的目的是通过对地表或地下样品的化学分析,发现和评价矿产资源、环境问题和地质构造等。
8. 什么是地球化学示踪?
地球化学示踪是指利用地球化学元素或同位素的特定特征来追踪物质
的来源、迁移路径和过程。
9. 地球化学中的生物地球化学循环是什么?
生物地球化学循环是指生物体与地球环境之间元素的交换和循环过程,涉及生物吸收、转化、释放和沉积等环节。
10. 地球化学研究在环境科学中有哪些应用?
地球化学研究在环境科学中的应用包括污染物的来源识别、环境风险
评估、生态系统健康监测和环境修复技术的开发等。
绪论1、地球化学的定义:地球化学是研究地球及子系统(含部分宇宙体)的化学组成、化学机制(作用)和化学演化的科学。
2、地球化学的研究的基本问题及研究思路:基本问题:第一: 元素(同位素)在地球及各子系统中的组成(量)。
第二: 元素的共生组合和存在形式(质)。
第三: 研究元素的迁移(动)。
第四: 研究元素(同位素)的行为。
第五: 元素的地球化学演化。
地球化学研究思路:通过观察原子之微,以求认识地球和地质作用之著。
3、地球化学研究方法的特点:遵循地球科学的思维途径、地球化学思维、具备相应的测试装置。
第一章1.太阳系、地壳元素的丰度特征:地壳元素丰度特征:1)元素相对平均含量极不均匀2)克拉克值大体随原子序数增大而减小。
地壳中元素丰度不仅取决于元素原子核的结构和稳定性(决定宇宙中元素丰度的因素),同时又受地球形成前、地球形成时以及地球存在时期物质演化和分异的影响。
2.地球化学体系、丰度、分布与分配:按照地球化学的观点,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空间,都处于特定的物理化学状态,并且有一定的时间连续。
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;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。
体系中元素的丰度值实际上只是对这个体系里元素真实含量的一种估计,是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)。
3.元素克拉克值及研究地球化学意义:元素克拉克值是元素在地壳中的丰度,反映了地壳的平均化学成分,决定着地壳作为一个物理化学体系的总特征及地壳中各种地球化学过程的总背景。
意义:1. 控制元素的地球化学行为2. 地壳克拉克值可作为微量元素集中、分散的标尺3.元素克拉克值是进行矿产资源评价的重要指标。
4.大陆地壳化学组成研究方法:岩石平均化学组成法、细粒碎屑沉积岩法、大陆地壳剖面法、区域大规模取样和分析、火山岩中深部地壳包体研究法、地球物理法。
地球化学作业习题1、为什么硅酸盐矿物中K的配位数经常比Na的配位数大?答: K和Na都属于碱性元素,其离子半径分别为:1.38A和1.02A(Krauskopf et al,1995)或1.59和1.24A(Gill,1996)。
以与阴离子O2-结合为例,O2-离子半径1.40A(Krauskopf et al,1995)或1.32(Gill,1996),根据阳离子与氧离子半径比值与配位数关系,K+/O2-=0.9857, Na+/O2-=0.7286,由于等大球周围有12个球,而在离子晶体中,随阳离子半径的较小,为达到紧密接触,因此配位数也要减少,因此,在硅酸盐矿物中K的配位数经常比Na的配位数大,前者与氧的配位数为8,12,而后者为6,8。
2、 Zn2+和Mg2+的离子半径相近,但在天然矿物中,前者经常呈四面体配位,后者则常呈八面体配位,为什么?答:这是由于二者地球化学亲和性差异造成的,Mg2+离子半径0.72A,Zn2+离子半径≈0.70A,二者离子半径相近,但是前者的电负性为1.2,后者电负性为1.7,在与氧形成的化学键中,前者71%为离子键成分,后者离子键成分仅为63%。
前者易于亲氧,后者则是典型的亲硫元素。
根据确定配位数的原则,Zn2+/S2-=0.41(Krauskopf et al,1995),因此闪锌矿形成典型的四面体配位,而后者Mg2+/O2-=0.51,因此呈八面体配位。
林伍德电负性法则-具有较低电负性的离子优先进入晶格当阳离子的离子键成分不同时,电负性较低的离子形成较高离子键成分(键强较高)的键,它们优先被结合进入矿物晶格,而电负性较高的离子则晚进入矿物晶格。
例如,Zn2+的电负性为857.7kJ/mol,Fe2+的电负性为774 kJ/mol,而Mg2+的电负性为732 kJ/mol,用林伍德法则判断,三个元素中Mg2+和Fe2+优先进入晶格组成镁铁硅酸盐,Zn2+则很难进入早期结晶的硅酸盐晶格,这与地质事实十分吻合。
地球化学试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 地球化学研究的主要内容是什么?A. 地球的物理性质B. 地球的化学组成C. 地球的生物过程D. 地球的气候条件答案:B2. 地球化学中最重要的元素是什么?A. 氢B. 氧C. 碳D. 氮答案:C3. 地球化学循环中,哪个过程是最重要的?A. 水循环B. 碳循环C. 氮循环D. 硫循环答案:B4. 地球化学在环境科学中的应用主要体现在哪些方面?A. 土壤污染治理B. 大气污染控制C. 水体污染处理D. 所有以上选项答案:D5. 地球化学分析中常用的仪器是什么?A. 显微镜B. 质谱仪C. 光谱仪D. 所有以上选项答案:D6. 地球化学研究中,哪种方法可以用来确定岩石的年代?A. 放射性同位素测年B. 化学分析C. 物理测量D. 地质观察答案:A7. 地球化学中,哪个元素是生命存在的关键?A. 铁B. 铜C. 锌D. 磷答案:D8. 地球化学循环中的碳循环主要涉及哪些过程?A. 光合作用和呼吸作用B. 沉积作用和风化作用C. 火山喷发和地壳运动D. 所有以上选项答案:A9. 地球化学中,哪种元素的循环对全球气候变化影响最大?A. 碳B. 氮C. 硫D. 氢答案:A10. 地球化学研究中,哪种方法可以用来分析地下水的化学成分?A. 质谱分析B. 光谱分析C. 色谱分析D. 所有以上选项答案:D二、多项选择题(每题3分,共15分)1. 地球化学研究的领域包括以下哪些?A. 地球内部化学B. 大气化学C. 海洋化学D. 生物化学答案:ABCD2. 地球化学循环中,哪些元素的循环对生态系统至关重要?A. 碳B. 氮C. 磷D. 硫答案:ABCD3. 地球化学分析中,哪些仪器可以用于元素分析?A. 质谱仪B. 光谱仪C. 色谱仪D. 电子显微镜答案:ABC4. 地球化学在资源勘探中的作用包括哪些?A. 矿物资源定位B. 油气资源勘探C. 水资源评估D. 土壤肥力分析答案:ABCD5. 地球化学中,哪些因素会影响土壤的化学性质?A. 气候条件B. 土壤类型C. 植被覆盖D. 人类活动答案:ABCD三、判断题(每题1分,共10分)1. 地球化学是研究地球物质的化学组成、化学过程和化学演化的科学。
地球化学作业题绪论作业题1、什么是地球化学?2、试写出地球化学学科的主要奠基人及其对地球化学所作出的主要贡献。
3、试写出国内外主要的地球化学类期刊的名称(各大于3种期刊)。
4、试写出5个主要地球化学分支学科的名称。
思考题1、地球化学学科的基本特点和基本问题是什么?2、地球化学与化学和地球科学其它学科在研究思路和研究方法上有何异同?3、何谓地球化学思维?第一章太阳系和地球系统化学元素的分布与分配作业题1、何谓自然体中元素的丰度?何谓元素在自然体中的分布量?2、何谓元素的克拉克值?3、回答概念:元素的浓度克拉克值,元素的浓集系数。
4、试述载体矿物和富集矿物的概念,并举例说明其研究的意义。
讨论题1、地壳中化学元素分布的规律及其产生的原因是什么?2、试述元素无处不有定律。
3、为什么说碳质球粒陨石的组成可以代表太阳系非挥发性元素的丰度?4、以元素的丰度特征来阐述质量作用定律在地球化学研究中的意义。
5、试阐明太阳系元素含量分布的奥多-哈金斯法则产生的原因。
思考题1、太阳系、地球和地壳元素丰度特征的对比2、陨石研究对于地球形成、组成特征及其演化的意义3、元素克拉克值研究的地球化学意义。
4、地球和地壳元素丰度研究的难点是什么?5、研究大陆地壳元素丰度方法的对比。
第二章元素的结合规律与赋存状态作业题1、回答概念:类质同像、类质同像混入物、固溶体。
晶体场分裂能、晶体场稳定能和八面体择位能。
2、为什么硅酸盐矿物中K的配位数经常比Na的配位数大?3、Zn2+和Mg2+的离子半径相近,但在天然矿物中,前者经常呈四面体配位,后者则常呈八面体配位,为什么?4、指出下列微量元素经常会类质同象替代硅酸盐矿物结构中的哪种主要元素:(1)Rb,(2)Sr,(3)Ga,(4)Ti,(5)Li,(6)Ba,(7)Ge,(8)REE,(9)Pb,(10)Ni,(11)Mn.5、下列矿物键的类型是什么?(1)所有键都是离子键;(2)所有键都是共价键;(3)部分键为离子键,部分为共价键:(a)磷灰石;(b)黄铜矿;(c)萤石;(d)自然砷;(e)尖晶石。
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。
16.编制相图的原理和方法。
17.简述化学反应制动原理的宏观解释。
18.简述热力学在地球化学中的应用。
19.简述地球化学热力学与地球化学动力学的异同。
20. 简述水溶液中元素的迁移方式。
第四章微量元素地球化学(答案)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?第五章同位素地球化学(答案)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。
4. 造成稳定同位素组成变化的原因是什么?5. 放射性同位素年龄测定公式,各符号的含义。
6. 利用衰变定律来测定岩石、矿物的年龄,应满足的哪些前提条件?7. 概述同位素研究工作方法程序。
8. 以Rb-Sr等时线法为例说明同位素测年的样品采集过程中应注意的事项。
1.概说太阳成份的研究思路和研究方法。
答:我们地球所在的太阳系是由太阳、行星、行星物体(宇宙尘、彗星、小行星)组成的,其中太阳的质量占太阳系总质量的99.8%,其他成员的总和仅为0.2%,所以太阳的成分是研究太阳系成分的关键。
获得太阳系丰度资料的主要途径有:1)光谱分析,对太阳和其它星体的辐射光谱进行定性和定量分析;2)直接分析,如测定地壳岩石、各类陨石和月岩、火星样品;3)利用宇宙飞行器分析测定星云和星际物质及研究宇宙射线。
2.简述太阳系元素丰度的基本特征。
答:对太阳系元素的丰度估算各类学者选取太阳系的物体是不同的。
有的是根据太阳和其它行星光谱资料及陨石化学成分,有的根据I型球粒陨石,再加上估算方法不同,得出的结果也不尽相同。
1)氢和氦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%;2)随元素的原子序数增大,元素丰度呈指数下降,原子序数>45的元素,元素丰度变化不明显;3)原子序数为偶数的元素,其元素丰度大于相邻的奇数元素;4)锂、铍、硼元素丰度严重偏低,氧和铁元素丰度显著偏高;5)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。
这是一种估计值,反映的是目前人类对太阳系的认识水平,因此这个估计值不可能是准确的,随着人们对太阳系以至于宇宙体系探索的不断深入,这个估计值会不断的修正。
同时,从总的方面来看,虽然还是很粗略的,但它反映了元素在太阳系分布的总体规律。
3.说说陨石的分类。
答: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。
按陨石中金属的含量可将陨石分为三类:1)铁陨石,主要由金属Ni、Fe和少量其它元素组成;2)石陨石,主要由硅酸盐矿物组成(橄榄石、辉石)。
这类陨石可以分为两类,即决定它们是否含有球粒硅酸盐结构,分为球粒陨石和无球粒陨石;3)铁石陨石,铁石陨石由数量上大体相等的Fe、Ni和硅酸盐矿物组成。
4.月球的结构和化学成分与地球相比有何异同?答:1)月球的主要岩石类型为玄武岩和辉长岩类,没有花岗岩和沉积岩,但有一种特殊的岩石(克里普岩),是一种含钾、稀土元素和磷的岩石;2)月球没有铁镍核,也没有大气圈和水圈(所以月球表面无风化作用);3)与地球化学成分相比较,月岩中碱金属和挥发性元素,富耐熔元素和稀土元素。
5.讨论陨石的研究意义。
答; 研究陨石主要从陨石的成分、年龄、成因出发,其研究成果不仅对研究太阳系的化学成分、起源和演化、有机质起源和太阳系空间环境等有着重要意义,而且对研究地球的形成、组成演化以及地球早期生命系统的化学演化也有重要意义。
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)是认识地球的组成、内部构造和起源的主要资料来源,可以用陨石类比法,地球模型和陨石的类比法来研究地球元素的丰度;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)。
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?答:地球是由地壳、地幔和地核等不同圈层组成。
由于地球物质组成具不均一性,不能用地球表层(如地壳)或某一研究区成分代表地球化学组成,所以地球的结构模型成为研究地球的总体成分的基础。
7.阐述地球化学组成的研究方法论。
答:一)分层研究法:分别获取地球各层的成分,按各层的相对质量百分比计算地球平均成分;二)总体研究法:1)陨石相成分分类;2)地球相成分分类及不同相成分质量百分比;3)据各相质量百分比计算地球平均成分。
8.地球的化学组成的基本特征有哪些?答:首先,地球的元素丰度也遵守太阳系元素丰度的基本规律(递减规律和奇偶规律);其次,地球的元素丰度还具有以下特征:1)地球中含量大于10%的元素有Fe、O、Si、Mg;大于1%的元素有Ni、S、Ca、Al;其次为Na、K、Cr、Co、P、Mn和Ti,可以认为地球几乎是由15种元素组成的;2)与太阳系化学成分相比,地球富Fe、Mg、S和贫气态物质组分;3)与地壳化学成分相比,地球富Mg、Fe和贫Al、K、Na。
9.讨论地壳元素丰度的研究方法。
答:1)克拉克法: 收集尽可能多的研究样品,进行系统的样品分析;将样品按种类和地区分组,求平均成分;确定各类样品的权值;加权平均求地壳元素丰度;2)戈尔德斯密特法:挪威南部细粒冰川粘土;3)维诺格拉多夫法:岩石比例法,用二份酸性岩加一份基性岩;4)泰勒法:花岗岩和玄武岩质量比为1:1进行计算;5)黎彤法:在计算中国岩浆岩平均化学成分的基础上,并采用全球地壳模型,对各构造单元的质量加权平均。
10.简介地壳元素丰度特征。
答:1)地壳元素丰度差异大:丰度值最大的元素(O)是最小元素(Rn)的1017倍;丰度值最大的三种元素之和达82.58%;丰度值最大的九种元素之和达98.13%;2)地壳元素丰度的分布规律与太阳系、地球元素丰度的分布规律具有类似性,但地壳元素丰度值最大的10个元素与太阳系、地球的相比,其组成及排序有很大的不同。
太阳系:H>He>O>Ne>N>C>Si>Mg>Fe>S地球: Fe>O>Mg>Si>Ni>S>Ca>Al>Co>Na地壳: O>Si>Al>Fe>Ca>Na>K>Mg>Ti>H与太阳系或宇宙相比,地壳和地球都明显贫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Na; 3) 地壳中元素丰度不是固定不变的,它是不断变化的开放体系。
11.地壳元素丰度特征与太阳系、地球对比说明什么问题?答:1)元素丰度对元素原子序数作图,可看出地壳元素丰度的分布规律与太阳系的基本相同,说明其形成具有同一性;2)地壳元素丰度值最大的10个元素与太阳系、地球的相比,其组成及排列顺序有差别。
地壳元素分布规律与太阳系存在差异是由于在地球形成的过程中轻元素的挥发产生;而与地球元素分布规律相比存在差异,则为地球演化过程中元素的重新分配造成,具体表现为较轻易熔的碱金属铝硅酸盐在地球表层富集,而较重的难熔镁、铁硅酸盐和金属铁则向深部集中。
12.地壳元素丰度值(克拉克值)有何研究意义?答:1)确定了地壳体系的总体特征;2)为研究地球的形成、化学分异及地球、地壳元素的成因等重大问题提供信息,如大陆地壳化学组成对壳幔分异的指示;地壳元素的克拉克值在某种程度上影响元素参加许多化学过程的浓度,从而支配元素的地球化学行为;限定了自然界的矿物种类及种属;限制了自然体系的状态;对元素亲氧性和亲硫性的限定;3)元素克拉克值可作为衡量元素相对富集或贫化的标尺,如可以为阐明地球化学省(场)特征提供标准;4)根据地壳元素克拉克值可获得地壳中不同元素平均比值,可以提供重要的地球化学信息,如某些元素克拉克比值是相对稳定的,一旦某地区、某地质体中的这些元素组比值偏离了地壳正常比值,示踪着某种地球化学过程的发生。