13第五章同位素地球化学3
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一.关于地球化学的定义: 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。 二.地球化学的基本问题 1、地球系统中元素的组成(质)2、元素的共生组合和赋存形式(量)3、元素的迁移和循环(动)4:地球的历史和演化(史) 三.地球化学研究思路 在地质作用过程中,在宏观地质体变化和形成的同时,亦伴有大量肉眼难以辨别的化学组成变化的微观踪迹,它们包含着重要的定性和定量的地质作用信息,应用现代化学分析测试手段,剖析这些微观踪迹,从而揭示宏观地质作用的奥秘。(一句话那就是“见微而知著”) 第一章 地球和太阳系的化学组成 第一节 地球的结构和组成 一.大陆地壳和大洋地壳的区别: 1.大洋地壳较薄,10-5公里,平均厚8公里;大陆地壳较厚,最厚可达70公里,平均厚33公里。(整个岩石圈也是大陆较厚,海洋较薄。海洋为50—60公里,大陆为100—200公里或更深。) 2.在元素的分配上,洋壳比陆壳贫硅和碱金属,但较富镁富铁。正是这种原因,大洋沉积物中富含Fe、Mn、Co、Ni等亲铁元素,它们是现代海洋中巨大的潜在资源。 二. 固体地球各圈层的化学成分特点 ○1地壳: O、Si、Al、Fe、Ca○2地幔: O、Mg、Si、Fe、Ca○3地核:Fe-Ni○4地球: Fe、O、Mg、Si、Ni 第二节 元素和核素的地壳丰度 一.概念 1.地球化学体系: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(C,T,P等)并且有一定的时间联系。 2.丰度:表示元素在某地质体中(如地球,地壳,宇宙星体及某岩类,岩体等)的含量。 3.克拉克值:元素在地壳中的平均含量 4.质量克拉克值:若计算元素在地壳中的平均含量时以质量计算,则称为质量克拉克值。 5.原子克拉克值:以原子数之比表示的元素相对含量(即指某元素在某地质体中全部元素的原子总数中所含原子个数的百分数) 任意元素的原子克拉克值=某元素在某地质体中的相对原子数(用N表示)/所有元素相对原子数之和(用N表示) 6.浓度克拉克值:某元素在某地质体中的平均含量/元素克拉克值 二.克拉克值的变化规律:
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同位素地球化学
同位素地球化学是以同位素的分布特征为研究对象,研究地球内部和表面形成过程和变化的一门重要的地学分支。它利用稳定同位素的比值来研究地球的演化及其在时空尺度上的变化。
同位素地球化学既是一门独立的学科,也是地球科学中的多学科交叉学科。它将地球科学、核物理学、化学和生物学等多学科有机地结合在一起,研究地球中某种物质的原始成分,以及它们在地球内部、大气中等不同环境中的运动、改变和转化过程,以及由此引起的地球演化过程。
同位素地球化学的研究方法有多种,其中最重要的是测量和分析地球表面、地壳、地幔和地球内部的同位素比例。它的研究重点是地球作为一个整体的演化过程,以及地球内部物质的原始成分、流动性和转化过程,以及它们如何影响地球表面和大气环境的演变。
一般而言,同位素地球化学的研究不仅要研究地球表面和内部的同位素含量,还要研究其分布特征。通常情况下,同位素的分布特征受到地壳、地幔和地球内核的影响,它们的分布特征各不相同。在同位素地球化学的研究中,要根据地球的特定环境对同位素的分布特征进行分析,可以深入地理解地球的演化过程、结构特征以及其影响因素。
在实际应用中,同位素地球化学已经成为地质勘查、矿物开采、矿产评价以及环境保护等领域的重要手段之一。人们可以利用同位素地球化学的结果,对潜在的矿产资源进行定量评估,进而提高地质勘查的准确性和效率。此外,同位素地球化学还可以用来研究地表微生物的活动、空气污染的源头和扩散趋势,以及地表水的污染特征等。
总之,同位素地球化学是地球科学研究的一个重要分支,它结合了多学科的知识,为地质勘查、矿产开发、环境保护和其他领域的实践活动提供了有效的技术支持。
化学元素的同位素分析
同位素是指具有相同原子序数(即原子核内的质子数)但质量数不同的同一种化学元素核,它们拥有相同的化学性质,但在物理性质上存在微小的差别。同位素分析是一种常用的科学方法,通过研究同一种元素的不同同位素的存在和比例,可以提供有关元素的起源、地球化学过程、古环境变化以及生物地球化学循环等诸多信息。本文将介绍同位素分析的原理、方法以及其在化学研究中的应用。
一、同位素分析原理
同位素分析的原理基于同位素的质量差异对物质进行分离和测量。在同一种元素的同位素中,由于其质量数的差异,同位素的原子在磁场或电场中会产生不同的偏转力,从而形成质量分离,这为同位素分析提供了基础。常见的同位素分析方法包括质谱法、放射性同位素法、同位素稀释法等。
二、同位素分析方法
1. 质谱法
质谱法是一种基于质量分离的同位素分析方法。其核心设备是质谱仪,它能够对样品中的同位素进行分离和测量。质谱仪通过对样品进行电离、加速和分离,将同位素离子按照质量-电荷比进行分离,通过检测不同质量的离子信号来确定同位素的含量。质谱法具有高精确度和高灵敏度的特点,广泛应用于地质学、生物学、环境科学等领域的同位素研究。 2. 放射性同位素法
放射性同位素法是利用放射性同位素在衰变过程中的特性进行同位素分析的方法。放射性同位素具有固有的放射性衰变特征,其衰变速率可通过测量放射性同位素的衰变产物来确定。通过测量放射性同位素与衰变产物的比例,可以推算出样品中放射性同位素的含量。此方法常用于地质学、考古学等领域的年代测定。
3. 同位素稀释法
同位素稀释法是一种利用稀释原理进行同位素含量测定的方法。该方法通过将已知量的同位素稀释进待测样品中,利用比例关系计算待测样品中同位素的含量。同位素稀释法广泛应用于环境科学、地质学、化学分析等领域的同位素测量。
三、同位素分析的应用
同位素分析在许多领域中都有重要的应用价值。以下是其在一些研究领域的应用示例:
普通高中课程标准实验教科书—地理选修3[人教版]
第二节参与旅游环境保护
教学目标:
1.充分认识旅游者自身行为对旅游环境的影响,特别是负面影响,包括对旅游资源和旅游地自然环境、社会环境的破坏。
2.学会按照生态旅游的行为规范约束自己的行为,为保护旅游资源和环境尽力。
教学重难点
难点:旅游者自身行为对旅游环境的负面影响
教学用具:景观图片、自制图表等
教学方法:案例教学法、探究讨论法
教学过程
导入:旅游者在旅游的同时,对旅游地既有积极的影响,也有消极的影响。积极影响是为旅游地的社会、经济、生态的可持续发展及文化建设做出贡献,消极影响是大量游客的到来带来了许多环境问题。
图5.15石窟损坏
通过阅读图文资料,了解以下内容:石刻、雕塑、壁画是我国重要的旅游资源,一旦破坏,所造成的损失几乎是无法补救的。我国的三大石窟在自然风化与人为原因(游客涌入改变石窟小气候)的双重作用下,受到的损坏极为严重。所以,对这类文物旅游资源而言,保护是首要任务。
图5.16故宫地面破坏和图5.17黄山植被破坏
通过对这两幅图片及注释的阅读,了解到:旅游者对旅游资源和旅游环境的负面影响或破坏,有些是无意的,我们每一个普通游客的正常旅游活动也会对资源和环境造成不良影响。
一、旅游者行为对旅游资源和环境的负面影响
1、环境破坏。
①如捕杀珍禽异兽、滥伐林木、乱挖草皮等,破坏当地的动植物资源,造成生态系统失衡;
②游人过多,足踏、触摸、呼吸、体温等,会使自然景观和文物古迹受到损坏;
③由于一些游客缺少社会公德,在旅游区内攀木折花、乱涂、乱写、乱刻、乱画、肆意践踏文物、随地吐痰等,对风景和文物古迹产生了直接的破坏。
2、环境污染。
旅游活动是一种消费活动,当然会产生各类废弃物。尤其是当游客数量过多而使大量废弃物排入环境后,会造成不同程度的大气污染、固体废弃物污染和水污染。
3、对正常社会秩序的冲击。
大量旅游者的到来,以及为接待旅游者而进行的各项服务,必然冲击当地正常的社会秩序。