东华理工大学地球化学课件5(1)-TJH

• 中的μ和σ，就得到一条拟合曲线，用该曲线与实 测的直方图相比较，看其符合程度，可以判断实 测分别是否服从正态分布，即分别形式检验。
• 只有服从正态分布的数据，才能使用数理统计的 方法。
• 常量元素分析结果服从正态分布，微量元素直方 图往往偏向高含量方向延伸，形成正向不对称分 布，但服从对数正态分布。
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• 二、元素在岩石圈中的分布量 • 1、克拉克值 • 元素在地壳中的平均分布量称为克拉克值，或丰度。 • 不同元素克拉克值的单位不一致； • 不同元素在地球各层圈的分配不一致； • 不同元素在不同岩石类型中的分配不一致； • 影响元素分布不均匀性因素：地质作用、元素本身。 • 2、浓度克拉克值 • 地质体中某元素的平均值与克拉克值的比值。 • 如果浓度克拉克值大于1，说明该元素在地质体中相对集
• 描述一组随机变量，最严格的办法就是求得这一组数据的
概率分布函数，即概率P与含量X的依赖关系：
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• 在化探数据处理时，从原始分析数据出发，首先 把含量分成间隔，然后统计落在各间隔内的样品
数(频数)，再除以样品总数(n)，求出频率，以频 率对间隔作图，就得出常用的直方图。
• 检验直方图是否呈正态分布，直方图是对密度函 数的一个近似表达。如果呈正态分布，则有正态
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• 六、元素迁移的影响因素
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带、存在形式以及物理化学参数（T、P、pH、Eh）等， 并用这些标志进行找矿的一门科学。
• 2、研究对象
• 1）地球化学异常；
• 2）如何在给定的自然和经济条件下，合理、有效地应用 勘查地球化学技术方法，达到预定的找矿目标或其他目的。
• 3、研究内容 • 1）地球化学异常的发育特征； • 2）地球化学异常形成机制； • 3）地球化学异常的观测技术； • 4）地球化学异常的评价方法。

地球化学：研究地球及其子系统（包括部分天体）的化学组成、化学机制和化学演化的科学。

丰度：元素在宇宙体或较大的地球化学系统中的平均含量称为丰度。

克拉克值(地壳丰度)：指任何一种化学元素在地壳中的平均丰度。

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，称为元素的共生组合。

熵：热能除以温度所得的商，标志热量转化为功的程度。

陨石：落到地球上的行星物体碎块。

元素的地球化学亲和性：在自然体系中元素形成阳离子的能力所显示出的有选择地与某种阴离子结合的特征。

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他质点所占据，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象。

主量元素：自然体系中含量高于0.1%的元素称为主量元素。

微量元素：自然体系中含量低于0.1%的元素称为微量元素。

自然界元素有三态：气态；液态；固态元素的赋存形式：①独立矿物；②类质同象；③超显微非结构混入物；④吸附；⑤与有机质结合元素赋存形式的研究方法：①元素含量测定；②显微镜法；③萃取法；④晶格常数测定；⑤电子显微镜扫描元素在水流体相中的存在形式：颗粒物；胶体；絮状物；分子，在真溶液中则仅包括分子和离子。

地球化学障：在元素迁移途中，如果环境的物理化学条件发生了急剧变化，导致介质中原来稳定迁移的元素其迁移能力下降，元素因形成大量化合物而沉淀，则这种引起元素沉淀的条件或因素就称为地球化学障。

风化壳：暴露在地表的岩石经风化后，不稳定的矿物发生分解，可溶性物质随水流失，剩下的物质残留原地，与经生物风化形成的土壤在陆地上形成不连续的薄壳，称为风化壳。

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浓度比为一常数（Kd），Kd称为分配系数或能斯特分配系数。

稀土元素：英文缩写REE，指周期表中原子序数从57到71的镧系15个元素加上原子序数为39的钇，共16个元素。

如浓度磷符灰合石一Ca定5(P比O例4)3。F结如晶果时P2要O5求浓熔度体较中大C, a而O和CaPO2O含5 量不足时，Sr、Ce等可以类质同象形式进入其晶 格，导致磷灰石含较多稀散和稀土元素.
钒 钛 磁 铁 矿 Fe2+(Fe,V,Ti)23+O4 ， 当 岩 浆 中 FeO ： Fe2O3>1:2, 即Fe2O3浓度过小，不足以形成磁铁矿 时, V2O3,Ti2O3以补偿Fe2O3进入磁铁矿晶格。
(温r1-时r2形)/r成2=1不0完到全20类~4质0％同, 象高，温固下溶完体全发类生质分同解象；，低
(r1-r2)/r2>25~40％, 高温下只能形成不完全类质同 象，低温下不能形成类质同象；
异价类质同象情况下，元素置换能力主要取决于 正负电荷之平衡，离子半径大小退居次要地位, 离 子半径限制较宽，如黑云母中Mg2+和Al3+的(r1r2)/r2＝37％。
3. 氧化还原电位
对变价元素类质同象影响很大。它可以改变元素 价态，从而改变元素类质同象范围；
Fe、Mn在内生作用中彼此类质同象置换，但在表 生 条 件 下 ， 被 氧 化 为 高 价 － Fe3+ 和 Mn4+ ， 由 于 Mn4+离子半径缩小，在铁矿物中不适应, 从晶体中 析出，分别结合进入不同矿物中，产生分离。
固溶体-solid solution 含有类质同象混入物的混合
晶体称为固溶体。
固溶体的晶格常数随化合物成分的改变发生线性变化。 例如橄榄石的晶格常数的变化可以由图2.17和下式表示:
(Fe,Mg)SiO4
c＝0.579＋0.1x
c为晶胞中c轴长度， 单位为nm。 x＝w(Fe)
图2.17 橄榄石晶格常数与固溶 体成分的关系

作用；
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10.2 常用地球化学模式程序简介
二、地球化学模式程序简介
1、PHREEQC
2、MINTEQA2 3、SOLMINEQ.88 4、EQ3/6

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10.3地球化学模式的基本类型及原理
10.4 地球化学模式的应用
根据矿床地下水总溶解铀等值线图，可以圈定矿体范围。
图10-4 得克萨斯的南部某铀矿床的矿体轮廓图

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10.4 地球化学模式的应用
根据矿床水中沥青铀矿（UO2）饱和指数可以确定铀矿体分布范围。

（三） 铀矿化地段的预测 根据地球化学模式计算结果（饱和指数、反应条件指数） ，绘制成图可以预测铀矿化地段。

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10.4 地球化学模式的应用
30 R CIE h/10 20 l ogR CIc,u SI
RCI Eh /10, logRCIc,u, SI
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10.4 地球化学模式的应用
运用地球化学模式能够解决的问题主要有： （8）固相、液相和气相的反应计算； （9）吸附作用计算（阳离子交换、表面络合作用）； （10）水形成的逆向模拟（反应路径研究）； （11）动力学控制反应模拟； （12）物质的反应—迁移计算等。
图10-10 准噶尔盆地北部顶山地区区域地质图
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10.4 地球化学模式的应用
五、砂岩型铀矿成矿地段的确定
图10-11 顶山地区地质略图

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10.4 地球化学模式的应用
五、砂岩型铀矿成矿地段的确定 （二）运用地球化学模式预测铀矿化地段的具体步骤是： （1）分别计算盐池和黄花沟排泄源第三系水源点的平均 地下水化学成分，并以它们来分别代表盐池和黄花沟排

Fe2+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Zn2+， 交界碱 Pb2+，Sn2+，Sb3+，Bi3+， B(CH3)3，SO2，NO+，C6H5+， GaH3
H2O，OH-，F-，CH3COO-， PO43-，SO42-，Cl-，CO32-， ClO4-，NO3-，ROH，R2O， NH3，RNH2，N2H4
8～12 Na+，K+，Ca2+，Rb+，Sr2+，Cs+，Ba2+，La3+，Ce3+， Pb2+
晶体类型
金属晶体 离子晶体 原子晶体 分子晶体 化学键 离子键（电子交换） 共价键（电子共用） 金属键（价电子自由移动） 范德华键（分子间或惰性原子间，存在弱的偶极或瞬时偶
极） 氢键（也属分子间静电力，含H的分子与其它极性分子或负
Sr（325ppm）、Li（18ppm）、Rb（78ppm）
自然界元素有一定的结合规律和赋存方式。 那么, 元素的结合规律与赋存方式受什么因素控制？
元素的结合规律与赋存形式
本章内容
自然体系及自然作用产物 元素的地球化学亲和性和元素的 地球化学分类 类质同象 晶体场稳定能及其对过渡金属行为的控制 元素结合规律的微观控制因素 元素的赋存形式
S2-，R2S，I-，SCN-，S2O32-， CN-，CO，C2H4，C6H6，H-， RC6H5NH2，N3-，Br-，NO2-， SO32-，N2
电价对应结合
在多元素多相体系中，阳离子及阴离子电价不同时，将发生高价阳 离子与高价阴离子结合，低价阳离子与低价阴离子结合，这样结合 的体系能量为最低。自然界存在电价对应结合规律。不仅如此，而 且电价差越大，规律越明显。因此，自然界中石英（SiO2）与萤石 （CaF2）共生在一起常见，但没有CaO与SiF4的组合。

总结词
利用地球化学原理和方法进行环境污染治理和修复。
详细描述
地球化学在环境治理中具有广泛应用，如土壤污染修复、水体净化、大气治理等。通过研究污染物在环境中的迁 移转化规律，可以制定有效的治理方案，利用化学、物理和生物等方法对污染环境进行修复和治理，恢复生态环 境健康。
04 环境地球化学与可持续发展
《环境地球化学》 ppt课件
目录
• 引言 • 环境地球化学基础知识 • 环境地球化学的应用 • 环境地球化学与可持续发展 • 未来环境地球化学的发展方向
01
引言
什么是环境地球化学
定义
环境地球化学是一门研究地球化学和 环境科学之间相互关系的学科，主要 探讨地球化学过程对环境的影响以及 环境因素对地球化学过程的制约。
地球化学反应与过程
氧化还原反应
是地球上最常见的化学反应之一，涉及电子的得失，影响元素的 溶解性和迁移性。
水岩相互作用
水与岩石之间的化学反应，如溶解、沉淀、水解等，影响元素的 分布和迁移。
生物地球化学循环
指生物体与环境之间不断进行的物质交换和能量流动过程，影响 元素的分布和迁移。
03 环境地球化学的应用
跨学科研究的融合
环境科学与地球科学
环境地球化学将与环境科学和地球科学更紧密地结合，共同研究 地球系统中的环境问题。
生态学与地球化学
生态学与地球化学的交叉研究将更深入地揭示生物与环境之间的相 互作用。
地球化学与工程学
工程学的方法和理论将应用于地球化学领域，例如污染治理和资源 开发等。
全球环境变化与地球化学过程的互动关系
部和地表之间不断循环的过程。
地球化学示踪
03
利用地球化学方法来追踪和识别地质历史中各种地质事件和过

4
标准矿物岩石命名
CIPW标准矿物（Cross、Iddings、Pirrson、Washingdon，1903） 阳离子标准矿物（Barth-Niggli）
5
R1-R2岩石命名
另外，沉积岩、变质岩中矿物成分和化学 成分之间的简单关系十分困难，不能用简单 的图解来进行分类。
6
（2）协变图解
三变量图解
二变量图解
Harker图解：反映岩浆分离
结晶、部分熔融。沉积岩中
不同矿物组分混合的结果； 变质岩中的混合作用等等。
7
（3）成因系列判别
花岗岩K2O-SiO2图解
花岗岩SiO2-AR图解
花岗岩A/NK-A/KNC判别图
花岗岩SiO2-AR图解 8
2、微量元素图解
当地幔发生部分熔融作用时，微量元素优 先进入矿物相的元素称为相容元素；择优 进入熔体相的微量元素叫做不相容元素 （亲岩浆元素）。
酸性熔岩及玄武岩； （3）识别火山弧玄武岩
效果特别好。 注意：
样品不能含有大量的 蚀变玻璃及磁铁矿。
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火山弧玄武岩优先使用的图解
La/10-Y/15Nb/8图解
Cr-Y图解
Cr-Ce/Sr图解
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F1-F2-F3图解
成分范围：20wt%>CaO+MgO>12wt%
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MgO-FeO-Al2O3图解
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其他补充
U-Pb同位素：中生代及其以前的岩浆岩、变质岩、 沉积岩的沉积岩年龄、变质年龄、热事件年龄。
氢、氧、硫、碳同位素：计算成岩、成矿温度等物 理化学条件。
铅同位素：计算模式年龄，判别成因。
关于岩石成因系列：涉及到成因岩石学，不同的划 分方法和种类，内容繁琐。

地球化学全册配套完整课件 (一)随着科技的不断进步，计算机和互联网在教育中的应用也越来越广泛。

地球化学是地球科学中非常重要的一门学科，对于地球环境、资源开发和人类生存等方面具有重要的意义。

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2. 内容丰富课件中的内容比传统的教材更加丰富，通过动画、PPT、视频等形式呈现，能够使学生更深刻地理解和掌握科学知识。

3. 能够自主学习地球化学全册课件的使用可使学生实现自主学习，不再依赖于老师的手写板或黑板讲授。

课件中的知识点以及相应的练习题，都可以帮助学生完成自我学习。

二、课件的实践应用1. 在课堂教学中，老师可以通过课件展示知识点和例题，从而使学生的学习效率和记忆效果得到有效提升。

2. 学生通过在网上自主学习配套课件，可以随时随地观看、学习和复习。

学生可以根据自己的节奏和时间，自主安排学习计划。

3. 在考试复习阶段，学生可以通过网上课件随时复习，从而帮助缩短考试期间的复习时间，提升复习效率。

三、课件的开发与建设地球化学全册配套课件是需要有专业的团队进行设计、制作和开发的。

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3. 可视化处理：课件需采用多种动画、插图、图表等方式来展示细节，以更好地帮助学生理解课程。

4. 运行环境：课件应该在各种操作系统、硬件平台以及客户端上都能正常运行。

4. 数据源：课件建设所需要的数据需要经过认证、加工、清洗，得到规范的数据标准，确保数据的准确性和完整性。

岩又是如何形成花岗岩的？水和空气如何侵蚀花岗岩 中的矿物？ ▪ 更深层次问题：对流和分异的最终结果是什么？地壳从地
幔中分离的过程是怎样的？地壳物质通过消减作用回到地 幔达到一种平衡状态了么？拟或地壳增长的总量如何？
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这两种过程充满物理化学问题：
▪ 时间问题：地幔对流，分异作用和消减
1.1 地球化学基本问题
➢自然物质的运动和存在状态是所处介质条件的函数。地球化 学把任一地质作用都看成是一种热力学体系，反映地质环境 的体系物理化学条件，作用于具有独立性格的原子，使之产 生有规律的变化。根据现代基础科学理论解释变化的原因和 条件，使地球化学有可能在更深层次上认识地质作用的机制。
➢地球化学问题必须置于地球或其子系统(区域岩石圈,壳,幔)中进行
✓to discover the causes回答为什么,Why?
✓to study reactions回答怎样进行反应, processes ✓to assemble the reactions into geochemical cycles. ✓简称:KDSA.
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转变为理性理解，见微知著，然后返回地质学研究，
站在新的科学高度理解地质学问题。
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1 地球化学的基本问题及定义
地球是个及其复杂的物质体系。地球科学具有众多分支学科，它们从不同 侧面认识地球的过去和现在。
地球化学着重从地球的化学组成、化学作用和化学演化，即物质的化 学运动形式方面研究地球。
量也不完全相同，这是体系所处热动力学条件差异造成的。探 讨元素在地球化学体系中不同相(矿物)之间含量变化及其与热力 学条件的依存关系，是元素分配的研究范畴。从动态角度研究 可以获得元素自然演化的认识。