地球化学 王占文TSZ14069Q讲解.docx

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地球化学王占文TSZ14069Q讲解

《地球化学》试题（2014版）

一、名词解释（10题8分，其余每题3分，共35分）

1.克拉克值（Clarkvalue）

通常将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，而各种元素在地壳中的平均含量之百分数称为克拉克值；

2.干酪根（Kerogen）

干酪根是沉积岩中不溶于碱、非氧化型酸和有机溶剂的分散有机质，主要由C、H、O和少量S、N组成，没有固定的分子式和结构模型；

3.稳定同位素与放射性同位素

质子数目相同但中子数目不同的元素称为同位素，原子核稳定没有放射性或其原子核的变化几乎无法观察到的同位素称为稳定同位素；相反，原子核极不稳定，会不间断地、自发地向外放射出射线致使能量损失，这种不稳定的核素称为放射性同位素；

4.分配系数

指一定温度下，处于平衡状态时，组分在固定相中的浓度和在流动相中的浓度之比，以K表示，它反映了溶质在两相中的迁移能力及分离效能，是描述物质在两相中行为的重要物理化学特征参数；

5.SMOW和PDB

SMOW即standardmeanoceanwater，又称为标准平均大洋水或标准平均海洋水，是氢和氧同位素的世界统一标准；PDB（PeeDeeBelemnite）是采自美国卡罗莱纳州白垩系皮狄组中美洲拟箭石化石，碳酸盐岩的碳氧同位素组成常用PDB标准；

6.生物标志化合物

生物标志化合物（biomarker）是指沉积有机质、原油、油页岩、煤中那些来源于活的生物体，在有机质演化过程中具有一定稳定性，没有或较少发生变化，基本保存了原始生化组分的碳骨架，记载了原始生物母质的特殊分子结构信息的有机化合物；

7.REE

稀土元素的英文简写（RareEarthElement），稀土一般是以氧化物状态分离出来的，又很稀少。

包括镧系元素以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素——钪（Sc）和钇（Y）共17种元素；

8.微量元素（TraceElement）

微量元素（TraceElement）是相对于常量元素而言的，习惯上把研究体系（矿物岩石等）中元素含量小于0.1%称为微量元素或称痕量元素；

9.Rb-Sr模式年龄与Rb-Sr等时线法

采用与被测矿物共生的富Sr而贫Rb矿物的87Sr/86Sr测定值作为初始同位素比值，这种对单一样品进行同位素分析，并假定其初始87Sr/86Sr比值而计算获得的年龄称Rb-Sr模式年龄；

对于一组同源的、同时形成的、经过锶均一化的、具有相同的初始值（87Sr/86Sr）、化学成分有差异的样品，自结晶后保持封闭状态，没与外界发生交换，这时方程将是一直线方程，在87Sr/86Sr-87Rb/86Sr图上形成一条直线即等时线；由直线斜率可求出年龄t即等时年龄值，截距为初始Sr同位素比值（87Sr/86Sr）；

10.亲石元素亲铜元素亲铁元素

亲石元素（LithophileElement）：

与氧亲和力强，自然界主要以硅酸盐或其他含氧盐和氧化物集中于岩石圈中的元素。

这些元素离子的最外层多具有8个电子层结构，主要富集于地壳及酸碱性岩中，也称为造岩元素；

亲铜元素（ChalocophileElement）：

主要为IB、IIB等过渡族元素以及Ga、In、Tl、Pb、As、Sb、Bi、S、Se、Te，这些元素经常和S、Se、Te形成硫化物、硒化物或碲化物；

亲铁元素（SiderophileElement）：

这些元素与铁共生，主要存在于基性岩、超基性岩中（包括Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni及铂族元素等等），其相当于黑色合金元素及铂族元素。

二、选择题（每空1分，共35分）

1下列哪些矿物对是类质同象（D），哪些是同质多象（ABEF）。

A黄铁矿和白铁矿B方解石和文石C方解石与白云

石D铁橄榄石和镁橄榄石E－石英、－石英、鳞

石英和方石英F蛋白石、玉髓、碧玉和燧石

2河水的总盐度的平均值为（A），很少超过1％，河水中含量最高的阴离子一般是（E），含量最高的阳离子一般是（G）。

海水的总盐度为（C），海水中含量最高的阴离子是（F），含量最高的阳离子是（H）；海水中的保守元素（conservativeelements）是指海水中丰度最高且在海水各个部分浓度保持恒定的元素，它们是（I）非保守元素（nonconservativeelements）是指海水中含量较小且积极参加生物活动因此导致其浓度随生物量丰度变化而变化，它们包括（J）。

A1000ppmB100ppmC35‰D2.5％EHCO3－

FCl－和SO4－GCa2＋HNa＋和Mg2＋INa＋、K＋、

Ca2＋、Mg2＋、Cl－和SO4－JHCO3－、SiO2、N和P

3海洋占地球表面积的70％，占水圈总体积的97％，它是一个巨大的缓冲系统（buffersystem），它的化学组成对全球变化具有重要意义，其中对海洋pH值起到缓冲作用的主要化学物质或反应是（AD）。

A碳酸盐体系（CaO－H2O-CO2）B硼酸盐体系（H3BO4

－H2BO3－）C硅酸盐体系（KAlSi3O8－Al2Si2O5（OH）4）

D生物的光合作用和呼吸作用E有机物的降解

4虽然自然界已经发现3880多种天然矿物，但构成地球大部分普通岩石的矿物却只有约10多种矿物，而构成这10多种矿物的元素主要有8种（A），这8种元素占到地壳质量的99％以上。

10多种矿物中的2种矿物（C）则占到地壳体积的2/3。

AO、Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na和KBO、Si、Al、

Fe、Mn、Ca、Na和KC石英和长石D石英和辉石

5沉积岩中含铁的矿物主要有（BCFKPQ），含磷的矿物主要有（A）含锰的矿物主要有（DR），含钙的矿物主要有（GHIJ），含硅的主要矿物有（ELMNO）。

A磷灰石B黄铁矿C菱铁矿D菱锰矿E石英F赤铁矿G方解石H镁方解石I文石J白云石K铁白云石L玉髓M蛋白石N玛瑙O碧玉P纤铁矿Q针铁矿R软锰矿

6硅酸盐矿物经过风化后，（A）等元素残留原地；（B）等同元素则在风化后被最终搬运到海洋，当海洋封闭时，这些元素以（D）的形式保存在沉积物中，这些蒸发盐又名（C），通过分析这些蒸发盐的组成可以恢复古海洋的化学组成。

AAl和FeBK、Na、Ca和MgC膏岩层D蒸发盐

7硅酸盐风化后，部分转变为粘土矿物，粘土矿物也是硅酸盐矿物，只是它具有（A）结构。

这些粘土矿物可分为高岭石类和蒙脱石类，其中高岭石结构中硅氧四面体和铝氧八面体的比例是（C），蒙脱石中硅氧四面体和铝氧八面体的比例是（D）。

A层状B链状C1:

1D2:

1

8热液矿床形成的温度可以通过下列（B）方法得到，热液的来源主要通过（EF）稳定同位素获得。

A矿床的矿物学组成及其在空间的相互关系B包裹体测温C硫稳定同位素组成D同一微量元素在不同矿物中的分配系数（KD）EO稳定同位素F氢稳定同位素

9热液矿床形成过程中，金属元素主要通过与矿化剂形成稳定的络合物的形式进行迁移，评价这些络合物的稳定性主要通过（B）来加以判断，地质环境中重要的配体或络合剂是（E）。

热液硫化物矿床在地表经常遭受氧化并次生富集成矿，这种次生矿床主要是（G）等金属硫化物矿床。

A络合物的化学键性质B络合物稳定常数

CCl－和F－DHS－和S2－EOH－、HCO3－和CO32－

FCu和AuGCu和Ag

10铀元素是个多价元素，可呈现＋2、＋3、＋4、＋5和＋6价，但在自然界中，只有（A）的化合物有意义。

铀矿床中经常伴生（C）等有害元素，因此，铀矿床氧化后不仅产生放射性污染，还会产生有毒元素的污染。

A＋4价和＋6价B＋2价和＋5价

CV、Mo、SeDCu、Pb和Zn

11下列（J）等方法可以用于研究矿物，（FI）特别适合于研究微区矿物学和地球化学特征；（ABCDE）可用于测试元素的含量；可测试矿物表面结构的是（GHK）。

AINAA（仪器中子活化分析）BAAS（原子吸收光谱仪）

CICP－MS（电感耦合等离子体质谱仪）DICP－AES

（电感耦合等离子体原子发射光谱法）EXRF（X射线荧

光光谱）FXRD（X射线衍射光谱）GSEM－EDX（带

质谱仪的扫描电镜）HTEM－EDX－SAD

IEMPA（电子显微探针分析）JOpticalmicroscopy

（光学显微镜）KSTM（扫描隧道显微镜）

12天然水中的主要离子包括（ABCDEFG）。

ACa2＋BMg2＋CK2＋DNa＋

EHCO3－FSO42－GCl-HCO32-

13地下水的形成作用包括（ABCD）

A溶滤作用B浓缩作用

C混合作用D阳离子交换与吸附作用

14天然水中金属离子的可能存在形式包括（ABDE）

A游离离子B无机络离子C有机络离子

D沉淀物E吸附形式

15太阳的元素主要组成包括（AB）。

太阳系的内行星包括（L），它们主要的元素组成包括（DEF）；太阳系外行星包括（M），它们主要的元素组成包括（AB）。

地球的主要元素组成包括（CDEF），地壳的主要元素组成包括（CDEFGH）。

火星的大气层主要由（I）组成，金星的大气主要由（I）构成，地球的大气主要由（JK）构成。

AHBHeCODSiEMgFFeGAl

HCaICO2JO2KN2L水星，金星，地球，火星

M木星，土星，天王星，海王星，冥王星

三、论述题（30分）

1.试述地球化学的研究方法（10分）

答：

地球化学研究不能脱离基础地质工作，它的一般工作程序仍然是在研究任务的指导下采用先野外后室内的工作顺序。

（1）地球化学室外研究方法

①宏观地质现象的时空观察，即地质体的空间展布、时间顺序、相互关系观察，收集一切有助于地球化学研究的资料，以便进行地球化学演化等方面研究。

②现象的地球化学认识和资料收集，野外观察和资料阅读可以获得初步的地球化学资料，如断裂、矿物类型、接触关系、生物特征等信息。

③地球化学样品采集，样品的采集必须满足代表性、系统性、统计性三个原则，即样品要能代表一定产状的地质体，力求无后期地球化学作用叠加，并且应保证研究对象在空间、时间和不同成因产状方面的系统性，此外若样品代表性不好时需采集较多的样品以便进行相关规律的研究。

（2）地球化学室内研究方法

①样品的元素含量分析；常用原子吸收光谱、发射光谱和同位素质谱分析等方法；②元素结合形式和赋存状态的研究；对于不能形成独立矿物的元素需要研究其赋存状态，以便了解元素在矿物或岩石中的分布及元素集中或分散机理；③作用物理化学条件的测定和计算，包括地质温度和压力研究以及体系物质组成研究；④实验模拟自然过程；实验的主要目的是对所观察到的现象及提出的理论进行检验，另一方面，通过实验也可以对提出的地球化学研究方法和手段进行检验。

⑤多元统计计算和建立数学模型，这种方法不仅提高了资料整理的科学性、数据的利用率还提高了计算工作效率。

2.试述矿床地球化学研究若干进展（20分）

矿床地球化学的主要任务是研究各种地质作用过程中矿床形成的地球化学问题，重点包括成矿元素的地球化学行为、成矿元