地化作習(xí)、為什硅鹽物K的配數(shù)常Na的配數(shù)？答：K和Na都于堿性元素，其離子半徑分別為1.38A和1.02A(Krauskopfetal,1995)或1.59和1.24A(Gill,1996)。以陰離子結(jié)為例，離子半徑1.40A(Krauskopfet或1.32(Gill,1996),根據(jù)陽離子與氧離子半徑比值與配位數(shù)關(guān)系K/O＝Na/O=0.7286，由于等大球周圍有12個(gè)，而在離子晶體中，隨陽離子半徑的較小，為達(dá)到緊密接觸，因此配位也要減少，因此，在硅酸鹽礦物中K的位數(shù)經(jīng)常比Na的配數(shù)大，前者與氧的配位數(shù)為8，12而后者為6,8。、Zn

2+和Mg2+

的子徑近但天礦中前經(jīng)呈面配，者則常呈八面體配位，為什么？答：這是由于二者地球化學(xué)親和性差異造成的Mg離半徑0.72A，離子半徑≈0.70A，二者離子半徑相近但前者的負(fù)性為1.2,者電負(fù)性為在氧形成的化學(xué)鍵中前者71%為離子鍵成分，后者離子鍵成分僅為63%前者易于親氧，后者則是典型的親硫元素。根據(jù)確定配位數(shù)的原則，＝0.41(Krauskopfetal,1995)，因此閃鋅礦形成典型的四面體配位，而后Mg/O=0.51，此呈八面體配位。林伍德電負(fù)性法-具有較低電負(fù)性的離子優(yōu)先進(jìn)入晶格當(dāng)陽離子的離子鍵成分不同時(shí)，電負(fù)性較低的離子形成較高離子鍵成(鍵較高)的鍵，它們優(yōu)先被結(jié)合進(jìn)入礦物晶格，而電負(fù)性較高的離子則晚進(jìn)入礦物晶格。例如，Zn

的電負(fù)性為857.7kJ/mol，的負(fù)性為774，而Mg的負(fù)性為732kJ/mol，林伍德法則判斷，三個(gè)元素中Mg和優(yōu)進(jìn)入晶組成鎂鐵硅酸鹽則難進(jìn)入早期結(jié)晶的硅酸鹽晶格，這與地質(zhì)事實(shí)十分吻合。電負(fù)性決定了元素之間相互化合時(shí)的化學(xué)鍵性，因此可以用電負(fù)性大小來衡離子鍵的強(qiáng)弱判斷元素進(jìn)入礦物晶格的先后順序(0.083nm)與Mg(0.078nm)(0.083nm)的離子性質(zhì)很相似若按戈氏法從相互置換質(zhì)點(diǎn)間的電價(jià)和半經(jīng)的角度進(jìn)行判斷

應(yīng)于早期進(jìn)入鐵鎂硅酸鹽晶格。由于Zn的負(fù)性較大，化合時(shí)共價(jià)鍵性較強(qiáng)，難于以類質(zhì)同象方式進(jìn)入

和Mg結(jié)礦物中往在硅酸鹽熔體晚期結(jié)晶形成ZnSiO硅鋅礦和Zn[SiO][OH].2HO極礦)等礦物。林伍德電負(fù)性法則更適合于非離子鍵性的化合物。、指出列量素常類同替硅鹽礦結(jié)中哪主元：(1)Rb,(2)Sr,(3)Ga,(4)Ti,(5)Li,(6)Ba,(7)Ge,(8)REE,(9)Pb,(10)Ni,(11)Mn.(1)K,(2)Ca,(3)Al,(4)Mg,Fe,Al,(5)Mg,(6)K,(7)Si,(8)Ca,(9)K,(10)Mg,(11)Mg,Fe.

答：

下礦物的型什?所有鍵都是離子鍵(2)所有鍵都是共價(jià)鍵(3)部鍵為離子鍵部為價(jià)鍵(a)灰;(b)銅礦(c)螢石(d)自然砷(e)尖晶石(a)離子鍵，共價(jià)鍵；(b)共價(jià)(c)子鍵；(d)價(jià)鍵；(e)離子鍵。討論題、為什堿長(zhǎng)(長(zhǎng)、長(zhǎng)、斜長(zhǎng))間以成生構(gòu)(紋石或條長(zhǎng))而斜石卻能答：這與和Na的學(xué)性質(zhì)有關(guān)。二者的離子半徑分別為1.38A和1.02A(Krauskopfet因離子半徑差15%因此二者的類質(zhì)同象替代為高溫下形成完全類質(zhì)同,低溫時(shí)形不完全類質(zhì)同象,固溶體發(fā)生分。實(shí)驗(yàn)表(Krauskopfetal,1995)，二者的溶離線臨界溫度約為℃在此溫度之上KAlSiO與NaAlSi二者完全類質(zhì)同象，成完全的固溶體系列，一旦溫度降低至溶離線臨界溫度之下，類質(zhì)同象混合物發(fā)生分離－出溶形成熟知的富K和Na長(zhǎng)石的條或反條紋長(zhǎng)石紋長(zhǎng)石以鉀長(zhǎng)石為主含有少量鈉長(zhǎng)石的條紋條紋長(zhǎng)石則以鈉長(zhǎng)石為主含有少量鉀長(zhǎng)石的條紋。而斜長(zhǎng)石可以認(rèn)為是一種異價(jià)類質(zhì)同象的連續(xù)系列，因此不會(huì)形成交生結(jié)構(gòu)。、為什結(jié)與酸類的酸沒形成類雜碳鹽物（Krauskopfet）答：構(gòu)成硅酸鹽的主要元素是一非金屬元素它組成四面體，如形成橄欖石MgSiO，特征更由和CO組成的菱鎂礦，這樣看，其結(jié)構(gòu)化學(xué)并不比硫酸鹽中的S、磷鹽中的P和碳鹽中的C更復(fù)。那么為什么這種特殊的非金屬元素形成的礦物種數(shù)達(dá)800余，而碳酸鹽礦物只有80余？要點(diǎn)雖然Si是金屬元素但其性質(zhì)確處在非金屬和金屬之間。如同、等素一樣Si也以與O離連接在一起，形成石英等礦物，又如同C和S等非屬元素形成由自身構(gòu)成的揮發(fā)組分的氧化物Si不形成揮發(fā)組分化合物，但它確實(shí)具有非金屬的行為，以簡(jiǎn)單陽離子的形式進(jìn)入橄欖石的晶格Si的種雙重性可以說明自然界硅酸鹽結(jié)構(gòu)的多樣性。(2)從Si元化學(xué)性質(zhì)上分析Si

的大小處在最小的金屬離子Ti和Al最大的多價(jià)態(tài)非金屬離子P

和S)之間。如果Si離小，能夠更有效極化氧離子使其變形并繞其緊密接觸，形成含自身元素的分子或陰離子。如果S更大，對(duì)氧的吸引力減弱，在金屬氧化物晶體的格架中形成各獨(dú)立的單元。這種中間大小的特征使得Si在體結(jié)構(gòu)中具有履行任何功能的作用(3)在酸鹽中Si離總是被四面體角頂?shù)难蹼x子包圍，這種四面體可以是獨(dú)立的陰離子，也可以以各種方式系在一起。這種聯(lián)系就意味著在特定四面體中一個(gè)或多個(gè)氧也是鄰近四面體的組成部分，由這種接就構(gòu)成了多種多樣可能的硅酸鹽結(jié)構(gòu)。包括：獨(dú)立四面體結(jié)構(gòu)－島狀硅酸鹽－如橄欖石，多四體結(jié)構(gòu)礦物。2～個(gè)四面體連接在一起形成大的獨(dú)立陰離子－雙島狀硅酸鹽礦物，如異極礦－

2CO2COZnSiO(OH)H等環(huán)狀硅酸鹽物－綠拄石等，鏈狀硅酸鹽－單鏈和雙鏈硅酸鹽礦物，層狀硅酸鹽、架狀硅酸鹽等等。1、據(jù)研23.5億前的新太古-古元古代大幾乎完全由CO構(gòu)P≤試根據(jù)自然水中CO的離平衡計(jì)算當(dāng)時(shí)雨水的pH值當(dāng)時(shí)p

＝可計(jì)算得雨水的pH=3.952、夏天冬天相比，河水中的值是高還是降低？為什么？白天和夜晚相比，湖水的pH值升高還是降低？為什么？分答夏天植物的光合作用比冬天更強(qiáng)，據(jù)化學(xué)反應(yīng)方:HO+COHCOHCO-+H,溶解在水中CO被物吸收，導(dǎo)致水中離濃度降低，因此夏天水中pH值高。白天植物的光合用吸收C，使水中的pH值增大，而在夜晚植物和動(dòng)物的呼吸生CO，因此夜晚湖水中的pH值減小Krauskopfet。3、1)與氣氧相平衡的水P=0.21atm)，如果它的pH值6計(jì)算它的的氧化還原電位Eh值(2)果水的pH=7,Eh=+0.2V，水的氧逸度。4、當(dāng)以每種物質(zhì)形成時(shí)氧電位是高還是低(1)隕石(2)煤沉錳礦床釩鈾礦；(5)頁巖中的黃鐵礦。高，低，，高，低問題來源：Brownlow,1996)5、標(biāo)出下環(huán)境pH值的小序：熱帶地區(qū)海水，死(DeathValley)的季節(jié)性干鹽湖水，太水，含有豐富黃鐵礦的片巖出露區(qū)的溪水，加拿大北部沼澤水。答：pH值由到小的順序：死谷的季節(jié)性干鹽湖水→熱帶地區(qū)海水→太湖水→加拿大北部沼澤→含有豐富黃鐵礦的片巖出露區(qū)的溪(Krauskopfetal.,1995)。6、根據(jù)化還原電位回答，為么鉑、金在自然界往往以自然元素形式存在？答：Pt和氧化還原電位都很高：Pt+2ePtE=1.2；AuE=1.51伏這樣高的E，(1)電對(duì)氧化劑物質(zhì)和Au是個(gè)很強(qiáng)的氧化劑，很容易獲得電子形成自然P和Au。如在硫化礦床的膠結(jié)帶或次生富集帶有一部分自然金的形成就是Au被Fe還的結(jié)果Au+3Fe=Au+3Fe.(2)電對(duì)還原形物質(zhì)Pt和Au是一個(gè)很弱的還原劑，很難失去電子成為金屬陽離子，氧化Pt和Au只有在較高的Eh下才可能而自然界甚至在含有游離氧的氧化帶也很難達(dá)到以在通常情況下Pt和Au很穩(wěn)，多以自然元素式存在。由于以上原因，金在自然界一般很難以簡(jiǎn)單離子進(jìn)行遷移。通常認(rèn)為，除了在水溶液中金可能還原為單質(zhì)而以膠體溶液的形式遷移外，在熱液中金可能以絡(luò)離子形式進(jìn)行遷移，因?yàn)榻j(luò)離子的形成以大大降低金的氧化還原電位，例如：AuAuE=1.5伏[AuCl+3e=Au+4ClE=1.00伏

由此可見在含有某些絡(luò)合配位體(Cl,S

等)的熱液中，金可能形成絡(luò)離。但是這些絡(luò)離子只能在一定條件下如局部情況下Eh較高熱液)穩(wěn)定，遇到還原劑很容易分解為自然金。[AuCl]+3Fe=Au+3Fe+4Cl[AuS]+3Fe=Au+3Fe+3S

1、為什么微跡元素在地質(zhì)作用程中的分配可以用能斯特分配系數(shù)進(jìn)行研究？2、如何確定相容元素與不相容素？其研究意義何在？3、如何編制稀土元素配分曲線常用哪些指標(biāo)描述稀土元素分布特征？4、自然界許多地質(zhì)作用是否存稀土元素四分組效應(yīng)？其形成的原因是什么？5、在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解中，與其它稀土元素相比Eu和Ce經(jīng)常出現(xiàn)特殊的異常。為什么？什么樣的情況下，這種異常非常會(huì)變的非常突出？答：與其他REE元素都呈3價(jià)態(tài)同Eu和Ce分可以呈2和3價(jià)3價(jià)和4價(jià)由于離子半相近，可置換Pb,Ca，以及Na。二者在氧化還原條件下就會(huì)呈現(xiàn)與其它EE元素同分配情況，如在還原的月球上，具有負(fù)Eu異玄武巖與正Eu常輝長(zhǎng)質(zhì)斜長(zhǎng)巖REE模，兩種石都是具有特高EuEu比值還條件的月球火成巖。玄武巖來自月海地(marebasalt),輝質(zhì)斜長(zhǎng)巖來自月球高原，前者因斜長(zhǎng)石分離結(jié)晶虧損后者則因斜長(zhǎng)石堆積富集Eu。此外，由大量斜長(zhǎng)石的晶出導(dǎo)致殘余熔體出現(xiàn)明顯的負(fù)異，這是堿性巖和酸性巖的特征。而對(duì)于Ce來說比Ce離半徑小15%的離子半(8次配)為的子半徑(8次位為0.96A，此可以質(zhì)同象替代Mn在海水的Eh-pH條下Ce主要Ce該價(jià)態(tài)的Ce習(xí)題

形存在，1、分應(yīng)用巖漿分離結(jié)晶過程和批次熔融過程元素分配演化的定量模型，選擇相容元素和不相容元素計(jì)算它們?cè)诟呷廴诙群偷腿廴诙菷<0.1)的濃度變化，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。下述元素比值一般在鎂鐵質(zhì)巖石中高還是在長(zhǎng)英質(zhì)巖石中更高，為什么？Rb/Sr、Sr/Ba、B/Mn、Li/Mg、Pb/Rb、Cr/AlY/CaLa/Yb鎂鐵質(zhì)巖石中高的元素對(duì)比值：Sr/Ba、Pb/Rb、Cr/Al，其余為英質(zhì)巖石中高的元素對(duì)比值Rb/Sr、、Li/Mg、Y/Ca、La/Yb（Krauskopfetal.,19952、下元素比值一般在蒸發(fā)巖中高還是在頁巖中高，為什么Ca/Ba、Si/Na、、。蒸發(fā)巖中高的元素對(duì)比值巖中高的元素對(duì)比值

et3、分對(duì)比花崗巖、頁巖、斜長(zhǎng)石和石榴子石的REE配系數(shù)-原子序數(shù)圖解。它們各自有哪些特點(diǎn)？這些巖石、礦物的REE分模式之間有何關(guān)系？為什么？答：典型花崗巖(一般稱為二長(zhǎng)崗巖和鉀長(zhǎng)花崗)般相對(duì)富集HREE，有明顯的Eu負(fù)常δEu<0.5。巖是漫長(zhǎng)地質(zhì)時(shí)間由形成的火成巖和沉積巖反復(fù)分異而形成，因此具有與花崗巖和紋巖類似的REE配模式，一般有弱的負(fù)異。石榴子石的礦物/熔體分配系數(shù)呈現(xiàn)特征的物中富集重稀土元素，虧損輕稀土元素。而斜長(zhǎng)石的礦/體分配系數(shù)表明相對(duì)富集輕稀土元素且具有明顯的Eu的正常，即長(zhǎng)石明顯富集Eu這與類質(zhì)同象替代斜長(zhǎng)石中的Ca有。此花崗巖的Eu負(fù)異與斜長(zhǎng)石的早期晶出有關(guān)。4、多稀土元素在花崗巖中比在玄武巖中更為豐富Eu卻在玄武巖中更為豐富么？答：大多數(shù)稀土元素都是呈價(jià)現(xiàn)，而Eu是變價(jià)元素，有和3兩價(jià)態(tài)，Eu

與Ca的子半經(jīng)比較接近，可以置換斜長(zhǎng)石中的Ca因此與大多數(shù)稀土元素在花崗巖中比在玄武巖中更為豐富不同Eu在斜石含量較高的玄武巖中更為豐富。5、為么U、在崗巖中比在超基性巖中更為豐富？答：這與U、的子半徑和類質(zhì)同象置換有關(guān)U和Th的子半徑較大U(6次位為0.97A,U次配)為0.80A,Th(6次位為(6次位為1.02A此者不能進(jìn)入早期結(jié)晶的鎂鐵礦物中，而富集在淡色的殘余巖漿內(nèi)U廣地Th,Zr,REE以Ca呈類質(zhì)同象置換6次位。思考題1.根據(jù)作用的性質(zhì)和條件，自然界穩(wěn)定同位素的分餾作用可分為幾類？引起各種分餾作用的原因及其特征是什么？2.放射性同位素衰變具有哪些不同于一般化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)？試述放射性同位素蝕變定律。3.Rb-Sr等時(shí)測(cè)年的基本原理是什么？影響等時(shí)線年齡可靠性的主要因素是什么？4.Sr和Nb同位如何用于進(jìn)地球化學(xué)示蹤作用？5.根據(jù)水的H、O同位組成，然界的水可以分為哪幾類？每一類的H、同素特征如何？習(xí)題1、使用Sm-Nd法巖石定年時(shí)只有當(dāng)巖石中礦物的得最佳的年齡結(jié)果，為什么？

Sm/Nd比值具有較大差異時(shí)能獲2、假定下圖是一個(gè)巖漿巖的同位素分析所獲得的結(jié)果，請(qǐng)問圖中點(diǎn)A、、、所表的意義？

3、下列巖漿巖：①形成過程中與巖漿水發(fā)生了相互作用；②形成過程中廣泛地與大氣降水發(fā)生了相互作用。試回答哪一種巖漿巖D/H比值O/O比更高(6分)。答：形成過程中僅與巖漿水發(fā)生了相互作用的巖漿巖D/H比值和18O/O比值高。1、對(duì)灰樣品進(jìn)行

O/O比分析以確定巖石的形溫度，結(jié)果數(shù)值可以分為兩組，一組O/O比高，另一組O/O比低。試問哪一組巖石即富O的石還是貧O的石最有可能保留巖石最初的同位素組成？答沉積后沉積巖的蝕變作用通常會(huì)引起O/O比值低這是由于引起蝕變作用的水一般至少含有一些地下水，這種水的