地球化学研究的基本问题
地球化学的定义：地球化学是研究地球及其他自然作用体系的化学组成化学作用和化学演化科学.
地球化学研究的基本问题 ：
1. 研究地球和地质体中元素及其同位素的组成。（1）丰度问题：元素在地球及各层圈(壳、幔、核)中平均含量（2）元素的分布和分配问题：元素及其同位素含量在不同地质构造单元、岩石、矿物和矿床中的变化2. 研究元素共生组合和赋存形式3.研究元素的迁移4.元素迁移历史与地球演化
地球化学的学科特点：是地球科学的分支，是地质学和化学相结合的一门学科：研究地球及其他自然体系作用最后得出自然作用的认识：化学组成，化学科学和化学演化的科学。
地球化学研究方法：采用类比和反序方法：先野外（样品采集，结构观察 ）后室内（实验模拟自然条件，元素 测定）：地球化学数据分析。
行星分为两类：
接近太阳的较小内行星-水星，金星，地球，火星－类地行星；
远离太阳大的外行星-木星，土星，天王星，海王星－类木行星。
！太阳系中元素的丰度特征是什么？
1.最丰富的元素H和He，H/He比值为12.5。
2.原子序数较低(Z<50)的轻元素，随原子序数增加丰度呈指数递，较重元素(Z>50)不仅丰度低，且丰度值几乎不变，即丰度曲线近乎水平.
3.原子序数为偶数元素的丰度值大大高于原子序数为奇数的相邻元素。
4.与He相邻Li，Be，B丰度很低，按轻元素的丰度水平它们是非常亏损的元素。O，Fe呈现明显峰值，它们是过剩元素。
5.Tc和Pm没有稳定同位素，在太阳系中不存在。Z>83 (Bi)的元素也没有稳定同位素，它们都是Th和U的长寿命放射成因同位素。
质量数为4倍数的核素或同位素有较高丰度.如4He，16O，40怎么制做游戏Ca，56Fe，140Ce等。
！解释CL型球粒陨石常用做标准化的原因：
CL型碳质球类陨石是其中最原始的，的非挥发性元素的丰度几乎与太阳中观察到的元素丰度完全一致。
！一般根据其中的金属含量，先将陨石划分为四种主要类型：
球粒陨石 约含10%金属；
无球粒陨石 约含1%金属；
铁陨石 金属含量＞90%；
石铁陨石 约含50%金属。
大陆地壳的结构与元素组成：分为花岗质的上地壳、英云闪长质的 中地壳和玄武质的下地壳；大陆地壳总体成分是安山质或花花岗闪长质的，SiO2含量范围为57%-63%。
地幔的化学成分：橄榄石 ，单斜辉石和斜方辉石，斜长石尖晶石或石榴子石。MgO,SiO2,FEO,Cr2o3,Co
地核的化学组成：Fe-Ni合金组成，地球的成分为原始地幔和地核成份之和。
大洋玄武岩化学组成 可分为两类：
大洋中脊玄武岩（MORB）包括正常型和富集型两类
洋岛玄武岩(OIB)分为富集地幔I型富集地幔II型和HIMU
！基本概念：
相容元素：在岩浆或热液中的某些微量元素因其浓度低，不能形成独立矿物，但其离子半径 电荷 晶体场等晶体化学性质与构成结晶矿物的主要元素相似，顾在固液相反应或平衡中易于呈类质同像形式进入有关矿物相。
不相容元素：在岩浆或热液的矿物结晶过程中趋于在液相中富集的某些微量元素和稀土元素。因其浓度低不可形成独立矿物相，因受其离子半径 电荷和化学键所限，很难进入造岩矿物晶体结构中而在残余热液中相对富集。
高场强元素：离子电价较高 半径较小 具有较高离子场强的元素，其化学性质一般较稳定，不易受变质 蚀变和风化作用影响常用恢复遭后期变化岩石的原岩性质。
！
对应于地球圈层构造的形成，地幔可以分为两种类型：
原始地幔：地核形成以后，地壳形成以前的地幔，也即现今的地幔和地壳。
亏损地幔：原始地幔经过部分熔融形成地壳以后残余的地幔。
（富集地幔：由于板块俯冲作用将地壳物质再循环返回地幔后形成。）
！据幔源洋中脊及洋岛玄武岩Sr,Nd,Pb同位素及微量元素，Hart(1988)提出  4种地幔端元：
(1) 亏损地幔(DMM)  位于地幔最上部，亏损不相容元素。代表大陆地壳从地幔分异后的残留物，其后分熔产生洋中脊玄武岩(MORB)。
(2) 富集地幔1(EM1) 相对富集非放射性成因Sr、Nd和Pb同位素。
(3) 富集地幔2(EM2) Nd同位素成分类似于EM1,但具有较高放射成因Sr和Pb同位素。
(4)  高μ值地幔(HIMU) 具有非常高的放射成因Pb同位素(μ=238U/204Pb)。
地球的成分为原始地幔与地核成分之和。
按元素丰度排列：太阳系、地球、地幔和地壳中10种主要元素分布顺序：
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
地幔O>Mg>Si>Fe>Ca>Al>Na>Ti>Cr>Mn
地壳O>Si>Al>Fe>Ca>Na>K>Mg>Ti>H
！自然体系中元素的赋存形式
元素的赋存形式是指元素在一定的自然过程或演化历史中的某个阶段所处的状态及与其共生元素间的结合关系。
元素在固相中的主要赋存形式——独立矿物、类质同像、超显微包体、吸附形式、与有机质结合的形式。
元素在水流体相中的赋存形式——离子、分子、胶体、微细颗粒物、
戈尔德施密特的元素地球化学分类：
亲石元素（亲氧元素），亲铜元素（亲硫元素），亲铁元素，亲气元素，亲生物元素
！元素地球化学亲合性：元素形成阳离子的能力和所显示出的有选择地与某种阴离子结合的特性。
根据元素在自然界丰度的高低，分为以下三类：①亲氧性元素②亲硫性元素③亲铁性元素
！类质同象：指矿物在一定的物理化学条件下结晶时，晶体结构中某种质点（原子、离子、络离子、分子）被其它类似的质点所代替，结果只引起晶格常数的微小变化，而晶体的构造类型、化学键类型等均保持不变的现象。
完全类质同像-有限类质同像
同价类质同像-异价类质同像
补偿类质同像
行为制约：地球化学亲和性是元素行为的普遍性特征它是与元素的基本化学特性密切相关的属性，是控制元素在自然界中相互结合的最基本规律元素形成阳离子的能力与元素在自然界中本身的性质有关，它与元素相互结合时体系的物理化学条件有关。
！类质同象置换的条件
    内部控制因素  晶体化学条件
1.化学键性——端元化合物的化学键相同或相似，元素对应具有近似的成键轨道或相近电负性。 2.原子(离子)结合时的几何关系——化学键性相同时，是否发生类质同象取决于原子(离子)结合时的几何关系－半径，配位数等. 3.正负离子电荷保持平衡——即保持化合物的电中性。4.有利的矿物晶体构造——矿物的晶体构造偏离最紧密堆积愈远，发生类质同象的可能性愈大。
外部影响因素  环境物理化学条件
1.温度和压力—温度增高, 有利于类质同象发生。压力对于类质同象的影响和温度相反，研究较少。2. 组分浓度—一种熔体或溶液中如果某种成分缺乏，则从中晶出包含此种组分矿
qq个性签名伤感物时，性质与其相似的其它元素会以类质同象混入物方式加以补充。3. 氧化还原电位—通过改变元素价态，改变元素类质同象范围；
！类质同像规律对微量元素地球化学行为的影响主要体现在哪里？
1.（戈尔德斯密特）类质同象法则：
1)小离子优先法则：两种离子电价相同，半径相似，小半径离子优先进入矿物晶格，集中于早结晶矿物中，大半径离子集中于晚结晶矿物中。
2) 高价离子捕获,低价离子容许法则：两种离子半径相似电价不同，高价离子优先进入早结晶矿物，称为“捕获”低价离子集中于晚结晶矿物，称为被“容许”
国庆来历3) 隐蔽法则：两种离子有相似半径和相同电价，丰度高主量元素形成独立矿物， 丰度低微量元素按丰度比例进入主量元素矿物晶格，称为“隐蔽”或“容留”。此种情况下，微量元素不形成独立矿物，而是隐藏在另一元素晶体中。
2. 林伍德电负性法则暗黑破坏神2圣骑士加点
当阳离子离子键成分不同时，电负性小的离子形成离子键成分较高的键，优先被结合进入矿物晶格，电负性较大的离子则晚进入矿物晶格。
研究类质同相的地球化学意义：1. 确定元素的共生组合 2. 决定元素在共生矿物之间的分3. 支配微量元素在交代过程中的行为4 类质同象元素比值可作为地质作用过程和地质体成因的标志5. 标型元素组合6. 影响微量元素的集中或分散7. 矿产资源综合评价与利用8. 环境地球化学效应。
常见的类质同相置换元素对：(1) Rb；(2) Sr ；(3) Ga ；(4) Ti ；(5) Li ； (6) Ba ；(7) Ge ；(8) REE ；(9) Pb ；(10) Ni ； (11) Mn
答案：(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
微量元素的分配：
能斯特定律：在给定溶液、溶剂及温度和压力的 情况下，微量元素 i在两相间的浓度比值为常数KD，它与温度和压力有关，与i的浓度无关(在一定浓度范围内)。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量元素的分配。KD =Xα /Xβ>1该元素进入α相。<1进入β相，=1浓度相等。
！影响分配系数的因素：1.离子半径和离子电价2.体系化学成分的影响3.温度4.压力5.氧逸度
稀土地球化学：稀土元素：包括从镧到镥(Z=57-71)的15种元素，周期表中属 于ⅢB族。1. La系收缩 2. 稀土元素的分类两分法：轻稀土和重稀土 三分法：轻稀土、中稀土、重稀土 3. REE价态：REE3+, Eu2+ ，Ce4+
稀土元素的数据表示：  (1) 稀土元素总量-∑REE  (2) LREE/HREE(或∑Ce/∑Y)  (3)(La/Yb)N、(La/Lu)N和(Ce/Yb)N；(La/Sm)N和 (Gd/Lu)N  (4) δEu(或Eu/Eu* )  (5)δCe或(Ce/Ce* )
微量元素的数据表示及其化学史总作用：1.蛛网图，按照不相容程度降低的顺序进行排序，利用一种参照物（原始地幔）对样品标准化后作图。2.微量元素双图解。
微量元素的数据表示及其地球化学示踪作用：1.岩浆岩成岩过程的鉴别2.成岩构造环境判
别3.成岩，成矿物理化学条件示踪4.地球历史中灾变事件的微量元素地球化学证据。
同位素基本知识：1.核素，由一定质量的中子和质子构成的原子2.同位素：具有相同  质子数和不同中子数的一组核素。3.放射性同位素：原子核不稳定，以一定方式自发的衰变成其他核素的同位素。稳定同位素：原子核是稳定的。4.核衰变：放射性同位素从不稳定状态变成稳定状态的过程称为核衰变。α衰变，β衰变，电子捕获，y衰变，重核裂变、5.半衰期国庆去哪儿玩?：放射性核素衰变一半的原始原子数的一半所需要的时间称为半衰期。
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