地球化学复习资料
绪论
1.地球化学：地球化学研究地壳（尽可能整个地球）中的化学成分和化学元素及其同位素在地壳中的分布、分配、共生组合associations、集中分散enrichment-dispersion及迁移循徊migration cycles规律、运动形式forms of movement和全部运动历史的科学。 2.研究对象：地球（minerals、rocks、atomsphere、water bodies、crust、mantle、core）太阳系
3.研究内容： ①元素的分布、分配
②元素集中、分散、共生组合、迁移规律----核心：元素的化学作用和变化。 4.学科特点
（1）对象：地球、地壳等及地质作用---用地球化学方法研究以认识自然作用。 （2）以化学等为基础，着重于化学作用。 矿物岩石学：由结构构造了解成因 构造地质学：由物理运动了解过程 古生物学：由形态获得信息 （3）理论性与应用性
理论性：从化学角度查明过程、原因
应用性：生态环境及治理、农业。矿产资源勘探、开发 5.地球化学的研究方法 I.野外工作方法 (1).现场宏观观察：
①地质现象的时空结构
②查明区内各种地质体的岩石-矿物组成及相关作用关系
③由此提供有关地球化学作用的空间展布、时间顺序和相互关系 (2)地球化学取样: ①代表性
②系统性(空间、时间、成因) ③统计性. II.室内研究方法
（1）精确灵敏的测试方法
（2）研究元素的结合形式和赋存状态
（3）作用过程物理化学条件的测定(e.g.pH、Eh、?o2、salinity、concentration、 ionization strength)
(4)自然作用的时间参数 (5)实验室模拟自然过程
(6)多元统计计算和建立数学模型 6.地球化学的发展趋势 经验性→理论化 定性→ 定量
单学科研究→ 多学科结合研究
理论和方法的发展使其参与和解决重大科学问题的能力不断增强。
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第一章 太阳系和地球系统元素的丰度
1.太阳系元素组成的研究方法
直接采样分析（地壳岩石、陨石等） 光谱分析(太阳）
由物质的物理性质与成分的对应关系推算（行星） 利用飞行器观察、直接测定或取样 分析测定气体星云或星际间物质 分析研究宇宙射线
2.陨石：落到地球上的行星物体碎块，即从行星际空间穿越大气层到达地表的星体残骸 3. 陨石的分类
4.陨石的化学成分
(1)铁陨石：主要由金属Ni-Fe(98%)和少量其它矿物如磷铁镍古矿[(Fe,Ni,Co)3P]、陨硫铁（FeS)、镍碳铁矿（Fe3C)和石墨等组成。
(2)石陨石：主要由硅酸盐矿物组成。根据它是否含有细小而大致相近的球状硅酸盐结构而进一步分为球粒陨石和无球粒陨石。球粒主要是橄榄石和辉石，有时为玻璃；无球粒陨石缺乏球粒结构，成分上与前者也有差异。
(3)石-铁陨石：由数量大体相等的Ni-Fe和硅酸盐（主要是橄榄石，偶尔辉石）组成。 5.球粒陨石与无球粒陨石的区别
6.球粒陨石的分类
根据化学成分的不同，分为5个 (1)E 群（顽辉石球粒陨石);
(2)H群（高铁群普通球粒陨石） (3)L群（低铁群普通球粒陨石)
(4)LL群（低铁低金属群普通球粒陨石) (5)C群（碳质球粒陨石）
(H、L和LL群统称普通球粒陨石)。 7.无球粒陨石的分类
根据CaO的含量划分为：（1）贫钙型[ ω（Ca) ≦3%] ; (2)富钙型[ ω（Ca) ≧ 5%]； 根据成因划分为：（1）斜长辉石无球粒陨石系列；（2）顽火辉石无球粒陨石系列；（3）尚未
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划分出成因系列的无球粒陨石。 8.铁陨石与石-铁陨石的区别
铁陨石:主要由铁镍合金、陨硫铁以及少量Fe、Ni、Co、Cr、Ti、Cu、Zr的硫化物、碳化物、氯化物、磷化物、氧化物与磷酸盐以及自然铜、石墨等矿物组成。按多参数微量元素分类，铁陨石可分为13个化学群。
石-铁陨石:则由近乎相等的石陨石和铁陨石组成，较为少见。 9.碳质球粒陨石
是一类脆性的黝黑的球粒陨石。其成分具有下列特点：①主要由含水硅酸盐粘土矿物组成,常见者为细粒的蛇纹石或绿泥石；②含大量挥发分,主要为水、硫、氙等；③没有或只有极少的金属铁—镍,有少量陨硫铁；④含有大量的有机化合物，多半是高分子化合物,包括羟、脂族羟和芳族羟,多呈黑色,难溶,含水度为20%,一般是化合水；还发现有氨基酸。碳质球粒陨石容易风化, 在球粒陨石中比较罕见,约5%,但一般认为在太空陨星体中可能很普遍。 10.碳质球粒陨石分类：
通常分三类,用Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型或用C1、C2、C3来表示,依次含碳量递减而球粒数目递增。如Ⅰ型含水和有机质最多,化合碳为3%～5%,烧失量24%～30%；Ⅱ型含水和有机质成分中等,烧失量12%～24%；Ⅲ型含高温矿物和若干金属组分,烧失量2%～12%。 11.行星的化学成分
（1）地球和类地行星（地球、Mercury、Venus、Mars）：
质量小、密度大、体积小、卫星少。物质成分以岩石为主，富含Mg、Si、Fe等，亲气元素含量低。
（2）巨行星（木星和土星)：
体积大、质量大、密度小、卫星多。主要成分为H和He。 （3）远日行星（天王星、海王星、冥王）：
成分已冰物质为主，H大约10%，He、Ne平均为12%。 12.月球的化学成分
克里普岩:是一种富含钾、稀土元素、和磷的岩石.
13.丰度——指化学元素及其同位素(核素)在宇宙各类物体中的相对含量。(以si原子数量作为1）
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14.元素丰度及其规律
（1）在原子序数较低的元素来说，丰度随原子序数增大呈指数递减； （2）原子序数为偶数的元素其丰度大大高于相邻原子序数为奇数的元素； （3）H和He是丰度最高的两种元素（占太阳系全部原子数目的98%）；---奇偶规则 （4）与He相近的Li、Be和B具很低的丰度，属于强亏损的元素; （5）在丰度曲线上O和Fe呈明显的峰，它们是过剩元素；
（6）质量数为4的倍数的核素或同位素具有较高丰度。---四倍规则
第二章 地球的结构和化学成分
1.地球元素丰度：
（1）元素丰度的研究方法： ①陨石类比法：
a.陨石在太阳系形成；b.陨石与小行星成分相同；c.陨石是破坏了的星体碎片；d.产生陨石的星体，其内部结构和成分与地球相似。 ②地球模型和陨石类比法:
按地球的各主要圈层的比例计算：a.地核(32.4%)--球粒陨石的镍铁金属相+5.3%陨硫铁(硫化物相)代表；b.地幔+地壳(67.6%)--球粒陨石的平均硅酸盐成分 ③地球物理类比法(黎丹):
A+B+C+D+E+F+G(层)结合地球物理资料。 （2）地球元素丰度及其规律： ① Fe+O+Si+Mg ≧ 90%；
②含量大于1%的元素：Ni、Ca、Al、S；
③含量介于0.01%--1%的元素Na、K、Cr、Co、P、Mn、Ti。
地球元素丰度遵循太阳系元素丰度的基本规则，如奇偶规律、递减规律等。 2.地壳的平均化学成分与元素克拉克值 （1）地壳平均化学成分的确定方法:
①Clarke Method (5159 samples，50 elements; 1924):
②Goldschmidt Method (Method Fine-grained Clastic Rock ) a. 剥蚀区
b. 适合于区域地壳成分的估计
③地壳模型法: Basic rock/acidic rocks=1（基性岩代表下地壳，酸性岩代表上地壳） (2) 元素克拉克值及其意义：
①定义：地壳中各元素的相对平均含量称为克拉克值。如以重量百分数表示，称之为“重量克拉克值”，简称“克拉克值”；如以原子百分数表示，则成为“原子克拉克值”。 ②意义：
a.元素克拉克值影响着元素参加地壳地球化学过程的浓度，支配着元素的地球化学行为； b.元素克拉克值可以为阐明地球化学省的特征提供依据；
c.依据克拉克值可以计算出地壳中地球化学性质相似或相关元素之间的平均比值。 上部地壳深成岩体的体积比例
花岗岩类和花岗闪长岩类 77 % 石英闪长岩类 8 % 闪长岩类 1 % 辉长岩类 13 %
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