地球化学总复习.ppt

第二章 微量元素地球化学 第五章 环境地球化学 什么是元素的地球化学迁移 （结合状态+空间位置） 元素在水介质中迁移能力的影响因素 ⑴ 首先与元素迁移前的存在形式 ⑵元素的地球化学性质——如离子的电价、半径等 ⑶体系的环境因素（如伴生组分的类型和浓度、体系中物理化学强度参数的空间变化浓度差、温度差-压力差、pH、Eh等） 第五章 环境地球化学 水－岩化学作用的基本类型 氧化还原反应 脱水和水解反应 水合作用 碳酸盐化和脱碳酸盐化反应 阳离子交换反应 体系组成对水岩作用的影响（影响水-岩作用的内在因素有哪些？或影响元素在水介质中迁移能加的内在因素） 活度积原理 同离子效应 盐效应 胶体的作用 第五章 环境地球化学 地球化学障的概念及主要类型 影响水-岩作用的环境因素有哪些？ pH、Eh、T、P 岩石风化过程中主要化学作用类型 （ ①溶解；②氧化；③水解；④离子交换） 影响风化作用的介质因素主要有哪些？ 水、氧-二氧化碳、pH、 其它因素 * */79 同位素分馏(isotope Fractionation)：在同一系统中某些元素的同位素以不同的比值分配到两种物质或相态中的现象，是同位素效应的表现。 同位素分馏概念 分馏系数：同位素分馏作用的大小，一般用分馏系数α来表示： α= RA/RB RA、RB分别为某同位素在A相、B相中的重同位素的比值 第三章 同位素地球化学 */79 地质体中共存相之间同位素分馏系数α可以通过实测两相δ值后计算得到 根据δ的定义，可以分别写出： δA ={(RA—Rs) / Rs}×1000 δB={(RB—Rs) / Rs }× 1000 则 RA= {(δA / 1000))+ 1} RS RB= {(δB / 1000))+ 1} RS 再由 αA-B = RA/RB = (δA +1000 ) /(δB + 1000) 同位素分馏系数(α)与δ值的关系 第三章 同位素地球化学 */79 (1) Δ值也是用来表示两种物质间同位素组成差别的程度。定义为：ΔA-B=δA-δB。 注意：① 同种元素的同位素组成的比较 ② 绝对差。 (2) ΔA-B、αA-B和δA、δB之间的关系： 把αA-B两边取对数 lnαA-B=ln(δA+1000) — ln(δB+1000) 再按麦克劳林对数幂公式展开，得出近似值： 103lnα(A-B)≈δA—δB=ΔA-B 第三章 同位素地球化学 */79 1000lnαA-B≈△δA-B 数学上可以证明：当α接近1时有： lnα≈α–1 因此有： 1000lnαA-B≈1000(αA-B –1) 对于含有同一元素的一系列化合物，分馏值具有加和性，即： △δA-C= △δA-B+ △δB-C 第三章 同位素地球化学 */79 1. 同位素热力学分馏（化学平衡和相平衡过程中的同位素分馏） 同位素交换反应 蒸发-凝聚过（因蒸气压的不同） 2. 同位素动力学分馏（因扩散速度和反应速度不同引起的同位素分馏） 扩散过程（物理分馏） 氧化-还原过程 光合作用过程（生物化学反应） (三) 主要的分馏过程 第三章 同位素地球化学 */79 前面已经多次提到，分馏系数(α)与温度有关，上一张图更直观地说明了这一点。研究表明，在同位素交换平衡反应中，同位素分馏系数α是绝对温度T的函数： 103lnα=A×106/T2+B 1. 同位素分馏方程 重点 五、分馏系数与温度的关系—同位素地质温度计 第三章 同位素地球化学 */79 因为 1000*lnαA-B ≌ΔA-B 所以，对于一对已知分馏方程的矿物(如方铅矿-黄铁矿)，当测得各矿物的δ值后，就可以用分馏方程计算出同位素平衡时的温度。 所以，同位素分馏方程也是同位素地质温度计的基本公式 第三章 同位素地球化学 */79 已知氧同位素的分馏方程： 1000lnα石英-水=3.38×106/T2 - 3.40； 1000lnα方解石-水=2.78×106/T2 - 3.40。 写出石英-方解石的氧同位素分馏方程。 如果已知平衡共存的石英和方解石的氧同位素组成分别为δ18O石英=17‰， δ18O方解石=14.5‰，试计算平衡温度。(取 ) 答：1000lnα石英-水方解石=0.6×106/T2 1000lnα石英-方解石=△石英-方解石=0.6×106/T2=2.5 T2=0.6×106/2.5=24×104, T=490°K=217℃ 第三章 同位素地球化学 */79 表达式 国际标准 同位素分馏