文档介绍：酸性岩主要是K、Na、Si、Al、Be、Th等形成的矿物组合,基性岩主要是Fe、Mg等形成的矿物组合;
不同矿石、矿物元素组合方式千变万化,但同一类型岩石中特定元素则相伴出现(why??)。
反映自然界元素之间存在一定的结合倾向和规律,即:元素存在形式和共生规律。
本章内容:
元素的地球化学亲和性;
类质同象代换及微量元素共生结合规律;
晶体场理论在解释过渡族元素结合规律上的应用;
元素结合的微观控制因素;
元素的赋存状态及其研究方法;
计划学时10个
元素的地球化学亲和性
常量元素
矿物晶体结晶过程的类质同像
控制微量元素的地球化学行为
晶体场理论的控制
过渡族元素的结合规律
自然界没有孤立的原子,是以一定组合形式存在;
物质主要由金属相,硅酸盐相和硫化物相三相组成。不同自然系统中三相元素组合基本一致。
元素地球化学行为:元素的性质(内因),环境物理化学条件(外因)入手;
现代地球化学总结出元素分配的晶体化学控制、热力学控制和动力学控制三方面的因素(Henderson,1982)。
内因:
能量:
有关的参数:电负性(X)、电离势(I)、电子亲和能(Y)、晶格能(U);
空间几何形式:
有关的参数:半径(原子、离子)、配位数、原子和离子极化、最紧密堆积等
本章重点:元素分配的晶体化学控制;
实质:元素按化学性质不同选择有利的阴离子与之结合, 表现为元素在各种共存相间的不均匀分配;
化学理论:元素在不同条件下各种性质和行为都与它们的原子结构有关,而两种元素的结合(化合或共生)方式取决于原子之间作用力的性质, 即化学键的本质;
晶体化学理论发展,推动对元素的地球化学行为认识;
. 自然物理化学体系及其形成物
地球化学体系的特征
地球化学研究:自然化学作用和元素在自然体系中迁移演化规律;
与人为控制的化学反应具有很大区别;
地壳和地球范围内的自然作用体系有以下主要特点:
1) 温度、压力等条件的变化幅度与人为制备的条件相比有限
地壳和上地幔温度变化幅度为-80-1800℃、-1010Pa(十万大气压);
现代试验设备可以制备的温度极限从接近绝对零度()到超高温5×104℃(等离子火焰),以致到100M℃(聚合反应); ×1011Pa;
地壳中风化、成岩、变质和岩浆作用的近似温度压力区间。右侧纵坐标表示近似的深度, 根据(压力=密度×重力加速度×深度)方程计算获得, -3(Krauskopf and Bird,1995)