地球化學階段性作業(yè)31(答案)

1、中國地質大學（武漢）遠程與繼續(xù)教育學院中國地質大學中國地質大學(武漢武漢)遠程與繼續(xù)教育學院遠程與繼續(xù)教育學院地球化學課程作業(yè)3（共3次作業(yè)）學習層次：專升本涉及章節(jié)：第四章——第五章一名詞解釋1總分配系數（總分配系數（Di）：）：為了解微量元素在巖石與熔體間的分配行為，需計算微量元素在由不同礦物組成的巖石和熔體間的總分配系數?？偡峙湎禂担―i）是用巖石中所有礦物的分配系數（KDi）與這些礦物在巖石中的相對質量分數(ωi)之和來表示。2

2、微量元素：微量元素：微量元素是相對主量元素而言的，指在體系中質量百分比低于0.1%的元素，同時它們在體系的礦物相中不計入化學計量式的組分，不影響所在體系的物理化學特性，近似服從Henry定律。3?Eu：表征Eu與REE整體分離程度的參數。其計算公式為：δEu=2Eun（SmnGdn）（n表示相對于球粒隕石標準化）。4放射性同位素：放射性同位素：能夠自發(fā)地衰變形成其它核數，最終轉變?yōu)榉€(wěn)定核數的同位素。5.能斯特分配定律：能斯特分配定律：在

3、一定的溫度和壓力條件下，微量元素在兩共存相中的活度比為常數。6.穩(wěn)定同位素：穩(wěn)定同位素：不能自發(fā)地衰變形成其它同位素或由于衰變期長，其同位素豐度變化可忽略不計的核素。7.不相容元素：不相容元素：在一定的溫度和壓力條件下，在部分熔融或巖漿分異結晶過程中，在固相熔體相中的總分配系數1的微量元素稱為不相容元素。二簡答題1.以RbSr同位素衰變體系為例，說明要正確獲得樣品形成年齡需滿足的條件。同位素衰變體系為例，說明要正確獲得樣品形成年齡需滿足

4、的條件。答：需滿足的三個條件為：（1）研究的一組樣品有同時性和同源性，所謂同源性是指每個樣品有相同的(87Sr86Sr)0值。（2）在樣品形成后保持RbSr體系封閉，沒有與外界發(fā)生物質上的交換。（3）所測樣品有較為明顯的RbSr比值差異，以確保獲得一條高質量的等時線。2.稀土元素配分圖和微量元素蛛網圖的具體做法。稀土元素配分圖和微量元素蛛網圖的具體做法。答：稀土元素配分圖的做法：（1）將樣品的稀土元素含量（ppm）分別除以某個標準物質的

5、相應元素值（一般是SunMcdonald，1989發(fā)表的球粒隕石或者其他數據，如MB），得到標準化后的數據。（2）將各稀土元素按照原子序數排列作為橫坐標。（3）以標準化后的值作為縱坐標，作圖，之后，縱坐標改為對數形式。微量元素蛛網圖的做法：（1）將樣品的微量元素含量（ppm）分別除以某個標準物質的相應元素值（一般采用SunMcdonald，1989發(fā)表的原始地幔數據），得到標準化后的數據。（2）將微量元素按元素不相容性降低的順序（即巖漿

6、作用過程中總分配系數增加）排列作為橫坐標。（3）以標準化后的值作為縱坐標，作圖，之后，縱坐標改為對數形式。3.請用圖示分析在巖漿結晶分異過程中分配系數請用圖示分析在巖漿結晶分異過程中分配系數KD＝0.1和KD＝4這兩個微量元素的地球這兩個微量元素的地球化學行為，并輔以簡單說明?；瘜W行為，并輔以簡單說明。中國地質大學（武漢）遠程與繼續(xù)教育學院衰變后核數的原子數只是時間的函數。根據放射性同位素以上特性，放射性同位素衰變定律為：單位時間內衰變

7、的原子數與現存放射性母體的原子數成正比。其數學表達式為：dNdt=λN。8.穩(wěn)定同位素的地球化學應用領域。穩(wěn)定同位素的地球化學應用領域。答：基本可以概括為三點應用，包括（1）同位素地質溫度計：如礦物對氧同位素測溫；（2）同位素地球化學示蹤：如應用氧同位素組成確定巖石的成因（殼源幔源）或構造背景，大氣圈、水圈和生物圈循環(huán)和環(huán)境科學等；（3）物理化學過程識別：如對動物化石進行C同位素分析，確定其是否屬于C4(木本？)或C3(草本？)類植物的

8、食用動物。9.簡要說明同位素地球化學在地學研究上的應用。簡要說明同位素地球化學在地學研究上的應用。答：總的來講可以概括為：（1）計時作用：每一對放射性同位素都是一只時鐘，可以記錄許多地質事件和測定各種地質體的年齡。（2）示蹤作用：利用同位素的組成及其變化指示地質體形成的環(huán)境、機制，示蹤物質來源。（3）測溫作用：由于某些礦物同位素成分變化與其形成溫度有關，為此可設計各種礦物對的同位素溫度計，測定成巖、成礦溫度。10.請說明請說明RbSr定

9、年體系的適用對象和范圍。定年體系的適用對象和范圍。答：（1）含鉀的礦物是RbSr法定年的主要對象；（2）RbSr全巖等時線法主要適用于基性、中性和中酸性巖漿巖形成年齡的測定；（3）變質巖由于受變質作用影響，使得對變質巖原巖的RbSr同位素進行了改造，因此，等時年齡往往不能提供原巖形成年齡的信息，而往往代表變質事件的年齡或無意義的年齡；（4）RbSr全巖等時線法很少用于沉積巖的年齡測定。三問答題1、以、以RbSr衰變體系為例，推導同位素等

10、時線年齡獲取的基本方程。若已知某黑云母花衰變體系為例，推導同位素等時線年齡獲取的基本方程。若已知某黑云母花崗閃長巖巖體，試說明用哪幾種同位素定年法能獲得該巖體的形成年齡？崗閃長巖巖體，試說明用哪幾種同位素定年法能獲得該巖體的形成年齡？答：同位素衰變定律的數學表達式為：D=N（eλt1），其中λ為衰變常數、t為時間，N為現今殘存的母體原子數，D為現今因母體衰變積累的字體核數含量。據此可以得出時間T=1λln（1DN）。對RbSr體系而言，

11、依據上述定律，可以得到：87Sr=87Rb（eλt1）?？紤]到樣品形成之初，體系當中本身含有的87Sr含量，可以改寫為：87Sr=（87Sr）087Rb（eλt1）（…1）。顯然要獲得樣品的形成年齡，需要了解（87Sr）0值，然而在時間t未知的情況下，該值難以準確獲得。為此人們出設計等時線年齡方法，假定地質體中初始Sr分布均勻，而Rb分布不均勻，隨時間變化，在地質不同部位由Rb衰變形成的Sr不一樣，通過擬合出線性方程，獲得Sr初始值和斜

12、率，然后求年齡t。具體操作為：在公式1左右兩邊同時除以穩(wěn)定同位素86Sr以提高質譜分析本領和精度，得到RbSr等時線定年的基本公式為：87Sr86Sr=(87Sr86Sr)087Rb86Sr(eλt1)。記y=87Sr86Sr，x=87Rb86Sr，b=(87Sr86Sr)0，k=(eλt1)，構筑出直線方程y=kxb。通過三個以上數據點的測定，擬合出直線方程，該直線的斜率k=(eλt1)，可換算出t=1λln（1k）。次即同位素等時線

13、定年的一般操作流程。獲得高精度等時線的要求包括：擬合的樣品滿足同時同源、體系封閉及有差異較大的RbSr。對該黑云母花崗閃長巖，可以分別采?。?）鉀長石、黑云母或角閃石單礦物的KAr定年法。（2）RbSr體系的等時線法：分別測定花崗閃長巖全巖、鉀長石、黑云母及角閃石單礦物的87Sr86Sr和87Rb86Sr值，將數據投點，構筑直線方程，求出直線斜率，該斜率=eλt1，即可求解時間t。（3）分選花崗巖中的鋯石，在詳細鋯石內部結構分析的基礎上