《元素地球化学》课程 思考题/练习题（2014年秋季学期）
第一部分
（提示：思考和回答下列问题时，手边应该至少有一张好用的元素周期表）
1. 如何理解地球化学与化学的关系？
2. 按照宇宙大爆炸假说，试述宇宙的元素和物质的形成历史。
3. 试述：从位于中心的太阳向外，经过类地行星，到类木行星，主要元素组成
的变化规律。可以将H/He、亲铁元素、亲石元素、其他特殊元素分别论述。 4. 除了H、He等几个轻元素之外，光谱显示的太阳组成与实测(+计算)获得的地球组成极为一致，试析其含义。 5. 太阳系的元素丰度，为什么存在奇偶效应。
质子有核自旋。有奇数个质子的核必有质子没有配对，它有俘获另一质子而配对抵消自旋的趋势。配对后的核，也就是原子序数为偶数的核稳定性提高，丰度也会较大。因此，质子数为偶数的核的丰度比相邻的奇数核大。
6. 为什么选择陨石（通常选择球粒陨石）作为地球物质演化（元素和同位素）
的起点？ 7. 试述大洋中脊玄武岩（MORB）在地球圈层分异中的意义。
8. 比较原始地幔和平均大洋地壳的主要组分，找出其中最突出的差别，至少举
出三项。 9. 大陆地壳划分为上、下地壳的依据是什么？指出大陆上、下地壳主元素组成
的主要差别。 10. 如何理解元素地球化学分类的必要性？如何理解元素地球化学分类的相对
性？针对戈尔德施密特分类和Railsback分类，比较二者分类依据和分类方案结果的异同。 11. 如何理解区分离子类型的必要性？通常依据原子和离子的哪些特征区分离
子类型？ 12. 如何定义离子半径？实际（有效）离子半径受到哪些因素的影响？ 13. 为什么Fe3+的离子半径比Fe2+的离子半径小？能否得出下列普遍规律：对于
多价态元素来说，电荷高的离了半径小于电荷低的离子半径？如果是，那么为什么？ 14. Zn2+与Mg2+的离子半径相近，但在天然矿物中，前者经常呈四面体配位，而
后者则主要为八面体配位。为什么? 15. 仔细观察下列矿物的组成，锆石ZrSiO4、斜锆石ZrO2、独居石CePO4、石
盐NaCl、萤石CaF2、黄铜矿CuFeS2、磷灰石Ca5[PO4]3(F,Cl,OH)、雄黄As2S3、莫桑石SiC、铱锇矿IrOs、钯铂矿Pd2-4Pt1-9、碲铅矿PbTe、碲金矿AuTe2，指出其中化学键的类型（金属键/离子键/共价键），并阐明各自的依据。
16. 通过查阅和比较各种地球化学参数，说明为什么K+/Tl+、Na+/Cu+、Na+/Li+、
C4+/S4+不易发生类质同象替代？ 17. 锆石ZrSiO4形成于内生过程，通常都含有一定量的U，但是却几乎不含Pb，
因此成为U-Pb定年的理想矿物。根据这一现象，判断内生过程U和Pb的正常价态。 18. 举例说明对周期表中的斜对角线规律的认识。可用Li作为实例。 19. 举例说明溶解度和溶度积的异同。
20. 简要解释几个重要概念(定义、数学表达和导出过程)：分配系数，能斯特定
律，亨利定律，相容元素，不相容元素，大离子亲石元素，高场强元素。 21. 微量元素有哪些主要赋存形式? 不同赋存形式的微量元素，其地球化学行为
有什么差别？ 22. 什么叫分配系数？哪些因素可以影响分配系数？并进一步说明，这些因素对
分配系数的影响程度。既然分配系数是变化的，为什么在大部分岩浆演化过程模拟计算中，可以认为分配系数基本不变？ 23. 从分配系数的差别入手，依据REE配分形式，阐明为什么MORB来自亏损
地幔？ 24. 简述球粒陨石标准化的REE配分图中Eu正异常和负异常的一般含义。 25. Be的地球化学性质表现出两面性，一方面，Be可以是正常的二价金属阳离
子，表现出弱碱性；另一方面，Be与O、F、OH结合形成酸根络阴离子，如[BeO4]6-、 [BeF4]2- 、[BeO3(OH)]5-等。试析其原因，并列出其他具有类似两面性地球化学特征的元素。 26. 自然界中Ni、Co、Cu的丰度相近，但Ni和Co的独立矿物很少见，而Cu
的独立矿物常见，并可以形成各种类型的矿床，试说明其原因。 27. 试论Cr与Ni的分散与富集同尖晶石类矿物的关系。
28. 基性岩中V的丰度较高，但很少出现钒的独立矿物，试说明其原因。 29. 试述K/Rb、Sr/Ba、Cr/Ni比值在刻画岩浆演化过程中的应用及其机理。 30. 在风化壳，哪些组分易于溶解流失，哪些组分倾向于残留下来？ 31. 试析在超基性岩的风化壳中最可能富集哪些组分。
32. 黑色页岩往往富含多种微量元素，甚至富集成为矿体。分析：在黑色页岩中
可能有哪些地球化学障对元素的富集起重要作用。 33. 在结晶岩石中，不同造岩矿物的REE配分型式是否存在差别？试论造成这
一差别的矿物的晶体化学因素（提示：LREE和HREE倾向于替代造岩矿物中不同的阳离子，以及进入不同的配位位置）。对于泥质沉积物，REE几乎均匀地分布在沉积物中。若经历高级变质作用形成斑状变晶结构（斑晶＋基质），变斑晶为石榴石，基质为云母、长石、石英等矿物，则稀土元素在岩石中的分布会发生何种改变？
