第三章水岩化学作用和水介质中元素的迁移.ppt

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第三章水-岩化学作用和水介质中元素的迁移
地球系统的化学作用和化学迁移
水-岩化学作用
水-岩化学作用的影响因素
水岩化学作用的实例
元素迁移过程物理化学条件的判断标志
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一、地球系统的化学作用和化学迁移
1、地球系统的化学作用类型
按发生作用和生成物质的相、态进行分类,可以分为:
(1)水-岩反应和水介质中的化学作用,如大气降水与地表岩石的相互作用,沉积盆地中的水-岩作用
(2)熔-岩反应和熔浆化学作用
(3)水-气化学作用
(4)岩-岩化学作用,如地外物质撞击地球表面的岩石、在构造断裂带中岩石间的相互作用
(5)有机化学作用,包括地表和地下的有机化学作用,如石油和天然气的形成过程。
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一、地球系统的化学作用和化学迁移
2、元素的地球化学迁移
元素地球化学迁移
自然界的物质是不断运动的!元素也必然包含其中!
地壳中的元素互相结合组成各种矿物、岩石等,对于其元素的整个历史来看,只是一个暂时的片断,它是在某个物理化学条件下,元素相对稳定、相对静止的一个暂时形式。随着地壳物质的不断运动和物理化学环境的改变,这种相对稳定性将遭到破坏,元素将以各种方式发生活化转移,并以一种新的形式再相对稳定下来。元素在自然界(地壳)的这种作用就称为元素的地球化学迁移。也就是说当元素发生结合状态变化,并伴随有元素的空间位移时,元素就发生了地球化学迁移。
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一、地球系统的化学作用和化学迁移
2、元素的地球化学迁移
元素地球化学迁移
元素的地球化学迁移过程包括了三个过程:
①元素从原来固定(稳定的结合)状态转化为活动(非稳定结合)状态,并进入迁移介质;
②元素在介质中发生空间位移,在这一阶段可以发生形式变化,但不形成稳定的固相;
③元素迁移到新的空间,形成稳定结合,沉淀或结晶出新的矿物。
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一、地球系统的化学作用和化学迁移
2、元素的地球化学迁移
元素地球化学迁移
元素地球化学迁移的内涵:
①空间上的位移表现为元素发生了重新分配、元素的分散和集中的分带性;
②时间上变化应涉及到从元素形成、演化发展到目前阶段的整个历史,也包含某个时期元素活化、搬运和沉淀的阶段性;
③元素的迁移(量和质的变化)孕育在各种地质作用之中,为其有机的组成部分,记录着作用的过程。
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一、地球系统的化学作用和化学迁移
2、元素的地球化学迁移
物质迁移的类型
将物质的迁移按运动的营力和物质的存在形式进行分类:
(1)化学和物理化学迁移,包括物质在硅酸盐熔体、水溶液和气相中的迁移,物质的质点小,通常呈分子、离子和胶体
(2)生物和生化学迁移,如光合作用、生物还原(硫)作用
(3)机械迁移,岩屑、矿物碎屑等形式。
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一、地球系统的化学作用和化学迁移
2、元素的地球化学迁移
元素迁移的标志
(1) 通过矿物组合的变化来判断;
(2) 通过岩石中元素含量的系统测定和定量计算来判定;
①等体积计算法,
②等阴离子计算;
(3) 物理化学界面。
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一、地球系统的化学作用和化学迁移
2、元素的地球化学迁移
元素在水介质中迁移能力的影响因素
元素的存在形式;如吸附态、晶体
晶体化学键类型;
元素的地球化学性质;如电价、半径
体系的物理化学条件。
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二、水-岩化学作用
1、水-岩化学作用的物理化学条件
2、水-岩化学作用的基本类型
3、地球中天然水的类型
4、水溶液中元素的搬运形式
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二、水-岩化学作用
1、水-岩化学作用的物理化学条件
低温水-岩化学作用的物理化学环境
(1)过量水的体系;
(2)水-岩间长期的化学作用使水体系中含有大量的作用剂(O2、CO2、H+、OH-)和各类电解质盐类;
(3)常有生物和有机质参加作用;
(4)富氧和富CO2;
(5)温度偏低,但变化迅速(昼夜变化);
(6)一般处于低压环境。