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中國科學(xué)院大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試

《地球化學(xué)》考試大綱

本《地球化學(xué)》考試大綱適用于中國科學(xué)院大學(xué)地質(zhì)學(xué)各專業(yè)的碩士研究生入學(xué)考試。地球化學(xué)是地質(zhì)學(xué)的重要支柱學(xué)科之一，也是地質(zhì)學(xué)各專業(yè)必備的基礎(chǔ)理論課程。地球化學(xué)是個龐大的學(xué)科家族，不僅研究固體地球巖石圈，也研究地球表層的土壤、水系、有機(jī)體的地球化學(xué)演化規(guī)律。它從微觀角度研究宏觀問題，探索地球系統(tǒng)物質(zhì)運(yùn)動中物質(zhì)的化學(xué)運(yùn)動規(guī)律。研究目標(biāo)集中于地球系統(tǒng)中元素及同位素組成、元素的共生組合及賦存形式、元素的遷移和循環(huán)、地球及其它行星形成歷史及演化等四大科學(xué)問題。尤其是近年來，隨著實(shí)驗方法和分析手段的迅猛發(fā)展，地球化學(xué)理論發(fā)展更加迅速，研究方法更加先進(jìn)，研究內(nèi)容日益豐富，能解決的問題也更加寬廣。本考試大綱限于無機(jī)地球化學(xué)范圍，要求考生準(zhǔn)確掌握無機(jī)地球化學(xué)的基本原理和研究方法，初步了解各項實(shí)驗分析手段，并能客觀地解釋實(shí)驗分析數(shù)據(jù)，具有從地球化學(xué)角度解決地質(zhì)科學(xué)問題的基本能力。

一、考試內(nèi)容

(一)化學(xué)元素的豐度與分布

1. 元素豐度的概念和表示方法

2. 地球的化學(xué)組成

3. 地殼的化學(xué)組成

4. 大氣圈、水圈、生物圈的化學(xué)組成

(二)地球化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)

1. 熱力學(xué)基本定律

2. 熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)

3. 自然過程的方向判據(jù)

4. 熱力學(xué)平衡系統(tǒng)的表達(dá)

5. 礦物固體溶液的混合性質(zhì)

(三)微量元素地球化學(xué)

1. 微量元素的概念

2. 能斯特分配定律

3. 巖漿過程中的微量元素

4. 稀土元素地球化學(xué)

5. 微量元素地球化學(xué)示蹤

(四)放射性同位素地球化學(xué)

1.自然界的放射性同位素

2.放射性衰變定律及地質(zhì)年代學(xué)基本原理

3.各種放射性定年系統(tǒng)

4.同位素封閉溫度及冷卻年齡

(五)穩(wěn)定同位素地球化學(xué)

1. 穩(wěn)定同位素組成和分餾

2. 穩(wěn)定同位素分餾原理

3. 主要的穩(wěn)定同位素系統(tǒng)

4. 穩(wěn)定同位素溫度計

(六)地殼與地幔的化學(xué)演化

1.地殼和上地幔的基本特征

2.地幔的不均一性

3. 地殼的形成和演化

二、考試要求

(一)化學(xué)元素的豐度與分布

1. 熟悉豐度和豐度體系、豐度系數(shù)、豐度各種表示方法(重量豐度、原子豐度、相對豐度)、隕石及其成分分類(鐵隕石、石鐵隕石、石隕石)等基本內(nèi)容。

2. 熟悉地球的結(jié)構(gòu)模型(地殼、地幔、地核)及各層的細(xì)分、地表圈層劃分(水圈、大氣圈、生物圈)、地球的化學(xué)組成(地球元素豐度計算法、地球元素豐度特征)、地球元素分類(親鐵、親銅、親石、親氣、親生物元素)等內(nèi)容。

3. 了解地殼元素豐度的確定、地殼元素豐度特征(不均勻性、隨原子序數(shù)增大的特征、與整個地球的對比、偶數(shù)規(guī)則、四倍規(guī)則和殼層規(guī)則)、元素地殼豐度的意義。

4. 大致了解地表各圈層的基本特征。

(二)地球化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)

1. 掌握熱力學(xué)系統(tǒng)與環(huán)境的概念、系統(tǒng)的劃分(孤立系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)、開放系統(tǒng))、熱力學(xué)第零定律、第一定律、熵與第二定律、第三定律與絕對熵等基本內(nèi)容。

2. 對狀態(tài)函數(shù)的本質(zhì)(變化量與具體過程無關(guān)的性質(zhì))、焓、熵、Gibbs自由能等狀態(tài)函數(shù)有較好的把握。

3. 掌握系統(tǒng)自發(fā)演化方向的熱力學(xué)判據(jù)(孤立系統(tǒng)的熵判據(jù)、任意系統(tǒng)的Gibbs自由能判據(jù))。

4. 深入了解地球化學(xué)熱力學(xué)系統(tǒng)熱力學(xué)平衡的定義、平衡常數(shù)、熱力學(xué)平衡的一般表達(dá)式、相律及其地質(zhì)意義等內(nèi)容。

5. 掌握理想混合、非理想混合、正規(guī)溶液的概念、亨利定律、拉烏爾定律等內(nèi)容。

(三)微量元素地球化學(xué)

1. 牢固掌握常量元素與微量元素、微量元素的分類、相容元素、不相容元素等概念。

2. 深入了解能斯特分配定律的來源、分配系數(shù)分類(簡單分配系數(shù)、復(fù)合分配系數(shù)、對數(shù)分配系數(shù)、總分配系數(shù))、分配系數(shù)測定等內(nèi)容。

3. 熟悉巖漿過程中微量元素分配的定量模型的意義，對部分熔融模型(批式部分熔融、連續(xù)分離熔融、多步熔融、帶狀或區(qū)域熔融、不一致熔融)、分離結(jié)晶模型(平衡分離結(jié)晶、連續(xù)分離結(jié)晶、多階段分離結(jié)晶)等模型有初步了解。

4. 掌握稀土元素的地球化學(xué)特征、稀土元素的分配系數(shù)，掌握稀土元素在自然界的分布特征、稀土元素組成模式圖、表征稀土元素組成的參數(shù)(總量、輕重稀土比值、異常系數(shù)、稀土參數(shù)圖解)等內(nèi)容。

5. 了解微量元素在巖漿成巖過程鑒別、成巖成礦大地構(gòu)造環(huán)境判別等方面的意義，及微量元素地質(zhì)溫度計的基本原理。

(四)放射性同位素地球化學(xué)

1. 準(zhǔn)確掌握核素的概念、同位素的定義、同位素的分類。

2. 掌握各種放射性衰變(α衰變、β衰變、電子捕獲、重核裂變)、放射性衰變不受外界干擾的特性、半衰期、放射性衰變定律、地質(zhì)年代學(xué)基本原理等。

3. 了解U-Th-Pb法、Rb-Sr法、K-Ar法、Sm-Nd法、14C法、裂變年徑跡法等地質(zhì)年代學(xué)方法的基本原理，了解各種方法的適用對象。

4. 掌握封閉溫度的概念、冷卻年齡的概念、同位素地質(zhì)年齡解釋等方面的基本原理。

(五)穩(wěn)定同位素地球化學(xué)

1. 掌握穩(wěn)定同位素比值、穩(wěn)定同位素分餾系數(shù)、穩(wěn)定同位素標(biāo)準(zhǔn)、穩(wěn)定同位素富集系數(shù)表達(dá)方法等內(nèi)容。

2. 了解穩(wěn)定同位素的物理分餾、動力分餾、平衡分餾、生物化學(xué)分餾等概念。

3. 了解O、H、C、S等穩(wěn)定同位素系統(tǒng)的最基本特征。

4. 掌握穩(wěn)定同位素地質(zhì)溫度計的基本原理。

(六)地殼與地幔的化學(xué)演化

1.大致掌握巖石圈與板塊基本概念、地殼類型(區(qū)段)劃分、巖漿系列的劃分(拉斑玄武系列、鈣堿性系列、堿性系列)、玄武巖類的地球化學(xué)特征等。

2.了解地幔的區(qū)域性不均一、層狀不均一、虧損地幔與富集地幔的劃分等。

3. 了解原始地殼、大陸地殼的概念、地殼的增生與再造、TTG巖石組合、地殼生長的幾種模式等。

三、主要參考書目

1 韓吟文、馬振東(2003)地球化學(xué)。第一版。北京：地質(zhì)出版社

2 陳道公、支霞臣、楊海濤(1994)地球化學(xué)。第一版。合肥：中國科技大學(xué)出版社