Địa hóa là 1 môn khoa học về lịch sử các nguyên tố hóa học của trái đất và rộng hơn là của vũ trụ, ko những giả quyết những vấn đề về sự phân bố các nguyên tố trong các đối tượng tự nhiên khác nhau mà còn gồm cả nhiệm vụ lớn của các khoa học khác về trái đất, tức là giả thích cội nguồn lịch sử pt của hành tinh chúng ta nói riêng và của vũ trụ nối chung và các quy luật pt của nó....
Câu 1: khái niệm địa hóa mối liên quan địa hóa với mơn khoa học khác -khái niệm đh Phạm Văn An 1993: Địa hóa môn khoa học lịch sử nguyên tố hóa học trái đất rộng vũ trụ, k o giả vấn đề phân bố nguyên tố đối tượng tự nhiên khác mà gồm nhiệm vụ lớn khoa học khác trái đất, tức giả thích cội nguồn lịch sử pt hành tinh nói riêng vũ trụ nối chung quy luật pt -mối liên quan với môn khoa học khác: ĐH học ngành khoa học trái đất, xuất từ mối liên quan hữu khoa học tự nhiên vật lý, hóa học với khoa học địa chất như: tinh thể học, khoáng vật học, thạch học, địa chất học ĐH học có liên quan đặc biệt với vật lý hóa học để giả thích phân bố nguyên tố tự nhiên Vật lý hóa học đóng vai trị đặc biệt việc mơ hình hóa q trình lý hóa lịng sâu trái đất Ngồi tốn học phương tiện để xác định quy luật phân bố nguyên tố tự nhiên ĐH học tinh thể học có mối liên hệ hóa học tinh thể Hóa học tinh thể giúp cho đh học số liệu quan trọng đa số ngun tố hóa học trái đất tồn dạng hợp chất có cấu trúc tinh thể ĐH học gắn bó với khống vật hocjtrong chừng mực nguyên tố hóa học liên quan với hợp chất hóa học rắn (kv) Khống vật học tích lũy cho đh học tài liệu thực tế làm tảng cho đh học đại ĐH học liên quan chặt chẻ với thạch học, việc nghiên cứu phân bố nguyên tố khoáng vật đá nhiệm vụ gắn đh với thạch học ĐH học liên quan chặt chẻ với khống sàng học trở thành sở để xét đoán nguồn gốc nhiều ks ĐH học sở cho cơng tác tk-td Ngồi đh học ngày ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác ứng dụng nông nghiệp (đh thổ nhưỡng), môi trường (đh môi trường) Sự pt đh học tạo đk cho ngành địa chất địa lý pt ĐH học lĩnh vực pt đầy đủ đh vũ trụ Câu 2: kiểu phân loại đh nguyên tố tự nhiên a) vecnatsti: Dựa sở đặc điểm cấu trúc lớp vỏ điện tử nguyên tố đặc tính qt địa hóa có tham gia nguyên tố, vai trò hợp chất phân tử qt tồn ngun tố ơng phân ra: - Các ngun tố khí trơ: gồm ng tố từ He đến Rn, ng tố ko tham gia phản ứng hóa học - Các kim loại tự sinh: gồm ng tố Ag, Au, nhóm Pt), chúng đặc trưng tồn tự nhiên dạng tự sinh - Các ng tố chu trình: gơm 44 ng tố, ng tố phổ biến (H, O, Si, Na, Al, Fe…), chiếm 99,7% KL vỏ trái đất - Các ng tố phân tán: gồm 11 ng tố Li, Se, Ga, Br, Rb, Y, Nb, In, I, Cs, Ta - Các ng tố phóng xạ mạnh: gồm ng tố họ Urani có số thứ tự từ 89-96 - Các ng tố đất gồm 15 ng tố họ lantan, stt từ 57-71 b) Goldschmit: Dựa cấu trúc vỏ e- đại lượng thể tích ng tử ng tố ông phân - Các ng tố ưa khí: gồm khí trơ (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn), C, Ni Các ng tố đặc trưng cho khí, ng tử có 8e lớp - Các ng tố ưa đá: bao gồm ng tố đặc trưng cho thạch có lực mạnh với oxy đk vỏ trái đất tạo nên cá kv dạng cá hợp chất chứa oxy, ng tố bao gồm Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Ba,… ion có 8e lớp ngồi cùng, đường biểu diễn thể tích ng tử chúng nhánh xuống - Các ng tố ưa đồng: bao gồm Cu, Ag, Zn, Cd, Hg, Sn, Pb, As… có xu hướng tạo nên hợp chất với S ion có 18e lớp ngồi cùng, đg biểu diễn thể tích ng tử chúng nhánh lên Các ng tố ưa sắt: gồm Fe, Mn, Co, Ni nhóm Pt hịa tan dung thể chứa Fe cho hợp kim sắt, đa số trạng thái tự sinh , lớp vỏ ion có 9-17e, tích ng tử nhỏ c) số phân loại khác: - Klein phân chia ng tố thành nhóm khí nhẹ, kim loại nhẹ, kim loại chuyển tiếp, ng tố ko kim loại, khí trơ, đất - White phân chia ng tố thành nhóm kim loại kiểu A( hoạt động mạnh), kim loại chuyển tiếp, kim loại kiêu B, ng tố tạo phức, ng tố trơ đất Câu 4: thạch quyển: - Thành phần hóa học vỏ trái đất: +theo Clark vỏ trái đất tới độ sâu 16Km gần 95% đá magma 5% đá trầm tích, ơng coi đá magma đại diện cho hóa học vỏ trái đất + Theo Vinogradov: vỏ trái đất bao gồm chủ yếu loại đá granit bazan, thành phần hóa học phần đá bazan đại diện cho trung bình vỏ trái đất Có thể nói vỏ trái đất phần vỏ cứng nhẹ trái đất oxy đóng vai trị chủ đạo với tư cách anion có khả tập trung ng tố litofil đặc trưng - thành phần hóa học vỏ lục địa: đá axit tạo đá, vỏ lục địa giàu Si ng tố kiềm Trong vỏ lục địa giàu ng tố kv nhóm salic (sáng màu) felspat, plagiocla axit thạch anh Trong nhóm ng tố ng tố phân tán vỏ lục địa giàu Li, Cd, Ag, Pb, Sn… - Thành phần hóa học vỏ đại dương: Trong oxit tạo đá, vỏ đại dương giàu kiềm thổ (Mg, Ca) Fe Trong đá vỏ đại dương giàu kv femic (sẫm màu) olivin, pyroxen, plagiocla bazo Trong nhóm ng tố ng tố phân tán, vỏ đại dương giàu ng tố Cr, Ni, Co, V,… Câu khái niệm chung thủy quyển: Khái niệm : thủy phần vỏ nước trái đất bao gồm tập hợp nướ tự nhiên bề mặt trái đất, đại dương, biển, sông, suối, ao, hồ, đầm, lầy, nước đất, độ ẩm đất đá nước Thành phần hóa học nước biển : nước biển có mặt tất ng tố hóa học bảng htth đa số chúng có hàm lượng thấp gần thay đổi Theo Vinogradov nước biển oxy có phần trăm trọng lượng lớn sau đến H, Cl, Na Mg, … Tp hóa học nước biển khu vực có vị trí khác củng khác nhau, chúng phụ thuộc vào vị trí địa lý, dịng biển, độ sâu Độ phổ biến ng tố hóa học nước biển ko đồng đều, ng tố chiếm 10-5% trở xuống xếp vào nhóm ng tố phân tán nc biển Độ muối nc biển có tính phân đới theo chiều ngang chiều sâu + theo chiều ngang độ muối đạt max vĩ độ 30 bắc 300 nam, Smax = 35,5%, sau độ muối giảm dần phía xích đạo phía cực S = 34% + theo chiều sâu độ muối giảm xuống 34,5% độ sâu 1000m, sau độ muối tăng lên 35% độ sâu 3000m xuông sâu độ muối giảm Câu 6: khí quyển: Địa hóa mt khí quyển: khí định tồn phát triển giới sinh vật khí quyể cung cấp oxy co 2, có tầng o3 bảo vệ sv khỏi tác động hủy diệt tia cực tím lớp đệm cân t o điều hòa to mt di cư tồn nhiều sv Khí mt di chuyển thuận lợi nhiều ng tố hợp chất hóa học (oxy, hydro…) khí tương tác làm biến đổi mạnh mẽ khác, trao đổi vật chất lượng với thạch-thủy-sinh thơng qua thúc đẩy q trình xẩy mt tự nhiên Khí nơi xẩy hiệu ứng nhà kính, lỗ thủng tầng ozon tượng khác ảnh hưởng tới mt sinh thái Hiệu ứng nhà kính: Các khí gây hiệu ứng nhà kính theo nghị định thư kyoto: CO 2, CH4, N2O, HFCs, PFCs, SF6 CO2 phát thải từ nguồn khí đốt nhiên liệu, hóa thạch (than, dầu, khí) nguồn khí chủ yếu người gây khí CO củng sinh hoạt động sx công nghiệp xi măng, cán thép… CH4 sinh từ bãi rác, lên men tác dụng đơn vị nhai lại, hệ thống khí, dầu tự nhiên khai thác than N2O phát thải từ phân bón hoạt động cơng nghiệp HFCs sử dụng thay cho chất phá hủy tầng ozon PFCs sinh từ trình sản xuất nhôm SF6 sử dụng vật liệu cách điện sx Mg Hiệu ứng nhà kính làm tăng to trung bình trái đất dẫn đến ấm lên toàn cầu dẫn đến biến đổi khác khái hậu: làm tan băng cực, mực nước biển dâng cao, diện tích đất liền bị thu hẹp gây nhiều thiên tai bão lốc, lũ lụt, hạn hán… Đồng thời hiệu ứng nhà kính làm thay đổi mt sinh sống giới sv, làm cho số loài nguy diệt chủng Trong kỷ trước nhiệt độ trung bình tồn cầu tăng 0,7 oC Hiệu ứng nhà kính mối quan tâm chung nhân loại vấn đề gây nhiều tranh luận đàm phán quốc tế Lỗ thủng tâng ozon: Lỗ thủng tầng ozon theo định nghĩa cục mt mỹ khu vực có hàm lượng ozon thấp 220đv dobson(DU) (1DU=27tr pt O 3/cm3) Lỗ thủng tầng ozon có nam cực phát vào năm 1980 lỗ thủng thường bắt đầu hình thành vào tháng hàng năm đạt độ rộng tối đa vào cuối tháng đầu tháng 10 trước biến matas vào tháng 12 Nguyên nhân gây lỗ thủng tầng ozon: Tầng ozon bị phá hủy phát thải chất CFC, halon, chất khử trùng chứa methyl brom, khí NO x….Những chất lan rộng khắp giới va khuếch tán lên tầng bình lưu, phân tử chúng bị phá vỡ giả phóng ng tử Clo, tham gia vào phản ứng xúc tác phức tạp gây phá hủy tầng ozon tạo lỗ thủng tầng ozon + ảnh hưởng xạ tia cực tím người: xạ UBV gây thay đổi làm thối hóa da gây triệu chứng viêm nhiễm mắt, ngồi cịn dẫn đến ung thư da đục thủy tinh thể + ảnh hưởng hệ thực vật: giảm kích thước khả hấp thụ lượng trình quang hợp, cằn cỗi làm giảm lượng dinh dưỡng Câu 7: sinh chu trình địa hóa: Sinh phần vỏ ngồi trái đất có sống bao gồm toàn thủy quyển, tầng đối lưu phần thạch - Chu trình địa hóa cacbon: thạch cacbon tồn cacbonat liên kết với nguyên tố Ca, Na, Mg Ngoài chúng tồn dạng hydrocacbon than đá, dầu mỏ than bùn…cacbon thạch tồn thời gian dài ko có tác động người Trong khí cacbon tồn chủ yếu dạng khí CO2 với tỉ lệ 0.35% KL khoảng 2,5*10 12 chúng sản phẩm q trình trao đổi chất (hơ hấp) sv, trình đốt nhiên liệu củng phản ứng khác xẩy tn - Chu trình địa hóa nito: khí nito tồn chủ yếu dạng N2 ngồi cịn dạng khác NH4, NOx …trong khơng khí có mưa giơng tác dụng tia chớp Ni kết hợp với O tạo thành khí NO NO 2, Dưới tác dụng phản ứng quang hóa NO2 chuyển thành NO3 hịa tan vào nước mưa Ngồi lượng lớn Ni tự khí củng vào sinh thông qua loại vi khuẩn cố định đạm Dòng ngược Ni từ sinh trở lại khí thơng qua q trình phân hủy hữu giả phóng NH 3, tầng thấp khí N2O dạng khí chứa Ni phổ biến - Chu trinh photpho: P tồn chủ yếu thạch quyển, nơi có phân giải chất sống hay phong hóa xói mịn đá, trầm tích giàu P thường gặp đáy hồ, đại dương, từ P đc giải phóng dòng nước mang Nước trỏ thành thuận lợi cho tv phù du hay tập trung lại chuyển vào đá sau hàng triệu năm đá bị nâng lên xói mịn, P lại đc giải phóng Hoạt động người góp phần thay đổi chu trình P việc sử dụng phân bón P làm tăng đáng kể tổng lượng P nước sông, ao, hồ qt rủa trôi đất - Chu trình lưu huỳnh: khí S tồn chủ yếu dạng SO2 nguồn gốc từ núi lửa phun sv bị phân hủy Ngày hoạt động người củng nguồn phát thải S quan trọng H2S…trong tự nhiên S tồn chủ yếu mỏ quặng khống sanrdawcj biệt mỏ sulfua Câu 8: q trình tạo khống nội sinh: Magma: Q trình magma giai đoạn chu trình địa hóa lớn Q trình xẩy phần sâu vỏ trái đất chịu ảnh hưởng yếu tố nội sinh nhiệt độ, áp suất Theo Bowen trình hạ to kv silicat giàu Ca, Mg, Fe đc thành tạo trước theo thứ tự tăng dần ngtố kiềm hàm lượng nhôm để thành tạo kv giàu kiềm Theo trình tự t o giảm dần kv có cấu trúc phức tạp có lượng giảm dần Q trình kết tinh magma: + thành phần hóa học: Ở giai đoạn kết tinh sớm kv giàu ngtố Si, Mg, Fe, Al, Ca, SiO2-41%, MgO-32%, FeO-7.9%, Fe2O3-3,7%, Al2O3-4,9%, CaO-4,5%, H2O-3% số kim loại khác G, Ni, Co + Đặc điểm địa hóa: theo Fecsman ơng củng chia ngtố thành nhóm: *nhóm ng tố chủ đạo: Mg, Si, O, Ti, Fe, Ni, Cr *nhóm ng tố chính: C, Na, Al, P, S, Ca, V, Mn, Co, Pt * nhóm ng tố thứ yếu: Sc, Cu, Zn, Ge, Az, Pb, Au, Ag *nhóm ng tố kèm: K, Sr, Zr, Nb, Ta, W, Mo Chủ yếu ngtố có stt chẵn đc kết tinh có nhóm kiểu 49 đc tập trung, ng tố họ sắt, cation thường có hóa trị chẵnion nhỏ chiếm ưu thế, lượng mạng tinh thể cao Nhiệt Dịch: Trong dd ngiệt dịch có phương thức thành tạo ng tố quặng: - phương thức dung ly: tác dụng trọng lượng ng tố hay hợp chất nặng đc tách khỏi dugn dịch - Phương thức phân dị kết tinh: dd nhiệt dịch vào đá xung quanh dần nhiệt, xảy trình kết tinh ứng với t o khác hợp chất kết tinh tách - Phương thức thăng hoa: dd ngiệt dịch đc tách khỏi magma tàn dư chứa nhiều chất bốc tiếp xúc với đá vây quanh có độ lỗ hổng lớn khe nứt, tác dụng áp suất cao sâu chất dể bay thoát ra, vào đá vây quanh t o giảm dần trình kết tinh xẩy Qt kết tinh nhiệt dịch xẩy t o