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中國科學院大學碩士研究生入學考試

《地球化學》考試大綱

本《地球化學》考試大綱適用于中國科學院大學地質學各專業的碩士研究生入學考試。地球化學是地質學的重要支柱學科之一，也是地質學各專業必備的基礎理論課程。地球化學是個龐大的學科家族，不僅研究固體地球巖石圈，也研究地球表層的土壤、水系、有機體的地球化學演化規律。它從微觀角度研究宏觀問題，探索地球系統物質運動中物質的化學運動規律。研究目標集中于地球系統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、地球及其它行星形成歷史及演化等四大科學問題。尤其是近年來，隨著實驗方法和分析手段的迅猛發展，地球化學理論發展更加迅速，研究方法更加先進，研究內容日益豐富，能解決的問題也更加寬廣。本考試大綱限于無機地球化學范圍，要求考生準確掌握無機地球化學的基本原理和研究方法，初步了解各項實驗分析手段，并能客觀地解釋實驗分析數據，具有從地球化學角度解決地質科學問題的基本能力。

一、考試內容

(一)化學元素的豐度與分布

1. 元素豐度的概念和表示方法

2. 地球的化學組成

3. 地殼的化學組成

4. 大氣圈、水圈、生物圈的化學組成

(二)地球化學熱力學基礎

1. 熱力學基本定律

2. 熱力學狀態函數

3. 自然過程的方向判據

4. 熱力學平衡系統的表達

5. 礦物固體溶液的混合性質

(三)微量元素地球化學

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

5. 微量元素地球化學示蹤

(四)放射性同位素地球化學

1.自然界的放射性同位素

2.放射性衰變定律及地質年代學基本原理

3.各種放射性定年系統

4.同位素封閉溫度及冷卻年齡

(五)穩定同位素地球化學

1. 穩定同位素組成和分餾

2. 穩定同位素分餾原理

3. 主要的穩定同位素系統

4. 穩定同位素溫度計

(六)地殼與地幔的化學演化

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)化學元素的豐度與分布

1. 熟悉豐度和豐度體系、豐度系數、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)等基本內容。

2. 熟悉地球的結構模型(地殼、地幔、地核)及各層的細分、地表圈層劃分(水圈、大氣圈、生物圈)、地球的化學組成(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、隨原子序數增大的特征、與整個地球的對比、偶數規則、四倍規則和殼層規則)、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)地球化學熱力學基礎

1. 掌握熱力學系統與環境的概念、系統的劃分(孤立系統、封閉系統、開放系統)、熱力學第零定律、第一定律、熵與第二定律、第三定律與絕對熵等基本內容。

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

3. 掌握系統自發演化方向的熱力學判據(孤立系統的熵判據、任意系統的Gibbs自由能判據)。

4. 深入了解地球化學熱力學系統熱力學平衡的定義、平衡常數、熱力學平衡的一般表達式、相律及其地質意義等內容。

5. 掌握理想混合、非理想混合、正規溶液的概念、亨利定律、拉烏爾定律等內容。

(三)微量元素地球化學

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、分配系數分類(簡單分配系數、復合分配系數、對數分配系數、總分配系數)、分配系數測定等內容。

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、連續分離熔融、多步熔融、帶狀或區域熔融、不一致熔融)、分離結晶模型(平衡分離結晶、連續分離結晶、多階段分離結晶)等模型有初步了解。

4. 掌握稀土元素的地球化學特征、稀土元素的分配系數，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(總量、輕重稀土比值、異常系數、稀土參數圖解)等內容。

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

(四)放射性同位素地球化學

1. 準確掌握核素的概念、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、地質年代學基本原理等。

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年代學方法的基本原理，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、同位素地質年齡解釋等方面的基本原理。

(五)穩定同位素地球化學

1. 掌握穩定同位素比值、穩定同位素分餾系數、穩定同位素標準、穩定同位素富集系數表達方法等內容。

2. 了解穩定同位素的物理分餾、動力分餾、平衡分餾、生物化學分餾等概念。

3. 了解O、H、C、S等穩定同位素系統的最基本特征。

4. 掌握穩定同位素地質溫度計的基本原理。

(六)地殼與地幔的化學演化

1.大致掌握巖石圈與板塊基本概念、地殼類型(區段)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特征等。

2.了解地幔的區域性不均一、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。第一版。北京：地質出版社

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