ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 28.09.2020

Просмотров: 973

Скачиваний: 4

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
background image

 

11

Распространенность

 

элемента

 

и

 

его

 

изотопов

   

Данные

 

по

 

средним

 

уровням

 

содержаний

 

элементов

 

и

 

их

 

изотопов

 

в

 

различных

 

геосферах

 

и

 

природных

 

объектах

 

имеются

 

в

 

соответствующей

 

справочной

 

и

 

специальной

 

литературе

Для

 

на

-

глядного

 

представления

 

этих

 

цифровых

 

данных

кроме

 

таблиц

 

со

-

держаний

необходимо

 

построить

 

сравнительные

 

графики

 

или

 

диа

-

граммы

Диаграммы

 

строятся

 

с

 

использованием

 

программных

 

паке

-

тов

 Excel 

или

 Statistica 

и

 

затем

 

помещаются

 

непосредственно

 

в

 

нуж

-

ный

 

слайд

 

презентации

 PowerPoint 

стандартным

 

копированием

 

че

-

рез

 

буфер

 

обмена

 Windows 

или

 

другим

 

привычным

 

способом

.  

Удобной

 

для

 

восприятия

 

уровней

 

содержаний

 

является

 

столбчатая

 

диаграмма

При

 

наличии

 

определенных

 

данных

на

 

нее

 

дополнительно

 

могут

 

быть

 

вынесены

 

пределы

 

содержаний

 

элемента

 

и

 

другая

 

статистическая

 

информация

При

 

необходимости

 

могут

 

быть

 

использованы

 

тройные

точечные

 

и

 

другие

 

типы

 

диаграмм

Не

-

зависимо

 

от

 

их

 

вида

все

 

диаграммы

в

 

обязательном

 

порядке

долж

-

ны

 

иметь

 

заголовки

обозначения

 

осей

единиц

 

измерения

 (%;%

ο

мас

., % 

об

., 

г

/

т

г

/

л

 

и

 

т

.

п

.) 

и

 

условные

 

обозначения

В

 

этом

 

же

 

разделе

 

должны

 

быть

 

указаны

 

наиболее

 

часто

 

ис

-

пользуемые

 

изотопные

 

стандарты

  (

стандартные

 

образцы

), 

а

 

также

  

минералы

 

или

 

другие

 

природные

 

объекты

  (

воды

газы

биологиче

-

ские

 

объекты

), 

рекомендуемые

 

или

 

традиционно

 

используемые

 

для

 

анализа

 

на

 

данные

 

изотопов

 

Причины

 

и

 

закономерности

 

дифференциации

 

изотопов

 

Информацию

 

данного

 

раздела

 

необходимо

 

проиллюстриро

-

вать

 

специально

 

построенными

 

блок

-

схемами

 

и

 

диаграммами

пока

-

зывающими

 

степень

 

изменения

 

содержаний

 

изотопных

 

отношений

 

в

 

процессах

 

дифференциации

 

изотопов

 

с

 

разной

 

массой

 

в

 

ходе

 

опре

-

деленных

 

геологических

 

процессов

 (

кристаллизации

 

магматических

 

расплавов

испарения

 

и

 

конденсации

 

природных

 

вод

 

и

 

т

.

п

.). 

Необхо

-

димые

 

данные

 

для

 

построения

 

таких

 

диаграмм

 

в

 

большом

 

количест

-

ве

 

содержатся

 

в

 

специальной

 

геохимической

 

литературе

 – 

журналах

 

и

 

монографиях

 

по

 

изотопной

 

геологии

 

и

 

геохимии

 


background image

 

12

Радиогенные

 

системы

 

Общая

 

информация

 

об

 

элементах

радиоактивных

 

и

 

ста

-

бильных

 

нуклидах

 

Материал

 

подготавливается

 

по

 

требованиям

аналогичным

 

пунктам

  «

общая

 

информация

» 

и

  «

распространенность

 

элемента

 

и

 

его

 

изотопов

», 

приведенным

 

выше

 

в

 

разделе

 «

Стабильные

 

изотопы

». 

Принципиальным

 

отличием

 

является

 

необходимость

 

привести

 

све

-

дения

 

о

 

изотопах

 

как

 

материнских

так

 

и

 

дочерних

 

нуклидов

 

и

 

по

-

строить

 

схемы

 

радиоактивного

 

распада

Схема

 

может

 

быть

 

нарисо

-

вана

 

в

 

любом

 

графическом

 

редакторе

 

и

 

скопирована

 

в

 

презентацию

 

либо

 

построена

 

при

 

помощи

 

встроенного

 

графического

 

редактора

 

PowerPoint (

Меню

Вставка→Рисунок→Автофигуры

 

и

 

т

.

д

.).    

 

Применение

 

изотопных

 

отношений

 

для

 

определения

 

аб

-

солютного

 

возраста

 

В

 

данном

 

разделе

 

необходимо

 

привести

 

формулы

 

расчета

 

абсолютного

 

возраста

 

на

 

основе

 

изотопных

 

отношений

  (

Меню

Вставка→Объект→

Microsoft Equation 3.0 

и

 

т

.

д

.) 

и

 

привести

 

приме

-

ры

 

диаграмм

 

для

 

соответствующих

 

изотопных

 

систем

  (

изохроны

конкордии

 

и

 

т

.

п

.). 

Диаграммы

 

могут

 

быть

 

построены

 

при

 

помощи

 

программ

 Excel 

и

 Statistica 

или

 

вставлены

 

в

 

виде

 

готового

 

рисунка

.    

В

 

обязательном

 

порядке

 

должна

 

содержаться

 

информация

 

о

 

возможностях

 

данного

 

метода

 

датирования

 

и

 

области

 

его

 

примене

-

ния

  (

для

 

какого

 

диапазона

 

возрастов

каких

 

пород

 

и

 

минералов

 

и

 

т

.

д

.). 

Отдельно

 

необходимо

 

указать

 

сведения

 

о

 

возможных

 

ошибках

 

(

например

обогащение

 

атмосферным

 

аргоном

 

в

 K-Ar 

методе

 

и

 

т

.

п

.), 

об

 

ограничениях

 

данного

 

метода

 

и

 

способах

 

их

 

избежать

например

в

 

результате

 

определенной

 

схемы

 

пробоотбора

 

или

 

анализа

 

Применение

 

изотопных

 

отношений

 

для

 

определения

 

ис

-

точника

 

вещества

 

Для

 

некоторых

 

изотопных

 

систем

 (Rb-Sr, Sm-Nd 

и

 

др

.) 

суще

-

ствуют

 

определенные

 

методики

 

определения

 

начальных

 

изотопных

 

отношений

  (

начальное

 

отношение

 

изотопов

 

стронция

так

 

называе

-

мый

 «

эпсилон

 

неодима

» 

и

 

др

.) 

и

 

их

 

сравнения

 

с

 

модельными

 

значе

-

ниями

позволяющие

 

на

 

этой

 

основе

 

сделать

 

выводы

 

о

 

природе

 (

или

 


background image

 

13

расположении

источника

 

вещества

сформировавшего

 

изучаемый

 

геологический

 

объект

В

 

большинстве

 

случаев

 

речь

 

идет

 

о

 

разделе

-

нии

 

корового

 

и

 

мантийного

 

источников

но

 

иногда

 

изотопные

 

отно

-

шения

 

позволяют

 

выделять

 

более

 

тонкие

 

градации

указывающие

 

на

 

конкретные

 

геодинамические

 

обстановки

Если

 

метод

 

анализа

 

изо

-

топной

 

системы

 

позволяет

 

решать

 

такие

 

задачи

то

 

необходимо

 

при

-

вести

 

соответствующую

 

информацию

 

в

 

табличной

 

форме

 

или

 

в

 

виде

 

диаграмм

 

Варианты

 

заданий

 

Вариант

 

для

 

выполнения

 

работы

 

выбирается

 

студентом

 

по

 

согласованию

 

с

 

преподавателем

либо

 

назначается

 

преподавателем

.

 

 

Стабильные

 

изотопы

1) 

Водород

2) 

Кислород

3) 

Сера

4) 

Углерод

5) 

Азот

Радиогенные

 

изотопные

 

системы

1) K – Ar; 
2) Rb – Sr; 
3) Sm – Nd; 
4) Re – Os; 
5) U – Pb; 
6) Th – Pb; 
7) Pb – Pb; 
8) 

14

C – 

14

N. 

 
 


background image

 

14

ЛАБОРАТОРНЫЕ

 

РАБОТЫ

 

ПО

 

ОБРАБОТКЕ

 

И

 

ИНТЕРПРЕТАЦИИ

 

ГЕОХИМИЧЕСКИХ

 

ДАННЫХ

 

 

Лабораторная

 

работа

 

Оценка

 

распространенности

 

химических

 

элементов

 

в

 

главных

 

разновидностях

 

горных

 

пород

 

 

Цель

 

работы

:

 

закрепить

 

знания

 

о

 

средней

 

распространенности

 

хи

-

мических

 

элементов

 

в

 

главных

 

разновидностях

 

горных

 

пород

 

зем

-

ной

 

коры

 

на

 

примере

 

ряда

 

конкретных

 

элементов

 

Исходные

 

данные

:

 

справочные

 

сведения

 

о

 

средних

 

содержаниях

 

химических

 

элементов

 

в

 

земной

 

коре

 

и

 

главных

 

разновидностях

 

магматических

 

и

 

осадочных

 

горных

 

пород

 

Решаемые

 

задачи

• 

проиллюстрировать

 

относительную

 

распространенность

 

ря

-

да

 

химических

 

элементов

 

в

 

различных

 

горных

 

породах

 

с

 

по

-

мощью

 

численных

 

показателей

 

и

 

наглядных

 

графиков

• 

дать

 

заключение

 

о

 

характерных

 

группах

 

элементов

обычно

 

накапливающихся

 

в

 

тех

 

или

 

иных

 

горных

 

породах

 

Общие

 

сведения

 

 

Численные

 

значения

 

средних

 

содержаний

 

химических

 

эле

-

ментов

 

в

 

земной

 

коре

 

получили

 

наименование

 

кларков

 

в

 

честь

 

аме

-

риканского

 

ученого

 

Ф

.

У

Кларка

который

 

в

 

конце

 XIX 

века

 

впервые

 

составил

 

сводку

 

среднего

 

химического

 

состава

 

континентальной

 

земной

 

коры

По

 

мере

 

углубления

 

представлений

 

о

 

строении

 

и

 

со

-

ставе

 

земной

 

коры

 

кларки

 

постоянно

 

уточняются

Кроме

 

того

к

 

на

-

стоящему

 

времени

 

достаточно

 

точно

 

определены

 

средние

 

содержа

-

ния

 

элементов

 

в

 

главных

 

разновидностях

 

горных

 

пород

Чтобы

 

оценить

является

 

ли

 

содержание

 

элемента

 

в

 

рассмат

-

риваемом

 

геологическом

 

объекте

в

 

данном

 

случае

 – 

в

 

той

 

или

 

иной

 

горной

 

породе

повышенным

 

либо

 

пониженным

 

по

 

сравнению

 

с

 

кларком

 

земной

 

коры

удобно

 

использовать

 

так

 

называемый

 

кларк

 


background image

 

15

концентрации

 - 

численный

 

показатель

вычисляемый

 

как

 

отношение

 

содержания

 

элемента

 

в

 

данной

 

породе

 

C

  

к

 

кларку

 

C

K

KK = C/C

K

 

Если

 

в

 

числитель

 

этой

 

формулы

 

подставляются

 

средние

 

со

-

держания

 

элементов

 

в

 

горной

 

породе

 

определенного

 

типа

то

 

вычис

-

ленные

 

величины

 

кларков

 

концентрации

 

тоже

 

будут

 

представлять

 

собой

 

средние

 

значения

 

для

 

данной

 

разновидности

 

пород

Значение

 

KK

 > 1 

говорит

 

о

 

том

что

 

для

 

данного

 

элемента

 

характерно

 

относительное

 

накопление

 

в

 

соответствующей

 

разно

-

видности

 

горных

 

пород

иными

 

словами

данный

 

химический

 

эле

-

мент

 

является

 

типичным

характерным

 

для

 

этой

 

породы

И

 

наобо

-

рот

значения

 

KK

 < 1 

свидетельствуют

что

 

данный

 

элемент

 

обычно

 

содержится

 

в

 

соответствующей

 

породе

 

в

 

пониженных

 (

дефицитных

количествах

Проанализировав

 

таблицы

 

данных

 

по

 

средним

 

содержаниям

 

и

 

кларкам

 

концентрации

 

элементов

 

в

 

различных

 

горных

 

породах

 

и

 

построив

 

иллюстративные

 

графики

легко

 

сделать

 

заключение

 

о

 

группах

 

элементов

характерных

 

либо

наоборот

нехарактерных

 

для

 

пород

 

того

 

или

 

иного

 

типа

 

Порядок

 

выполнения

 

работы

 

 

1. 

Каждому

 

студенту

 

выдается

 

номер

 

варианта

которому

 

со

-

ответствует

 

свой

 

набор

 

элементов

Используя

 

справочные

 

таблич

-

ные

 

данные

 

по

 

средним

 

содержаниям

 

химических

 

элементов

 

в

 

зем

-

ной

 

коре

 

и

 

главных

 

разновидностях

 

магматических

 

пород

составить

 

таблицу

 

средних

 

содержаний

 

заданного

 

вариантом

 

работы

 

набора

 

элементов

 

в

 

разных

 

магматических

 

породах

 (

табл

. 1). 

2. 

Построить

 

графики

демонстрирующие

 

средние

 

значения

 

кларков

 

концентрации

 

элементов

 

в

 

различных

 

магматических

 

поро

-

дах

По

 

горизонтальной

 

оси

 

через

 

равные

 

интервалы

 

откладывают

 

категории

 – 

типы

 

пород

 

в

 

той

 

же

 

последовательности

что

 

и

 

в

 

таб

-

лице

  (

ультраосновные

 – 

основные

… - … - 

щелочные

). 

По

 

верти

-

кальной

 

оси

 

откладывают

 

численные

 

значения

 

средних

 

значений

 

кларков

 

концентрации

 

элементов

При

 

этом

 

строют

 2 

комплексных

 

графика

на

 

одном

 

совмещаются

 

частные

 

графики

 

макроэлементов