Grundkursus, F2004 (4. Kvarter), 2 point, 10 ECTS
Målsætning:
At give et grundlæggende kendskab til geokemiske metoder geologer anvender i tolkningen af geologiske processer.
Indhold:
Geokemi er studiet af relative og absolutte koncentrationer af grundstoffer og isotoper, samt fordelingen og migration af disse i mineraler, bjergarter, og jorden. Geokemiske undersøgelser er, ligesom geofysiske undersøgelser, et uhyre vigtigt redskab i tolkningen geologiske problemstillinger.
Som en introduktion vil jordens kemiske sammensætning og opbygning i kerne, kappe og skorpe gennemgåes i første uge. Dernæst gennemgåes i uge 2 geokemisk klassifikation af grundstoffer og Goldschmidt's regler for substitution og fordelingskoefficienter af grundstoffer. I 3 uge belyses opløseligheden af basemetaller i hydrothermale systemer som f.eks. 'black smokers' og dannelsen af økomisk vigtige malmforekomster. De følgende to uger fokuseres på isotopgeokemi. Isotoper er varianter af samme grundstof (forskellig antal neutroner) og små forskelle i deres masse betyder at grundstoffernes isotopforhold er et geokemisk 'fingerprint' af bjergarter. Nogle isotoper er radioaktive moderisotoper der henfalder til radiogene datterisotoper – det udnyttes til at bestemme alderen af bjergarter (geokronologi). Andre isotoper som oxygen 16 og 18 er stabile men på grund af forskelle i deres masse er forholdet af oxygen 16 og 18, f.eks. imellem damp og vand afhængig af temperatur – det udnyttes i studier af paleoklima. I uge 6 gennemgåes grundlæggende begreber i termodynamik og faseligevægte. Som afslutning demonstreres i uge 7 brugen af geokemisk analyse i dannelsen og differentiering af magma.
Jordens sammensætning og udvikling (7 timer) :
– jordens oprindelse og sammensætning, solar systemet, meteoriter
– kemiske opbygning, differentiation og udvikling med fra 4.5 Ga til idag (kerne–kappe–skorpe).
Geokemisk klassifikation og substitution (7 timer)
–fordeling af grundstoffer (lithofile, chalcofile, siderophile, atmophile)
–gennemgang af vigtigste grundstoffer
–Goldschmidt substitutionsregler
–sporelementer, kompatible og inkompatible
Isotoper (14 timer)
–radiogene isotoper:
–geokronologi (absolut datering)
–isotop udvikling , 'fingerprint' og reservoir'er
–Blanding og fortynding
–Sr seawater curve
–stabile isotoper
–isotop fraktionering (18O/16O – klima)
Vand og jordbund geokemi (14 timer)
–opløsning –mineral ligevægt
Thermodynamik og Kemisk ligevægt (7 timer)
–faseligevægt og fasediagram
Dannelse og krystallisation af magma (7 timer)
–kappeopsmeltning
–krystallisation
Miljø geokemi
Mineral forekomster
Form og omfang:
Forelæsninger, øvelser, og hjemmeopgaver.
Forudsætninger:
Kemi, Mineraler og Bjergarter, Sedimentologi.
Litteratur:
Krauskopf & Bird (1995): Introduction to Geochemistry. McGraw–Hill, Inc.
Eksamen:
Mundtlig eksamen.
Lærere:
Christian Tegner