地球化学模型的应用现状及发展趋势
地球化学技术在勘查中的应用与前景展望
地球化学技术在勘查中的应用与前景展望地球化学技术是一种综合利用地球化学、地质学、环境科学等相关学科知识和方法，通过对地球表层物质的成分、结构、性质及其变化规律的研究，来揭示地球内部构造、矿产资源分布、环境污染等信息的一门技术。
地球化学技术在勘查中的应用已经取得了显著的成果，并且具有广阔的前景。
首先，地球化学技术在矿产资源勘查中发挥着重要作用。
通过分析矿石、岩石和土壤样品中的元素含量和组成，可以确定矿床的类型、规模和储量等关键信息。
例如，通过对矿石中金属元素的分析，可以判断出金矿床的存在与否，并进一步评估其开采潜力。
此外，地球化学技术还可以帮助确定矿床的成因和演化过程，为矿床的勘探和开发提供科学依据。
其次，地球化学技术在环境监测和污染治理中具有重要意义。
随着工业化进程的加快和人类活动的增加，环境污染问题日益突出。
地球化学技术可以通过分析土壤、水体和大气中的有害物质含量，评估环境污染的程度和影响范围。
同时，地球化学技术还可以追踪污染物的来源和迁移路径，为环境治理提供科学依据。
例如，通过对土壤中重金属元素的分析，可以确定污染源，并制定相应的治理措施。
此外，地球化学技术在水资源勘查和管理中也发挥着重要作用。
水是人类生活和经济发展的基础资源，而地球化学技术可以通过分析水体中的溶解物质、微量元素和同位素组成，判断水源的类型、水质的优劣以及水资源的可持续利用性。
例如，通过对地下水中同位素的分析，可以判断水源的补给方式和水体的循环过程，为合理开发和管理水资源提供科学依据。
未来，随着地球化学技术的不断发展和创新，其在勘查中的应用前景将更加广阔。
一方面，随着分析技术的提高和仪器设备的更新，地球化学技术可以更加精确地分析样品中的元素含量和组成，提供更可靠的勘查数据。
另一方面，随着数据处理和模型建立技术的进步，地球化学技术可以更好地揭示地球内部构造、矿产资源分布和环境演变规律，为勘查工作提供更全面的信息。
总之，地球化学技术在勘查中的应用已经取得了显著的成果，并且具有广阔的前景。
浅谈地球化学勘查新技术应用
浅谈地球化学勘查新技术应用【摘要】地球化学勘查是通过系统测量天然物质的地球化学性质，发现各种类型的地球化学异常的一种调查方法。
地球化学勘查的核心是方法技术，准确地认识自然规律和把握自然规律，将决定方法技术和选择方法技术的正确性，而正确的方法技术又反过来服务于自然界规律的新发现与新认识。
本文将介绍地球化学勘查技术的的原理和发展现状及在不同地貌景观下的应用来探讨地球化学勘查新技术的应用情况和发展趋势。
【关键词】地球化学；勘查新技术；应用地球化学勘查诞生于二十世纪三十年代初，通过研究地球化学分散模式，根据分散模式所形成的地球化学异常去追踪和发现矿床。
勘查地球化学继承了人类凭着经验用肉眼去观察矿化露头或矿化引起的蚀变标志进行直接找矿的传统，又凭借着分析技术，将辨认矿化直接信息的能力从人类肉眼的万分之几提高到百万分之几或亿分之几，使得对矿化信息的分辨能力大大提高。
地球化学勘查采用科学的方法技术和地球化学异常的线索来找寻矿床，不断扩大其应用范围，它不仅可用于找矿，还可为解决环境污染、农业、畜牧业、地方病以及各种地质问题提供有价值的资料。
以下本文将介绍地球化学勘查技术的的原理和发展现状及在不同地貌景观下的应用来探讨地球化学勘查新技术的应用情况和发展趋势。
1 地球化学勘查技术基本原理及发展现状地球化学勘查称为地球化学找矿，简称为化探，顾名思义，就是利用化学方法进行找矿。
具体地讲，地球化学勘查是研究元素在集中分散过程中于矿体周围各类物质中形成的地球化学异常与矿床的时间、空间的成因联系，研究各类介质中地球化学异常形成机制、影响因素、发现异常和解释评价异常的方法技术。
以找矿为目的地球化学勘探必须查明与矿床有关元素在矿体及其形成原因。
在查明与矿床有关的元素在矿体及其原生晕破坏之后，在各种景观条件下的活动规律，制定相应的工作方法，包括取样介质、加工方案、分析提取剂的选择等，以便发现矿床次生分散晕，追索矿体。
地球化学勘查现与地质勘查、地球物理勘查等并行，成为地质大学科中的一个重要分支。
地球化学分析技术的进展与应用展望
地球化学分析技术的进展与应用展望地球化学分析技术作为研究地球物质组成和化学变化的重要手段，在地质、环境、资源等领域发挥着关键作用。
随着科学技术的不断发展，地球化学分析技术也取得了显著的进展，并展现出广阔的应用前景。
在过去的几十年里，地球化学分析技术经历了从传统方法到现代先进技术的转变。
传统的地球化学分析方法，如重量法、容量法和比色法等，虽然在一定程度上能够满足分析需求，但存在着分析速度慢、灵敏度低、精度差等局限性。
随着科技的进步，现代地球化学分析技术逐渐崭露头角，如原子吸收光谱（AAS）、原子荧光光谱（AFS）、电感耦合等离子体发射光谱（ICPOES）和电感耦合等离子体质谱（ICPMS）等。
原子吸收光谱技术具有灵敏度高、选择性好等优点，能够准确测定多种金属元素的含量。
原子荧光光谱技术则对一些易形成氢化物的元素，如砷、汞等，具有出色的检测能力。
电感耦合等离子体发射光谱技术可以同时测定多个元素，分析速度快，适用于大规模样品的快速检测。
而电感耦合等离子体质谱技术则具有更高的灵敏度和更低的检测限，能够对痕量和超痕量元素进行精确分析。
除了上述光谱和质谱技术，色谱技术在地球化学分析中也得到了广泛应用。
气相色谱（GC）和高效液相色谱（HPLC）能够分离和测定有机化合物，对于研究地球化学中的有机物质组成和分布具有重要意义。
此外，联用技术的发展，如气相色谱质谱联用（GCMS）和液相色谱质谱联用（LCMS），进一步提高了分析的准确性和可靠性。
在样品制备方面，也取得了重要的进展。
传统的样品消解方法，如湿法消解和干法灰化，往往存在操作繁琐、易引入污染等问题。
而现代的微波消解技术和激光剥蚀技术则大大提高了样品处理的效率和准确性，减少了样品损失和污染。
地球化学分析技术的进展为各个领域带来了广泛的应用。
在地质领域，通过对岩石、矿物和土壤等样品的分析，可以了解地球的演化历史、地质构造和矿产资源分布。
例如，利用高精度的同位素分析技术，可以确定岩石的形成年代和来源，为地质构造研究提供重要依据。
地球化学模型在土壤重金属形态研究中的应用进展
地球化学模型在土壤重金属形态研究中的应用进展摘要：重金属进入自然环境中之后会在土壤、沉积物和地表水体中经历吸附-解吸、沉淀-溶解和氧化-还原等各种迁移转化过程，导致其赋存形态多样，进而影响其化学活性、迁移性和生物有效性等，因此重金属的形态研究对其风险评估和环境质量标准的制定有着重要意义。
关键词：地球化学形态模型；土壤；重金属形态；研究；应用进展一、地球化学形态模型的发展地球化学形态模型即基于所研究体系中各组分全部化学反应的热力学平衡常数，考虑反应过程中的物料平衡、质量平衡和电荷平衡，通过计算获得各物质形态浓度的方法。
虽然人们很早就认识到可用此方法计算物质的形态浓度，但由于环境体系中涉及反应众多，直到计算机出现，大规模的形态计算才成为可能。
20世纪60—70年代，以MICROQL为代表的地球化学平衡计算程序被开发使用，形态计算开始应用于水环境领域。
到了80—90年代，描述离子在矿物表面吸附行为的表面络合模型快速发展；90年代以后，一些代表性SCM模型，如双电层模型、广义双电层模型、电荷分配-多点位表面配合模型等逐渐完善；同时也出现了WHAM、SHM等一批优秀的描述离子在天然有机质表面吸附行为的热力学模型。
这些表面络合模型极大地充实了地球化学形态模型。
同时，一些热力学数据库也逐渐形成和完善，如国际纯粹及应用化学协会的关键数据库、美国国家标准技术局的标准数据库、联合专家形态系统的热力学数据库等，这些数据库包含化学形态变化涉及的化学计量关系、平衡常数、反应焓变等相关参数，可以编入形态计算软件。
在此基础上，一批涵盖了水相络合、吸附-解吸、沉淀-溶解、溶解-挥发、氧化-还原等众多过程的计算程序被相继开发应用，如MINETEQ、ECOSAT、CHEAQS等。
进入21世纪之后，一方面，借助现代表征技术手段，如EXAFS等，表面络合模型的参数和结构更趋细化；另一方面，结合了多介质多界面的综合模型数据库逐渐充实，使用地球化学模型预测复杂环境体系中离子的形态成为可能。
地球化学勘查的研究现状、发展趋势
第四发展期(1990 年以后)，为信息找矿期。这一 时期，找矿难度明显加大，找隐伏矿的方法空前 增多，探测深度明显增大，所获信息量成倍增加， 推断解释的不确定性也随之增加。既需要现代高 新技术，又需要多学科的综合研究，越来越多的 研究者将成矿作用臵于岩石圈、地壳、乃至整个 地球-宇宙体系的演化过程来考虑。勘查地球化学 找矿，以某些微观或超微观信息的获得，使间接 找矿为主的信息找矿期又重新返回到直接找矿为 主的时期。因此，发展高灵敏度和大探测深度的 勘查地球化学方法，具有特别重要的意义，并预 示着一个找隐伏矿的新时期的到来。
L.Malmqvist 和 Kristiansson(1984)研制出地气法 （Geogas）找隐伏金属矿床。20世纪80 年代初， 瑞典 Lund 大学物理系和布立登(Boliden Mineral) 公司合作，提出金属元素从地下深处以微气泡附 着气体形式上升到地表并在矿体上形成成矿元素 异常的思想，据此开始研究并使用一种新的“金 属气体”测量技术，即地气测量。他们在本国及 其它国家的 30 多个地区进行试验，发现地气异常 与矿化存在明显的对应关系，并对地气迁移机制 也作了许多工作。
浅析国内外地球化学勘查 的研究现状、主要进展及 发展趋势
物探0901班 武孝 200911020121
（一）地球化学勘查的研究现状 1、国外地球化学勘查的研究现状
1798 年，B.M.谢维尔金提出了“矿物邻近 性”的概念。 1849 年德国 J.F.A.布莱绍普特揭示了矿物 共生组合的规律性，对推断铁帽和矿化露 头下部可能的矿化情况提供了依据。
3、国内外地球化学勘查的发展阶段
第一发展期(1950 年以前)。这时期，勘探者主要 依靠肉眼观察地表露头找矿，以土壤测量和水系 沉积测量为主要手段，对于土壤中的地球化学异 常，用探槽或浅井揭露矿体。人们这一阶段延续 的时间最长，找到的矿最多。据R.W.Boyle(1977) 统计，迄今为止，世界各地开采的矿床 80％以上 是在古人开采的基础上进行的。
地球化学在资源勘探与开发中的应用前景
地球化学在资源勘探与开发中的应用前景地球化学是一门研究地球物质组成、性质及其变化规律的学科，具有广泛的应用领域。
在资源勘探与开发中，地球化学的应用可以提供宝贵的信息和指导，具有重要的前景。
本文将探讨地球化学在资源勘探与开发中的应用前景，分析其作为一种重要的勘探工具，并展望其未来的发展。
一、地球化学在矿产资源勘探与开发中的应用前景在矿产资源勘探与开发中，地球化学可以提供丰富的信息，帮助确定矿床位置、含量和品位，为矿产资源的勘探和开发提供科学依据。
地球化学主要通过采集样品，对其中的元素、同位素、矿物和岩石组分进行定量和定性分析，从而了解矿床的成因和规模。
地球化学在矿产资源勘探中的应用包括地球化学勘查方法、矿床成因和演化研究、矿床评价和预测等。
其中，地球化学勘查方法主要包括大地化学勘查、物探化学勘查和探矿化学勘查。
通过这些方法，可以迅速、准确地获取地下矿产资源的信息，节省勘探成本，提高勘探效率。
此外，地球化学在矿床成因和演化研究中的应用也非常重要。
通过分析矿床中的元素、同位素组成，可以揭示矿床的成因和演化历史，为矿床预测和勘探提供线索。
地球化学还可以通过研究矿床中的稀土元素、微量元素、同位素等特征，判断矿床储量、品位和开发潜力，为矿床评价和合理开发提供科学支持。
总之，地球化学在矿产资源勘探与开发中具有重要的应用前景。
它可以提供准确、全面的矿产资源信息，为勘探和开发过程提供科学指导，降低勘探风险，提高资源开发效率。
二、地球化学在石油与天然气勘探开发中的应用前景地球化学在石油与天然气勘探开发中的应用也具有广阔的前景。
石油与天然气是重要的能源资源，但其地下储藏规模和分布状况是不确定的，勘探风险较高。
地球化学在石油与天然气勘探开发中的应用，可以提供丰富的地质信息，为储量评估和勘探决策提供依据。
地球化学在石油与天然气勘探中的应用主要包括油气源岩研究、油气地球化学勘查和油气储层评价。
通过对油气源岩中的有机质进行分析，可以确定其类型、成熟度和产油/产气潜力，为油气勘探提供目标区域。
地球化学方法的应用及前景分析
地球化学方法的应用及前景分析作者：罗士欣来源：《农家科技下旬刊》2015年第03期摘要：勘查地球化学方法作为一种重要的矿产勘查方法和找矿信息的获取手段，已经在矿产勘查工作中取得了显著成效.主要对地球化学方法的产生、应用及其效果做比较全面的阐述，强调化探方法在实际应用时应注意的问题，与地质、物探、遥感等方法的配合使用，同时还必须结合具体的地质背景，以使勘查地球化学方法在矿产勘查工作中发挥更好的效果。
关键词：地球化学；矿产勘查；应用效果一、勘查地球化学介绍球化学方法作为一种战略性的找矿方法，在矿产勘查中越来越明显地起到先导的作用。
新中国成立60年，随着技术的进步和社会发展需求的增加，勘查地球化学无论在基础理论上还是在方法技术上都发生了重大变化，为我国地质找矿工作立下了汗马功劳。
二、勘查地球化学的应用迄今为止人类已经发现了元素周期表上104种元素中的88种元素在地壳中的存在。
但人类至今对这88种元素在地球表层各种介质的基准值还缺少了解，对它们在全球的分布更是知之甚少，像比较系统的中国区域化探扫面计划，也只分析了39种元素，覆盖的面积也只有600万km2。
地球化学家的一个梦寐以求的理想是能够做出这88种元素在全球分布的地球化学图。
这样我们就会对人类所居住的行星表面元素地球化学分布有一个整体的了解，不仅可以对全球矿产资源的总量评价和分布规律提供直接信息，而且还会对我们人类所赖以生存的地球化学环境、工业化进程所造成的影响提供最直接的评价依据。
另一难题是必须努力建立多仪器多方法分析系统，所有元素分析检出限必须降至其地壳丰度以下，用标准样严格监控实验室间的偏倚，使数据可以全球对比。
由谢学锦院士所领导进行的地质大调查项目“我国西南76种元素编图试点研究”已经在这些难分析元素上取得突破，并且提出了一整套监控方案。
区域化探全国扫面计划现已覆盖全国600多万平方公里，区域化探方法技术及找矿效果取得了举世瞩目的成就，区域化探研究达到国际领先水平，具体表现在：其一，研制了各种不同景观区的区域化探方法。
地球化学反应模型的发展及其应用
的测 定 信息 ， 简 单 的反 应路 径 模 型 计算 ， 了解 缺 用 以 养 分 的地表 环 境下 缓 慢 的微 生 物 化 学反 应 的 变化 过
程。 由于 众 多模 型 的耦 合 使用 ， 现在 模 型 软件 上 也 体 是 在 不 断 发 展 融 合 。如 地 球 化 学 质 量 传 输 Ｂ ＡＩ 一 ＡＮＣＥ（ ＧＳ 反演 模 型 ， ＵＳ ） 加入 了能 使 用痕 量 金 属 相
中非 常关 键 的一 个 环 节 ， 而进 行溶 液 多组 分 平 衡 的
ｎ
下 水 的化 学 过程 。近年 来 许 多研 究 者将 平衡 热 力 学 模 型 与 静 电法结 合 使 用 。如 Ｄａ ｇ ｎ ｙ等 将 发 生 ｕｈ ｅ
在 溶 液一 细胞 壁 界 面的 特定 化 学 平 衡模 型 与 静 电模 型 耦 合使 用 ， 实 了 在 不 同 的 细 菌 表 面 有 不 同 的金 证 属 亲 和力 。也 有研 究 者 将 静 电法 模 型 与 平 衡模 型 结 合 起 来 研 究 热 液 复 杂 流 体 的 平 衡 态 。Ｍ ｕ ｐ ｙ ｒｈ 等 ＿ 扩展 运 用 地 球 化 学 平 衡 模 型 ， 合 稳 定 同位 素 ７ ］ 结
∞ ０
摘 要 ： 根据近年来地球化学反应模型的 发展及其应用现状， 对新发展的建模方法手段、 模型计算方法以及模型计算软件作了 简要的归 纳和评述， 最后以地球化学 反应模型用于成矿动力学 研究的 应用为例， 地球化学反应模型在地球化学研究中， 说明 对了 Ｓ 解反应体系中物质的 形态、 分布、 迁移和转化， 起着重要的作用。
地 球 化 学模 型 大 体上 可 以 分 为 ３类 ： 研 究 水 ① 溶 液 中的 组 分 分 布模 型 ； 研 究 水 溶 液 体 系 中 物质 ② ０ 形 成 和 转 化 的 平衡 热 动力 学 模 型 ； ③研 究 物质 迁 移 转 化 反应 途 径模 型 。 论 哪种 模 型 的建 立 ， 中最基 不 其 本 的地 球 化 学多 组 分平 衡 计算 是 解决 平 衡 体系 问题
化学与地球科学——地球化学的应用
化学与地球科学——地球化学的应用地球化学的应用是一门涉及化学和地球科学的技术学科，它可以提供关于地球上物质组成的信息，帮助解决许多重要问题，例如自然资源和环境污染等。
本文探讨了关于地球化学的应用，以及在新材料开发、地质勘探和环境保护等领域的重要性。
一、地球化学在新材料开发中的应用新材料开发是一个旨在为人类带来更高效、更具环保性、更安全的材料的过程。
在化学和地球科学中，地球化学的技术可以为新材料研究提供帮助。
地球化学家可以通过研究原材料中化学元素的组成、化学反应和空穴、金属离子的吸附活性等，为新材料的设计和制造提供信息。
例如，地球化学技术可以用于研究催化剂的结构和反应机理，或构造氧化和还原等反应的化学反应方法，还可以为电池、纳米材料和玻璃等领域的相关研究提供信息。
二、地球化学在地质勘探中的应用地球化学在地质勘探中也具有重要作用。
地球化学家可以通过研究岩石、矿物和土壤等地质成分的化学元素，来确定矿藏、岩矿成因和岩矿类型。
例如，地球化学家可以研究各种化学元素的分布和特征，以对资源勘探的矿床类型和产生条件进行识别和解释。
这样，人类可以更准确地定位矿藏，并开发和利用它们。
这种使用地球化学技术的勘探企图，为包括各种金属、非金属和能源在内的许多领域的资源勘探和开发提供了一定的帮助。
三、地球化学在环境保护中的应用地球化学也被广泛应用于环境保护领域。
地球化学家可以使用不同的技术来分析环境中的化学物质，并判断其对环境的影响。
例如，地球化学技术可以监测水或土壤中有害物质的含量，帮助预测短期和长期的环境影响。
例如，农业生产中使用的农药和化肥可能会对土壤和水质造成污染，因此，通过分析土壤和水中化学元素的含量和分布，我们可以有效地监测和控制环境污染的范围。
此外，地球化学技术还可用于工业污染和能源开发等领域的环境问题。
在工业生产中，废料的处理问题日益引起人们的关注，在能源开发方面，地球化学技术可以监测油井，帮助减少环境影响。
勘查地球化学现状与展望
勘查地球化学现状与展望地球化学是探究地球内部、地表、大气等多领域化学元素的分布、循环与演化规律的学科。
地球化学的探究能够为我们理解地球的演化历程、资源分布和环境变化等方面提供重要的科学依据。
本文将从勘查地球化学的现状和将来展望两个方面进行探讨。
一、勘查地球化学的现状1. 地球化学勘查的方法地球化学勘查接受多种手段和技术，包括地球化学探测、空间探测和实地取样等。
地球化学探测是通过分析地球矿物、岩石等样品中的化学元素含量和同位素组成，来了解地球内部和地表的化学特征。
空间探测则是通过卫星遥感技术，得到大范围区域的地球化学信息。
实地取样则是对详尽地质单元进行采样和测试，获得详尽的地球化学信息。
2. 地球化学勘查的应用地球化学勘查应用广泛，涵盖了矿产资源勘查、环境地球化学、地质灾难猜测等领域。
在矿产资源勘查中，地球化学勘查可以用于寻找矿藏、确定矿产的类型和提炼方法等。
在环境地球化学中，地球化学勘查可以用于监测和评估环境污染状况，探究污染源和传输途径，为环境保卫提供依据。
在地质灾难猜测中，地球化学勘查可以用于了解地下水和地下气体的分布，猜测地震、火山喷发等灾难事件。
3. 地球化学勘查的进步趋势随着科学技术的不息进步，地球化学勘查将朝着高效、精准和多元化方向进步。
一方面，新型的仪器设备和技术的应用，可提高地球化学勘查的效率和准确性。
例如，质谱仪、激光剥蚀等新技术的进步，为地球化学勘查提供了更高精度的分析手段。
另一方面，地球化学勘查将加强与其他学科的交叉融合。
例如，与地质学、物理学、生物学等学科的合作，可综合利用多种信息数据，加深对地球化学规律的理解。
二、勘查地球化学的展望1. 深度探究地球内部结构地球化学勘查的将来将更加关注地球内部的化学组成，目标是深度揭示地球的形成和演化过程。
通过探究地球的物理化学性质和元素分布，可猜测地球的内部结构和演化历史。
这对于提高地球资源勘查的效果，解决地球环境问题以及理解地球动力学等方面都具有重要意义。
地球化学分析技术及其在矿产勘探中的应用
地球化学分析技术及其在矿产勘探中的应用地球化学分析技术是一种通过对地球中各种元素和化合物的分析，来揭示地球内部和地球表面沉积物的起源、演化和地球过程的一门科学。
它在矿产勘探中起着重要的作用。
一、地球化学分析技术的概述地球化学分析技术是利用各种分析手段，对地球样品中的矿物、岩石、土壤、水、气体等进行成分和结构的定量和定性分析。
常用的地球化学分析方法包括光谱分析、质谱分析、色谱分析、X射线衍射分析等。
光谱分析利用物质对光的吸收、发射、散射、透射等特性来确定其成分。
常见的光谱分析方法有原子吸收光谱、X射线荧光光谱、近红外光谱等。
质谱分析是通过测量粒子离子加速运动引起的圆周运动进行定性和定量分析的方法。
质谱分析可以检测地样品中的元素及其同位素。
色谱分析是将混合物中的组分分离并进行定性和定量分析的方法。
色谱分析广泛应用于地样品的有机物和无机物成分分析。
X射线衍射分析是利用物质中原子排列引起的衍射现象来对样品进行结构分析的方法。
X射线衍射分析广泛应用于矿物和岩石中的晶体结构研究。
二、地球化学分析技术在矿产勘探中的应用地球化学分析技术在矿产勘探中有着广泛的应用。
它可以通过对地球样品中的各种元素和化合物进行分析，来揭示地下矿产资源的存在、分布和富集规律。
首先，地球化学分析技术可以用于找矿模型的建立和修正。
通过对不同地质背景下的矿产勘查区域进行地球化学分析，可以确定矿床的主要控制因素和富集规律，进而构建合理的找矿模型，为后续的矿产勘探提供指导。
其次，地球化学分析技术可以用于矿产物质的定性和定量分析。
通过对矿石、岩石和土壤样品中的元素和化合物进行分析，可以确定矿石矿物的组成及其含量，进一步研究矿石的赋存状况和可能的成矿机制。
此外，地球化学分析技术还可以用于地下水和地下气体的分析。
地下水和地下气体中的元素和化合物的含量和组成对于矿产勘探具有重要意义。
地下水和地下气体中的某些元素的异常含量可能与矿床的存在和富集有关，因此通过对地下水和地下气体进行地球化学分析，可以为矿产勘探提供宝贵的线索。
地球化学分析技术的新进展
地球化学分析技术的新进展近年来，随着科学技术的迅速发展，地球化学分析技术也取得了新的进展。
这些新技术的出现为地球化学研究提供了更加精确和全面的数据，对于揭示地球物质的成因和演化过程具有重要意义。
本文将重点介绍几种地球化学分析技术的新进展。
一、质谱技术的应用质谱技术是地球化学分析中常用的一种方法。
传统的质谱技术主要采用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）或气相色谱质谱仪（GC-MS）进行分析。
然而，新近发展的高分辨质谱技术如飞行时间质谱（TOF-MS）和四极杆串联质谱（QqQ-MS）的引入，使得地球化学分析中可以更准确地确定元素的同位素组成及其丰度。
此外，多重反应监测质谱（MRM-MS）的应用也大大提高了分析的灵敏度和特异性，使得地球化学研究能够更加准确地分析微量元素和有机物。
二、同位素地球化学分析的发展同位素地球化学分析是研究地质样品中同位素组成变化的重要手段。
随着新型同位素质谱仪的发展，如电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）和热电离质谱（TIMS），同位素地球化学研究的分析精度得到了大幅度提高。
特别是高分辨质谱技术的应用，使得同位素地球化学分析能够对宇宙、地球和生物系统中微量同位素进行快速和准确的测定。
此外，辐射同位素和稳定同位素的组合分析也能够提供更全面的地球化学信息，用于研究大气、海洋和岩石圈中的物质迁移与循环。
三、纳米技术在地球化学分析中的应用纳米技术是近年来兴起的一种新型技术，其应用已经深入各个领域，地球化学分析也不例外。
纳米颗粒可以作为载体在地球化学分析中发挥作用。
通过将纳米颗粒与目标物质结合，可以提高分析的灵敏度和选择性。
此外，纳米尺度的材料还可以用于分离和富集地质样品中的微量元素。
纳米材料的表面增大效应使得地球化学分析具有更高的灵敏度和准确度。
四、遥感技术在地球化学研究中的应用遥感技术是一种非接触的观测手段，可以通过获取地球表面的光谱、热红外和雷达等信息来研究地球化学问题。
近年来，高光谱遥感技术的发展使得可以通过分析地表反射光谱特征来定量研究地球化学元素的分布和含量。
地球化学专业发展现状
地球化学专业发展现状地球化学是一门研究地球化学元素在地壳中分布、地球物质的运移转化以及地球内部和外部化学作用的学科。
随着地球科学的发展和对地球环境和资源的认识的日益加深，地球化学专业起到了重要的作用。
本文将对目前地球化学专业的发展现状进行分析和探讨。
1. 专业设置和发展趋势地球化学专业最早出现在20世纪初，最初的课程设置主要以矿物学、岩石学等为基础。
随着科学技术的不断进步，地球化学专业也逐渐发展成为一个综合性学科，涵盖了现代分析技术、野外调查技术、数值模拟等众多领域。
目前，各大学和研究机构都设有地球化学专业，并且专业设置也趋于多样化和细分化。
地球化学专业的发展趋势主要体现在以下几个方面：1.1 多学科交叉地球化学的研究不仅需要地学知识，还需要涉及物理学、化学、生物学等多个学科的交叉。
随着学科的进一步深化，各学科之间的融合更加紧密，多学科交叉研究成为未来地球化学发展的重要方向。
1.2 数字化技术的应用随着计算机和信息技术的飞速发展，数字化技术在地球化学研究中扮演了越来越重要的角色。
数据采集、处理和分析的自动化和高效化成为地球化学专业的一个发展趋势。
此外，模拟与计算技术的应用也成为地球化学研究的新方向。
1.3 地球环境与资源研究随着全球环境问题的凸显和对资源可持续利用的需求增加，地球化学专业的研究方向也日益向地球环境和资源研究转变。
地球化学专业将更多地关注地球系统的整体性研究，探索资源的开发利用和环境保护的黄金点。
2. 就业前景与发展机会地球化学专业的发展给毕业生带来了广阔的就业前景和丰富的发展机会。
毕业生可以在各类研究机构、高校、环保部门、矿产资源公司等单位从事地质勘探、环境保护、资源开发与管理、科研教学等工作。
此外，地球化学专业的毕业生也可以选择继续深造，攻读硕士或博士学位。
3. 挑战与问题地球化学专业的发展虽然带来了机遇，但也面临一些挑战和问题。
其中主要包括以下几个方面：3.1 科研竞争激烈由于地球化学专业的受欢迎程度增加，科研竞争日益激烈。
地球化学研究的新技术和进展
地球化学研究的新技术和进展地球化学研究是一门涉及到地球内部和地球表层各种元素、物质在地球界面和海洋中的运行轨迹、生态环境演变过程的学科。
地球化学研究对于我们解释地球长期环境变化、人类活动影响下的全球环境变化、自然灾害等具有重要的科学意义和现实价值。
随着科学技术的不断创新，地球化学研究的新技术和进展呈现出多样、复杂的趋势。
下面将从以下几个方面进行简要概括。
一、同位素技术同位素技术是化学研究中使用频率较高的技术之一，也是现代地球化学研究的重要手段之一。
同位素技术包括同位素质谱仪、同位素示踪方法、同位素比值测量方法等。
同位素技术可以用来追溯物质的来源和去向、检测环境的改变以及判断化学反应等。
例如，同位素示踪方法可以用来追踪元素和物质在地球界面和海洋中的运动轨迹，可以帮助我们了解地球表层环境的变化和灾害原因；同位素质谱仪可以用来分析元素的同位素比例，可以帮助我们了解元素的来源和地球历史进程等。
二、光谱技术光谱学研究对象是原子和分子的能级结构和粒子的辐射规律，利用能量量子化模型分析光谱图结果，可以分析出样品中各类元素、化合物的组成和反应机制，并且可以测定各种分子物质的参量和各种异构体的优势构象，是当前地球化学研究趋势进展中的重要技术之一。
例如，科学家利用表征组成、分子结构等特征的多种光谱手段，如红外光谱、拉曼光谱、紫外-可见光谱、X射线光电子能谱和热重分析等技术，来研究各种纳米颗粒的形貌、大小、结构以及性质等。
不仅如此，光谱技术还广泛应用于污染物的检测、生物医药行业的新药研发等领域。
三、分子生物学技术分子生物学技术中的基因组分析、RNA剪接、蛋白质组学等技术均可以用于解决生物活动过程中的化学反应、代谢途径等问题，帮助我们更深入地了解生命活动的神奇机制，为地球化学研究提供了新的手段和窗口。
例如，基于蛋白质组学的研究可以用于分析各种蛋白质组成和构造以及研究蛋白质在环境改变中的反应和生态生理过程等。
总的来说，地球化学研究的新技术和进展多样复杂，而这些技术和方法的不断革新和进化为地球化学研究提供了强有力的支持和促进推动作用。
地球化学的发展和前沿问题
地球化学的发展和前沿问题地球化学是一门研究地球物质的学科。
随着科学技术的发展和人类对地球的认识不断深刻，地球化学也在不断地发展和演进。
本文将从地球化学的发展历程、地球化学的主要研究内容以及地球化学的前沿问题等方面来阐述地球化学的发展和现状。
一、地球化学的发展历程地球化学的起源可追溯至19世纪末的石油勘探，包括地球物理、寻找和开发矿产、维护环境、监测地球气候等方面；但当时地球化学仅限于微量元素的分析，以及矿物、地球表面沉积物和岩石的成分分析等。
直到20世纪中叶，随着新仪器、新技术的应用，地球化学迈向了一个新的阶段，地球化学的研究深入到了全球尺度上，涉及到了大气、水、岩石、矿物、生物等领域。
二、地球化学的主要研究内容1. 地质年代和古代气候重建地球化学作为一门关注全球环境的科学，主要研究的是地球各个领域的矿物、岩石、水、大气等的分子和原子构成和演化规律等问题。
其中，地质年代和古代气候重建是地球化学的一大研究内容。
地质年代研究主要利用地球化学中的放射性同位素、稳定同位素等方法研究地球历史发展，从而提高对过去重要事件的认识和对未来环境变化预测的准确度。
古代气候重建研究主要涉及稳定同位素、放射性同位素等技术，以及岩石、大气等样品的分析，反演过去的气候变化，对未来气候变化的趋势进行预测和预测。
2. 人类活动对环境的影响人类活动已经成为地球化学的研究内容之一。
环境污染、气候变化、人口快速增长等问题，无疑给地球环境带来了重大影响。
通过地球化学技术，我们可以研究全球变化和生态系统演化，进行污染控制和生态保护。
人类活动对环境的影响是一个重要的研究领域，需要我们不断研究，以减少对环境的负面影响，建立可持续发展的社会。
3. 地球内部和地球外部物质的形成过程地球化学的另一个重要研究内容是地球内部和地球外部物质的形成过程。
了解物质在地球内部和地球外的构成和演化规律，可以更好地理解地球大气和水循环，指导石油、矿物和地热资源的开发，以及深入探究宇宙和行星的形成和演化过程。
地球化学的研究进展与应用展望
地球化学的研究进展与应用展望地球化学是一门研究地球上元素循环和地球体系各种物质作用的科学。
近年来，随着科学技术的发展和研究方法的进步，地球化学领域取得了许多重要的研究进展。
从地球化学的角度，我们可以深入了解地球与人类的关系，探索地球上的自然现象和环境问题，为可持续发展和环境保护提供科学依据。
本文将从地球化学的基本概念、研究方法及应用展望等方面论述地球化学的研究进展。
地球化学起源于20世纪初叶，早期的地球化学主要研究岩石和矿物中的元素组成和地球内部的化学结构。
随着科学技术的发展，地球化学逐渐从宏观的岩石矿物研究转向微观的元素分析和环境监测。
现代地球化学已经形成了一个系统的研究领域，涉及地壳、地球内部、大气、海洋、生物圈等多个领域。
在地球化学的研究方法方面，随着仪器设备的进步，地球化学研究已经由传统的重金属分析向同位素分析、原子力显微镜、高性能液相色谱等先进技术方向转变。
这些新技术的应用，不仅提高了研究的准确性和精确性，而且拓宽了研究的范围和深度。
例如，同位素分析可以揭示元素的来源和去向，从而追踪物质的迁移路径和循环过程。
原子力显微镜可以直接观察材料的微观结构和组成，帮助科学家们了解其微观性质和演化历史。
高性能液相色谱则可以对复杂的地球化学物质进行分离和定量分析，为环境监测和地质勘探等方面提供了强有力的支持。
地球化学的研究进展不仅拓宽了我们对地球的认识，还促进了各个领域的交叉研究和应用发展。
例如，在环境领域，地球化学的研究成果可以用于评估和改善环境质量，预测和防治环境污染。
通过分析大气中的重金属和有机污染物元素组成，科学家们可以了解其来源和污染程度，从而制定相应的环境保护政策和措施。
在地质勘探和资源利用方面，地球化学也起到了关键的作用。
通过岩石和土壤中的元素分析，科学家们可以判断地下矿床的可能存在性和资源量，指导矿产勘探和开采活动。
此外，地球化学还在农业、地质灾害和药物研究等领域得到了广泛应用。
除了现有的应用，地球化学的未来发展还具有巨大的潜力。
地球化学分析技术与仪器的发展趋势
地球化学分析技术与仪器的发展趋势在当今科技飞速发展的时代，地球化学分析技术与仪器的进步对于深入了解地球的组成、结构和演化过程具有至关重要的意义。
从地质勘探到环境保护，从矿产资源开发到气候变化研究，地球化学分析都发挥着不可或缺的作用。
随着科学技术的不断创新和应用需求的日益增长，地球化学分析技术与仪器正朝着更加高效、精确、灵敏和多功能的方向发展。
过去几十年，地球化学分析技术取得了显著的成就。
传统的化学分析方法，如重量法、容量法和比色法等，虽然在一定程度上能够满足分析需求，但存在着操作繁琐、分析周期长、灵敏度低等局限性。
随着仪器分析技术的兴起，如原子吸收光谱（AAS）、原子发射光谱（AES）、电感耦合等离子体发射光谱（ICPOES）和电感耦合等离子体质谱（ICPMS）等，地球化学分析的效率和准确性得到了极大的提高。
ICPMS 技术是目前地球化学分析领域中最为强大的工具之一。
它具有极低的检测限，可以同时测定多种元素，并且能够对同位素进行精确分析。
这使得 ICPMS 在地质样品、环境样品和生物样品的分析中得到了广泛的应用。
例如，在矿产勘查中，通过对微量贵金属元素的精确测定，可以有效地指示矿床的存在和规模；在环境监测中，能够检测出水中和土壤中微量的重金属污染物，为环境保护提供重要的数据支持。
然而，现有的地球化学分析技术和仪器仍然面临着一些挑战。
首先，对于复杂样品的分析，如含有大量有机物和高盐度的样品，现有的方法往往存在着基体干扰的问题，影响分析结果的准确性。
其次，在一些极端环境下的样品分析，如深海、极地和高温高压的地质环境，现有的仪器和技术还难以满足要求。
此外，随着分析需求的不断提高，对于痕量和超痕量元素的分析灵敏度和准确性仍需要进一步提高。
为了应对这些挑战，未来地球化学分析技术和仪器的发展呈现出以下几个主要趋势：一是多技术联用。
将不同的分析技术结合起来，发挥各自的优势，实现对复杂样品的全面、准确分析。
例如，将 ICPMS 与高效液相色谱（HPLC）或气相色谱（GC）联用，可以实现对元素形态的分析，更好地了解元素在环境和生物体系中的迁移转化规律。
地球化学发展简史及发展趋势
地球化学发展简史及发展趋势1.引言1.1 概述地球化学是研究地球上与地球化学元素有关的现象及其相关规律的学科。
它跨越了地球科学和化学两个领域，通过研究地球上不同物质的组成、分布、变化和相互作用，揭示了地球的起源、演化和动力机制。
地球化学的研究对象包括地球物质、生物体以及地球系统中的各种过程。
通过分析不同地质矿物、岩石、土壤中的元素组成，地球化学家可以了解地球内部的物质组成，揭示地壳的形成与变化历史。
同时，地球化学研究还涉及到生物体内元素的循环、生态系统中元素的迁移转化等方面，为我们了解生态环境变化和生命起源提供了重要依据。
随着科技的不断发展，地球化学的研究方法和技术也在不断创新。
传统的仪器分析方法逐渐被现代仪器分析所代替，例如质谱仪、电感耦合等离子体质谱仪等。
这些新技术的应用使得地球化学研究可以更加精确地测定地球物质中的微量元素和同位素，从而揭示出更加精细的地球化学特征和过程。
未来，地球化学的发展趋势将更加注重综合研究和跨学科融合。
地球化学研究不仅需要关注地球物质的组成和性质，还需要将地球内部、地表和大气等不同环境因素进行耦合研究，形成一个更加完整的地球系统观。
同时，地球化学的研究还需要与其他学科进行密切合作，例如地质学、生物学、环境科学等，共同解决复杂的自然问题。
总之，地球化学作为一门重要的地球科学学科，对于我们认识地球的起源、地球内部的构造、地表和大气的演化以及生物的进化等方面都具有重要的意义。
随着时代的发展，地球化学必将继续取得新的突破，为我们揭示地球宝藏的奥秘，推动人类对地球的可持续利用和保护。
1.2 文章结构本文将按照以下结构展开对地球化学发展简史及发展趋势的探讨：引言部分将首先对地球化学做一个概述，介绍其定义、研究对象和重要性。
同时，文章结构也会在引言部分进行简要的说明，让读者对后续内容有一个整体的把握。
在正文部分，我们将分为两个主要部分来叙述地球化学的发展历程。
首先，我们将回顾地球化学的起源，探讨地球化学研究的初衷和基础。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
J OU RNAL O F CH I NA COAL SOC I E T Y 1997 年 4 月 Ap r . 1997地球化学模型的应用现状及发展趋势王广才 卢晓霞 陶 澍 ( 北京大学) 王伟黎 ( 中国国际经济技术交流中心) 李竞生( 煤炭科学研究总院西安分院)摘要 地球化学模型是定量研究地球化学系统中水 - 岩 - 气相互作用的新方法. 根据其研究内容 、理论依据和结构方法的不同 , 现有的地球化学模型可分为 3 类 : 即组分分布模型 、物质平衡模型和物质迁移或反应路径模型. 它们被广泛地应用于地质学 、材料学和环境学等领域中 . 地球化学模型新的发展方法表现为 : 模型中输入变量 ( 参数) 的不确定性及灵敏度分析 、 模型的有效性分析及地下水流与化学反应的耦合等.关键词 地球化学模型 分类 应用现状 发展趋势中图分类号 P 59地球化学模型是国外近年来发展起来的地球化学定量研究方法 , 它把地球化学从传统的定性解释引 入到定量描述 , 从宏观的现象描述引入到微观机理探索 , 充实和发展了研究问题的深度与广度 , 是近年 来地球化学研究的重大进展之一 . 它的产生和发展 , 已经并将继续对地球化学及相关学科的理论研究 , 尤其是实际应用带来深刻的影响 .地球化学模型的实质是化学热力学在地球化学系统中的应用 , 换句话说 , 是把热力学模型应用到对 地球化学过程的调查中 . 它的基础是与地质环境无关的化学和热力学原理 , 而这些原理可以等同地应用 于各种水 - 岩反应系统中 .天然水 中 地 球 化 学 模 型 ( 化 学 模 型 ) 的 概 念 最 早 见 之 于 G arrels 和 Tho m p s o n 的 一 篇 论 文 中 (1962) . 这篇论文讨论了海水中化学组分的分布 , 提出了一个海水中水相组分分布的热力学模型 , 该模 型考虑了 17 个组分 , 温度为 25 ℃. 这个模型首次定量地计算了水溶液中主要的离子和离子对的分布 , 以及预测矿物的饱和状态 . 这个工作为今天的地球化学模型建立了最初的轮廓1 .几十年来 , 地球化学模型沿着两个方向同时进展 , 一是对大量矿物和水相溶液的热力学数据的不断 测试 、评价和总结 ; 二是将这些数据适时地应用于复杂的水 - 岩系统中的计算化数学描述中 . 不断发展 的热力学理论及实验数据充实或改进了地球化学模型的模拟范围或准确性 , 促进了许多地球化学模型的 版本改进和升级 ; 而地球化学模型的发展对热力学数据的需求又促进了基础实验工作的进展. 就地球化 学模型本身的发展而言 , 在 60 年代初期到 80 年代初期 , 是模型开发的活跃时期 , 这期间模型的数量取 得了迅速的增加 , 这些模型集中于平衡模拟及模型中组分的扩大 , 同时很少文件化 . 而近 10 a 来 , 更地球化学模型的研究内容和划分1111 几个基本概念组分存在形式: 在自由离子和离子对或络合物之间水相组分的平衡分布.物质迁移: 在两个或更多相之间的简单物质转移, 例如, 可溶矿物的溶解或沉淀.物质传输: 随水流运动的物质运移.地球化学模型( G eochemical Mo d el )、水化学模型( Hydrochemical Mo d el) 和水文地球化学模型( Hydrogeochemical Mo d el) : 地球化学模型是指基于化学热力学原理而建立的、用于模拟不同类型地球化学过程的模型; 水化学模型是指耦合了地球化学反应和物质传输的模型, 在地球化学模型中也将这类模型称为“反应- 传输模型”; 水文地球化学模型一词在国外文献中也偶见使用, 其含义似应包括前两者.112 地球化学模型的分类在开发地下水的地球化学模型时, 地球化学家们感兴趣于了解沿着已知的或假设的流线地下水的化学成分演化的定量细节. 他们想要(1) 识别沿着这些流线哪些矿物正在溶解或沉淀; ( 2) 确定每一个进入或离开地下水的矿物的摩尔数的空间变化; ( 3) 预测在还未研究的系统中水的成分和质量转移. Plummer (1983 , 1984) 详细地讨论了已有的各种地球化学模型的研究内容、理论依据和结构方法, 认为地球化学模型被以下几个方面所推动: (a) 地下水组分存在形式的计算; ( b) 物质平衡计算; (c) 物质迁移和反应途径计算. 它们基本上对应于上述的(1) ～(3) . 这也是目前已见诸于报道的60 多个地球化学模型分别研究的主要目标.换句话说, 地球化学模型可以被划分为以上3 类.地下水组分分布模型用来计算地下水中各种组分存在形式的浓度和热力学活度; 确定水相对于各种组分和矿物的饱和状态; 同时为物质平衡、物质迁移及反应途径计算提供基础数据.组分分布模型一般包括离子缔合模型和专门反应模型.物质平衡模型用来确定在地下水系统中, 沿着每个流线不同两点(已知有关水的成分数据) 之间矿物沉淀或溶解的数量, 即应用水和岩石的成分识别和定量地球化学反应, 从而解释地下水的形成和演化.物质平衡与组分分布计算结合的方法称为“反向模拟”.物质迁移或反应路径模型是在假设的不可逆反应和热力学约束条件的情况下, 预测水的化学成分和在液、气、固相之间矿物的转移量, 即利用假设的地球化学反应来预测水和岩石的成分. 这种方法也称为“正向模拟”. 正向模型的其它应用是: ( 1) 测试物质平衡计算所获得的反应模型的热力学可行性;(2) 估计沿着同一流线, 在已知化学成分的井之间的点水的成分和质量转移.地球化学模型的应用实例2自从最初的地球化学模型的建立, 至今40 多年的时间中, 尤其是最近10 多年来, 随着化学、化学热力学理论和实验以及计算机软、硬件技术的进展, 各种地球化学模型的开发和改进取得了相当大的进展. 到目前为止, 已建立的60 多个地球化学模型可用来模拟在较大温度、压力变化范围中的水- 岩- 气系统的多种物理化学作用, 它们被广泛地应用于生物学、环境学和材料学的有关领域中, 例如进行有机、无机污染物的迁移, 核、石油废料贮存场址评价, 以及对水文地质条件的了解等.211 组分的分布模拟Plummer 等人(1990) 应用组分的分布模型对马德逊含水层进行了研究2 . 该含水层主要为灰岩含水层, 方解石、白云石和硬石膏为主要矿物. 研究者们应用WA T EQ F 对所取水样的饱和指数进行了计算.方解石的饱和指数略大于0 . 0 , Plummer 等人认为这受控于如下因素: 去白云石化作用; 压力对组第2 期王广才等: 地球化学模型的应用现状及发展趋势119分活度的影响; 硫酸盐进入矿物结构造成的碳酸盐稳定性变化; 以及由于p H 值测量期间CO2气体逸出. 除过硫酸盐含量很小的水样, 其余大多数水点白云石似乎是接近平衡. 对于硬石膏, 他们认为在硫酸盐浓度大于14 mmol/ kg 的水中水与硬石膏处于平衡. 这样, 饱和指数表明, 在马德逊含水层中硬石膏在溶解, 白云石发生着可逆反应, 而方解石似乎正在沉淀.这与去白云石化的过程是一致的.212 反向地球化学模拟(物质平衡模拟)Denver (1989) 应用物质平衡模型研究了接受大量农业化学物输入的含水层的情况2 . 该研究调查了由一个枢扭系统灌溉的地区地下水的成分. 研究单元位于Delmana 半岛滨海平原一个非承压含水层. 地层主要为石英砂层及散布的薄层淤泥和粘土.该含水层中的原始地下水是非常淡的.解释天然地下水成分的主要反应是少量长石和云母的溶解( Denver , 1989) . 在该区收集到的地下水样表明了农业化学物的影响. 与天然水相比, 除电导性增高外, 硝酸盐、钾及其它主要离子的浓度都较大. 在该区使用的主要农业化学物是氮肥、氯化钾、石灰及硫代硫酸铵.研究中采集了雨水和灌溉水的水样; 地下水的水样从压力计中采出. 对这些水样的化学成分进行了测试, 并应用混合(获得两种模型: 雨水、灌溉水混合补给) 和非混合(仅雨水补给) 两种方法进行了物质平衡模拟.混合方法模拟结果表明: 地下水的化学成分的演化可能是通过雨水、灌溉水混合并经历了石灰、钾碱、硫代硫酸铵及氨肥溶解. 在这个过程中, 需要氧气把氨气氧化成硝酸盐, 反应向非饱和带释放出CO2 , 并且发生了一些阳离子交换反应( N H + —Ca2 + ( N a , K) ) .非混合方法的结果获得了几个模型, 其中一个与混合方法类似, 所不同的是缺少灌溉水的部分及K —Ca 交换量的些许增大.Denver (1989) 和Plummer (1993) 考虑了灌溉水成分的不确定性( 空间分布) 、季节变化、作物类型及不同化肥的应用及植物蒸肥作用等, 详细讨论了几个模拟结果的有效性.213 正向地球化学模拟(反应途径模拟)Par k hurst (1987) , Davis 等( 1980) 对Picher 矿区利用有限的数据进行了水化学演化的预测2 .该区是一个大型铅- 锌矿区, 矿的开采从本世纪初一直持续到近1960 年.闪锌矿( ZnS) 和方铅矿( PbS) 床是在密西西比系灰岩中, 次要( 副) 矿物包括黄铁矿( FeS) 和白铁矿( Fe2 S) 、方解石、白云石, 还有其它一些矿物. 矿体位于地面以下30～150 m , 属井工开采( 竖井) . 通过抽水使水位保持在矿体之下, 当停止采矿时, 也相应停止了抽水,全被水充满了.水位在地面以下大约10 m.用反应途径模型模拟了3 个不同的环境: (1)这样矿体就充水了.到1980 年左右, 矿体和竖井完有氧环境, 相应于矿体部分充水但是仍与大气接触的阶段; (2) 缺氧环境, 相应于水开始充溢竖井, 矿体与大气的交换基本消除; (3) 当缺氧的矿水进入该建造非矿化部分时的环境.分析数据表明, 矿水的主要成分是钙、镁、铁、锌、硫酸根、重碳酸根, 据此, Par k hurst 等人在计算中考虑了与上述离子相应的6 种元素, 以及氢和氧.第1 步, 在模拟中, 对有氧环境作了如下假设: 来自大气的氧氧化黄铁矿和闪锌矿; 向大气释放出CO2 ; 方解石和白云石溶解(以相等的量) ; 非晶质铁的氢氧化物沉淀; 并且设定黄铁矿和闪锌矿以5∶1的比率不可逆地加入p H 为4 . 5 的硫酸溶液中(代表雨水) , 黄铁矿总的溶解量为15 mmol/ kg 水, 等等.饱和了. 第3～6 步总括了沿反应路径到碳酸盐平衡的几个重要的点.结果表明了碳酸盐的溶解相继导致了闪锌矿平衡(第3 步) , 方铅矿平衡(第4 步) , 菱铁矿平衡(第5 步) , 白云石平衡(第6 步) . 在第3 步之后, 黄铁矿变的不饱和了, 并且在后继的反应中没有沉淀. 当它们达到平衡之后, 在后继的反应中, 石膏、闪锌矿、方铅矿、菱铁矿沉淀.Par k hurst 、Davis 等人详细讨论并且总结了模拟结果.他们指出, 由于设定了许多平衡假设和反应的相对速率, 对计算的结果不能过高估计. 计算的同时也必须与饱和指数计算和物质平衡模拟结合起来, 以便更能反映真实情况.地球化学模型的发展趋势3地球化学模型现在已由最初的开发活跃时期转向对已有模型的总结、改进和提高, 新的发展方向是: 模型的灵敏度分析; 热力学和动力学数据的检查、选取和“标准化”; 有机组分的添加以及地下水流与化学反应的耦合等.模型的灵敏度分析在以前的地球化学模拟过程中几乎是不考虑的, 现在的发展表现为研究采样及测试分析、计算方法及过程、氧化还原电位及矿物的亚稳定状态对模拟结果的影响; 许多学者认识到热力学数据的不准确性是模拟结果出错的一大原因, 因此致力于对数据库的研究及“格式化”, 以便于不同的程序均可应用; 研究者们也越来越认识到有机质和大分子物质在地下水化学成分分布及运移中的重要作用, 因此正在加强对组成性质的研究, 以便将它们包括在相应的模型中, 然而由于许多理论(如德拜- 许克尔方程及其扩展形式) 对这类组成可能是不适用的, 因此这将是一项十分困难的工作.除上述内容外, 地球化学反应与水流模型( 物质传输) 耦合问题的研究也许将是最重要的发展方向.因为含水层物理性质的改变能够影响流体的滞留时间, 相应地影响了水- 岩反应及矿物、水的成分.因此, 从“纯的静态地球化学反应”模拟到耦合了水流运移方程的“动态模拟”能够更真实地反应地下水- 岩作用的实际情况.国外, 在过去的几十年中, 地球化学模型的发展非常迅速, 而中国国内相对来说, 该方面是一个薄弱环节. 近几年, 沈照理(1990) 、李文鹏(1992) 、曾溅辉(1992) , 沈照理、朱宛华、钟佐桑(1993)等人呼吁重视地球化学模型的研究与应用, 并做了不少富有意义的工作. 可以预见, 在该方面的研究不久将会得到更多学者的重视, 从而提高国内的开发与应用水平.参考文献1 Mangold D C. A summary of subsurface hydrological and hydrochemical models. Reviews of G eop hysics , 1991 , 29 (1) : 51～792 Alley William M . Regio n al ground2water qualit y. New Y or k : Van Nost r and Reinhold , 1994 .199～225作者简介王广才, 男, 34 岁, 高级工程师.1988 年毕业于中国地质科学院研究生部, 获硕士学位, 1996 年毕业于中国地质大学(北京) 环境科学系, 获博士学位, 现在北京大学从事博士后研究工作.发表“水- 岩系统平衡计算: 方法和实例”等论文.北京市海淀区北京大学城市与环境学系, 邮政编码: 100871 .第2 期王广才等: 地球化学模型的应用现状及发展趋势121CURRENT STATUS A N D F U TURE AD VA N CEM E NTSOF GEOC H EM I CAL MOD ELSWang Guangcai L u Xiao x ia Tao Shu( P eki n g U ni versi t y)Wang Weili( T he Chi na I nter n at i onal Cent re f or Econom ic a n d Tech n ical Excha n g es)Li J i ngsheng( X i a n B ra n ch , Cent ral Coal M i ni ng Resea r ch I nst i t ute)Abstract G eochemical mo d els are new met ho d s used to deter m ine quantitatively t he water2rock2gas in2 teractio n in t he geo2chemist ry systems. G eochemical mo d els , w h ich can be classified into t hree types , i . e . Speciatio n calculatio ns , mass balance calculatio ns and mass t ransfer o r reactio n2pat h calculatio ns in ter ms of t he p urpo se , basic t heo ry and st ruct ure of different mo dels , have been widely used in geology , enviro nment and material sciences. The f ut ure advancement s of t he geochemical mo dels will focus o n t he uncertainty st udy and sensitivit y analysis of mo del , mo del validatio n analysis and t he co upling of gro undwater flow mo dels wit h geochemical mo d els.K ey w ords geochemical mo d els , classificatio n , current stat us , f ut ure t r end《煤炭学报》荣获第二届全国优秀科技期刊评比一等奖本刊讯由国家科委、中共中央宣传部、新闻出版署联合组织的第二届全国优秀科技期刊评比工作已经结束.共评出一等奖期刊60 种, 获二等奖期刊119 种, 获三等奖期刊238 种.《煤炭学报》荣获第二届全国优秀科技期刊评比一等奖. 在此,《煤炭学报》编辑部对广大读者、作。