地球化学第一章 总论分解
地球化学原理1
1.地球化学的概念
• 美国地质调查所主任化学师F.W.克拉克（1924）：
“每一种岩石都可以看成一个化学体系，在这个 体系中，各种作用都可以引起化学变化，研究这 些变化就是地球化学的范畴。确定可能发生什么 变化，怎样发生和什么时候发生，观察伴随这些
变化所发生的现象，记录它们的最后结果，就是
质）的行为和反应机理的实验研究。
4.地球化学的学科体系
应用地球化学 将地球化学的理论和方法运用于地球科学和 资源环境等领域。 流体地球化学 矿床地球化学 勘查地球化学 环境地球化学 农业地球化学 海洋地球化学 生物地球化学 ……………
4.地球化学的学科体系
流体地球化学
流体地球化学是近年来才兴起的新兴学科， 对于推动地球科学的发展具有重要的作用，越来
4.地球化学的学科体系
元素地球化学
元素地球化学是最早和最经典的地球化
学分支学科，主要研究地球和部分天体中元素
的性质、丰度、赋存状态、迁移形式、富集和
分散规律、演化和循环历史等地球化学特征。
4.地球化学的学科体系
量子地球化学
量子地球化学是70年代初晶体化学、量子化 学（量子力学）、矿物学、固体物理学等学科交 叉的结果。 量子地球化学的核心问题是用量子力学理论
南京大学刘英俊等(1979年) ：“地球化学主 要是研究地壳(尽可能整个地球)中的化学成 分和化学元素及其同位素在地壳(地球)中的 分布、分配、共生组合、集中分散及迁移规 律的运动形式和全部运动历史的科学，也就 是研究地壳(地球)中物质的化学运动和变化 过程的科学”。
1.地球化学的概念
美国全国地球化学委员会地球化学发展方向
地球化学原理及应用
地球化学ppt课件
地球及其子系统中的化学元素、同位素及其化合物，以 及它们之间的相互作用和演化关系。
地球化学元素与同位素
01 元素
自然界中由相同核电荷数（质子数）的原子组成 的单质或化合物。
02 同位素
具有相同质子数和不同中子数的同一元素的不同 原子。
03 元素与同位素在地球化学中的应用
通过元素与同位素的分布、分配、迁移和转化研 究地球各圈层之间的相互作用和演化关系。
05
地球化学在灾害防治中应用
地震预测预报中地球化学方法
01
02
03
地球化学异常识别
通过监测地震前后地下水 中化学成分的变化，识别 与地震有关的地球化学异 常。
异常成因分析
研究地球化学异常的成因 机制，包括地震孕育过程 中的物理化学变化、地下 流体运移等。
异常时空演化规律
分析地球化学异常在时间 和空间上的演化规律，为 地震预测预报提供依据。
油气资源勘查中地球化学方法
油气地球化学勘探
通过分析地表土壤、岩石、水等介质 中烃类气体和轻烃等油气相关化合物 的含量和分布特征，推断地下油气藏 的存在和分布范围。
油气成因与演化研究
油气资源评价
综合地球化学、地质、地球物理等多 学科信息，对油气资源潜力进行评价 和预测。
利用地球化学方法分析油气成因类型、 成熟度、运移路径等，揭示油气藏的 形成和演化过程。
元素及同位素分析技术
元素分析
利用光谱、质谱等分析技术，对样品中的元素含量进行测定。常用的元素分析方法包括原子吸 收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法等。
同位素分析
通过测定样品中同位素的丰度比，研究地球化学过程和物质来源。同位素分析方法包括质谱法、 中子活化法等。
地球化学
第一章太阳系和地球系统化学元素的分布与分配研究任何物质的存在和运动规律，都必须观察研究对象的质和量的特征。
地壳和地球的化学组成如何，元素的相对含量怎样，无疑是地球化学必须探讨的基础课题。
地球化学在研究太阳系、地球和地壳及其它不同地质体中元素的含量时，常采用“丰度”（abundance）“分布”（distribution）和“分布量”等不同术语，它们都表示一定空间中物质组成的相对平均含量。
1.1太阳系的化学成分太阳系由太阳、行星、行星物体（宇宙尘、彗星、小行星）和卫星所组成，其中太阳集中了整个太阳系99.8%的质量。
行星沿着椭圆轨道绕太阳而运行(图1.1)。
在它们中间可以划分为两种类型：接近太阳的较小的内行星－水星、金星、地球、火星，也称为类地行星；远离太阳的大的外行星－木星、土星、天王星、海王星和冥王星。
在火星和木星之间存在着数以兆计的小行星（小行星带）。
它们的大小相差极大，其中最大的谷神星直径达770km。
据估计，直径大于10km的小行星有104个，而直径大于1m 的则有1011个。
有些小行星的轨道是横切过行星的轨道。
在殒落到地球上来的陨石中，已经发现有两颗的轨道曾位于小行星带内。
确定太阳系或宇宙丰度的途径计有：（1）直接分析测定地壳岩石、各类陨石和月球岩石的样品；（2）对太阳及其它星体辐射的光谱进行定性和定量研究；（3）利用宇宙飞行器对邻近地球的星体进行就近观察和测定，或取样分析；（4）分析测定气体星云和星际间的物质；（5）分析研究宇宙射线。
图1.1 太阳系及其行星示意图上图－示大小比例，下图－示分布及运行轨道1.1.1陨石的化学成分陨石是落到地球上来的行星物体的碎块。
它们可能起源于彗星。
更加可能来自火星和木星之间的小行星带。
陨石可由显微质点大小到具有几千公斤的巨块。
据估计，每年落到地球表面的大约有500个陨石，其总质量可达3×106至3×107t。
然而，每年见到其殒落，但又能找到的陨石仅5到6个。
地球化学讲义第一章
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由表可知:
地 球 化 学
对于这样的数据我们应有一个正确的的评价: 首先这是一种估计值,是反映目前人类对太阳系的认识 水平,这个估计值不可能是很精确的,随着人们对太阳系以 至于宇宙体系的探索的不断深入,这个估计值会不断的修正; 它反映了元素在太阳系分布的总体规律,虽然还是很粗 略的,但从总的方面来看,它反映了元素在太阳系分布的总 体规律. 如果我们把太阳系元素丰度的各种数值先取对数,随后 对应其原子序数作出曲线图(如下图)时,我们会发现太阳 系元素丰度具有以下规律:
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地 球 化 学
2.陨石的平均化学成分
要计算陨石的平均化学成分必须要解决两个问题:首先要了 解各类陨石的平均化学成分;其次要统计各类陨石的比例.各 学者采用的方法不一致.(V.M.Goldschmidt 采用硅酸盐:镍铁:陨硫铁=10:2:1).陨石的平均化学成分计算结果如下:
宇航员
月球车
火星车
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地 球 化 学
太阳系景观
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地 球 化 学
(二) 陨石的化学成分
陨石是从星际空间降落到地球表面上来的行星物体的碎片.陨石 是空间化学研究的重要对象,具有重要的研究意义: ① 它是认识宇宙天体,行星的成分,性质及其演化的最易获取, 数量最大的地外物质; ② 也是认识地球的组成,内部构造和起源的主要资料来源; ③ 陨石中的60多种有机化合物是非生物合成的"前生物物质", 对探索生命前期的化学演化开拓了新的途径; ④ 可作为某些元素和同位素的标准样品(稀土元素,铅,硫同位 素).
地球化学重点知识总结
第一章太阳系和地球系统的元素丰度第1节基本概念1、地球化学体系按照地球化学的观点，把所要研究的对象看作是一个地球化学体系，每个地球化学体系都有一定的空间，都处于特定的物理化学状态，并且有一定的时间连续。
这个体系可大可小。
某个矿物包裹体，某矿物、某岩石可看作一个地球化学体系，某个地层、岩体、矿床、某个流域、某个城市也是一个地球化学体系，从更大范围来讲，某一个区域、地壳、地球直至太阳系、整个宇宙都可看作为一个地球化学体系。
地球化学的基本问题之一就是研究元素在地球化学体系中的分布（丰度）、分配问题，也就是地球化学体系中“量”的研究。
2、分布和丰度体系中元素的分布，一般认为是指的是元素在这个体系中的相对含量（平均含量），即元素的“丰度”，体系中元素的相对含量是以元素的平均含量来表示的。
体系中元素的丰度值实际上只能对这个体系里元素真实含量的一种估计；元素在一个体系中的分布，特别是在较大体系中决不是均一的。
3、分布与分配分布指的是元素在一个地球化学体系中（太阳、陨石、地球、地壳某地区）整体总含量。
元素的分配指的是元素在各地球化学体系内各个区域、区段中的含量。
分布是整体，分配是局部，两者是一个相对的概念，既有联系也有区别. 把某岩石作为一个整体，元素在某组成矿物中的分布，也就是元素在岩石中分配的表现.4第2节元素在太阳系中的分布规律（一）获得太阳系丰度资料的主要途径。
主要有以下几种：1、光谱分析：对太阳和其它星体的辐射光谱进行定性和定量分析，但这些资料有两个局限性：一是有些元素产生的波长小于2900Å，这部分谱线在通过地球化学大气圈时被吸收而观察不到；二是这些光谱产生于表面，它只能说明表面成分，如太阳光谱是太阳表面产生的，只能说明太阳气的组成。
2 、直接分析：如测定地壳岩石、各类陨石和月岩、火星的样品.上个世纪七十年代美国“阿波罗”飞船登月，采集了月岩、月壤样品，1997年美国“探路者”号，2004年美国的“勇敢者”、“机遇”号火星探测器测定了火星岩石的成分。
《地球化学》课程笔记
《地球化学》课程笔记第一章：地球化学概述一、地球化学的定义与范畴1. 定义地球化学是研究地球及其组成部分的化学组成、化学作用、化学演化规律以及这些过程与地球其他物理、生物过程的相互关系的学科。
2. 范畴地球化学的研究范畴包括但不限于以下几个方面：- 地球的物质组成和结构- 元素在地球各圈层中的分布、迁移和循环- 岩石和矿物的形成、演化和分类- 生物与地球化学过程的相互作用- 地球表面环境的化学演化- 自然资源和能源的地球化学特征- 环境污染和生态破坏的地球化学机制二、地球化学的研究内容1. 地球的物质组成- 地壳：研究地壳的化学成分、岩石类型、矿物组成及其变化规律。
- 地幔：探讨地幔的化学结构、岩石类型、矿物组成和地球化学动力学过程。
- 地核：分析地核的物质组成、物理状态和地球化学性质。
- 地球表面流体：研究大气、水圈和生物圈的化学组成和演化。
2. 元素地球化学- 元素的丰度：研究元素在地壳、地幔、地核中的丰度分布。
- 元素的分布：分析元素在地球各圈层中的分布规律和影响因素。
- 元素的迁移与富集：探讨元素在地质过程中的迁移机制和富集条件。
- 元素循环：研究元素在地球系统中的循环路径和循环速率。
3. 岩石地球化学- 岩石成因分类：根据岩石的化学成分、矿物组成和形成环境对岩石进行分类。
- 岩浆岩地球化学：研究岩浆的起源、演化、结晶过程和岩浆岩的地球化学特征。
- 沉积岩地球化学：分析沉积物的来源、沉积环境和沉积岩的地球化学特点。
- 变质岩地球化学：探讨变质作用过程中岩石的化学变化和变质岩的地球化学特征。
4. 矿物地球化学- 矿物的化学成分：研究矿物的化学组成、晶体结构和化学键合。
- 矿物的形成与变化：探讨矿物的形成条件、变化过程和稳定性。
- 矿物物理性质与地球化学：分析矿物的物理性质与地球化学环境的关系。
- 矿物化学分类：根据矿物的化学成分和结构特点进行分类。
5. 生物地球化学- 生物地球化学循环：研究元素在生物体内的循环过程和生物地球化学循环的模式。
最新地球化学,第一章1知识讲解精品课件
一、基本概念
丰度的表示方法(fāngfǎ) 重量丰度W
W
a
•
M
X
•W0
常量 (chángliàng)
元素 （wt%）
微量元素
ppm
(g/t, ，10-6)
痕量(hén liànɡ)元素 ppb
(μg/t，ng/g，10-9)
原子丰度
（原子%）
Wi
相对丰度R（宇宙丰度单位，CAU. ）
Ri
绝对含量单位
T
吨
kg
千克
g
克
mg
毫克
μg
微克
相对含量单位
％
百分之
‰
千分之
ppm、μg/g、g/t ppb、μg/kg、ng/g
百万分之 十亿分之
×10-2 ×10-3
×10-6 ×10-9
ng
纳克
ppt、pg/g
万亿分之
×10-12
pg
皮克
1g/t=1μg/g=10-4%=10-6=1ppm
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化及硫同位素国际标准)，帮助了解地球的成因和组成 防治自然灾害
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美国亚利桑那Barringer(or Meteor)陨石坑，直径约1.2km 由一个直径约40m的撞击(zhuàngjī)物撞击(zhuàngjī)而成。 撞击(zhuàngjī)物残余称为Canyon Diablo铁陨石(国际S同位素标准）
2 丰度 元素
关键词：(yuán
sù )
自然 (zìrán)体
含量
平均含量
一种化学元素在某个自然体中
丰度的表示方法(fāngfǎ) 的重量占这个自然体的全部化
地球化学
第一章绪论1. 地球化学的定义地球化学是研究地球的化学成分及元素在其中分布、分配、集中、分散、共生组合与迁移规律、演化历史的科学。
2.地球化学研究的基本问题第一:元素（同位素）在地球及各子系统中的组成（量）第二: 元素的共生组合和存在形式（质）；第三: 研究元素的迁移（动；第四: 研究元素（同位素）的行为；第五: 元素的地球化学演化第二章自然体系中元素共生结合规律1、元素的地球化学亲和性定义在自然体系中元素形成阳离子的能力和所显示出的有选择地与某种阴离子结合的特性称为元素的地球化学亲和性。
2、电离能：指从原子电子层中移去电子所需要的能量。
电离能愈大，则电子与原子核之间结合得愈牢固。
3.电子亲和能原子得到电子所放出的能量（E)叫电子亲和能。
E越大，表示越容易得到电子成为负离子。
4、电负性中性原子得失电子的难易程度。
或者说原子在分子中吸引价电子的能力叫电负性。
5、元素的地球化学亲和性戈式分类：①亲氧性（亲石）元素；②亲硫性（亲铜）元素；③亲铁元素；④亲气元素6、亲氧元素特点：离子的最外层为8电子稀有气体稳定结构，具有较低的电负性，所形成的化合物键性主要是离子键，其氧化物的生成热大于FeO的生成热，位于原子容积曲线的下降部分，主要集中于地球的岩石圈。
亲硫元素的特点：离子的最外层为18电子结构，元素的电负性较大，其所形成的化合物键性主要是共价键，氧化物的生成热小于FeO的生成热，位于原子容积曲线的上升部分，主要集中于地球的硫化物——氧化物过度圈。
7、离子电位：离子电价（W）与离子半径（R）的比值，是离子表面正电荷的一个度量。
8、类质同象的定义某些物质在一定的外界条件下结晶时，晶体中的部分构造位置随机地被介质中的其他质点（原子、离子、配离子、分子）所占据，结果只引起晶格常数的微小改变，晶体的构造类型、化学键类型等保持不变，这一现象称为“类质同象”。
9、类质同像置换法则1)戈氏法则（适用于离子键化合物）①优先法则：两种元素电价相同，半径较小者优先进入矿物晶格。
地球化学基础
—绪 论
➢为什么不同时间，不同 空间形成的地质体的物பைடு நூலகம் 组成不同？？
➢地球化学必须回答的问 题
不同地质历史时期形成的地壳物质也不相同。
—绪 论
自从Goldschmidt和Vernadsky的早期阶段以来，地 球化学已经成为一门成熟的科学，在地球科学中起 着中心科学的作用(plays a central role in the Earth Sciences Allegre,1995)，在过去50年中发展相当迅 速，从建立岩石，土壤，水，地壳和地幔物质化学 组成的分析方法角度出发，已经成为地球科学中解 疑释惑(explanatory)的学科(Allegre,1995)。
地球内部热驱动地幔对流，
将深部物质带到大洋中脊地
表，温度压力降低导致组分
分离或分异形成玄武质熔岩，
富Si、K、Ca、Na、Al、Fe
和碱金属，然后固结为组成
洋壳的岩石，作为大洋岩石
圈板块的一部分离开大洋中
脊。在消减带向下再次进入
地幔。与此伴随的是进一步
的化学分离，产生的流(熔)
体向上进入大陆地壳作为富
➢地球化学问题必须置于地球或其子系统(区域岩石圈,壳, 幔)中进行分析，以系统的组成和状态来约束作用过程的 特征和元素的行为。
1.1 地球化学基本问题
围绕原子在地质环境中多方面的变化结果及其地质 意义的分析，形成地球化学研究中的几个基本问题： I. 研究地球和地质体中元素及其同位素的组成。包括元素 及其同位素含量在空间，时间及不同产状地质体中 的变化。元素的平均含量(丰度)和分布分配问题 abundance，distribution，partitioning。 元素在地球及各层圈(壳、幔、核)中平均含量－丰度 问题。
地球化学第一章
地球化学第一章第一章太阳系和地球系统的元素丰度一、基本概念地球化学体系把所研究对象称为一个地球化学体系，每个地球化学体系都有一定的空间，都处于特定的物理化学状态，并且有一定的时间连续性。
（P15）元素的分布分布：指元素在各种宇宙体或地质体中（太阳、行星、陨石、地球、地圈、地壳）整体（母体）的含量元素的分配分配：则指元素在构成该宇宙体或地质体内各个部分或各区段（子体）中的含量。
与分布既有联系又有区别，而且是一个相对的概念。
化学元素在地球中的分布，也就是元素在地球（母体）中的各层圈（子体）分配的总和。
而元素在构成地壳的各构造层及各类型岩石中的分布，则又是元素在地壳（母体）中各子体中分配。
（注意元素分配和分布的区别与联系）元素在地壳中的原始分布受控于：元素的起源元素的质量原子核的结构和性质地球演化过程中的热核反应元素在地壳中各圈层的分配受控于：地质作用中元素的迁移元素的化学反应元素电子壳层结构及其地球化学性质元素的丰度指化学元素在地球化学系统（太阳、行星、陨石、地球、地圈、地壳）中的平均分布量。
自然体系中不同级别、不同规模的宇宙体或地质体中（如太阳系、行星、陨石、地球、地壳、各地圈）元素的平均含量就相应的称为元素的宇宙丰度、地球丰度、地壳丰度，各种岩石的元素丰度等。
丰度的表示方法：常量元素常用重量%表示，微量元素常用百万分之一（ppm，10-6）和十亿分之一（ppb，10-9）表示。
元素丰度的研究意义1. 丰度是每一个地球化学体系的基本数据。
近代地球化学正是在探索和了解丰度这一过程中逐渐形成的。
2. 一些重要的地球化学基本理论问题都离不开地球化学体系中元素丰度分布特征和规律研究。
二、宇宙（太阳系）中元素的组成现代宇宙成因假说“宇宙大爆炸”假说：由美国天体物理学家加莫夫最先提出的（Gamow, 1952）。
该假说认为，大约在150亿年以前，所有的天体物质都集中在一起，密度极大，温度极高，被称为原始火球。
第一章 绪论
第一章绪论1.1 地球化学的基本概念什么是地球化学？顾名思义，地球化学就是地球的化学，它是研究地球（广义的也包括部分天体）的化学组成、化学作用及化学演化的学科。
它是地学和化学的边缘学科。
地球化学着重研究化学元素和其同位素在地球演化历史过程中的分布、迁移的规律，并运用这些规律来解决有关的理论和实际问题。
地球化学的定义、概念和研究范围是逐渐发展的，不是一成不变的。
早在本世纪20年代，维尔纳茨基（В.И.Верналскиǔ）给地球化学下的定义是：“地球化学科学地研究地壳中的化学元素，即地壳的原子，在可能范围内也研究整个地球的原子。
地球化学研究原子的历史、它们在时间和空间上的分配和运动，以及它们在地球上的成因关系”。
这大概是那个时代对地球化学的最完整的理解了。
随着科学和技术的发展，地球化学的研究内容和领域也更为广泛。
1973年，美国全国地球化学委员会地球化学发展方向小组委员会以美国国家科学院的名义编写的《地球化学发展方向》（《Orientation in Geochemistry》）一书中给地球化学作了如下的描述：“地球化学是关于地球与太阳系的化学成分及化学演化的一门科学，它包括了与它有关的一切学科的化学方面”。
“地球化学包括组成太阳系的宇宙尘埃化学；地球、月球和行星化学；地壳、地幔和地核化学；岩石循环（包括剥蚀、搬运、沉积和抬升）化学；海洋与大气的化学和岩石中有机质的化学”。
这表明，不但地球化学的研究范围扩大了，而且研究的出发点和重点也从“地壳中的原子”，“元素的行为”而发展成为地球的“化学组成”、“化学演化”，乃至“地球和行星演化的所有化学方面”。
在各种自然体系中，物质的分布是不均匀的，因而组成物质的各种元素，其分布也是很不均匀的。
地球化学的一个首要任务就是查明各自然体系（大至地壳、地球、太阳系，小至岩石、矿物）中化学元素的分布状态。
要从其不均匀分布中了解其变化范围和其平均值，后者就是所谓的元素丰度。
《地球化学》章节笔记
《地球化学》章节笔记第一章：导论一、地球化学概述1. 地球化学的定义：地球化学是应用化学原理和方法，研究地球及其组成部分的化学组成、化学性质、化学作用和化学演化规律的学科。
它是地质学的一个分支，同时与物理学、生物学、大气科学等多个学科有着密切的联系。
2. 地球化学的研究对象：- 地球的固体部分，包括岩石、矿物、土壤等；- 地球的流体部分，包括大气、水体、地下水等；- 地球生物体，包括植物、动物、微生物等；- 地球内部，包括地壳、地幔、地核等。
3. 地球化学的研究内容：- 地球物质的化学组成及其时空变化；- 地球内部和外部的化学过程；- 元素的迁移、富集和分散规律；- 地球化学循环及其与生物圈的相互作用；- 地球化学在资源、环境、生态等领域的应用。
二、地球化学的研究方法与意义1. 地球化学的研究方法：- 野外调查与采样：包括地质填图、钻孔、槽探、岩心采样等；- 实验室分析：包括光学显微镜观察、X射线衍射、电子探针、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、原子吸收光谱（AAS）等；- 地球化学数据处理：包括统计学分析、多元回归、聚类分析等；- 地球化学模型：建立地球化学过程的理论模型和数值模型；- 同位素示踪：利用稳定同位素和放射性同位素研究地球化学过程。
2. 地球化学研究的意义：- 揭示地球的形成和演化历史；- 了解地球内部结构、成分和动力学过程；- 探索矿产资源的形成机制和分布规律；- 评估和治理环境污染问题；- 理解地球生物圈的化学循环和生态平衡；- 为可持续发展提供科学依据。
三、地球化学的发展历程与现状1. 地球化学的发展历程：- 起源阶段：19世纪初，地质学家开始关注矿物的化学组成；- 形成阶段：19世纪末至20世纪初，维克托·戈尔德施密特等科学家奠定了地球化学的基础；- 发展阶段：20世纪中叶，地球化学在理论、方法、应用等方面取得显著进展；- 现代阶段：20世纪末至今，地球化学与分子生物学、环境科学等学科交叉，形成新的研究领域。
地球化学
有机化学 天体化学
环境化学 矿床化学
区域化学 勘查化学
它从岩石等天然样品中化学元素含量与组合出发，研究各个元素在地球各部分以及宇宙天体中的分布、迁移 与演化。在矿产资源研究中，元素地球化学发挥了重要作用，微量元素地球化学研究提供了成岩、成矿作用的地 球化学指示剂，并为成岩、成矿作用的定量模型奠定了基础。
19世纪中叶以后，分析化学中的重量分析、容量分析逐渐完善；化学元素周期律的发现以及原子结构理论的 重大突破（如放射性的发现），为地球化学的形成奠定了基础。
1908年，美国F.W.克拉克发表《地球化学资料》一书，1924年出版了第五版。在这部著作中，克拉克广泛地 汇集和计算了地壳及其各部分的化学组成，明确提出地球化学应研究地球的化学作用和化学演化，为地球化学的 发展指出了方向。挪威V.M.戈尔德施密特在《元素的地球化学分布规则》(1923～1938)中，指出化学元素在地球 上的分布，不仅与其原子的物理化学性质有关，而且还与它在晶格中的行为特性有关。这使地球化学从主要研究 地壳的化学组成转向探讨化学元素在地球中分布的控制规律。苏联В。И.维尔纳茨基和А。Е.费尔斯曼共同建 立了苏联的地球化学学派。
地球化学
学科名
01 发展简史
03 发展阶段 05 研究方法
目录
02 基本内容 04 分支学科 06 发展展望
地球化学（geochemistry）是研究地球的化学组成、化学作用和化学演化的科学，它是地质学与化学相结合 而产生和发展起来的交叉学科。
自20世纪70年代中期以来，地球化学和地质学、地球物理学已成为固体地球科学的三大支柱。它的研究范围 也从地球扩展到月球和太阳系的其他天体。
研究方法
综合地质学、化学和物理学等的基本研究方法和技术形成的一套较为完整和系统的地球化学研究方法。包括：
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北宋时期的沈括在“梦溪笔谈”中写道：“信州 铅山县有苦泉，流以为涧。其水熬之，则成胆矾 。烹胆矾则成铜，物之变化，固不可测”，这里
有铜可以随天然水迁移的地球化学特征。
13～16世纪：炼金术士和医生们对亚里斯 多德的四元素又补充了盐、水银和硫磺的 性质。 17世纪中叶认为：元素是用化学方法不能 再分的简单物质，但并不能确定哪些物质 是这种“简单物质”。 18世纪后期：把“燃素”也看成化学元素 。 19世纪初：英国道尔顿创立了原子学说， 并着手测定物质的原子量。开始将元素视 为具有一定重量的同类原子，奠定了以原 子量不同来确定不同化学元素的基础。
3、元素地球化学方法 《Using Geochemical Data: Evolution, Presenta- tion, Interpretation》Hugh R. Rollinson, Longman Scientific & Technical, 1993 (《岩石地球化学》Hugh R. Rollinson著, 杨明学等 译，中国科学技术大学出版社 ，2000：1、3、4、5章) 《变质岩原岩图解判别法》王仁民 等，地质出版社 1987（有关利用化学元素判别的部分） 《勘查地球化学》刘英俊，邱德同 等， 科学出版社 ，1987 《矿物温度计和矿物压力计》张儒媛，从柏林地质出 版社，1983 《地球化学探矿》阮天健，朱有光，地质出版社， 1982
春秋战国时代《管子》的“地数篇”记载：“山 上有赭石者，其下有铁；上有铅者，其下有银； 上有丹砂者，其下有黄金；上有磁石者，其下有 铜金”，这里包含了利用矿物分带和元素分带找 矿的思想。 唐代颜真卿曾记述：“山上有葱，地下有银；山 上有韭，地下有金；山上有姜，下有铜锡”，这
里有植物找矿的思维。
19世纪对化学元素认识的飞跃
1862：法国矿物学家陈库尔托斯 (Alexandre-Emile Beguyer de Chancourtois, 1820~1866)对已知元素 的系统组织提出了“圆柱—螺旋” 表，最早发现化学元素的周期性。 1868：德国科尔契霍夫(G.R.Kirchhoff, 1824 ~1887)和本森(R.W. Bunsen, 1811~1899)发明光谱分析法。 1868：俄罗斯门捷列夫创建周期律。 1895：德国伦琴（1845~1923）发现X射线。 1896：法国亨利（B.A. Henri，1852~ 1908）发现铀盐具有放射性。
地球化学
陈远荣，桂林理工大学地球科学学院
2011，秋季学期
前 言
一、主要讲授内容：
1、总论（发展历史、概念、方法论和主要任务） 2、地球化学基础知识 3、地球的化学组成 4、元素的结合规律和赋存形式 5、水—岩化学作用和水介质中元素的迁移 6、地球化学热力学和地球化学动力学 7、微量元素地球化学 8、同位素地球化学
二、主要参考书
1、个别元素地球化学： 《元素地球化学》刘英俊等，科学出版社，1984 《金的地球化学》刘英俊，马东升，科学出版社 ，1991 《钨的地球化学》刘英俊，马东升，科学出版社 ，1987 《Geochemistry》V. M. Goldschmidt, Oxford at the Clarendon Press, 1954 (《地球化学》V. M. 戈尔德 施密特 著， 沈永直，郑康乐 译，科学出版社， 1959） 《元素化学》N. N. Greenwood, A. Earnshaw著， 李学同等 译，高等教育出版社1996。
各族中至下而上原子或离子的半径减小； 周期表中从左到右原子或离子的半径减小； 对角线上下相邻的两离子半径大致相同。
1913年的重大突破
英国科学家索迪(Frederick Soddy, 1877-1956)在研究 放射性系列时发现，某些原子量相近的放射性元素 之间不能用化学方法分离，也不能与某些原子量相 近的天然非放射性元素分开，它们都落在元素周期 表的同一个方格中。为了说明该现象，他引入了同 位素的概念。同年，英国科学家摩斯莱(Henry Gwyn Jeffries Moseley,1887-1915)系统研究了各种已 知元素的X-射线的波长，提出原子的核电荷数是化 学元素的特征。也在同一年，荷兰业余理论物理学 家布洛克（Anton van den Broek）提出，元素周期 表应以每种原子的核电荷数顺序排列。
三、地球化学网站和Google
总 论
一、地球化学含义： 地球化学是研究自然界，主要是地球
及其各组成部分的化学演化及其机理 的科学。它作为一门独立学科形成于 20 世纪初，是化学与地质学之间的交 叉研究领域。
二、地球化学的重要性
（1）作为地学的重要分支，从微观角
度审视各类自然地质现象； （2）从地球化学解读成矿体系； （3）是地学发展的需要、找矿勘查的 需要、国家经济发展的需要。
19世纪对化学元素认识的飞跃
19世纪初：英国道尔顿创立了原子学说，并着手测 定物质的原子量。开始将元素视为具有一定重量 的同类原子，奠定了以原子量不同来确定不同化 学元素的基础。 1838：瑞士化学家舍恩拜因 (C. F.Schö nbein, 1799 ~1868) 首次提出地球化学geochemistry这一术语 1841：瑞典化学家贝齐里乌斯(J.J. Berzelius, 1779~1848)据已发现的一些元素，如硫、磷等能 以不同形式存在的事实，提出了“同素异性”的 概念，由此而区分了化学元素与单质的概念。一、回 溯 历 史化学 Nhomakorabea素概念的发展
公元前900年：《易经》：世界万物的根源是 天、地、雷、火、风泽、水、山。 战国末年：《尚书》提出了“五行”的概念； 在稍后的《国语》中认为“土与金、木、水、 火杂以成百物”。 古希腊的哲学家亚里斯多德：世界由热、冷、 干、湿和以太五种“基本性质”组成，前四种 组合为火、气、水、土四种元素，而以太组成 与地球完全不同的天宇和星球。