1章地球化学2-谢
地球化学ppt课件
生物体内污染物迁移转化规律研究
生物体内污染物含量与分布
研究生物体内各种污染物的含量、分布和变化规律，揭示生物体对污染物的吸收、积累 和排泄特征。
生物体内污染物迁移转化机制
分析生物体内污染物的迁移转化途径和机制，包括生物转化、生物富集和生物放大等作 用。
生物体内污染物对生态环境的影响
探讨生物体内污染物对生态环境的影响，包括生物多样性、生பைடு நூலகம்系统功能和人类健康等 方面的影响。
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。
水环境地球化学研究
水体化学组成与性质
研究水体中各种溶解物质、胶体物质和悬浮物质的含量、分布和 变化规律，揭示水体的化学性质。
水体中污染物的迁移转化
分析水体中污染物的来源，研究其在水体中的迁移、转化和归宿， 为水污染防治提供依据。
水环境地球化学过程
探讨水体中化学物质的循环、转化和相互作用过程，以及这些过程 对水环境的影响。
数据背后的地球化学信息和过程。
02 03
数据解释
结合地质背景和研究目的，对地球化学数据进行解释和推断。通过比较 不同数据之间的相关性、趋势和异常等信息，揭示地球化学过程的机理 和影响因素。
数据应用
将地球化学数据应用于资源勘查、环境评价、灾害预测等领域，为相关 研究和决策提供科学依据。
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
地球化学考研知识点归纳
地球化学考研知识点归纳
地球化学是一门研究地球及其大气、水圈、生物圈中化学元素分布、循环和演化规律的科学。
它是地质学、化学、物理学和生物学等学科交叉融合的边缘学科。
以下是地球化学考研知识点的归纳：
地球化学的基本概念与原理
- 地球化学的定义与研究对象
- 地球化学的发展历程
- 地球化学的基本原理，包括同位素分馏、元素丰度等
地球化学的分支学科
- 岩石地球化学：研究岩石中元素的分布和演化
- 矿物地球化学：研究矿物的化学组成和性质
- 土壤地球化学：研究土壤中元素的分布和循环
- 大气地球化学：研究大气中化学元素的行为和循环
- 水圈地球化学：研究水体中化学元素的分布和迁移
- 生物地球化学：研究生物体内化学元素的循环和作用
地球化学分析方法
- 地球化学样品的采集与处理
- 地球化学分析技术，包括质谱、光谱、色谱等
- 地球化学数据的解释与应用
地球化学在资源与环境中的应用
- 矿产资源的地球化学勘探
- 环境地球化学：研究环境污染、生态平衡等
- 地球化学在灾害预警中的应用
地球化学的前沿研究
- 地球化学与全球变化
- 地球化学在深地探测中的应用
- 地球化学在行星科学中的应用
结束语
地球化学作为一门综合性学科，对于理解地球的物质组成、结构和演化过程具有重要意义。
掌握地球化学的基础知识和分析方法，对于从事地质、环境、资源等领域的研究和工作具有重要作用。
希望以上的知识点归纳能够帮助考研学生更好地复习和准备考试。
地球化学讲义第二章
Si↓↓++ Si Si ↓ ↓ ↓ +
架状： Al ↓ ↓ + Si ↓ ↓ ++ Al 链状： Al ↓ ↓ + Si ↓ ↓ ↓ + ： 如何代换？岛状： Si ↓ ↓ ↓ ↓ Si与Al不能代 换 ：
Al ↓ ↓ +
（ ↓ 共价电子对，+自由电子） Al—O(1.7Å)与Si—O（1.61Å）其键长相差6%，两者间易发生代换。
中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2011年7月21日更新
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地 球 化 学
键性不同，彼此不能置换
Cu,Hg是亲硫元素，倾向于形成共价键 Na,Ca是亲氧元素，倾向于形成离子键
代换中，不同键性的相对关系接近，是代换的一个重 要条件。
自然界中: Si(Si4+ ,0.39Å), Al(Al3+,0.57Å)代换十分普遍 铝硅酸盐
地 球 化 学
一、自然界元素结合的类型及特点
自然界元素结合分两种： 同种或性质相似元素的结合--非极性键，一般形成共价键； 异种元素结合--极性键，一般形成离子键。 自然界元素结合特点： 多键性和过渡性； 自然界形成的化合物（矿物）都是不纯的，每一种矿物 都构成一个成分复杂、含量变化的混合物系列
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第二章 自然体系中元 素 共 生 结 合 规 律
地 球 化 学
本章内容
自然界元素结合的类型及特点 元素的地球化学亲和性 类质同象代换及微量元素共生结合 规律 晶体场理论在解释过渡族元素结合 规律上的应用
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第1章 地球化学的学科性质和基本思想
2.现阶段地球化学的基本思想与研究对象
• 1973年，美国国家科学院地球化学定位小组在“地球 化学定位”（Orientations In Geochemistry)一书中关 于地球化学的定义表述为：“地球化学是涉及地球和 太阳系的化学成分和化学演化的的科学领域，它包括 所有对其做出贡献的学科的化学方面”，“亦即探索 地球和行星演化的全部化学就是地球化学。” • 可见地球化学这种定位已经更为接近地球化学专司研 究寓于地球物质运动中的化学形式运动的学科本质。 • 地球化学的研究对象和研究范围已由化学元素及其在 地壳中的行为和迁移历史扩宽至地球及其层圈的化学 组成、化学作用和化学演化；并由地壳元素原子层次 为主 上升到地球及其层圈甚至行星和太阳系化学的层 次。
现阶段地球化学的基本思想、 （二）现阶段地球化学的基本思想、研究 对象和研究层次
1. 地球化学进入新发展阶段的背景： 地球化学进入新发展阶段的背景： • 上世纪60年代中现代板块构造学说兴起 年代中现代板块构造学说兴起， 上世纪 年代中现代板块构造学说兴起，引起了地 学界的思想革命， 学界的思想革命，使之首次真正能从全球甚至太阳 系和宇宙的视野来思考研究地学问题。 系和宇宙的视野来思考研究地学问题。板块学说本 身的深入研究和论证，就涉及壳/幔相互作用 幔相互作用、 陆 身的深入研究和论证，就涉及壳 幔相互作用、洋/陆 相互作用、地幔对流和动力学等层次的问题。此外， 相互作用、地幔对流和动力学等层次的问题。此外， 工业发展带来的环境恶化问题，如全球变暖， 工业发展带来的环境恶化问题，如全球变暖，也涉 及大气圈、水圈、 及大气圈、水圈、生物圈和岩石圈相互作用和物质 循环问题。这些问题都要求地球化学参与研究。 循环问题。这些问题都要求地球化学参与研究。 • 地球化学本身发展了微量元素和同位素示踪等研究 地球深部组成和过程以及地球层圈演化的理论和方 法，也具备了参与地球及其层圈这一层次问题研究 的可能。 的可能。
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》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。
地球化学-东华理工大学地球化学课件2-TJH-精选文档
二、陨石的化学成分
1、陨石(Meteorite)：是从外层空间落到 地球上的固体物质，质量大小从几克 到几十吨不等. 陨石和流星(meteor)都 来自流星体（meteoroid），当流星 体足够大，并能够受住大气层的严峻 考验落到地面，即为陨石。
2、陨石的研究意义
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）。
体系中元素的丰度(abundance)值实际上只能对这 个体系里元素真实含量的一种估计，它只反映了元素 分布特征的一个方面，即元素在一个体系中分布的一 种集中（平均）倾向。 元素在一个体系中的分布（distribution) ，特别是 在较大体系中决不是均一的。因此，元素的分布还包 含着元素在离散程度（不均一）的特征，因此元素的 分布: ①元素的相对含量（平均含量）= “丰度”；② 元素含量的不均一性（分布离散特征数、分布所服从 统计模型）。 需要指出的是，从目前的情况来看，地球化学对元 素特征所积累的资料（包括太阳系、地球、地壳）都 仅限于丰度的资料，关于元素分布的离散程度及元素 分布统计特征研究，仅限于少量范围不大的地球化学 体系内做一些工作。
花岗岩
华南燕山早期 花岗岩体分布图
地球
估算地球化学体系总体化学组成的方法: ① 用主体代表整体。如用太阳的组成代表太 阳系的组成。 ② 若已知系统各部分的成分后，可用加权平 均法求整体的化学组成。如用上中下地壳 的组成求整体地壳的化学组成。 ③ 在拟定的模型基础上，求系统的化学组成 。如用陨石对比法求地球的化学组成。
地球化学知识点总结
地球化学知识点总结地球化学是研究地球上元素在地壳、海洋、大气、生物圈等不同地球部分的分布和演化规律的一门科学。
它是地球科学、环境科学、地球化学和物质科学的交叉学科。
地球化学可以帮助人们更好地理解地球的起源与演化过程，从而为人类的生存、发展提供科学依据。
下面将从地壳、海洋、大气和生物圈等方面详细介绍地球化学的知识点。
1.地壳化学：地壳是地球表面上最外面的固体壳层，它主要由岩石和土壤组成。
地壳化学研究地壳中元素的组成、分布和形成机制。
地壳中的元素可分为岩石形成的主要元素和矿物形成的次要元素。
主要元素包括氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾等，次要元素包括钛、锰、镁、铜、锌、铅等。
地壳化学的主要目标是研究地壳元素的含量、赋存形态和变化规律，从而探索地壳的演化历史和地球构造的变化。
2.海洋化学：海洋是地球上最大的水体，其中溶解有大量的盐类和其他化学物质。
海洋化学研究海水中元素的分布、循环和相互作用。
海洋中的主要元素包括氯、钠、镁、硫、钾、钙等，其含量和分布受到多种因素的影响，如河流输入、地壳物质的侵蚀和火山喷发等。
海洋化学的研究可以揭示海洋中元素的循环和交换过程，为海洋环境保护和资源开发提供科学依据。
3.大气化学：4.生物地球化学：生物圈是地球上生物活动的部分，其中包括陆地生态系统和海洋生态系统。
生物地球化学研究生物圈中元素的循环和生物对地球化学过程的影响。
生物圈中的生物通过光合作用和呼吸作用，将二氧化碳转换为有机物，并释放出氧气。
同时，生物还通过摄食和分解等过程参与地球化学循环，如植物吸收地壳中的元素，动物通过排泄将元素输入土壤等。
生物地球化学的研究可以揭示生物对地球化学循环的调节作用，为生物多样性保护和生态系统管理提供科学依据。
地球化学的研究方法包括采样、分析和模拟等。
采样是获取地球样品的过程，可以通过地质勘探、海洋探测和环境监测等方式进行。
分析是对样品进行化学分析的过程，可以利用化学分析仪器和实验方法进行。
地球化学 课件
2、地球化学的学科特点
1）地球化学研究的主要物质系统是地球、地壳及地质 作用，因此它是地球科学的一部分。地球化学针对自然作 用过程提出问题，应用地球化学的理论和方法进行研究， 最后得出对自然作用化学机制的认识。
地球化学的学科特点
2）地球化学着重研究地质作用中物质的化学运动规律。在 地球科学中，地球化学与同是研究地球物质组成的结晶学、 矿物学、岩石学和矿床学等学科的关系尤其密切。矿物学、 岩石学和矿床学往往借助并引进地球化学的理论，来研究 各自学科的问题。地球化学研究系统或过程中微量元素和 同位素的特征和演变，地球化学的基本原理具有普遍性， 有更深刻的意义。现代地球化学是地球科学中研究物质成 分的主干学科和基础学科，通过地球化学研究，可以更好 地回答：岩浆形成的深度和温度、各类变质岩的形成温度 和压力、沉积物是否进入地幔、金属矿床和石油的形成环 境和条件等各类问题。
Schematic diagram showing various input and output fluxes of elements into and out of the ocean.
地球化学的研究思路
（2）自然界物质的运动和存在状态是环境和体系介质条件 的函数。地球化学将任何自然过程都看成是热力学过程， 特定的环境和物理化学条件对具有独立个性的原子产生作 用，使后者产生规律的变化。应用现代科学理论来解释自 然体系化学变化的原因和条件，有可能在更深层次上探讨 和认识自然作用的机制。
地球化学的学科特点
5）地球化学在密切关注人类生活和生产活动中发展，它运 用学科自身的知识、理论、研究思路和工作方法研究矿产 资源、资源利用以及农田、畜牧、环境保护等多方面的问 题。因此，地球化学也是应用性很强的学科。当前，环境 地球化学已成为环境科学中的核心组成部分，诸如：酸雨 的形成、臭氧空洞的成因、全球变暖和温室效应、水和土 壤环境的污染等，都是环境地球化学关注的问题，对环境 问题的认识和分析也要求应用地球化学的理论和知识。另 外，如金属矿产和石油等大部分不可再生的资源的找寻和 勘探，也需要地球化学方法和手段的支持。
地球化学知识点整理
地球化学绪论1、地球化学的定义：地球化学是研究地球（包括部分天体）的化学组成、化学作用和化学演化的科学2、地球化学的基本问题：【填空】（1）质：地球系统中元素的组成（2）量：元素的共生组合和赋存形式（3）动：元素的迁移和循环（4）史：地球的历史和演化3、地球化学研究思路：【简答】在地质作用过程中，在宏观地质体变化和形成的同时，亦伴有大量肉眼难以辨别的化学组成变化的微观踪迹，它们包含着重要的定性和定量的地质作用信息，应用现代化学分析测试手段，剖析这些微观踪迹，从而揭示宏观地质作用的奥秘。
即“见微而知著”。
第一章地球和太阳系的化学组成第一节地球的结构和组成1、地球的圈层结构、主要界面名称：（1）地震波（P波和S波）在地球内部传播速度的变化，反映出地球内部物质的密度和弹性是不均一的。
这种不均一性在地球的一定深度表现为突变性质。
由此得出，地球内部具有壳层结构的概念，即认为地球由表及里分为地壳、地幔和地核三个部分。
界面分别为：莫霍面和古登堡面。
（2）上地壳和下地壳分界面为康拉德面。
上地壳又叫做硅铝层，下地壳又叫做硅镁层。
大陆地壳由上、下地壳，而大洋地壳只有下地壳。
【填空】2、固体地球各圈层的化学成分特点：（分布顺序）地壳：O、Si、Al、Fe、Ca地幔：O、Mg、Si、Fe、Ca地核：Fe-Ni地球：Fe、O、Mg、Si、Ni第二节元素和核素的地壳丰度1、基本概念：【名词解释】（1）地球化学体系：我们把所要研究的对象看作是一个地球化学体系，有一定的空间，处于特定的物理-化学状态，并且有一定时间的连续（2）丰度：研究体系中被研究元素的相对含量（3）克拉克值：地壳中元素的平均含量（4）质量克拉克值：以质量计算表示的克拉克值（5）原子克拉克值：以原子数之比表示的元素相对含量。
它是指某元素在某地质体全部元素的原子总数中所占原子个数的百分数。
（6）浓度克拉克值：某一元素在地质体中的平均含量与克拉克值的比值2、克拉克值的变化规律：（1）递减：元素的克拉克值大体上随原子序数的增大而减小。
《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：
地球化学教学大纲
地球化学教学大纲一、课程简介地球化学是地学中的一门重要学科，研究地球物质的组成、结构、演化和循环过程，以及地球与生命相互作用的化学过程。
本课程旨在为学生提供地球化学的基本知识和理论，培养学生的地球科学思维和实践能力。
二、教学目标1. 理解地球化学的基本概念和原理；2. 掌握常见地球化学元素及其周期表分布规律；3. 熟悉地球化学循环过程及其影响因素；4. 了解地球化学在地质矿产勘探、环境保护等领域的应用；5. 培养学生的科学实验设计和数据分析能力。
三、教学内容1. 地球化学基础- 地球化学的定义和发展历程- 地球化学和其他地球科学学科的关系 - 地球体系的组成和结构2. 元素地球化学- 元素的定义和分类- 元素的起源和演化- 元素分布的地球化学律3. 地球化学循环过程- 地壳的物质循环与转化- 水圈的循环与地球化学过程- 大气圈和生物圈的地球化学循环4. 地球化学与地质矿产勘探- 地球化学方法在矿产勘探中的应用 - 矿床地球化学特征的识别与判别- 地球化学勘探技术的发展趋势5. 地球化学与环境科学- 地球化学在环境监测和污染治理中的应用- 地球化学与全球气候变化的关系- 地球化学在环境保护和可持续发展中的作用四、教学方法1. 理论讲授：通过课堂讲解、多媒体展示等方式，向学生介绍地球化学的基本概念和原理。
2. 实验教学：开展地球化学实验，培养学生的实验设计和操作能力，提高数据分析和解释能力。
3. 讨论与互动：组织学生进行讨论和互动，拓宽学生的思维视野，培养学生的科学思维和批判性思维能力。
4. 课外阅读：推荐相关地球化学领域的学术论文和专业书籍，引导学生进行自主学习和深入研究。
五、教学评估1. 平时成绩评定：包括课堂表现、作业完成情况和参与度等。
2. 期中考试：考查学生对地球化学基本概念和原理的理解和掌握程度。
3. 期末考试：综合考查学生对整个课程内容的掌握情况，包括理论知识和实验操作技能。
4. 实验报告评定：评估学生在实验中的实验设计和数据分析能力。
地球化学讲稿.doc
地球化学（一）概述张德会：同学们，今天给大家讲地球化学，什么是地球化学？他在地球科学中的地位如何？地球化学是地球化学的分支学科，那么地球化学研究的主要内容是什么？地球科学大家庭中的一个新成员在半个多世纪以来，地球化学是迅猛发展，已经成为地球科学的中心学科，他的根本原因是什么？地球化学对于地球科学的作用体现在哪里？那么在本次课程中，我们分五个部分来讲解地球化学。
这里面显示的第一个是概述，第二个是元素的地球化学分类，第二是元素在地球和地壳中的分布和分配。
三是微迹元素地球化学及其研究意义。
五是同位素地球化学及其研究意义。
我们先谈第一个问题概述。
这一张卡通片是目前地质学家在等矿产资源大国的社会地位的一个显现这一位警察说：“Out of the way，you fool！a GEOLOCIST is coming！地质学家来了，滚开你这个傻瓜。
那么地质学从英文讲geognosay，他是一门自然科学要讲地质化学首先我们要简单给大家讲一下什么是地质学，我们知道自然科学有六大自然科学门类，数理化天地生，地学就像化学物理学一样，是一门自然科学，但是地质学所面对的挑战是不能像化学和物理学那样可以进行实验研究。
首先我们说大自然的科学原理，大自然是受到永恒的规律所控制的，那么地质学的数据来自哪里呢？他主要是来自野外和室内的观察，包括野外的地质图，岩石的类型分布和结构，显微镜下的研究，那么在室内研究还有非常重要的一部分，就是实验研究，包括化学实验地球物理实验和模拟实验，由于地质学家感兴趣的问题呈现出空间规模变化极大，他可以小到纳米甚至原子尺度，大呢，到全球乃至宇宙，演化历史是漫长的，以百万年计，因此对于地质学研究是不能进行控制性实验，只能观察自然界已经发生的自然实验的结果。
在地质学上有一个重要的假说叫均变论，那么这是霍顿，历史上非常有名的一个国外地质学家提出的，就是Uniformitarianism The present is the key to the Past，现在是过去的钥匙。
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》教学大纲
地球化学一、课程说明课程编号：010108Z10课程名称：地球化学/Geochemistry课程类别：专业核心课学时/学分：48/3先修课程：大学化学、物理化学、结晶矿物学、岩石学、矿床学适用专业：资源勘查工程教材、教学参考书：1)韩吟文、马振东主编. 《地球化学》，地质出版社，2003年2)陈骏、王鹤年主编. 《地球化学》，科学出版社，2004年3)W.M. White主编.《Geochemistry》，美国康奈尔大学，2001年4)戴塔根等编.《应用地球化学》，中南大学出版社，2005年5)赵伦山、张本仁主编. 《地球化学》，地质出版社，1988年二、课程设置的目的意义该课程是资源勘查工程专业的核心课程，该课程是化学和地球科学的一门交叉学科，是后续课程《地球化学勘查》的理论基础。
该课程的学习，将加深学生对岩石学、矿床学、大地构造学等已学课程的理解，也有助于加深学生对地球演化、资源形成、全球环境变化等重大基础地质问题的地球化学过程的理解和认识。
本课程的目的和任务是将地球化学的基本理论、基本方法和最新研究进展传授给学生，使学生了解地球化学的研究现状和发展趋势，拓宽专业基础，能够应用地球化学的基本理论和方法去综合分析地质问题。
三、课程的基本要求知识：掌握地球化学的基本概念、基本特征、研究方法及其与其它学科的关系；太阳系和地球系统中元素的分布和分配；自然界元素结合的三大规律；微量元素的基本特征及分类，稀土元素的基本特征；自然界同位素的变化机理，同位素地质年代学及常见稳定同位素的基本特征。
能力：培养文献检索、阅读、分析及综述的能力；培养地球化学的思维方式，会利用所学的地球化学知识去分析和解决地球科学问题；培养地球化学野外观察、样品采集、室内样品加工的能力和技巧；熟悉地球化学的各种测试方法和仪器设备，培养学生动手操作和分析数据处理的能力；在化学与地质学的交叉知识的讨论中培养创新意识，培养发现问题、初步分析和综合研究的能力。
地球化学
办刊历史
1972年，《地球化学》创刊，发行三期。 1973年，该刊刊期以季刊稳定发行。 1994年，该刊发行五期，开始向双月刊过渡。 1996年，该刊刊期更改为双月刊。 2014年12月，该刊成为中国原国家新闻出版广电总局第一批认定学术期刊。 2019年4月，该刊推出期刊。
办刊条件
办刊方向
人员编制
谢谢观看
《地球化学》的读者对象为地质专业科技人员以及高校相关专业师生。
据2019年12月报刊编辑部官显示，《地球化学》第八届编委会编委50人，设主编1人，副主编9人。 （参考资料：编委会 ）
办刊成果
出版发行
ห้องสมุดไป่ตู้
影响因子
据2019年12月7日中国知显示，《地球化学》出版文献共2923篇。 据2019年12月7日万方数据知识服务平台显示，《中国哲学史》载文量为1391篇、基金论文量为1194篇。
《地球化学》主要报道近代地球化学，特别是其主要分支学科，如同位素地球化学、同位素地质年代学、矿 床地球化学、有机地球化学、元素地球化学、环境地球化学、宇宙化学、海洋地球化学、实验地球化学、第四纪 地球化学、构造地球化学及岩矿测试等方面的创造性、综合性科研成果和研究简报、书刊简介、会议简讯、最新 地质科技信息研究动态和问题讨论等。
据2019年12月7日中国知显示，《地球化学》总被下载次、总被引次，（2019版）复合影响因子为1.400、 （2019版）综合影响因子为0.968。
据2019年12月7日万方数据知识服务平台显示，《地球化学》被引量为次、下载量为次；据2015年中国期刊 引证报告（扩刊版）数据显示，《地球化学》影响因子为1.01，在全部统计源期刊（6735种）中排第999名，在 天文学、地球科学类排名（226种）中排第76名。
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★为什么用碳质球粒陨石的化学成分估计太阳系
中非挥发性元素的丰度？ 用
（3）球粒陨石的成因 1）碳质球粒陨石成因
星云凝聚：平衡凝聚的熔体（无引力） 依据：除H, He等挥发分外，成分与太阳一致（前 图）
2）普通球粒陨石成因 a. 太阳强辐射使宇宙尘埃重熔凝聚 b. 陨石、尘埃之间冲击加热熔融 特征：失去挥发性元素
球粒陨石与无球粒陨石物质组成的区别
FeNi 橄榄石 紫苏辉石 透辉 石 斜长石
球粒陨石
Chondrite 12%
46%
21%
4%
11%
无球粒陨石
Achondrite
1%
9%
50%
12%
25%
（2）球粒陨石的分类
根据化学成分的不同，分为三类5个化学群：
①E 群（顽辉石球粒陨石)，稀少(全世界仅收集约占
3.宇宙元素丰度的研究途径 直接采样分析（如地壳岩石、各类陨石、月球岩石等） CI陨石测非挥发性元素（准确度高） 光谱分析 (如据光谱波长和亮度测太阳表层元素丰度） 测挥发性元素 由物质的物理性质与成分的对应关系推算（如行星）（表 面温度低，无法测光谱，据体积、质量、密度等对比） 利用宇宙飞行器观察、直接测定或取样(如月球、火星等） 分析测定气体星云或星际间物质(极稀薄气体、极少量尘埃 ） 分析研究宇宙射线(高强粒子：质子和α粒子、较重元素原 子核、电子、中微子、高能光子等）
6.陨石的演化历史
陨石年龄：44-47亿年（铅同位素和Rb-Sr同位素），与月
球、地球近似。
演化过程：
1）太阳系元素形成（62~77亿年）(银河系约136亿年) 2）初始太阳星云形成 3）陨石球粒形成 4）陨石母体（小行星及类地行星）形成 5）小行星体的局部或全部熔融 6）熔融物质冷却和结晶分异（行星壳层构造） 7）陨石母体破裂（小行星体的碰撞） 8）陨石降落地面。
2. 陨石的基本分类
球粒陨石 chondrite 石陨石 Aerolite 石-铁陨Stonyiron Meteorite 铁陨石Iron Meteorite 无球粒陨石 achondrite 约10%金属 约1%金属 约50%金属 大于90%金属（铁 、镍）
★玻璃陨石(雷公墨） 是陨石吗？
2. 陨石的基本分类（按成分、结构）
类木行星和远日行星（外行星）: 距太阳较远，
温度低，早期太阳风驱赶作用不强烈，大气层物质主 要是行星形成时从星云中捕获。主要成分H2、CH4、 NH3、He、 C2H2等。
（三）、行星和月球的化学成分
2. 月球的化学成分
月球是硅酸盐固态球体，无大气圈，分异弱.形成于 4.5Ga前。表面由高地和月海(洼地）组成。
南极和沙漠是陨石富集区！
在南极已采集15000块陨石 （为什么？不易风化、特殊的运移富集、醒目）
2）陨石研究意义：是空间化学研究的重
点对象，已有几百年的研究历史，近几十 年发展尤为迅速
★是目前最易获取和数量最大的地外物质 ★研究太阳系的物质组成、起源与演化，对认识 太阳系早期演化历史有重要意义。 ★探索有机质和生命起源 ★作为地球成分研究的对比标准(如稀土和微量元 素标准化及硫同位素国际标准)，帮助了解地球 的成因和组成 ★防止自然灾害
第一章 太阳系和地球系统 元素的丰度
一、太阳系的组成
和元素丰度
一、太阳系的组成和元素丰度
(大)行 星
矮行星
太阳系
小天体: 彗星,小行星,卫星,宇宙尘
太阳（99.8%)
太阳系的物体构成体系
一、太阳系的组成和元素丰度
除太阳外，太阳系新的天体分类方案
1.
行星：根据国际天文学联合会大会2006年8月 ２４日通过的新定义，“行星”指的是围绕太 阳运转、自身引力足以克服其刚体力而使天体 呈圆球状、并且能够清除其轨道附近其他物体 的天体。按照新的定义，太阳系行星将包括水 星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星 和海王星八大行星(经典行星)
冥王星公转轨道较特殊： 椭圆;偏离黄道面角度较大
3.小天体：其他围绕太阳运转但不符合上
述条件的物体被统称为 “太阳系小天 体”（彗星,小行星,卫星,宇宙尘等）。
(一)太阳系元素组成的研究方法
1.自然体系（地球化学体系）: 概念：通常将所要研究的对象总体看做是一个地球化学体系。 特点：A.一定空间范围、B.一定物化条件下特定物化状态、C.有 一定的时间连续性 2.地球化学体系总体化学组成研究法：因其通常具有复杂结构， 化学组成不均一，估算其总体化学组成的方法有： ★用主体代表整体 ★已知系统各部分的成分后，用加权平均法求 ★在拟定的模型基础上，求系统的化学组成（如用陨石对比法求 地球的化学组成）
（三）、行星和月球的化学成分
1.行星的化学成分
1）行星化学组成的一般特点 （1）地球和类地行星（地球、水星Mercury、金星 Venus、火星Mars）：质量小、密度大、体积小、卫 星少。物质成分以岩石物质Mg、Si、Fe等为主，亲 气元素含量低。 （2）巨行星（木星Jupitor和土星Saturn)：体积大、 质量大、密度小、卫星多。主要成分为H和He等气体。 （3）远日行星（天王星Uranus、海王星Neptune）： 成分以冰状物质C、N、O为主，H大约10%，He、Ne平 均为12%。
辉石、钛铁矿组成, 少量橄榄石. 3.85~3.15Ga（剧烈的小天体 撞击，泛月海事件）
月岩中元素的丰度
Wt%
>10
1 ~ 10 10-1 ~ 1 10-2 ~ 10-1 10-3 ~ 10-2 10-4~ 10-3
元素
O Si Fe
Ca Mg Al Ti S Na K Cr Mn C N P Cl Sr Y Zr Ba F Sc V Co Ni Zn Nb La Ce Pr Nd Sm Gd Dy Er Yb Hf Li Be B Cu Ba Rb Ge Tb Ho Tm In Ta
2.矮行星：根据新定义，同样具有足够质量、呈圆球 形，但不能清除其轨道附近其他物体的天体被称为“ 矮行星”。 目前,符合这一定义的包括：谷神星、冥王星、齐娜 (Eris,2003UB313)，总计三颗。冥王星为什么降级？ 两种说法：1)因为冥王星未能清除柯伊伯带上邻近的小 天体，所以是一颗矮行星。 2)冥王星由于其轨道与海王星的轨道相交，不符合新的 行星定义，因此被降级为“矮行星”。
盐（主要是橄榄石，偶尔辉石）组成。
注意：
★球粒陨石和少量无球粒陨石属原始陨石 （微星物质碎块）， ★石-铁陨石、铁陨石和多数无球粒陨石属 于分异型陨石，经过了岩浆侵入、喷出 ，岩浆结晶分异（具球粒陨石成分的物 质再熔融和分异） 书中P17倒数第二段错误!
3.球粒陨石与无球粒陨石
（1）球粒陨石与无球粒陨石的区别
石陨石按是否含硅酸盐球粒分为球粒陨石和无球粒陨石 ★球粒陨石 球粒主要由橄榄石、辉石、（玻璃）组成 （球粒成因两种假说:非平衡热条件下，从热的、低密度 、部分电离的气体中直接凝聚说;星云凝聚物重熔说） 基质常由镍铁、陨硫铁、斜长石、橄榄石、辉石组成 ★无球粒陨石不含球粒，结构上成分上与前者也有差异（ 较粗，较贫金属Fe-Ni） 。
1.行星的化学成分
3）行星的大气层
类地行星（内行星）: 距离太阳近，早期太阳风
驱赶作用强，行星表面捕获的气体难以保存，因而其 大气层都是次生的，即主要通过行星内部物质的熔融、 去气过程形成。主要成分CO、He、 Ar、 H2、Ne、 N2、 CO2、O2等。水、金、火星都无水圈。水、火 星气圈稀薄。
与地球和陨石成分对比及意义
碱金属和挥发性元素（Bi、Hg、Zn、Cd、Tl、Pb、Ge、C和 Br）较贫 相对富含耐熔元素Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Sc、Zr、 Nb、Mo、Y及REE 形成于高温条件，化学成分上与地球不属于同一类行星物质
除上述成分外,还含有钾(钠)铝硅酸盐，但不含水.
除上述成分外，还含有透闪石等含水硅酸盐， 和三种形式的铁（金属铁， FeO 和 FeS）
火星: 含有更多的含水硅酸盐，金属铁已完全氧化成 FeO 或与S结合形成 FeS，没有金属铁的核
(2)据行星体积、密度并认为 类地行星由类似铁陨石和石陨 石的铁-镍相和硅酸盐相组成， 可计算其两相比例。 内行星越近太阳，其金属铁含 量越高。 地球和金星化学成分可能类似 （其直径和平均密度相似） 火星和月球平均密度相似，成分 上应属同一类天体。
（4）无球粒陨石的分类和成因
★根据CaO的含量划分为： a. 贫钙[ ω（Ca) ≦3%] ,主要矿物为：顽火辉石，紫苏辉石 ，橄榄石等。 b.富钙（ 5%=<CaO= <30%），含单斜辉石或斜长石 ★根据成因划分为： a. 钙长辉长无球粒陨石系列； b. 顽辉石无球粒陨石系列； c. 尚未划分出成因系列的无球粒陨石。 ★成因 经历过较大星体环境和发生过熔融分异作用
太阳系天体元素的原子相对丰度
成分 土（岩石）冰物质 物质 Si 、 Fe 、 N 、 C 、 O Mg 及 其 及 其 它 氧 它氧化物 化物 0.0025 0.015 ~1 0.02 0.195 10-4 0.07 0.681 气物质 H、 2、 H He、 Ne 等 1.0 10-7~10-12 0.91 0.12
月球高原: 一般为斜长岩，橄长岩 ，苏长岩或富
斜长石辉长岩。主要高地斜长岩、高地玄武岩。富铝， 而Ti、Fe较低. 4.1~ 3.9Ga(部分熔融结晶分异）。 高地玄武岩中有一种特殊的克里普岩(KREEP): 富含钾、 REE、Th、U和P的玄武岩.是富挥发分残余熔浆（分异 岩浆）结晶产物。 月海区: 主要是玄武岩或显微辉长岩，由钙质斜长石、 单斜
（二）陨石的化学成分
1.陨石定义与研究意义:
1)定义：落到地球上的行星物体碎块，即从行星际空 间穿越大气层到达地表的星体（流星体）残骸称 为陨石. （有一层黑色或深褐色熔壳。主要来自小行星