赵志丹岩石地球化学1-绪论
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研究生选修课
《岩石地球化学》
32学时
2010年5-6月
赵志丹
《岩石地球化学》
任课教师
2010春11－17周上课。
周一 下午5-7节，
周五 下午5-6节，
赵志丹
办公室：教1楼 2202
科研楼-204
第1次上课：5月10日
地学院岩石矿物教研室 电话: 8232-1115 (O),
手机: 1368-111-8299
二、地球化学研究的基本问题
4. 研究元素迁移历史与地球演化
地球的演化历史是一个漫长的时间序列，元素和 同位素的迁移寓于这种演化过程中的地质作用之 中，并且保留下来，因此，通过微量元素或同位 素就可以揭示这种演化历史，称为微量元素或同 位素的“示踪”，这些元素或同位素称为示踪剂。
例如：板块构造与大洋中脊扩张 同位素定年可以确定大洋中脊扩展时间
元素结合状态是地质作用物理化学条件的指 示剂，元素的存在形式具有成因意义。
二、地球化学研究的基本问题
3. 研究元素的迁移
元素的地球化学迁移——元素的重新组合伴随着元 素的空间位移或者元素在一个系统的不同子系统之 间的集中或分散。
元素的地球化学迁移是地球化学研究的核心问题。
例如：矿床的形成是成矿元素集中的结果
Henderson, P. Inorganic Geochemistry, 1982, Pergamon Press. Mason, B., Moore, C.B. Principles of Geochemistry. (4th ed.). 1982, John Wiley & Sons. Krauskopf, K.B. Introduction to Geochemistry.(3rd ed.). 1995, McGraw-Hill Book Company. Brownlow, A.H. Geochemistry. (2nd.). 1996. Prentice Hall. Robin Gill, Chemical Fundamentals of Geology,1996, Chapman & Hall. Yuan-Hui Li. A compendium of Geochemistry. 2000, Princeton University Press.
高山教授是唯一大陆作者
地球化学新书
Treatise on Geochemistry，2004
Volumes:
Vol.1: Meteorites, Comets, and Planets Vol.2: The Mantle and Core Vol.3: The Crust Vol.4: The Atmosphere Vol.5: Surface and Ground Water, Weathering, and Soils Vol.6: The Oceans and Marine Geochemistry Vol.7: Sediments, Diagenesis （成岩）, and Sedimentary Rocks Vol.8: Biogeochemistry Vol.9: Environmental Geochemistry Vol.10: Indexes 上述目录同时代表了目前地球化学的主要研究方向
E-mail: zdzhao@cugb.edu.cn
设立此课程的背景
(1) 目前岩石学、地球化学和矿床学等专业的研究 生，越来越多地涉及到地球化学数据的分析和处 理，但是在本科学习期间没有系统的课程进行学 习。
(2) 有些岩石－矿物－矿床等专业的研究生，没有 系统学习过《地球化学》。
(3) 即使学过《地球化学》课程，也没有系统讲述 岩石地球化学数据的具体评价、处理、作图、解 释等基本方法。
其他早期教材：
戚长谋等, 地球化学通论.1994, 地质出版社. 涂光炽等, 地球化学.1984, 上海科技出版社. 布朗洛,A.H., 地球化学(中译本), 1982,地质出版社. 戈尔德斯密特, V.M.,地球化学(中译本), 1954,科学出版社.
地球化学英文主要参考书
Fancis Albarede, Geochemistry: An introducion. 2003, Cambridge University Press. Faure, G. Principles and Applications of Geochemistry. (2nd.). 1998, Prentice Hall. Ottonello, G. Principles of Geochemistry. 1997, Columbia University Press.
地球化学最近新书
Treatise on Geochemistry，2004, Elsevier
10卷本系列丛书
Executive Editors：
H.D. Holland, Department of Earth and Planetary Sciences, Harvard University, Cambridge, MA, USA K.K. Turekian, Department of Geology and Geophysics, Yale University, New Haven, CT, USA （2人是戈尔德斯密特奖得主）
第一章、岩石地球化学课程性质与研究方法
第一节、回顾地球化学的课程性质 与研究方法
第二节、岩石地球化学的研究方法
第一节 地球化学学科介绍
一、地球化学的定义 二、地球化学研究的基本问题 三、地球化学的研究思路 四、地球化学的学科特点 五、地球化学发展回顾 六、地球化学研究方法
一、地球化学的定义
地球化学——是研究地球及其子系统（包括 部分宇宙体）的化学组成、化学机制和化学 演化的科学.
考试方式(任选一个)：
A. 给一套数据，请大家进行数据处理、作图和分析。 B. 开卷答题
本课程使用主要参考书
英文版原著： Rollison, HR. 1993. Geochemical data: evaluation, presentation and interpretation.
中文翻译版： 杨学明等， 《岩石地球化学》， 合肥：中国科学技术大学出 版社，2000
国内地球化学刊物
地球化学, 中国矿物岩石地球化学学会, 中科院广州地化所，在 广州出版 Chinese Journal of Geochemistry. 中国矿物岩石地球化学学会, 中科院地球化学研究所，在贵阳出版 岩石学报，科学出版社，中国矿物岩石地球化学学会,中科院地 质与地球物理研究所，3家合办 矿物学报, 中国矿物岩石地球化学学会, 中科院地球化学研究所. 此外，中国科学，科学通报， 也发表地球化学文章
国外主要的地球化学刊物
Geochimica et Cosmochimica Acta. 美国出版, 12期/年.国际地球化学与宇宙化学 家协会主办. Applied Geochemistry. 美国出版, 国际地球化学与宇宙化学家协会主办. Chemical Geology. 荷兰Elsevier公司出版, 欧洲地球化学家协会刊物. Earth and Planetary Science Letters. 荷兰Elsevier公司出版. Lithos. 荷兰Elsevier公司出版. G3 = Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 仅有电子版AGU和Geochemical Society出版 Journal of Petrology, 英国Oxford University出版社 Journal of Geochemical Exploration. 荷兰Elsevier公司出版, 国际应用地球化学家 协会刊物. Economic Geology. 美国出版, 8期/年, 经济地质学与经济地质学家协会通报. Geochemical International.译自俄国地球化学杂志. Geochemical Journal, 日本. 此外，Natue，Nature Geoscience， Science，Geology, 也发表地球化学文章
Plate Tectonics
http://www2.nature.nps.gov/geology/usgsnps/animate/pltecan.html
洋中脊 扩展与 磁性条 带
三、地球化学的研究思路
自然地质作用除形成宏观地质体外，还造成大 量肉眼难以辨认的常量、微量元素和同位素成分的 变化，以及它们之间相互结合和赋存状态方面的微 观踪迹，包含重要的地质作用信息。应用现代分析 测试手段观察这些宏观和微观踪迹，可以深入揭示 地质事件的奥秘。 例如：西藏蛇绿岩研究恢复特提斯洋的演化历史
2. 地球化学区别于地球科学的其他学科
——着重于研究地质作用中的化学运动形式及其规律, 以区 别于构造地质学和古生物学； ——地球化学以观察原子为出发点，研究原子活动的整个历 史，包括元素富集与分散、固结形式及流体状态迁移等， 重视研究微量元素及同位素，以此区别于矿物学、岩石学 及矿床学的研究内容。地球化学基本原理具有更为普遍、 更为深刻的意义。 ——地球化学是地球物质科学（material science of the earth） 中研究物质成分的主干学科，又兼具分支学科和基础理论 学科的双重特点。
地球化学国内主要参考书
陈岳龙，杨忠芳，赵志丹，编著，同位素地质年代学与地球化学，地质
出版社，2005年 韩吟文,马振东. 地球化学, 2003, 地质出版社.
陈俊, 王鹤年, 地球化学, 2004, 科学出版社.
赵伦山, 张本仁. 地球化学, 1988, 地质出版社. 中国科学院地球化学研究所, 高等地球化学.1998, 科学出版社
地球化学如何研究地球
地球化学着重从地球的化学组成、 化学作用和化学演化，即物质的化 学运动形式方面研究地球。
例如：都是针对地球系统复杂的物质体系
地球物理——物理的地球 构造地质学——力学的地球 古生物学——生物的地球
各个学科综合才会真正认识地球
二、地球化学研究的基本问题
1. 研究地球系统中元素和同位素的组成.
包括元素及其同位素的含量在空间、时间及不 同产状地质体中的变化，即为元素的平均含量 (丰度)和分布分配问题。
二、地球化学研究的基本问题
——研究元素在地球及各层 圈(地壳、地幔、地核)中的平 均含量——丰度问题； ——研究元素与同位素 的含量在不同地质构造 单元、岩石、矿物和矿 床中的变化，亦即元素 的分布和分Βιβλιοθήκη Baidu问题；
四、地球化学的学科特点
1. 地球化学是地球科学的一部分。
作为地球科学的一个分支 地球化学的主要研究对象是地球、 地壳及其地质作用，因此它是地球科学的一部分，其研究途 径、思维方法更接近地质学，常是针对自然作用过程提出问 题，通过地球化学的理论和方法进行研究，最后得出对自然 作用的认识。
地球科学（广义）：大气与气象、地理学、地质学、地球物理学、地球化学 固体地球科学：地质学、地球物理学、地球化学
《岩石地球化学》课程内容
第一章、岩石地球化学课程性质、研究方法 第二章、岩石地球化学数据分类、测试方法 与质量评价 第三章、岩石地球化学数据的处理与解释
第四章、地球化学端元特征
第五章、岩石地球化学研究专题报告
讲课方式＝系统讲课＋专题报告 专题报告：
于炳松教授《沉积岩地球化学》； 张招崇教授《地幔柱与大火成岩省地球化学》； 朱弟成教授《青藏高原花岗岩锆石年代学和Hf》； 苏尚国教授《铂族元素与矿床的地球化学》； 赵志丹教授《青藏高原火山岩地球化学》。
强调： 研究对象——地球系统＋宇宙体，例如陨石，月岩 研究内容——化学过程 具体内容——化学元素和同位素 Geochemistry=Geology+Chemistry
地球物质的层次
地球物质的层次
元素和 同位素
岩石和其他体系中的元素和同位素
元素，同位素
H2O中的元素，同位素
只要测试水平足够高，岩石或者水 中可以测到任何一种元素的含量
例如：元素Ni在橄榄岩/玄 武岩之间如何分配？在辉 石/斜长石之间如何分配？
二、地球化学研究的基本问题
2. 研究元素的共生组合和赋存形式
共生组合——前者指无成因含义，后者有成因含义。具有共 同或相似迁移历史和分配规律的元素常在特定的地质体中形 成有规律的组合，称为元素共生组合，如Cu、Pb、Zn 在热 液矿床中形成共生组合，Cr、Ni、Co和铂族元素在基性超 基性岩中形成共生组合。 赋存形式(存在形式,赋存状态):指元素在地质体中以什么形 式存在，常见形式例如:化合物(氧化物,硫化物,硅酸盐,碳 酸盐等等)、类质同像混入物、机械混入物、包裹体及吸附 物等等。
《岩石地球化学》
32学时
2010年5-6月
赵志丹
《岩石地球化学》
任课教师
2010春11－17周上课。
周一 下午5-7节，
周五 下午5-6节，
赵志丹
办公室：教1楼 2202
科研楼-204
第1次上课：5月10日
地学院岩石矿物教研室 电话: 8232-1115 (O),
手机: 1368-111-8299
二、地球化学研究的基本问题
4. 研究元素迁移历史与地球演化
地球的演化历史是一个漫长的时间序列，元素和 同位素的迁移寓于这种演化过程中的地质作用之 中，并且保留下来，因此，通过微量元素或同位 素就可以揭示这种演化历史，称为微量元素或同 位素的“示踪”，这些元素或同位素称为示踪剂。
例如：板块构造与大洋中脊扩张 同位素定年可以确定大洋中脊扩展时间
元素结合状态是地质作用物理化学条件的指 示剂，元素的存在形式具有成因意义。
二、地球化学研究的基本问题
3. 研究元素的迁移
元素的地球化学迁移——元素的重新组合伴随着元 素的空间位移或者元素在一个系统的不同子系统之 间的集中或分散。
元素的地球化学迁移是地球化学研究的核心问题。
例如：矿床的形成是成矿元素集中的结果
Henderson, P. Inorganic Geochemistry, 1982, Pergamon Press. Mason, B., Moore, C.B. Principles of Geochemistry. (4th ed.). 1982, John Wiley & Sons. Krauskopf, K.B. Introduction to Geochemistry.(3rd ed.). 1995, McGraw-Hill Book Company. Brownlow, A.H. Geochemistry. (2nd.). 1996. Prentice Hall. Robin Gill, Chemical Fundamentals of Geology,1996, Chapman & Hall. Yuan-Hui Li. A compendium of Geochemistry. 2000, Princeton University Press.
高山教授是唯一大陆作者
地球化学新书
Treatise on Geochemistry，2004
Volumes:
Vol.1: Meteorites, Comets, and Planets Vol.2: The Mantle and Core Vol.3: The Crust Vol.4: The Atmosphere Vol.5: Surface and Ground Water, Weathering, and Soils Vol.6: The Oceans and Marine Geochemistry Vol.7: Sediments, Diagenesis （成岩）, and Sedimentary Rocks Vol.8: Biogeochemistry Vol.9: Environmental Geochemistry Vol.10: Indexes 上述目录同时代表了目前地球化学的主要研究方向
E-mail: zdzhao@cugb.edu.cn
设立此课程的背景
(1) 目前岩石学、地球化学和矿床学等专业的研究 生，越来越多地涉及到地球化学数据的分析和处 理，但是在本科学习期间没有系统的课程进行学 习。
(2) 有些岩石－矿物－矿床等专业的研究生，没有 系统学习过《地球化学》。
(3) 即使学过《地球化学》课程，也没有系统讲述 岩石地球化学数据的具体评价、处理、作图、解 释等基本方法。
其他早期教材：
戚长谋等, 地球化学通论.1994, 地质出版社. 涂光炽等, 地球化学.1984, 上海科技出版社. 布朗洛,A.H., 地球化学(中译本), 1982,地质出版社. 戈尔德斯密特, V.M.,地球化学(中译本), 1954,科学出版社.
地球化学英文主要参考书
Fancis Albarede, Geochemistry: An introducion. 2003, Cambridge University Press. Faure, G. Principles and Applications of Geochemistry. (2nd.). 1998, Prentice Hall. Ottonello, G. Principles of Geochemistry. 1997, Columbia University Press.
地球化学最近新书
Treatise on Geochemistry，2004, Elsevier
10卷本系列丛书
Executive Editors：
H.D. Holland, Department of Earth and Planetary Sciences, Harvard University, Cambridge, MA, USA K.K. Turekian, Department of Geology and Geophysics, Yale University, New Haven, CT, USA （2人是戈尔德斯密特奖得主）
第一章、岩石地球化学课程性质与研究方法
第一节、回顾地球化学的课程性质 与研究方法
第二节、岩石地球化学的研究方法
第一节 地球化学学科介绍
一、地球化学的定义 二、地球化学研究的基本问题 三、地球化学的研究思路 四、地球化学的学科特点 五、地球化学发展回顾 六、地球化学研究方法
一、地球化学的定义
地球化学——是研究地球及其子系统（包括 部分宇宙体）的化学组成、化学机制和化学 演化的科学.
考试方式(任选一个)：
A. 给一套数据，请大家进行数据处理、作图和分析。 B. 开卷答题
本课程使用主要参考书
英文版原著： Rollison, HR. 1993. Geochemical data: evaluation, presentation and interpretation.
中文翻译版： 杨学明等， 《岩石地球化学》， 合肥：中国科学技术大学出 版社，2000
国内地球化学刊物
地球化学, 中国矿物岩石地球化学学会, 中科院广州地化所，在 广州出版 Chinese Journal of Geochemistry. 中国矿物岩石地球化学学会, 中科院地球化学研究所，在贵阳出版 岩石学报，科学出版社，中国矿物岩石地球化学学会,中科院地 质与地球物理研究所，3家合办 矿物学报, 中国矿物岩石地球化学学会, 中科院地球化学研究所. 此外，中国科学，科学通报， 也发表地球化学文章
国外主要的地球化学刊物
Geochimica et Cosmochimica Acta. 美国出版, 12期/年.国际地球化学与宇宙化学 家协会主办. Applied Geochemistry. 美国出版, 国际地球化学与宇宙化学家协会主办. Chemical Geology. 荷兰Elsevier公司出版, 欧洲地球化学家协会刊物. Earth and Planetary Science Letters. 荷兰Elsevier公司出版. Lithos. 荷兰Elsevier公司出版. G3 = Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 仅有电子版AGU和Geochemical Society出版 Journal of Petrology, 英国Oxford University出版社 Journal of Geochemical Exploration. 荷兰Elsevier公司出版, 国际应用地球化学家 协会刊物. Economic Geology. 美国出版, 8期/年, 经济地质学与经济地质学家协会通报. Geochemical International.译自俄国地球化学杂志. Geochemical Journal, 日本. 此外，Natue，Nature Geoscience， Science，Geology, 也发表地球化学文章
Plate Tectonics
http://www2.nature.nps.gov/geology/usgsnps/animate/pltecan.html
洋中脊 扩展与 磁性条 带
三、地球化学的研究思路
自然地质作用除形成宏观地质体外，还造成大 量肉眼难以辨认的常量、微量元素和同位素成分的 变化，以及它们之间相互结合和赋存状态方面的微 观踪迹，包含重要的地质作用信息。应用现代分析 测试手段观察这些宏观和微观踪迹，可以深入揭示 地质事件的奥秘。 例如：西藏蛇绿岩研究恢复特提斯洋的演化历史
2. 地球化学区别于地球科学的其他学科
——着重于研究地质作用中的化学运动形式及其规律, 以区 别于构造地质学和古生物学； ——地球化学以观察原子为出发点，研究原子活动的整个历 史，包括元素富集与分散、固结形式及流体状态迁移等， 重视研究微量元素及同位素，以此区别于矿物学、岩石学 及矿床学的研究内容。地球化学基本原理具有更为普遍、 更为深刻的意义。 ——地球化学是地球物质科学（material science of the earth） 中研究物质成分的主干学科，又兼具分支学科和基础理论 学科的双重特点。
地球化学国内主要参考书
陈岳龙，杨忠芳，赵志丹，编著，同位素地质年代学与地球化学，地质
出版社，2005年 韩吟文,马振东. 地球化学, 2003, 地质出版社.
陈俊, 王鹤年, 地球化学, 2004, 科学出版社.
赵伦山, 张本仁. 地球化学, 1988, 地质出版社. 中国科学院地球化学研究所, 高等地球化学.1998, 科学出版社
地球化学如何研究地球
地球化学着重从地球的化学组成、 化学作用和化学演化，即物质的化 学运动形式方面研究地球。
例如：都是针对地球系统复杂的物质体系
地球物理——物理的地球 构造地质学——力学的地球 古生物学——生物的地球
各个学科综合才会真正认识地球
二、地球化学研究的基本问题
1. 研究地球系统中元素和同位素的组成.
包括元素及其同位素的含量在空间、时间及不 同产状地质体中的变化，即为元素的平均含量 (丰度)和分布分配问题。
二、地球化学研究的基本问题
——研究元素在地球及各层 圈(地壳、地幔、地核)中的平 均含量——丰度问题； ——研究元素与同位素 的含量在不同地质构造 单元、岩石、矿物和矿 床中的变化，亦即元素 的分布和分Βιβλιοθήκη Baidu问题；
四、地球化学的学科特点
1. 地球化学是地球科学的一部分。
作为地球科学的一个分支 地球化学的主要研究对象是地球、 地壳及其地质作用，因此它是地球科学的一部分，其研究途 径、思维方法更接近地质学，常是针对自然作用过程提出问 题，通过地球化学的理论和方法进行研究，最后得出对自然 作用的认识。
地球科学（广义）：大气与气象、地理学、地质学、地球物理学、地球化学 固体地球科学：地质学、地球物理学、地球化学
《岩石地球化学》课程内容
第一章、岩石地球化学课程性质、研究方法 第二章、岩石地球化学数据分类、测试方法 与质量评价 第三章、岩石地球化学数据的处理与解释
第四章、地球化学端元特征
第五章、岩石地球化学研究专题报告
讲课方式＝系统讲课＋专题报告 专题报告：
于炳松教授《沉积岩地球化学》； 张招崇教授《地幔柱与大火成岩省地球化学》； 朱弟成教授《青藏高原花岗岩锆石年代学和Hf》； 苏尚国教授《铂族元素与矿床的地球化学》； 赵志丹教授《青藏高原火山岩地球化学》。
强调： 研究对象——地球系统＋宇宙体，例如陨石，月岩 研究内容——化学过程 具体内容——化学元素和同位素 Geochemistry=Geology+Chemistry
地球物质的层次
地球物质的层次
元素和 同位素
岩石和其他体系中的元素和同位素
元素，同位素
H2O中的元素，同位素
只要测试水平足够高，岩石或者水 中可以测到任何一种元素的含量
例如：元素Ni在橄榄岩/玄 武岩之间如何分配？在辉 石/斜长石之间如何分配？
二、地球化学研究的基本问题
2. 研究元素的共生组合和赋存形式
共生组合——前者指无成因含义，后者有成因含义。具有共 同或相似迁移历史和分配规律的元素常在特定的地质体中形 成有规律的组合，称为元素共生组合，如Cu、Pb、Zn 在热 液矿床中形成共生组合，Cr、Ni、Co和铂族元素在基性超 基性岩中形成共生组合。 赋存形式(存在形式,赋存状态):指元素在地质体中以什么形 式存在，常见形式例如:化合物(氧化物,硫化物,硅酸盐,碳 酸盐等等)、类质同像混入物、机械混入物、包裹体及吸附 物等等。