地球化学动力学的应用及发展趋势
地球科学中的地球化学与地球动力学
地球科学中的地球化学与地球动力学地球科学是研究地球上自然界各种现象和规律的学科。
在地球科学的研究领域中，地球化学和地球动力学是两个重要的分支学科。
地球化学研究地球物质的组成、结构、性质和变化规律；地球动力学则研究地球内外部分的运动和变形。
一、地球化学的概念与研究内容地球化学是研究地球物质元素组成、地球化学过程和演化规律的学科。
地球化学研究的对象包括地壳、岩石、矿物、地下水和大气等，通过分析采集的样品中元素和同位素的含量及其分布，揭示地球物质的成因和变化过程。
地球化学的研究方法包括野外调查、采样、室内分析和实验模拟等。
地球化学的研究成果可以为资源勘探、环境监测和地质灾害预测提供科学依据。
二、地球化学的应用领域地球化学在各个领域都有广泛的应用。
在矿产资源研究中，地球化学可以通过分析矿石中的元素含量，判断矿石成因和找寻潜在矿床。
在环境地球化学研究中，地球化学可以通过分析大气中的污染物和土壤中的重金属元素，评估环境污染程度。
在地质灾害研究中，地球化学可以通过分析地下水中的元素含量，预测地震和火山喷发等灾害的发生。
三、地球动力学的概念与研究内容地球动力学是研究地球内外部分的运动和变形的学科。
地球动力学研究的对象包括板块运动、地震、火山活动等地球运动现象。
地球动力学主要通过地震仪和其他地球观测设备来获得地球运动的数据，通过数学模型和计算机模拟来解释地球运动的原理和机制。
四、地球动力学的应用领域地球动力学的研究成果在地震预测、资源勘探和地质灾害预测等领域有重要应用价值。
在地震预测中，地球动力学可以通过监测地表和地下的变形和应力分布，预测和评估地震的可能性和危险程度。
在资源勘探中，地球动力学可以通过研究地下构造和地壳应力，发现矿产和能源资源的分布规律。
在地质灾害预测中，地球动力学可以通过模拟地下构造和地震活动，预测和评估地质灾害的潜在风险。
综上所述，地球化学和地球动力学在地球科学中起着重要的作用。
地球化学通过研究地球物质的化学组成，为资源勘探和环境保护提供科学依据；地球动力学通过研究地球运动的原理和机制，为地震预测和地质灾害预测提供科学支持。
勘查地球化学现状与展望
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研究地球内部、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。
地球化学的研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未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采用多种手段和技术，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，获取大范围区域的地球化学信息。
实地取样则是对具体地质单元进行采样和测试，获得详细的地球化学信息。
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、地质灾害预测等领域。
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，研究污染源和传输途径，为环境保护提供依据。
在地质灾害预测中，地球化学勘查可以用于了解地下水和地下气体的分布，预测地震、火山喷发等灾害事件。
3. 地球化学勘查的发展趋势随着科学技术的不断发展，地球化学勘查将朝着高效、精准和多元化方向发展。
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发展，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. 深入研究地球内部结构地球化学勘查的未来将更加关注地球内部的化学组成，目标是深入揭示地球的形成和演化过程。
通过研究地球的物理化学性质和元素分布，可推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。
深入探讨地质学科的前沿和趋势
深入探讨地质学科的前沿和趋势2023年深入探讨地质学科的前沿和趋势随着世界科技的飞速发展，地质学科也在不断发展和进步。
未来几年，地质学科面临的挑战和机遇将更加丰富多彩。
本文将分析未来几年地质学科的前沿和趋势。
地球化学地球化学是研究地球各组成部分之间的化学相互作用及其变迁的学科。
未来几年，地球化学将在地球科学领域更加突出地位。
地球化学是地球生态系统研究的核心内容，与气候演化、生物进化、无机物循环等方面息息相关。
通过地球化学的研究，我们可以更好地理解地球上不同地质环境的形成与演化，也可以更好地理解地球上人类活动与自然环境的相互作用。
地震地球物理地震地球物理是研究地震波传播、地震波反射、地震波折射等地震波在地球内部传播产生的现象和地球内部介质结构、物性的综合地球物理学。
未来几年，地震地球物理将在地质学科中扮演非常重要的角色。
随着现代地震测量技术的不断进步，地震地球物理将在深海区、大陆边界、深部前缘和深部槽谷等领域得到进一步地发展和应用。
地震地球物理将更加全面地研究地下结构，为地震动力学、火山地质、污染地质和矿产勘探等方面提供更加精确和有力的支持。
矿物学与岩石学矿物学与岩石学是研究矿物和岩石的种类、组成及其形成机理的学科。
矿物和岩石是地球上最重要的构成要素，对于地球科学的研究至关重要。
未来几年，矿物学和岩石学将更加深入地研究矿物与岩石的结构、物性、发生与演化规律等方面。
特别是对于深部矿产资源的勘探和开发，将需要更加深入的研究。
同时，岩石代表了地球上各个时期的不同地质环境，其研究对于理解地球历史和演化也具有重要意义。
环境地质学环境地质学是研究地球物质环境与人类活动相互作用的学科。
未来几年，环境地质学将更加突出环保意识，更加深度地研究全球环境污染、地质灾害防治和资源环境评价等方面。
地球上的自然资源有限，人类社会对它们的开采和利用已经严重影响了地球的环境，并对地球的生态系统、大气层、海洋系统和岩石圈等都产生了直接或间接的影响。
《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。
从第32届国际地质大会看地球化学的现状与未来
收稿日期:2004-10-08;改回日期:2004-10-28;责任编辑:楼亚儿。
基金项目:国家自然科学基金项目(40173007,40234052);教育部重点科研项目(重点03032)。
作者简介:陈岳龙,男,教授,博士生导师,1962年出生,地球化学专业,从事同位素地质年代学、地球化学与环境地球化学的研究工作。
从第32届国际地质大会看地球化学的现状与未来陈岳龙1,唐金荣2,侯青叶3(11中国地质大学地球科学与资源学院,北京 100083;21中国地质调查局发展研究中心,北京 100037;31中国地质大学地球科学学院,湖北武汉 430074)摘要:对2004年8月在意大利弗罗伦萨召开的第32届国际地质大会有关生命起源、地质灾害监测、壳幔相互作用、人类采矿与生产活动、水2岩相互作用、地表过程、古气候与古环境等方面的地球化学研究及稳定同位素、地球化学动力学、有机地球化学、地球化学分析技术等方面的内容进行了较为系统的总结,并对地球化学的未来发展进行了展望。
关键词:第32届国际地质大会;地球化学;进展;发展趋势中图分类号:P59 文献标识码:A文章编号:1000-8527(2004)04-0463-240 引 言第32届国际地质大会于2004年8月20日至8月28日在意大利弗罗伦萨召开,会议的主题是:从地中海地区走向全球地质复兴———地质学、自然灾害和文化遗产。
每天中午12点到12∶45安排的大会讲演主要围绕本次大会的主题,从第一天的有关地球内部呼吸———地幔挥发分、板块构造与气候至随后的比萨斜塔、火星与地球的生命、水与地质历史、与火山灾害一起生活、海洋油气、地质学对文化遗产的影响、全球温暖是否将欧洲带入冰冷期。
分会报告分为专门讨论会(S pecific symposia )、主题讨论会(Topical symposia )与一般讨论会(G eneral symposia )。
在专门讨论会中一共设了14个专题,也主要是围绕本次大会的主题,包括:地质学中的大科学、意大利深部地震探测(CROP )、文化遗产———国际途径与展望、深地质库(以废物地质处理为主)、审稿评价道德与地球科学的质量评估(主要是杂志编辑、审稿人、读者、管理者对地球科学成果的评价)、地中海地区的古地球演化与地质解剖、地质灾害———国际途径与展望、地中海地区从历史视角到新发展在沉积地质学中的主要发现、全球构造中的新概念、国际地质科学计划的进展、地质时代表———最新发展与全球对比、地中海、铀矿床———勘探、地质与环境问题、地下工程建筑与设计中工程地质与岩土工程间的沟通。
构造地球化学近十年主要进展
Ｓ ｕ ｒ ｖ ｅ ｙ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ Ｎｏ ｎ — ｆ ｅ Ｆ ｒ ｏ ｕ ｓ Ｍｉ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ Ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ，Ｋｕ ｎ ｍｉ ｎ ｇ ６ ５ ０ ０ ９ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｄｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｌ ａ ｓ ｔ ｄ ｅ ｃ ａ ｄ ｅ，ｔ ｈｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｎ ｏ — ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｅ ｓ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈｒ ｅ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ ｓ ，ｉ ｎｃ ｌ ｕ — ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈｅ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｙ，ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｍ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｎ ｏ — ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｔ ｈｅ ｏ ｒ ｙ，ｔ ｈ ａ ｔ ｎ ｅ ｗ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｈ ａ ｖ ｅ ｂ ｅ ｅ ｎ ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｄ ｅ ｄ， ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ ｌ ｙ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｎ ｉ ｃ ｏ ｒ ｅ — ｆ ｏ ｒ ｍｉ ｎ ｇ ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｅ ｓ ，ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｐ ｈｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ － ｃ ｈｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ，
自从sorby于1863年提出经受着变形的岩石可以发生化学变化的构造地球化学萌芽思想以来经过广大地质工作者坚持不懈地深入研究相继提出了应力矿物构造变质构造动力成岩成矿构造动力驱动流体成岩成矿和构造地球化学等学术思想揭示了构造作用在控制岩石形成和变形过程中不仅形成构造形迹有规律的排列组合构成构造体系而且还影响地球化学元素同位素的分布迁移聚集与分散并伴随成矿作用的发生和地球化学异常的形成从而有力推动了构造地球化学构造地质学的发展和找矿勘查的科技进步
第四章 地球化学热力学与地球化学动力学
在温度不变的情况下，可以得到下式：
d ln K p / dP d (GT / RT ) / dP 0 0 0
(4.25)
(4.26)
d ln K y / dP0 d ln K p / dP0 (V )(d ln P0 / dP0 ) V / P0
一、热力学基础
4.1.2 热力学参数及其基本性质 1、熵
系之间的几率比值：
根据波尔茨曼（Boltzmann）关系（又称为熵的统计原理）。任意两个体
R e S / k
孤立体系（与外界既无物质交换、又无能量交换的体系） 的自发过程总是向体系熵增加的方向进行，称熵增加原理。 自发过程： 某种变化有自动发生的趋势，一旦发生就无需借 助外力，可以自动进行，这种变化称为自发过程。
x 2
吉布斯相律：
F K 2
这个关系式称为相律。
F为自由度，是能在一定范围内自由变化而不改变体系平衡的热力学 （强度）参数的数目；K为组分数；φ为相数，只要研究过程的热力学平 衡问题，都可以应用吉布斯相律。
一、热力学基础
4.1.3 平衡态及相律 3、相律
戈尔德斯密特相律：
热力学第一定律的实质是：能量不论是从一个物体传给另一个物 体．或者从—种形式转化成另一种形式，其总量不变，这就是能量 守恒（和能量转化）定律。
一、热力学基础
4.1.1 热力学第一定律和第二定律
热力学第二定律
W Qh Qc Th Tc Qh Qh Th
Qc Tc 1 1 Qh Th
一、热力学基础
4.1.4 化学平衡 1、化学平衡的等温公式
由标准自由焓定义的气相化学反应的平衡常数Kp，等于生成物 逸度乘积与反应物逸度乘积之比。即：
第三章化学地球动力学
式中，s和L分别代表固相（晶体）和液体相（熔体），tr为微量 元素，cr为被置换的常量元素，c为浓度。
《地球动力学基础》
复合分配系数
如Ni2+在橄榄石和熔体之间的分配系数可用被置换的常量元素Mg2+的
复合分配系数来表示，其交换反应为：
MgSiO 4 NiSiO 4 NiSiO 4 MgSiO 4
设xs、xl分别为某一微量元素在固相（晶出的矿物）、液相 （共存熔体）中的摩尔数，ms、ml分别为固相和液相的质量， 浓度形式的分配系数为：
xs xl D / ms ml
瞬间平衡，可用微分表示矿物的结晶量，即：
dxs xl D , dms ml
dxs dms D xl ml
《地球动力学基础》
基质中的微量元素浓度，再按分配定律进行计算。斑晶代表熔体结晶过
程中形成的矿物，基质代表熔体相。 实验测定法：用化学试剂合成与天然岩浆成分相似的玻璃物质，实 验使一种矿物与熔体达到微量元素的分配平衡，然后测定元素在两相中 的浓度，计算得到分配系数。
《地球动力学基础》
三、岩浆作用过程中微量元素分配演化定量模型
橄榄石（大量） 复合分配系数 熔体 橄榄石 熔体
DNi/Mg (cNi /cMg )橄榄石／（ cNi /cMg )熔体
可减少体系成分变化对分配系数的影响，但由于需同时精确测定常
量元素和微量元素的含量，故应用上不如能斯特分配系数那样普遍。
《地球动力学基础》
6.分配系数的测定：以岩浆作用过程中微量元素在结晶相（固相）和熔 体相（液相）中的分配系数测定为例，目前有两种测定方法 直接测定法：直接测定地质体中两平衡共存相如火山岩中的斑晶和
《地球动力学基础》
地球化学专业就业方向与就业前景
地球化学专业就业方向与就业前景1、地球化学专业简介地球化学是化学科学与地球科学相互交叉衍生形成的一门科学，它主要研究地球的物质组成和化学性质，研究这些组成的变化及其机理；本专业学生具备地球化学研究的基本理论、基本方法和基本技能，受到专业技能和技术开发的基本训练，具有扎实的数学、化学基础理论和熟练的计算机应用技能，能进行文字、图形、数据处理和编程，适合在地矿、环境、能源、冶金、农业、海洋等部门从事科学研究、生产和管理等工作。
2、地球化学专业就业方向科研机构、高等院校的地球化学研究或教学工作；资源、能源、材料、环境、基础工程等领域的生产、测试、技术管理工作；行政部门的管理工作。
从事行业：毕业后主要在建筑、环保、石油等行业工作，大致如下：1、建筑/建材/工程2、环保3、石油/化工/矿产/地质4、检测，认证5、新能源6、外包服务7、学术/科研8、教育/培训/院校工作城市：毕业后，南京、北京、威海等城市就业机会比较多，大致如下：1、南京2、北京3、威海4、成都5、昆明6、武汉7、青岛3、地球化学专业就业前景怎么样地球化学研究正在经历3个较大的转变：由大陆转向海洋；由地表、地壳转向地壳深部、地幔；由地球转向球外空间。
地球化学的分析测试手段将更为精确、快速。
微量、超微量分析测试技术的发展，将可获得超微区（微米）范围内和超微量（微克）样品中元素、同位素分布和组成资料。
低温地球化学、地球化学动力学、超高压地球化学、稀有气体地球化学、比较行星学等很有发展前景。
20世纪90年代的地球化学，除继续为矿产资源、环境保护等作出贡献外，还将为“全球变化──地圈和生物圈十年”，“国际减灾十年”，大陆超深钻、行星探测、深海观察、不同比例尺地球化学图等提供新的成果。
地球化学的应用实例
地球化学的应用实例地球化学是研究地球内部和地球表层的化学组成、结构、演化以及地球化学过程的学科。
地球化学的研究范围广泛，涉及地球内部岩石矿物的成因、大气和水体的化学特征、生物地球化学过程以及环境污染等方面。
在实际应用中，地球化学具有重要的作用，下面将介绍几个地球化学的应用实例。
一、地球化学在矿产资源勘探中的应用地球化学在矿产资源勘探中起着重要的作用。
通过对地表和地下水体、土壤、岩石等样品的化学分析，可以确定地下矿体的存在和分布。
例如，在铜矿勘探中，地球化学分析可以通过铜元素在地壳中的赋存状态，确定铜矿的形成环境和矿体的分布规律，为矿产资源的开发提供重要依据。
二、地球化学在环境监测和污染治理中的应用地球化学在环境监测和污染治理中也有广泛应用。
通过对大气、水体、土壤等样品的化学分析，可以监测环境中重金属、有机污染物等污染物质的浓度和分布。
这些数据可以评估环境的污染状况，并为制定相应的污染治理措施提供科学依据。
例如，在水源地保护中，地球化学分析可以确定水体中有害物质的来源和迁移途径，为水源的保护和治理提供支持。
三、地球化学在地质灾害预测和防治中的应用地球化学在地质灾害预测和防治中也具有重要的应用价值。
地球化学分析可以通过研究地下水体、土壤、岩石等样品的化学特征，判断地质灾害的潜在风险。
例如，在滑坡灾害的预测中，地球化学分析可以通过分析土壤中的水分、有机质和重金属元素等，判断土壤的稳定性，并提前预测滑坡的可能性，为灾害防治提供依据。
四、地球化学在古环境研究中的应用地球化学在古环境研究中也有广泛应用。
通过对古代岩石、古土壤、古植物等样品的地球化学分析，可以重建古环境的演化过程。
例如，在古气候研究中，地球化学分析可以通过分析古代岩石中的同位素含量，推测古气候的变化，并了解古代地球环境的特征和演化规律。
五、地球化学在地球科学研究中的应用地球化学在地球科学研究中扮演着重要的角色。
通过对地球内部岩石、矿物、地幔物质等的化学分析，可以揭示地球的内部结构和演化历史。
《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。
地理与化学学科的发展趋势
展望未来发展趋势和方向
发展趋势
地理与化学学科交叉研究将更加深入，领域将更加广泛；注重解决实际问题，提高研究成果的应用价值；加强国 际合作与交流，推动学科交叉研究的全球化发展。
发展方向
环境科学与地球化学方向将更加注重研究环境污染物的来源、迁移转化规律及生态效应；资源开发与利用方向将 更加注重提高资源利用效率，实现资源的可持续利用；新技术与新方法方向将更加注重创新研究方法和技术手段 ，推动学科交叉研究的深入发展。
分析测试技术革新及影响
高分辨质谱技术
提高质谱技术的分辨率和灵敏度，实现对复杂样品中微量组分的精确测定。
核磁共振波谱技术
发展多维核磁共振波谱技术，揭示分子结构和动力学信息。
光学分析技术
利用光学原理和技术手段，开发新型的光学分析技术，实现对生物分子的无损、快速检测和分析。这些技术 的革新将推动化学学科向更高层次发展，为相关领域的研究和应用提供更强大的支持。
培养复合型人才
交叉学科研究需要具备多学科知识和技能的人才，有助于培养具 有综合素质和创新能力的人才。
国内外发展现状对比
国内
近年来，国内地理与化学交叉学科研究逐渐增多，但整体上仍处于起步阶段，需要加强学科交叉融合和人才培 养。
国外
国外地理与化学交叉学科研究起步较早，发展较为成熟，形成了较为完善的研究体系和方法论。同时，国外在 交叉学科人才培养方面也积累了丰富的经验。
加强国际合作，提升竞争力
加强与国际先进水平的交流合作
通过参加国际会议、访问交流等方式，加强与国际先进水平的交流 合作，引进先进理念和技术方法，提升学科竞争力。
共建国际合作平台
积极与国际组织、科研机构等合作，共建国际合作平台，推动地理 与化学学科的国际合作和交流。
第四章 化学地球动力学及深部过程地球化学示踪
图4 中国主要地体上地幔Nd-Sr-Pb(206、207、208)同位素 组成的五维拓扑空间投影图解
1.华南陆快；2.南半球和冈瓦纳；3.华北陆块；4.北太平洋（朱炳泉，1991） 。
图5 全球麻粒岩207Pb/204Pb－206Pb/204Pb图解
G-L:格陵兰…拉布多拉； Le：苏格兰路易斯； In：印度； A：澳大利亚； Si：西伯利亚； An：南极； SF： 南非； SA：南美；NC：华北；SC：华 南；SG-W：南戈壁乌拉山群；J：佳木斯麻山群（朱炳泉，1998）。
~0.5128
0.7026~ 0.7030
~0.707 0.7035 0.7045
21.0 ~ 22.0
16.5 ~17.5 18.5 ~ 19.5 18.3 17.35~17.5
~ 0.2893
0.2826~ 0.2827 0.2828 ~~ ~~
0.5123~ 0.5124 0.7045~ 0.7060 0.5130 0.512438
图6 中国大陆不同块体铅同位素206Pb/204Pb分布柱状统计图（
Zhu, 1995） (A) 新生代玄武岩；(B)中生代花岗岩长石. 1－华北；2－扬子；3－华南；4－东北 兴安岭地区；5－西藏。
4．关于地幔区域不均一性形成的争议与启示
争议：概括为两类：（1）地球地幔原始均一后来演化为不均一； （2）地球地幔原始不均一后来再发生演化。 *地球地幔原始均一后演化出不均一说：地球原始是均一的 ，后自身分异，尤其 是 层圈相互作用和再循环导致不均一。这是 迄今地球化学的统治思想。表现为对全球地幔采用统一的原始地 幔标准。如对于南半球地幔显示出的同位素组成特殊性，认为是 异常。对其形成，尽管存在着密集的俯冲碰撞使大量地壳物质带 入地幔成因说（Allegre & Turcotte, 1985）及幔核边界层物质上涌 形成说（Hart, 1988; Castillo,1988）之争，但均是从统一原始地幔 考虑问题的。 *地球地幔原始不均一加后来演化说: 根据天体化学揭示的 原始地球物质在空间上 的 不均一 性 ，而且全球地幔化学不均一性 的某些规律又非能由层圈再循环所 能 解释，因而提出了地球原始 非均一论，向均一论发起挑战（欧阳自远等，1994，1995）。
浅议勘查地球化学到应用地球化学的发展趋势
浅议勘查地球化学到应用地球化学的发展趋势【摘要】勘查地球化学是一门年轻的地学分支科学，为解决资源与环境关键问题做出重大贡献。
由于它的发展今后可能超越它原有的局限,因而称之为应用地球化学更符合它的发展方向。
应用地球化学是尚未成形的一门科学。
它是许多化学家、地球化学家、地质学家、物理学家、数学家、农学家与环境学家的多学科学术活动。
勘查地球化学家多年研究地球化学填图的思路与方法可以帮助其它学科扩大视野,而多学科的融合将使改名为应用地球化学的勘查地球化学的研究得以更深入的发展。
【关键词】勘查地球化学；应用地球化学；学科勘查地球化学是从地球化学探矿发展起来的年轻的地学分支。
地球化学探矿最早是在北欧和前苏联发展起来的,受到了几位大师的影响。
一个是戈尔德施密特,另外两位是俄罗斯的维尔纳茨基和费尔斯曼。
他们的学生在北欧及俄罗斯开始使用光谱方法进行地球化学探矿方法的研究。
后来,这种方法传播到了美国,继而又传播到欧洲、加拿大和中国,最后广泛传播到了全世界。
霍克斯与韦布的经典著作《Geochemistry in Mineral Exploration》一书出版后,地球化学探矿一词也逐渐为地球化学勘查所代替。
1973年,《地球化学勘查杂志》问世。
而真正把它作为一门重要的地学分支学科,称之为“勘查地球化学”,则是Levinson于1974年在《Introduction to Exploration Geochemistry》一书中首先正式提出来的这门科学辉煌的时期是20世纪60年代中期至80年代。
这一时期的文献数急剧上升,至1976-1980年间达到高峰。
这一时期,地球化学勘查在环太平洋地区及非洲的找矿工作中取得了非常辉煌的成就。
比如,在环太平洋地区,尤其是南美洲西海岸的一些非常大的斑岩铜矿,就是靠这种方法找出来的。
另外,美洲的许多大铀矿,也是用这种方法找出来的。
为支援发展中国家,联合国在这个时期开展了很多矿产勘查项目,为发展中国家找矿,其中地球化学方法占了最主要的地位。
构造地球化学的概念、原理、研究现状、主要进展及存在的问题
陈国达 、黄瑞华 （ １ ９ ８ ４ ）认为 ：所 谓 构造 地球 化学 ，是从事研究各 种地质 构造作 用与地壳 中化学元 素的分配和迁 移 、分散和富集等关系的一 门边缘科学 ， 介 于构造地质学与地球化学之 间。其主 要 任务是研究地质构造作用 与地球 化学 过 程之间 ，也就是运动和物 质之间 ，在 时间 、空间和成 因上 的关 系 ，把形 成与 形变 、建造 和改造统一起来 ，加以研 究。 在 这里 ，地质构造指大地构造运 动 、地
杨开庆 （ １ ９ ８ ７ ）认为 ：构造地球化 学应当研究地壳物质 在构 造运动调整作
物组合 的建造或岩 相。这是 一个由于构
造动力作用 引起 的岩石 、矿 物物 质调整 或重新调 整并产生 新的矿物或岩相的动
力成 岩成 矿 过 程 。 物质 调 整 在 应 力 梯 度
一
定 时 ，主要取决 于物理 和化学 性质 ，
应 力 梯 度 与物 质 的 质 和量 的 递 变 性 的 对 应 关 系 。构 造 作 用 不 仅 控 制 物 质 分 布 ，
章崇真 （ １ ９ ７ ９ ）认为 ：构造地球化 学是构造地质 和地球 化学之间的边缘学 科 ，是 以构造 地质 为基础 ，运 用地球化
学 原 理 和 方法 来研 究具 有 不 同 地 质 构 造
渗滤作用是指溶液沿岩石孔隙均匀
流动而 发生 的物质 和能 量的传输 作用 。
特 点 是 溶 剂 和 溶 质 同 时 运 动 ，流 动 的 驱 动 力 由压 力 梯 度 引 起 ，即 受 区 域 上 的 地
间的 边 缘 学科 。
壳 运动类型 、构造单元 、构造 区 、构造 索 、壳 体 、褶皱 、断 裂 、裂 隙 （ 节理 、
我国有机地球化学研究现状、发展方向和展望——第十二届全国有机地球化学学术会议部分总结
我国有机地球化学研究现状、发展方向和展望——第十二届全国有机地球化学学术会议部分总结张水昌【摘要】我国有机地球化学经过近30年的不断发展,已经从油气勘探领域拓展到了煤、生物、环境和气候几大主要研究领域,为我国国民经济发展和社会进步作出了重要贡献,充分显示了其强大的生命力.第十二届全国有机地球化学学术会议在深部烃类流体性质研究、致密砂岩气和页岩气成藏、持久性有机污染物生化特征等方面取得了突出进展,进一步明确了学科发展方向.今后一段时期,①高有机质丰度沉积物形成和空间展布的分析和预测技术,②发展地球化学与地质一体化研究模型,③有机、无机相互作用及烃类矿床的次生蚀变和改造作用,④各种成因天然气的生成机理、资源潜力和分布预测,以及⑤环境、煤、生物地球化学,将成为中国未来有机地球化学的研究重点.大会提出:①要重视实验数据的重复性、实验方法的可信性、实验结果的可对比性;②针对中国科技发展的需要,我国有机地球化学的发展应该紧跟国际研究热点,加强创新力度,促进多学科交叉,走出一条有机地球化学与地质学的综合研究之路,并在未来非常规天然气勘探开发过程中大有作为.【期刊名称】《石油与天然气地质》【年(卷),期】2010(031)003【总页数】7页(P265-270,276)【关键词】发展方向;展望;研究现状;有机地球化学;中国【作者】张水昌【作者单位】中国石油天然气股份有限公司,勘探开发研究院,实验研究中心,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】P59320世纪30年代，德国有机化学家Alfred Treibs首次从石油、煤和页岩等沉积物中分离和鉴定出了金属卟啉色素，成为油气有机成因学说的重要佐证，开启了有机地球化学的学科研究阶段，同时也见证了有机地球化学与油气工业的渊源。
经历了70多年的发展，有机地球化学现已发展为一门新兴的、成熟的边缘交叉学科，并且拥有众多分支学科和不同的研究方向，不仅对国际性地学、化学、生物学的基础科学研究作出了贡献，而且对全球的经济生活，特别是在油气勘探开发和环境监测保护方面，发挥着重要作用，已成为非常活跃的科学研究领域。
第四章 地球化学热力学与地球化学动力学
第四章地球化学热力学与地球化学动力学地球化学热力学与地球化学动力学是既有联系又有区别的两个分支学科，前者主要研究能量及其转换，主要解决自然界过程的方向和限度的问题，即平衡态的问题；后者研究自然过程的速度和机制的问题，包括化学反应速率的化学动力学和物理运动的动力学，主要指的是流体动力学、扩散和弥散等。
经典热力学只限于解决平衡态和可逆过程的问题，当体系不处于平衡态时，由热力学的原理不能得出一般性的结论，当体系处于近于平衡态时，热力学力和流之间满足线性关系，可得到线性唯象关系，这时不需要特定的动力学模型，可从一般的热力学原理演绎出系统的演化规律。
当体系处于远离平衡态时，以上线性关系不存在，不再有一个确定的普适的过程发展规律，一个远离平衡态的体系随时间发展到哪个极限状态取决于动力学的详细行为，这和体系在近平衡态时的发展规律形成明显的对照。
在近平衡条件下，不管体系的动力学机制如何，发展过程总是单向地趋于平衡态或与平衡态有类似行为的非平衡态。
因此在远离平衡的条件下，过程的发展方向不能依靠热力学的方法来确定，必须研究动力学的详细行为。
大量的事实表明，这种动力学过程大都是非线性的，远离平衡和非线性两者都是能够驱使系统到有序之源。
这种有序结构称为耗散结构(或自组织结构，尼科利斯和普里高等，1991)—21，需要足够的能量流和物质流，这种结构才能维持，它与平衡有序(如结晶体的有序结构)是本质不同的。
研究自然界非平衡体系的各种动力学机制及非平衡有序的形成是地球化学动力学的主要内容。
自然界地球化学过程一般都不是可逆过程，也没有达到平衡状态，而且正是因为有亚稳态的存在，地质历史上的地球化学过程形成的结果才能得以保存到现在。
另一方面，动力学的研究表明，许多地球化学过程的速度与地质作用的时间相比，这些过程是可以达到或接近平衡的。
根据Barton(1985)的估计(Henley等，1984)cz71，自然界下列各种反应达到平衡的时间为：大多数均相溶液反应在瞬间到一小时；气相反应与石英沉淀需一天到几十年；硫化物的沉淀和溶解为几秒钟到上百年；硫化物和硫酸盐的平衡及与Na、K和Ca的反应为几天到几千年；氧化物、固相反应和难熔硫化物从几天到几万年。
地球化学循环的动力学机制
地球化学循环的动力学机制地球是我们生活的家园，它的表面和内部的化学成分和过程在长期演化的过程中影响至今。
地球化学循环是一个涵盖了地球表面和内部的复杂系统，在这个系统中，各种化学元素和物质以不同的形式相互循环。
而地球化学循环的动力学机制，即各种化学元素和物质循环的原因和规律，一直是地球化学研究的一个重要课题。
众所周知，地球化学循环的核心是物质的循环，而这种循环又是由各种化学元素的循环构成的。
在整个地球系统中，地幔和地壳的两种岩石以不同的方式参与到地球化学循环中，地球内部的岩石循环涉及到了地壳和地幔，而这两种岩石形成的过程又受到了重力和海水的影响。
首先，地球化学循环的动力学机制由地球内部和地球表面的化学元素相互作用形成。
地球中最重要的元素是铁和硅，它们在地球内部和地壳表面的地质作用中提供了关键的角色。
例如，岩石圈中的铁和硅通过火山喷发和地震活动的过程释放到了地表。
而在地幔中，铁和硅是与镁、铝、钠、钙等元素相互混合的，形成了复杂的岩浆和熔炼作用。
这样，在地幔和地壳表面的化学元素循环中，铁和硅起到了至关重要的作用。
其次，重力和海水也是地球化学循环的动力学机制。
重力作用在地球的岩石圈中，导致了岩石圈的上升和下降，确保了地球表面岩石循环顺畅。
海水则在地球表面起到了很重要的作用。
海水涵盖了地球表面的大部分面积，它包含了大量的化学元素和物质，是地球表面重要的化学循环体系之一。
海水中的元素和化合物通过大气、地壳、海底等过程循环，影响着整个地球化学循环的运动。
最后，地球化学循环的动力学机制还包括了其他诸多因素。
例如，生物圈的作用。
生物圈对气候变化和化学物质的循环和存储都有着很重要的影响。
生物能够帮助分解和吸收化学元素和化合物，还能通过在生态系统中的存储和释放来影响地球化学循环的机制。
此外，太阳活动也是地球化学循环动力学机制的一个重要因素，通过其影响气候、空气流动、磁场等方面来影响着地球化学循环的运行。
总之，地球化学循环的动力学机制非常复杂，在其中各种因素相互作用的过程中，地球上的化学元素和物质实现着相互循环的过程。
地球化学与地球气候模拟应用地球化学数据模拟全球气候变化
地球化学与地球气候模拟应用地球化学数据模拟全球气候变化地球化学是研究地球上化学元素和它们在地壳、海洋和大气等环境中的分布、循环和相互作用的科学。
地球气候模拟则是通过数学和物理模型，对地球气候系统的动力学和热力学过程进行模拟和预测。
本文将介绍地球化学数据在地球气候模拟中的应用，以及地球化学数据模拟全球气候变化的意义和挑战。
第一部分：地球化学数据在地球气候模拟中的应用地球化学数据是指通过采样地球的不同环境介质，例如土壤、岩石、水体等获取的关于元素组成、含量和分布的数据。
这些数据可以为地球气候模拟提供重要的依据和约束条件。
1. 土壤与植被土壤是地球上最重要的碳库之一，其碳含量和质量对全球碳循环和气候变化具有重要影响。
地球化学数据可以提供土壤有机碳和无机碳含量的空间分布图，为模拟全球碳循环和预测气候变化提供基础。
同时，地球化学数据还可用于研究土壤对气候变化的响应和反馈机制，揭示土壤-植被系统在全球碳平衡中的作用。
2. 海洋与水体海洋是地球上最大的碳汇之一，其对大气中二氧化碳的吸收和释放对全球气候具有重要影响。
地球化学数据可提供海洋中溶解无机碳、有机碳和微量元素的空间分布图，为海洋生物地球化学循环模拟和全球气候预测提供依据。
此外，地球化学数据还可用于研究水体中营养盐循环、酸碱度变化等对气候变化的响应。
3. 大气大气是地球气候系统中至关重要的组成部分，其中的气候因子如气温、降水和风速等对全球气候变化起着重要作用。
地球化学数据可提供大气中主要气体（如二氧化碳、甲烷等）和气溶胶的空间分布图，为大气化学反应和气候模拟提供数据支持。
此外，地球化学数据还可用于研究大气中气溶胶对辐射平衡和气候变化的影响。
第二部分：地球化学数据模拟全球气候变化的意义和挑战地球化学数据模拟全球气候变化具有重要的科学意义和挑战。
1. 科学意义地球化学数据可提供地球气候系统中各环境介质中元素的分布和转化过程，帮助科学家更好地理解地球的化学循环和气候变化机制。
化学反应动力学的发展和应用
化学反应动力学的发展和应用化学反应动力学是研究化学反应机理和速率的学科，是化学的基础。
随着科技的不断发展，化学反应动力学也不断发展，并应用于各个领域。
本文将探讨化学反应动力学的发展和应用。
一、化学反应动力学的发展化学反应动力学理论的起源可以追溯到19世纪下半叶。
瑞士化学家H. Wurtz在1850年提出了某些反应需要时间才能完成的想法，这标志着化学反应动力学的诞生。
此后，许多化学家在这个领域做出了巨大贡献，如瑞典化学家Arrhenius在1889年提出了Arrhenius方程，用于描述温度对反应速率的影响。
紧接着，荷兰物理学家Vant Hoff在1897年引入了化学动力学的热力学理论，这使得化学反应动力学有了更加深入的研究。
20世纪初期，英国化学家Brönsted和德国化学家Lowry提出了酸碱理论，这奠定了化学反应动力学的基础。
此外，地球化学家Urey还建立了正电子电离器质谱法，该方法能够揭示化学反应的分子机制。
这些成果促进了化学反应动力学的发展。
20世纪中期，芝加哥大学化学家Pauling提出了量子力学的概念，从而深化了化学反应动力学的理论。
随后，美国化学家Marcus提出了热电子迁移理论，用于解释电子传递反应。
此外，化学家们还研究了各种反应动力学模型，如扩散反应模型、催化反应模型等。
二、化学反应动力学的应用1、工业生产化学反应动力学在工业生产中有着广泛的应用。
例如，在合成水合肼的过程中，需要控制反应速率，使得反应能够充分完成并且副产物产生率尽可能小。
此时，化学反应动力学可以提供工业界所需的反应条件，如温度、压力、反应物物质浓度等。
此外，石油工业中的各种化学反应也需要掌握动力学性质。
当我们需要提高石油转化率或者降低催化剂的消耗时，就需要深入了解化学反应动力学。
2、环保和食品工业化学反应动力学在环保和食品工业中也有所应用。
例如，在水处理中，了解化学反应动力学可以帮助我们控制水质，加速水中污染物的分解和降解。