地球化學(xué)基礎(chǔ)

1、關(guān)于地球化學(xué)基礎(chǔ)第一張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月緒論主要內(nèi)容 地球化學(xué)的基本問題及定義； 地球化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史； 現(xiàn)代地球化學(xué)及其發(fā)展趨勢(shì)； 地球化學(xué)研究方法；第二張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月趙倫山和張本仁編：地球化學(xué)1988，適用于地球化學(xué)與勘查專業(yè)本科，計(jì)劃學(xué)時(shí)100，可作為地質(zhì)類專業(yè)教學(xué)參考書。12章，60萬(wàn)字韓吟文和馬振東主編：地球化學(xué)2003，面向21世紀(jì)課程教材。 9章，46萬(wàn)字陳俊和王鶴年主編：地球化學(xué)2004，南京大學(xué)將其定為面向21世紀(jì)教材，13章，88萬(wàn)字；地球化學(xué)教材體系 第三張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月地球化學(xué)教材體系 1988版地球化學(xué)

2、緒 論第一章地球、地殼中化學(xué)元素的分布與分配第二章元素結(jié)合規(guī)律與賦存狀態(tài)第三章元素的地球化學(xué)遷移第四章微跡元素地球化學(xué)第五章同位素地球化學(xué)第六章 常溫水-巖體系地球化學(xué)第七章 高溫水-巖體系地球化學(xué)第八章 硅酸鹽熔融體系地球化學(xué)第九章 有機(jī)地球化學(xué)第十章 外部地圈與環(huán)境地球化學(xué)第十一章 歷史地球化學(xué)第十二章 區(qū)域地球化學(xué)第四張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月地球化學(xué)教材體系 2003版地球化學(xué)緒 論第一章 太陽(yáng)系和地球系統(tǒng)的元素 豐度第二章 元素的結(jié)合規(guī)律與賦存狀 態(tài)第三章 水-巖化學(xué)作用和水介質(zhì)中 元素的遷移第四章 地球化學(xué)熱力學(xué)與地球化 學(xué)動(dòng)力學(xué)第五章 微量元素地球化學(xué)第六章 同位素

3、地球化學(xué)第七章 巖漿化學(xué)作用第八章 有機(jī)地球化學(xué)第九章 地球的化學(xué)演化第五張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2004版地球化學(xué)地球化學(xué)教材體系 緒 論第一章 宇宙和地球的成因及組成第二章 地殼及地幔中化學(xué)元素的分布第三章 晶體化學(xué)第四章 地球化學(xué)熱力學(xué)第五章 穩(wěn)定同位素地球化學(xué)第六章 放射性同位素地球化學(xué)第七章 水溶液化學(xué)作用第八章 有機(jī)地球化學(xué)第九章 風(fēng)化作用地球化學(xué)第十章 沉積-成巖作用地球化學(xué)第十一章 巖漿作用地球化學(xué)第十二章 變質(zhì)作用地球化學(xué)第十三章 元素地球化學(xué)循環(huán)第六張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 地球內(nèi)部不穩(wěn)定核素自發(fā)衰變，釋放能量，提供地球物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的主要能源。于

4、是巖石發(fā)生熔融，巖漿侵入，火山噴溢，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，地表風(fēng)化剝蝕，沉積作用等等，造成全球規(guī)模地質(zhì)作用。持續(xù)數(shù)十億年的地質(zhì)構(gòu)造變動(dòng)不斷改變著地球外貌和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，也推動(dòng)著元素及其同位素化合，分異，遷移，活動(dòng)。第七張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 地質(zhì)作用經(jīng)久不息，元素遷移演化不止。地球科學(xué)面對(duì)一個(gè)經(jīng)歷幾十億年發(fā)展演化、目前仍處于強(qiáng)烈變動(dòng)中的“活”地球。地質(zhì)作用不但形成各種宏觀地質(zhì)體，同時(shí)造成地質(zhì)產(chǎn)物中不同的物質(zhì)組成，以及元素和同位素結(jié)合狀態(tài)的微觀現(xiàn)象。正是這些宏觀和微觀地質(zhì)現(xiàn)象記錄著地球變遷歷史。地球科學(xué)的任務(wù)就是準(zhǔn)確判讀這一宏偉的自然“史卷”。緒 論第八張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月

5、地球內(nèi)部熱驅(qū)動(dòng)地幔對(duì)流，將深部物質(zhì)帶到大洋中脊地表，溫度壓力降低導(dǎo)致組分分離或分異形成玄武質(zhì)熔巖，富Si、K、Ca、Na、Al、Fe和堿金屬，然后固結(jié)為組成洋殼的巖石，作為大洋巖石圈板塊的一部分離開大洋中脊。在消減帶向下再次進(jìn)入地幔。與此伴隨的是進(jìn)一步的化學(xué)分離，產(chǎn)生的流(熔)體向上進(jìn)入大陸地殼作為富SiO2的花崗巖類固結(jié)，成為陸殼的主要組成部分。作為化學(xué)工廠的地質(zhì)循環(huán)第九張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月作為化學(xué)工廠的地質(zhì)循環(huán)在活動(dòng)性氣體和有機(jī)質(zhì)參與下，與地殼巖石發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生又一次化學(xué)分異。這種情況下化學(xué)分離特別清晰，SiO2集中于石英砂和燧石中，鋁進(jìn)入粘土礦物，鈣進(jìn)入灰?guī)r，重金屬進(jìn)

6、入礦石。當(dāng)新的地幔物質(zhì)被帶到地表暴露在地表營(yíng)力下，分異巖石再次被帶到地下進(jìn)入對(duì)流地幔中，來(lái)自兩種作用的能量建立了進(jìn)入巖石圈巖石流體的循環(huán)。第十張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第十一張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月地幔對(duì)流：地幔對(duì)流怎樣進(jìn)行？何時(shí)產(chǎn)生？分異作用：上地幔中玄武巖怎樣從橄欖巖中形成？玄武巖又是如何形成花崗巖的？水和空氣如何侵蝕花崗巖中的礦物？更深層次問題：對(duì)流和分異的最終結(jié)果是什么？地殼從地幔中分離的過程是怎樣的？地殼物質(zhì)通過消減作用回到地幔達(dá)到一種平衡狀態(tài)了么？擬或地殼增長(zhǎng)的總量如何？這兩種過程充滿物理化學(xué)問題：第十二張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月這兩種過

7、程充滿物理化學(xué)問題：時(shí)間問題：地幔對(duì)流，分異作用和消減作用進(jìn)行了多長(zhǎng)時(shí)間？它們最初是在何時(shí)和何地開始的？是怎樣開始的？具有實(shí)際意義的問題： 上述過程如何影響大陸地表？金、銅、鎳等有用金屬如何成礦？人類活動(dòng)對(duì)地球的化學(xué)機(jī)器產(chǎn)生了怎樣的顯著影響？對(duì)于人類生存環(huán)境產(chǎn)生了怎樣的影響？地球化學(xué)第十三張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月緒 論不同地質(zhì)歷史時(shí)期形成的地殼物質(zhì)也不相同。為什么不同時(shí)間，不同空間形成的地質(zhì)體的物質(zhì)組成不同？地球化學(xué)必須回答的問題第十四張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 自從Goldschmidt和Vernadsky的早期階段以來(lái)，地球化學(xué)已經(jīng)成為一門成熟的科學(xué)，在地球科

8、學(xué)中起著中心科學(xué)的作用(plays a central role in the Earth Sciences Allegre,1995)，在過去50年中發(fā)展相當(dāng)迅速，從建立巖石，土壤，水，地殼和地幔物質(zhì)化學(xué)組成的分析方法角度出發(fā)，已經(jīng)成為地球科學(xué)中解疑釋惑(explanatory)的學(xué)科(Allegre,1995)。緒 論第十五張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 掌握地球化學(xué)的基本原理，基本知識(shí)和基本技能。學(xué)會(huì)將地球科學(xué)問題轉(zhuǎn)換為地球化學(xué)問題，使用地球化學(xué)的思維方法和方法技術(shù)將地球化學(xué)中的感性推斷轉(zhuǎn)變?yōu)槔硇岳斫?，見微知著，然后返回地質(zhì)學(xué)研究，站在新的科學(xué)高度理解地質(zhì)學(xué)問題。地球化學(xué)思維第

9、十六張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1 地球化學(xué)的基本問題及定義地球是個(gè)及其復(fù)雜的物質(zhì)體系。地球科學(xué)具有眾多分支學(xué)科，它們從不同側(cè)面認(rèn)識(shí)地球的過去和現(xiàn)在。地球化學(xué)著重從地球的化學(xué)組成、化學(xué)作用和化學(xué)演化，即物質(zhì)的化學(xué)運(yùn)動(dòng)形式方面研究地球。 第十七張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.1 地球化學(xué)基本問題 自然地質(zhì)作用除形成宏觀地質(zhì)體外，還造成大量肉眼難以辨認(rèn)的常量，微量元素和同位素成分的變化，以及它們之間相互結(jié)合和賦存狀態(tài)方面的微觀蹤跡，包含重要的地質(zhì)作用信息。應(yīng)用現(xiàn)代分析測(cè)試手段觀察這些宏觀和微觀蹤跡，可以深入揭示地質(zhì)事件的奧秘。第十八張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月自

10、然物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和存在狀態(tài)是所處介質(zhì)條件的函數(shù)。地球化學(xué)把任一地質(zhì)作用都看成是一種熱力學(xué)體系，反映地質(zhì)環(huán)境的體系物理化學(xué)條件，作用于具有獨(dú)立性格的原子，使之產(chǎn)生有規(guī)律的變化。根據(jù)現(xiàn)代基礎(chǔ)科學(xué)理論解釋變化的原因和條件，使地球化學(xué)有可能在更深層次上認(rèn)識(shí)地質(zhì)作用的機(jī)制。地球化學(xué)問題必須置于地球或其子系統(tǒng)(區(qū)域巖石圈,殼,幔)中進(jìn)行分析，以系統(tǒng)的組成和狀態(tài)來(lái)約束作用過程的特征和元素的行為。1.1 地球化學(xué)基本問題 第十九張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 圍繞原子在地質(zhì)環(huán)境中多方面的變化結(jié)果及其地質(zhì)意義的分析，形成地球化學(xué)研究中的幾個(gè)基本問題： I. 研究地球和地質(zhì)體中元素及其同位素的組成。包括元素

11、及其同位素含量在空間，時(shí)間及不同產(chǎn)狀地質(zhì)體中的變化。元素的平均含量(豐度)和分布分配問題abundance，distribution，partitioning。 元素在地球及各層圈(殼、幔、核)中平均含量豐度問題。1.1 地球化學(xué)基本問題 第二十張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月研究元素及其同位素含量在不同地質(zhì)構(gòu)造單元，巖石，礦物和礦床中的變化-元素分布和分配問題。不同地質(zhì)構(gòu)造單元，不同巖石，礦床和礦物中，元素含量不同，這是因不同地球化學(xué)體系化學(xué)組成差異造成的。相同類型地質(zhì)構(gòu)造單元，不同巖石，礦床和礦物中，元素含量也不完全相同，這是體系所處熱動(dòng)力學(xué)條件差異造成的。探討元素在地球化學(xué)體系中

12、不同相(礦物)之間含量變化及其與熱力學(xué)條件的依存關(guān)系，是元素分配的研究范疇。從動(dòng)態(tài)角度研究可以獲得元素自然演化的認(rèn)識(shí)。1.1 地球化學(xué)基本問題 第二十一張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月II. 研究元素共生組合和賦存形式共生組合:(association or paragenetic association)前者指組合，無(wú)成因含義。后者有成因含義。-具有共同或相似遷移歷史和分配規(guī)律的元素常在特定地質(zhì)體中形成有規(guī)律的組合-元素共生組合。Cu，Pb，Zn在熱液礦床中；Cr，Ni， Co和PGE在基性超基性巖中形成共生組合。賦存形式(存在,狀態(tài))(occurrence)：指元素在地質(zhì)體中以什么

13、形式存在。常見形式：化合物，類質(zhì)同像混入物，機(jī)械混入物，包裹體及吸附物等。 元素結(jié)合狀態(tài)是地質(zhì)作用物理化學(xué)條件的指示劑，元素存在形式具有成因意義。1.1 地球化學(xué)基本問題 第二十二張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月III. 研究元素的遷移(transportation):元素地球化學(xué)遷移或搬運(yùn)：指元素因其性質(zhì)不同，在自然界各種外界條件影響下不斷結(jié)合，分離，集中和分散的運(yùn)動(dòng)。例如：元素集中礦物礦物集合體(巖石,礦體)礦床。元素分散地球化學(xué)負(fù)異常。集中與分散對(duì)立統(tǒng)一，有集中必有分散，反之亦然。南嶺W，Sn地球化學(xué)省W，Sn礦床W，Sn礦集區(qū)大型,超大型W，Sn礦床元素遷移是地球化學(xué)研究的核心

14、問題. 1.1 地球化學(xué)基本問題 第二十三張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月IV. 元素遷移歷史與地球演化(History，Evolution): 地球的歷史是一個(gè)有大量地質(zhì)事件(events)構(gòu)成的漫長(zhǎng)時(shí)間序列，具災(zāi)變和漸變相間，分階段循環(huán)疊加，總體單向發(fā)展的特征。對(duì)此化學(xué)元素具有“示蹤作用”，即元素和同位素的遷移寓于地質(zhì)作用之中。作用于微跡元素和核素地質(zhì)作用的影響有可能越過后期疊加作用而被保留，通過微跡元素或同位素變異揭示地質(zhì)作用過程的特征，稱為微跡元素或同位素“示蹤”，這些元素或同位素被稱為示蹤劑(tracer)。1.1 地球化學(xué)基本問題 第二十四張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022

15、年6月to know the distribution回答怎樣和什么？How?和What?to discover the causes回答為什么,Why?to study reactions回答怎樣進(jìn)行反應(yīng), processes to assemble the reactions into geochemical cycles. 簡(jiǎn)稱:KDSA.1.1 地球化學(xué)基本問題 第二十五張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.2 地球化學(xué)定義 地球化學(xué)是研究地球及有關(guān)宇宙體的化學(xué)組成(chemical composition, chemical constitution)、化學(xué)作用(chemica

16、l action, chemical process)和化學(xué)演化(chemical evolution)的科學(xué) 。第二十六張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1）從研究對(duì)象來(lái)看：是地球及其子系統(tǒng)（地殼、地幔）及其自然作用體系（巖漿作用、沉積作用、變質(zhì)作用、成礦作用、表生作用、生態(tài)環(huán)境）)，目前正在向宇宙天體拓展； 2）從研究形式來(lái)看：主要是元素（同位素）在自然界的化學(xué)運(yùn)動(dòng)形式； 3）從研究時(shí)間來(lái)看：包涵了整個(gè)地球、地殼演化和全部地質(zhì)作用時(shí)期；對(duì)單個(gè)元素（同位素）來(lái)講，是研究它們的發(fā)生、不斷發(fā)展及螺旋式演化的全部歷史。 為此，地球化學(xué)是地質(zhì)學(xué)與化學(xué)相結(jié)合的一門邊緣學(xué)科，但本質(zhì)上是隸屬地球科學(xué)

17、。 1.2 地球化學(xué)定義第二十七張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 地球科學(xué)的一個(gè)分支 地球化學(xué)主要研究對(duì)象是地球、地殼及其地質(zhì)作用，因此它是地球科學(xué)的一部分，其研究途徑、思維方法更接近地質(zhì)學(xué)，常是針對(duì)自然作用過程提出問題，通過地球化學(xué)理論和方法進(jìn)行研究，最后得出對(duì)自然作用的認(rèn)識(shí)。地球科學(xué)（廣義）：大氣與氣象、地理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)、地球化學(xué)固體地球科學(xué)：地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)、地球化學(xué)1.3 地球化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)第二十八張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.3 地球化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)第二十九張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 著重研究地質(zhì)作用中的化學(xué)運(yùn)動(dòng)形式及其規(guī)律 以區(qū)別于構(gòu)造

18、地質(zhì)學(xué)和古生物學(xué)；以觀察原子為出發(fā)點(diǎn)，研究原子活動(dòng)的整個(gè)歷史，包括元素富集與分散、固結(jié)形式及流體狀態(tài)遷移等，重視研究微量元素及同位素，以此區(qū)別于礦物學(xué)、巖石學(xué)及礦床學(xué)的研究?jī)?nèi)容。地球化學(xué)基本原理具有更為普遍、更為深刻的意義。地球化學(xué)是地球物質(zhì)科學(xué)（material science of the earth）中研究物質(zhì)成分的主干學(xué)科，兼具分支學(xué)科和基礎(chǔ)理論學(xué)科的雙重特點(diǎn)。1.3 地球化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)第三十張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 以化學(xué)類學(xué)科科學(xué)為理論基礎(chǔ) 廣泛深入應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)的理論和方法研究地球物質(zhì)運(yùn)動(dòng)是地球化學(xué)的優(yōu)勢(shì)，包括無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、熱力學(xué)、膠體化學(xué)、化學(xué)動(dòng)力

19、學(xué)等，而量子地球化學(xué)、配合物地球化學(xué)等等新興學(xué)科的出現(xiàn)，是地球化學(xué)與化學(xué)基礎(chǔ)理論發(fā)展緊密結(jié)合的產(chǎn)物。 在推動(dòng)地質(zhì)科學(xué)定量化,理論化和預(yù)測(cè)化的進(jìn)程中地球化學(xué)起著帶頭學(xué)科的作用。1.3 地球化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)第三十一張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 與相鄰學(xué)科間相互滲透 包括與傳統(tǒng)地質(zhì)學(xué)、海洋學(xué)、天文學(xué)、土壤學(xué)等的相互滲透，繁衍出眾多的地球化學(xué)分支學(xué)科。 地球化學(xué)兼具理論性和應(yīng)用性 應(yīng)用性體現(xiàn)在從對(duì)礦產(chǎn)資源的勘查利用到關(guān)系人類健康的環(huán)境規(guī)劃與治理、生態(tài)保護(hù)等等，如應(yīng)用地球化學(xué)、環(huán)境地球化學(xué)、農(nóng)業(yè)地球化學(xué)、地球化學(xué)工程學(xué)-Geochemical Engineering等等.1.3 地球化學(xué)的學(xué)科

20、特點(diǎn)第三十二張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 年輕的發(fā)展中的科學(xué)地球化學(xué)的誕生自20世紀(jì)20年代開始，至今只有80多年的歷史，由于具有邊緣學(xué)科的優(yōu)勢(shì)，在短短的歷史中取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，其作用已經(jīng)到了傳統(tǒng)地質(zhì)學(xué)研究如果沒有地球化學(xué)的參與許多問題將難以解決。1.3 地球化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)第三十三張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月地球化學(xué)在自然科學(xué)中的位置和分支學(xué)科 1.3 地球化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)第三十四張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月地球化學(xué)在地質(zhì)科學(xué)中的位置粗線框內(nèi)：狹義地球化學(xué)；虛線框內(nèi)：廣義地球化學(xué)；虛線框內(nèi)：強(qiáng)調(diào)自然界物質(zhì)狀況的地球化學(xué)1.3 地球化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)第三十五張，

21、PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月按照不同觀點(diǎn)對(duì)地球化學(xué)的分類1.3 地球化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)第三十六張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2 地球化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史 2.1 地球化學(xué)開創(chuàng)時(shí)期 18世紀(jì)隨著地質(zhì)學(xué)理論和原子理論的發(fā)展，地球化學(xué)資料和認(rèn)識(shí)在礦物學(xué)、礦床學(xué)研究中迅速地積累起來(lái)，1838年瑞士化學(xué)家申拜因(Schonbein)第一次提出了“地球化學(xué)”這個(gè)名詞，1842年他預(yù)言“一定有了地球化學(xué)，才能有真正的地質(zhì)科學(xué)”. 第三十七張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月20世紀(jì)后半葉，地球化學(xué)家從曾被認(rèn)為是穿著白大褂向地質(zhì)學(xué)家提供年齡數(shù)據(jù)或向采礦工程師提供品位化驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)室工作人員，變?yōu)榻裉?/p>

22、被地質(zhì)學(xué)家接受的有權(quán)發(fā)展自己的研究領(lǐng)域，檢驗(yàn)自己提出的模式以及引進(jìn)和使用最需要最先進(jìn)的化學(xué)和物理概念的科學(xué)家。然而，由于地球化學(xué)家更多地以巖石和流體的化學(xué)或同位素分析的形式生成大量的原始數(shù)據(jù)，因此分析技術(shù)的發(fā)展對(duì)于地球化學(xué)學(xué)科具有特別重要的意義(Albarede,2003)。2 地球化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史 第三十八張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月地球化學(xué)根基的許多發(fā)現(xiàn)形成于18001910年間，例如周期表的完成，放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，以及非均勻體系熱力學(xué)的建立。使用太陽(yáng)光譜確定太陽(yáng)和太陽(yáng)系的組成，與隕石研究相結(jié)合使我們得以窺見浩大廣漠的宇宙。20世紀(jì)前半葉，許多科學(xué)家嘗試許多方法來(lái)測(cè)定地殼常量元素(m

23、ajor elements)的組成。而Goldschmidt使用發(fā)射光譜技術(shù)測(cè)定少量和微量元素地球化學(xué)，使用X射線衍射技術(shù)測(cè)定了許多礦物的晶體結(jié)構(gòu)，放射測(cè)年技術(shù)開始限定絕對(duì)地質(zhì)時(shí)間表。2 地球化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史 第三十九張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月自從1884年美國(guó)地質(zhì)調(diào)查所成立和克拉克(F.W.Clarke)任主要化學(xué)師以來(lái)，一個(gè)對(duì)地球進(jìn)行化學(xué)研究的中心就在美洲大陸建立了起來(lái)。1908年克拉克所著地球化學(xué)資料(Data of Geochemistry)一書出版，此后25年中再版5次。被公認(rèn)為是經(jīng)典地球化學(xué)著作?？死耸堑厍蚧瘜W(xué)最早奠基人之一。2 地球化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史 第四十張，PPT共七十

24、頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 20世紀(jì)初， 一個(gè)新的地球化學(xué)學(xué)派在挪威形成。該學(xué)派由沃格特(J.H.L.Vogt)和布羅格(W.C.Brogg- er)創(chuàng)立。后來(lái)由于戈?duì)柕滤姑芴?Goldschmit)及其同事的工作而馳名世界。戈?duì)柕滤姑芴?911年畢業(yè)于奧斯陸大學(xué)，他的論文是對(duì)地球化學(xué)基礎(chǔ)理論的貢獻(xiàn)。1933年他總結(jié)提出了晶體化學(xué)第一定律，成功地運(yùn)用原子和離子半徑以及極化效應(yīng)闡明元素共生組合和類質(zhì)同像，并擬定了元素的地球化學(xué)分類。去世后，他的部分成果由繆爾(A.Muir1954)編輯成專著地球化學(xué)，被公認(rèn)為經(jīng)典地球化學(xué)著作.2 地球化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史 第四十一張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月F

25、ather of Modern Geochemistry 2 地球化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史 第四十二張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1903年(15歲)時(shí)的Vector Moritz Goldschmidt2 地球化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史 第四十三張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Goldschmidt的骨灰盒(美麗的綠色純橄欖巖制作)(高36cm)2 地球化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史 第四十四張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月20世紀(jì)20和30年代，另一個(gè)重要地球化學(xué)學(xué)派在蘇聯(lián)發(fā)展起來(lái)。.和.是該學(xué)派的創(chuàng)始人。維爾納斯基發(fā)展了礦物成因及其歷史的方向，對(duì)元素共生和遷移等問題作了許多研究，創(chuàng)立了生物地球化學(xué)和放射性

26、元素地球化學(xué)分支。1924年出版專著地球化學(xué)概論。費(fèi)爾斯曼在20世紀(jì)30年代對(duì)大量地球化學(xué)資料進(jìn)行了系統(tǒng)全面的理論總結(jié)，創(chuàng)立了地球化學(xué)過程能量分析的原理和方法。寫成地球化學(xué)及礦物學(xué)找礦方法專著和地球化學(xué)四卷集。我們不僅要熱愛我們的國(guó)家，而且還要改造它，創(chuàng)造一個(gè)新生活。被前蘇聯(lián)人民稱為“石頭詩(shī)人”。2 地球化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史 第四十五張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月上述幾個(gè)研究學(xué)派已經(jīng)發(fā)展成為地球化學(xué)的幾個(gè)主要研究方向，由克拉克開創(chuàng)的地球化學(xué)豐度研究已經(jīng)發(fā)展成為勘查地球化學(xué)和分析地球化學(xué)、由戈?duì)柕滤姑芴亻_創(chuàng)的晶體化學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為理論地球化學(xué)、由維爾納茨基和費(fèi)爾斯曼開創(chuàng)的礦物成因及其歷史研究成為

27、歷史地球化學(xué)方向。總之，在地球化學(xué)發(fā)展的歷史中，曾經(jīng)經(jīng)歷了較長(zhǎng)時(shí)間的資料積累， 然后主要由于克拉克、戈?duì)柕滤姑芴?、維爾納斯基和費(fèi)爾斯曼的巨大工作，才使地球化學(xué)從原來(lái)分散的資料描述發(fā)展成為有系統(tǒng)的理論和獨(dú)立方法的科學(xué)。2 地球化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史 第四十六張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.2 地球化學(xué)發(fā)展時(shí)期開始于20世紀(jì)50年代，地球化學(xué)家越來(lái)越多地研究地球化學(xué)反應(yīng)和地球化學(xué)作用過程。1952年，B.Mason出版Principles of Geochemistry作為大學(xué)教科書被廣泛使用。它有助于地球化學(xué)作為地球科學(xué)的合理組成部分的地位。60年代，M.Garrels和B.Krauskopf

28、應(yīng)用熱力學(xué)和溶液化學(xué)確定地球表面礦物的穩(wěn)定性和它們離子的活動(dòng)性，訓(xùn)練出一批現(xiàn)代地球化學(xué)家。建立在比色學(xué)colorimetry基礎(chǔ)上，Geochemical prospecting or Geochemical Exploration，由美國(guó)地調(diào)所Hawkes和Lakin創(chuàng)立于1947年。1953年用在聯(lián)合王國(guó)和南非土壤調(diào)查中。倫敦帝國(guó)理工學(xué)院地球化學(xué)勘查中心已成為該領(lǐng)域的活動(dòng)中心。2 地球化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史 第四十七張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月近年來(lái)出現(xiàn)的環(huán)境地球化學(xué)用于監(jiān)測(cè)因人類污染帶入環(huán)境的金屬和各種有機(jī)物的擴(kuò)散，這一造福于人類的應(yīng)用地球化學(xué)、水文地球化學(xué)、遙感地球化學(xué)、生物地球化學(xué)

29、和醫(yī)學(xué)地球化學(xué)緊密相關(guān)。因此對(duì)人類持續(xù)繁衍勘查地球化學(xué)和環(huán)境地球化學(xué)將作出非常重要的貢獻(xiàn)。近代分析測(cè)試技術(shù)大大提高了地球化學(xué)數(shù)據(jù)的精度和分析速度，如電子能譜、紅外光譜、核磁共振等等，為查明元素在礦物中的賦存狀態(tài)創(chuàng)造了條件；近代結(jié)構(gòu)化學(xué)、物理化學(xué)和量子化學(xué)等與地球化學(xué)結(jié)合，大大推動(dòng)了地球化學(xué)的發(fā)展。而在板塊構(gòu)造理論變革了地球科學(xué)的同時(shí)，也對(duì)地球化學(xué)產(chǎn)生了重大影響。這一切都極大地推動(dòng)了現(xiàn)代地球化學(xué)的發(fā)展。 2 地球化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史 第四十八張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.3 我國(guó)地球化學(xué)的發(fā)展概況春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的管子地?cái)?shù)篇書中記載：山上有赫者，其下有鐵；上有鉛者，其下有銀；上有丹砂這，其下有

30、金；上有磁石者，其下有金銅。同其它地球科學(xué)學(xué)科一樣，我國(guó)地球化學(xué)的發(fā)展與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展緊密聯(lián)系。1958年，中科院地質(zhì)所成立地球化學(xué)研究室，隨后發(fā)展成地化所。50年代末到60年代初，幾所高等院校相繼設(shè)立地球化學(xué)教研室或系。專業(yè)隊(duì)伍不斷擴(kuò)大。加強(qiáng)了中科院地化所，廣州地化所，國(guó)土資源部物化探所等幾個(gè)研究中心。成立中國(guó)礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會(huì)，出版地球化學(xué)，Chinese Journal of Geochemistry等多種刊物。礦巖地化學(xué)會(huì)有20余個(gè)專業(yè)委員會(huì)，中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)下設(shè)勘查地球化學(xué)專業(yè)委員會(huì)。國(guó)際地球化學(xué)填圖研究中心第四十九張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3 現(xiàn)代地球化學(xué)及其發(fā)展趨勢(shì) 2

31、0世紀(jì)70年代開始，在方法上：X光熒光分析，等離子光度計(jì)，精密質(zhì)譜儀，電子探針，離子探針，質(zhì)子探針，電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用和改進(jìn)；理論上：化學(xué)熱力學(xué)，化學(xué)動(dòng)力學(xué)和量子力學(xué)的引入，以及當(dāng)板塊構(gòu)造理論崛起和隨之而來(lái)的對(duì)地幔的興趣，登月、探測(cè)火星、隕石資料積累等多方面因素的促進(jìn)下，地球化學(xué)研究異常活躍?，F(xiàn)代地球化學(xué)主要特點(diǎn)：建立了較完整的地球化學(xué)理論體系，形成了獨(dú)具特色的地球化學(xué)研究思路，制定出一套成熟的工作方法，在解決一些理論和實(shí)際問題中起著重要作用。第五十張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3 現(xiàn)代地球化學(xué)及其發(fā)展趨勢(shì) 1. 同位素年代學(xué)2. 穩(wěn)定同位素地球化學(xué)3.微跡元素地球化學(xué)4.實(shí)驗(yàn)地球化學(xué)

32、5.地質(zhì)流體地球化學(xué)-包裹體地球化學(xué)6.物理地球化學(xué)7.有機(jī)地球化學(xué)8. 配合物地球化學(xué)9. 地球化學(xué)動(dòng)力學(xué)-geochemistry dynamics 10. 量子地球化學(xué)11. 應(yīng)用地球化學(xué)-Applied Geochemistry第五十一張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3 現(xiàn)代地球化學(xué)及其發(fā)展趨勢(shì) 當(dāng)代地球化學(xué)發(fā)展動(dòng)向的主要特征：各種精密、靈敏、高效分析技術(shù)的引入，微區(qū)、微量觀測(cè)方法的開拓，實(shí)驗(yàn)?zāi)M技術(shù)的改進(jìn)與提高及電子計(jì)算機(jī)的普遍應(yīng)用，已至宇航、深鉆、深海探測(cè)等極大地開闊了人們的視域，增大了信息量，人類得以從全新的角度更全面更深入地觀察我們所居住的這個(gè)星球?，F(xiàn)代基礎(chǔ)科學(xué)成果的引

33、入和廣泛應(yīng)用，提高了地球化學(xué)的理解能力和認(rèn)識(shí)深度，使地質(zhì)科學(xué)向定量化、模型化、預(yù)測(cè)化的方向大大推進(jìn)了一步。 第五十二張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3 現(xiàn)代地球化學(xué)及其發(fā)展趨勢(shì) （1）廣泛吸收相鄰學(xué)科成果，相互結(jié)合滲透，開拓新領(lǐng)域，共同促進(jìn)自然科學(xué)的發(fā)展繁榮。（2）地球化學(xué)正進(jìn)入一個(gè)全面對(duì)自然過程解析廣泛的數(shù)字模擬階段，它包含了與它有關(guān)的一切科學(xué)的化學(xué)方面。而研究一切自然過程的化學(xué)機(jī)制是現(xiàn)代地球化學(xué)的突出趨向。（3）地球化學(xué)對(duì)解決與人類息息相關(guān)的諸如礦產(chǎn)資源、能源、環(huán)境以及地質(zhì)災(zāi)害(火山、地震、泥石流等)等問題提供了實(shí)際成果。與兄弟學(xué)科一起為解決自然科學(xué)重大基礎(chǔ)理論問題生命起源、地球與

34、天體演化、元素的合成等起著越來(lái)越大的作用。第五十三張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4 地球化學(xué)研究方法和其它地質(zhì)科學(xué)一樣，地球化學(xué)研究必須采用“類比”和“反序”法，即根據(jù)作用產(chǎn)物來(lái)研究并恢復(fù)其作用過程的歷史和條件。地球化學(xué)和其它地質(zhì)作用都是同一地質(zhì)活動(dòng)的不同側(cè)面。地球化學(xué)研究決不能脫離基礎(chǔ)地質(zhì)工作而單獨(dú)進(jìn)行。一般工作程序仍然是先野外，后室內(nèi)，根據(jù)專題要求，觀察，收集實(shí)際材料，然后進(jìn)行系統(tǒng)能夠反映地球化學(xué)信息的巖礦鑒定和元素測(cè)試，來(lái)分析和回答所從事課題中的問題。第五十四張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4 地球化學(xué)研究方法4.1 地球化學(xué)野外工作方法1. 宏觀地質(zhì)現(xiàn)象的時(shí)空結(jié)構(gòu)觀察

35、 在原有地質(zhì)工作基礎(chǔ)上查明區(qū)內(nèi)地層、巖體、構(gòu)造活動(dòng)以及礦化和蝕變空間展布、時(shí)間順序和相互關(guān)系等；地質(zhì)體產(chǎn)狀，巖體的分期分相，蝕變和礦化的分帶，礦化的分期等等。基礎(chǔ)地質(zhì)資料都有地球化學(xué)意義。第五十五張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.1 地球化學(xué)野外工作方法4 地球化學(xué)研究方法2. 野外地球化學(xué)問題研究 直觀地球化學(xué)現(xiàn)象觀察和研究能解決許多問題。地球化學(xué)學(xué)者應(yīng)具有地球化學(xué)思維，學(xué)會(huì)從元素遷移、化學(xué)反應(yīng)以及地球化學(xué)背景角度看問題。 石英絹云母化：長(zhǎng)石與流體中質(zhì)子和鉀反應(yīng): NaAlSi3O8-CaAlSi2O8+H+K+ KAl3Si3O10(OH)2+2SiO2+Na+Ca2+ 生成含水

36、鋁硅酸鹽礦物和石英。 中酸性巖和碳酸鹽巖接觸帶的矽卡巖化：3CaCO3+Al2O3+3SiO2=Ca3Al2Si3O12(鈣鋁榴石)+CO2 CaCO3+MgCO3+2SiO2=CaMgSi2O6(透輝石)+2CO2第五十六張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4 地球化學(xué)研究方法3. 地球化學(xué)樣品采集 是地球化學(xué)非常特征的研究方法，即通過對(duì)地球化學(xué)樣品元素，氧化物以及同位素含量等的測(cè)試，從微觀角度研究地質(zhì)作用過程中元素賦存狀態(tài)，遷移形式和沉淀方式，揭示作用的地球化學(xué)機(jī)理。要以對(duì)研究區(qū)地質(zhì)特征認(rèn)識(shí)和測(cè)試方法的了解為前提。針對(duì)科學(xué)研究的目的進(jìn)行樣品布局設(shè)計(jì)注意3個(gè)問題： 代表性； 系統(tǒng)性；對(duì)研

37、究對(duì)象空間上、時(shí)間上和不同成因系列的樣品構(gòu)成一個(gè)系列； 統(tǒng)計(jì)性；代表性樣品常由一組樣品構(gòu)成。在地質(zhì)多元統(tǒng)計(jì)中大子樣n50，小子樣n15。第五十七張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4 地球化學(xué)研究方法1234567無(wú)蝕變、無(wú)脈體、無(wú)表皮、礦物組成均勻的新鮮樣品第五十八張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4 地球化學(xué)研究方法4.2 室內(nèi)研究方法靈敏精確的分析測(cè)試方法 地球化學(xué)經(jīng)常處理的元素含量為克拉克值級(jí)次，需要精密的分析技術(shù),靈敏度要求達(dá)到10-410-9 ?，F(xiàn)代分析測(cè)試儀器可以獲得所需精度和靈敏度。常用分析方法：發(fā)射光譜，原子吸收光譜，火焰光譜，離子選擇電極,極譜，X熒光光譜，中子活

38、化，等離子體光量計(jì)，等離子質(zhì)譜以及各種專項(xiàng)分析技術(shù)。元素結(jié)合形式和賦存狀態(tài)鑒定和研究 對(duì)不形成獨(dú)立礦物的元素，應(yīng)研究其賦存狀態(tài)。晶體光學(xué)法，物性和物相分析，X射線分析及各種微區(qū)分析如電子，離子及質(zhì)子探針，同步加速X射線衍射分析等。第五十九張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4 地球化學(xué)研究方法4.2 室內(nèi)研究方法物理化學(xué)條件測(cè)定和計(jì)算 包括測(cè)定法和計(jì)算法。流體包裹體測(cè)溫，測(cè)壓技術(shù)；微量元素溫度計(jì)，礦物溫度計(jì)，同位素溫度計(jì)等。熱力學(xué)參數(shù)還包括體系pH、Eh、fo2、鹽度、離子強(qiáng)度、礦質(zhì)濃度等參數(shù)的計(jì)算。實(shí)驗(yàn)?zāi)M自然作用 實(shí)驗(yàn)室條件下重現(xiàn)自然作用過程。觀測(cè)資料多元統(tǒng)計(jì)處理和計(jì)算 包括多元統(tǒng)計(jì)在

39、地球化學(xué)中的應(yīng)用，多變量和多組分反應(yīng)地球化學(xué)開放體系的數(shù)值模擬計(jì)算，地理信息系統(tǒng)在地球化學(xué)研究中的應(yīng)用等嶄新領(lǐng)域。第六十張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月precision: 分析數(shù)據(jù)的重現(xiàn)率.用相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD%=/c100%.即標(biāo)準(zhǔn)差被平均值除（重復(fù)樣）.準(zhǔn)確度-accuracy:測(cè)試含量值與真實(shí)含量值接近的程度（標(biāo)樣）檢測(cè)限-detection limit:測(cè)試方法能夠測(cè)試的最低含量,是背景噪音相對(duì)于元素信號(hào)的函數(shù).假定數(shù)據(jù)的分析誤差呈正態(tài)分布時(shí)精度與準(zhǔn)確度關(guān)系示意圖.4.3 地球化學(xué)數(shù)據(jù)分析第六十一張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月元素周期表法-元素活動(dòng)性取決于原子的構(gòu)造

40、性質(zhì)，利用周期表元素位置確定元素在地質(zhì)過程中的相互聯(lián)系。據(jù)已知分布預(yù)測(cè)可能存在的特征組合。晶體化學(xué)分析法-原子大小，配位數(shù)，極化性質(zhì)，鍵性，晶體場(chǎng)效應(yīng)等，闡述微跡元素活動(dòng)歷史和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，圖解法-根據(jù)濃度，比值，溫度，取樣深度等相互關(guān)系，探討體系成因和演化。直角坐標(biāo)，三角形，立體圖解以及標(biāo)準(zhǔn)化圖解-球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化。示蹤劑法-由地球化學(xué)性質(zhì)相近或相反元素對(duì)組成，或同位素比值等。Rb/Sr比值等地球化學(xué)計(jì)算和模擬-計(jì)算地球化學(xué)4.3 地球化學(xué)數(shù)據(jù)分析第六十二張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一個(gè)人的精神發(fā)育史實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)人的閱讀史，一個(gè)民族的精神境界，在很大程度上取決于全民族的閱讀水平。在一

41、定意義上，讀書就意味著教育，甚至意味著學(xué)校。學(xué)校里最重要的是教師與圖書，學(xué)校提供了一個(gè)理想的讀書空間在教師指導(dǎo)下讀書的空間。4.4 地球化學(xué)文獻(xiàn)閱讀朱永新（蘇州大學(xué)教授）第六十三張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.4 地球化學(xué)文獻(xiàn)閱讀一個(gè)人的精神發(fā)育史就是他的閱讀史；一個(gè)民族的精神境界取決于這個(gè)民族的閱讀水平；一個(gè)沒有閱讀的學(xué)校永遠(yuǎn)不可能有真正的教育；教給學(xué)生一生有用的東西；朱永新（蘇州大學(xué)教授）第六十四張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.4 地球化學(xué)文獻(xiàn)閱讀韓吟文,馬振東.地球化學(xué),2003,地質(zhì)出版社.陳俊,王鶴年,地球化學(xué),2004,科學(xué)出版社.趙倫山,張本仁. 地球化學(xué)

42、,1988,地質(zhì)出版社.涂光熾等,地球化學(xué).1984,上?？萍汲霭嫔?中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所,高等地球化學(xué).1998,科學(xué)出版社.戚長(zhǎng)謀等,地球化學(xué)通論.1994,地質(zhì)出版社.布朗洛,A.H.,地球化學(xué)(中譯本),1982,地質(zhì)出版社.戈?duì)柕滤姑芴?V.M.,地球化學(xué)(中譯本),1954,科學(xué)出版社. 第六十五張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.4 地球化學(xué)文獻(xiàn)閱讀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. Ottonello, G. Principles of Geochemistry. 1997, Columbia University Press.Faure, G. Principles a