地球化學(xué)的學(xué)科性質(zhì)和基本思想

1、地球化學(xué)的學(xué)科性質(zhì)和基本思想第1頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二一、地球化學(xué)的學(xué)科性質(zhì)（一）各種說法例舉：地學(xué)與化學(xué)雜交的邊緣學(xué)科，研究地球物質(zhì)成分的學(xué)科，地學(xué)中的研究元素和同位素的微觀學(xué)科，地質(zhì)構(gòu)造研究運(yùn)動，地球化學(xué)研究物質(zhì)，礦物學(xué)、巖石學(xué)和地球化學(xué)是同一類學(xué)科。 總之，眾說紛紜，共同特征是：只從表面看問題，將物質(zhì)和運(yùn)動分離，對宏觀和微觀學(xué)說劃分不嚴(yán)謹(jǐn)，沒有抓到地球化學(xué)的學(xué)科本質(zhì)。第2頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二（二）由地球系統(tǒng)物質(zhì)運(yùn)動特性看地球科學(xué)和地球化學(xué)學(xué)科本質(zhì)恩格斯提出按學(xué)科所研究的物質(zhì)運(yùn)動類型進(jìn)行學(xué)科分類的原則，至今仍然有效。

2、當(dāng)年由于地質(zhì)學(xué)（研究固體地球的地學(xué)學(xué)科）還處于完全描述階段，看不清地質(zhì)物質(zhì)運(yùn)動的特性，故恩格斯未對地質(zhì)學(xué)作分類屬性的論述?，F(xiàn)今地球科學(xué)的發(fā)展已有可能鑒別出地球系統(tǒng)物質(zhì)運(yùn)動（含地質(zhì)運(yùn)動）的特性是：力學(xué)（機(jī)械）、化學(xué)、物理學(xué)及生物學(xué)四種基礎(chǔ)形式運(yùn)動相互作用和相互制約的綜合復(fù)雜高級運(yùn)動。類似生命運(yùn)動為力學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)基礎(chǔ)形式運(yùn)動相互作用和相互制約的復(fù)雜高級運(yùn)動。第3頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二（三）地球科學(xué)中的兩大類學(xué)科 按所研究物質(zhì)運(yùn)動的特征看，地球科學(xué)中存在兩大類學(xué)科：研究地球及其子系統(tǒng)物質(zhì)綜合復(fù)雜運(yùn)動的學(xué)科： 二級學(xué)科：地質(zhì)學(xué)（固體地球?qū)W科）、大氣科學(xué)、海洋科學(xué)

3、、地理學(xué)。 地質(zhì)學(xué)下屬的三級學(xué)科：礦物學(xué)、巖石學(xué)、地層學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、地層學(xué)、地貌學(xué)、古生物學(xué)、礦床學(xué)、大地構(gòu)造學(xué)等。 此類學(xué)科（除構(gòu)造地質(zhì)學(xué)外），不管體系大小其中的物質(zhì)運(yùn)動均為含有多種基礎(chǔ)運(yùn)動的綜合復(fù)雜運(yùn)動，連小到礦物形成的小體系都不例外，均需多種第二類的學(xué)科研究的支撐。第4頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二接上2. 專門從事寓于地球物質(zhì)運(yùn)動中的某種基礎(chǔ)形式運(yùn)動的學(xué)科 力學(xué)類：構(gòu)造地質(zhì)學(xué)（固體地球力學(xué)）、巖石圈動力學(xué)（尚待建立）、大氣動力學(xué)、海洋動力學(xué)等。分別為地質(zhì)學(xué)、大氣科學(xué)和海洋科學(xué)的三級學(xué)科。 化學(xué)：地球化學(xué)（地球科學(xué)的二級學(xué)科，涉及固、液、氣地球部分）。 物理

4、學(xué)：地球物理學(xué)（地球科學(xué)的二級學(xué)科，涉及固、液、氣地球部分）。 生物學(xué)：研究地球系統(tǒng)生物作用的的學(xué)科，尚未形成獨(dú)立學(xué)科，但其內(nèi)容有些已含于其他學(xué)科中：如地球化學(xué)中的生物地球化學(xué)，礦床學(xué)中的生物和有機(jī)質(zhì)成礦作用，地質(zhì)和海洋中的微生物作用等。 這一類學(xué)科均為前一類學(xué)的的基礎(chǔ)或支撐學(xué)科。第5頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二（四）地球化學(xué)在地球科學(xué)發(fā)展中的意義地球化學(xué)專司研究寓于地球物質(zhì)運(yùn)動中的化學(xué)形式基礎(chǔ)運(yùn)動，而地球及其各級子系統(tǒng)物質(zhì)運(yùn)動中均含有化學(xué)運(yùn)動、并且這種化學(xué)運(yùn)動還處于同各該體系中的力學(xué)、物理學(xué)等形式運(yùn)動的相互作用和相互制約的狀態(tài)。因此，地球化學(xué)應(yīng)能參與地球科學(xué)各個(gè)

5、領(lǐng)域的研究，并至少與研究地球物質(zhì)力學(xué)運(yùn)動和物理學(xué)運(yùn)動的學(xué)科研究是等效的。由生物化學(xué)推動現(xiàn)代生物學(xué)發(fā)展的重大作用看，可能地球化學(xué)將在地球科學(xué)發(fā)展中起更大一些的作用。在當(dāng)代地球科學(xué)的兩大前沿領(lǐng)域全球變化和大陸動力學(xué)研究中，地球化學(xué)已經(jīng)成為重要支撐學(xué)科之一，就足以說明地球化學(xué)在地球科學(xué)中的意義和地位。第6頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二接上國際知名的地球化學(xué)和宇宙化學(xué)家尤里（Urey)早就指出：“了解太陽系的形成不僅是一個(gè)力學(xué)的問題，同時(shí)也是個(gè)化學(xué)的問題。力學(xué)控制著行星體的復(fù)雜運(yùn)動，而化學(xué)使之千差萬別、變幻莫測”。世界著名地球化學(xué)家阿萊格爾（C.J. Allegre）則更明

6、確地說：“了解太陽系的形成，必須把牛頓的理論與門捷列夫的理論結(jié)合起來”。由此可見地球化學(xué)和宇宙化學(xué)在研究地球、太陽系和宇宙成因方面的重要學(xué)術(shù)意義。第7頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二二、地球化學(xué)基本思想和任務(wù)的發(fā)展 任何學(xué)科在發(fā)展的不同階段都有它的特定研究對象和研究范圍。它們由所要研究和解決的問題所決定。地球化學(xué)自20世紀(jì)70年代初發(fā)生了由發(fā)展的第一階段向發(fā)展的第二階段的轉(zhuǎn)變，表現(xiàn)為地球化學(xué)基本思想、研究對象、研究層次和研究范圍均發(fā)生了重大突變，促使地球化學(xué)更迅猛地發(fā)展。然而，迄今在我國地學(xué)界甚至地球化學(xué)界，還有不少人對地球化學(xué)的基本認(rèn)識還處于滯后狀態(tài)，或者尚未完全跟

7、上新的發(fā)展形勢。這不利于我國地球化學(xué)跨越式地發(fā)展。第8頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二（一）地球化學(xué)發(fā)展第一階段的基本思想和研究范圍地球化學(xué)發(fā)展的第一階段是自20世紀(jì)初建立發(fā)展至60年代末的這一時(shí)期。20世紀(jì)初隨著大量巖層、巖石、礦物以及隕石等化學(xué)分析數(shù)據(jù)的積累，揭示出化學(xué)元素在地殼、不同巖石和礦物及不同類型隕石等中是有規(guī)律地分布和分配的，地球化學(xué)就應(yīng)闡明元素在地殼及其組成巖石和礦物中的分布和分配規(guī)律的需要，而萌生成長的。隨之，人類對礦產(chǎn)資源日益增長的需求，又促進(jìn)地球化學(xué)發(fā)展了地殼中元素集中、分散和遷移理論，以便更深入地研究礦產(chǎn)和巖石等形成規(guī)律，提供更有效的找礦方法。

8、因此這一階段的地球化學(xué)就以“元素原子自然歷史”的基本思想為特征，地球化學(xué)的研究范圍也主要就是元素在地殼中的分布、分配、集中、分散及遷移歷史，對象基本是地殼中的元素原子。第9頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二（二）現(xiàn)階段地球化學(xué)的基本思想、研究對象和研究層次1. 地球化學(xué)進(jìn)入新發(fā)展階段的背景：上世紀(jì)60年代中現(xiàn)代板塊構(gòu)造學(xué)說興起，引起了地學(xué)界的思想革命，使之首次真正能從全球甚至太陽系和宇宙的視野來思考研究地學(xué)問題。板塊學(xué)說本身的深入研究和論證，就涉及殼/幔相互作用、洋/陸相互作用、地幔對流和動力學(xué)等層次的問題。此外，工業(yè)發(fā)展帶來的環(huán)境惡化問題，如全球變暖，也涉及大氣圈、水

9、圈、生物圈和巖石圈相互作用和物質(zhì)循環(huán)問題。這些問題都要求地球化學(xué)參與研究。地球化學(xué)本身發(fā)展了微量元素和同位素示蹤等研究地球深部組成和過程以及地球?qū)尤ρ莼睦碚摵头椒?，也具備了參與地球及其層圈這一層次問題研究的可能。第10頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二2.現(xiàn)階段地球化學(xué)的基本思想與研究對象1973年，美國國家科學(xué)院地球化學(xué)定位小組在“地球化學(xué)定位”（Orientations In Geochemistry)一書中關(guān)于地球化學(xué)的定義表述為：“地球化學(xué)是涉及地球和太陽系的化學(xué)成分和化學(xué)演化的的科學(xué)領(lǐng)域，它包括所有對其做出貢獻(xiàn)的學(xué)科的化學(xué)方面”，“亦即探索地球和行星演化的全

10、部化學(xué)就是地球化學(xué)?！笨梢姷厍蚧瘜W(xué)這種定位已經(jīng)更為接近地球化學(xué)專司研究寓于地球物質(zhì)運(yùn)動中的化學(xué)形式運(yùn)動的學(xué)科本質(zhì)。地球化學(xué)的研究對象和研究范圍已由化學(xué)元素及其在地殼中的行為和遷移歷史擴(kuò)寬至地球及其層圈的化學(xué)組成、化學(xué)作用和化學(xué)演化；并由地殼元素原子層次為主 上升到地球及其層圈甚至行星和太陽系化學(xué)的層次。第11頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二續(xù)前雖然現(xiàn)階段的地球化學(xué)仍需有關(guān)于元素自然化學(xué)行為和遷移歷史研究部分，但其內(nèi)涵與目的已同上階段有所不同。其表現(xiàn)為：1）研究已由地殼中的元素行為和歷史擴(kuò)寬到元素在各地圈中的行為及在各地圈間的循環(huán)歷史。2）除在與元素行為和遷移歷史直接有

11、關(guān)的成礦作用和環(huán)境污染等研究方面，原來研究元素集中、分散和遷移的思路和方法仍然有效外，現(xiàn)階段元素（更 多情況下元素組合和同位素系統(tǒng)組合）自然行為和活動規(guī)律研究，只是作為一種揭示地球化學(xué)作用機(jī)制和特征、層圈相互作用過程和層圈化學(xué)演化歷史的手段在進(jìn)行，而不是作為原來意義的研究目的。3）由于固體地球?qū)尤χg或之內(nèi)物質(zhì)和能量交換及動能傳遞，主要是通過巖漿、沉積、和變質(zhì)等作用進(jìn)行的，因此強(qiáng)調(diào)這些作用化學(xué)過程、化學(xué)機(jī)制及其中元素和同位素行為的研究，以利于地球及其層圈的化學(xué)演化的探索。第12頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二三、地球化學(xué)的基本觀點(diǎn)與方法論 在地球化學(xué)教學(xué)和書籍中很少見

12、到有關(guān)地球化學(xué)方法論的專門論述。這種情況非常不利于培養(yǎng)學(xué)生地球化學(xué)研究的思路和能力。然而，在許多地球化學(xué)巨匠的著作和論文中，不乏潛藏著的閃光的思想和深刻的哲理。總結(jié)現(xiàn)代地球科學(xué)和地球化學(xué)已經(jīng)取得的成就及其基本思想，可以提出以下地球化學(xué)研究的基本指導(dǎo)思想和方法論，共同學(xué)們參考和借鑒。第13頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二（一）地球物質(zhì)客體運(yùn)動的基本規(guī)律 地球物質(zhì)客體運(yùn)動的基本規(guī)律反映的不是個(gè)別的、具體的地球物質(zhì)運(yùn)動的規(guī)律，而是概括地球物質(zhì)客體整體為對象的一般運(yùn)動規(guī)律。關(guān)于地球物質(zhì)運(yùn)動及寓于其中的各類基礎(chǔ)形式運(yùn)動的基本規(guī)律的認(rèn)識或觀點(diǎn)，具有指導(dǎo)地球科學(xué)及其各學(xué)科研究的認(rèn)識

13、論和方法論意義。現(xiàn)今有關(guān)地球化學(xué)運(yùn)動基本規(guī)律的認(rèn)識或觀點(diǎn)主要有：第14頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二1.地球化學(xué)系統(tǒng)觀點(diǎn)及其方法論意義（1）地球物質(zhì)客體，同任何事物一樣，均以系統(tǒng)的方式而存在，并在自身的內(nèi)在矛盾運(yùn)動中及與環(huán)境的相互作用中而發(fā)展。這里的系統(tǒng)律特別強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)（體系）的組成、結(jié)構(gòu)與狀態(tài)制約著其中物質(zhì)運(yùn)動特性與物質(zhì)的行為，即離開特定的系統(tǒng)談不上物質(zhì)和運(yùn)動的具體行為與特性。（2）規(guī)律的闡明： 地球作為太陽系的一個(gè)子系統(tǒng)，有較小適中的體積，在太陽系中的軌道使地表溫度有利于水的大量存在，這決定著生物圈的出現(xiàn)與發(fā)展，最終導(dǎo)致地球以具有含自由氧的大氣圈、花崗質(zhì)的地殼和發(fā)

14、育的生命圈等而不同于其他行星。第15頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二接上地球系統(tǒng)中不同元素分別顯示出對氧、硫或鐵的明顯親和性，而不同于人為系統(tǒng)，這首先取決于地球系統(tǒng)中各種陽離子元素原子總數(shù)大大多于陰離子氧和硫原子的總數(shù)，使化學(xué)反應(yīng)抑制法則發(fā)生了作用。碳元素在無機(jī)、有機(jī)和生命系統(tǒng)中的行為完全不同，就好象是不同的元素。不同區(qū)域殼、幔組成和狀態(tài)的差異，決定著各該區(qū)域巖石和礦產(chǎn)特征和類型的不同。表生系統(tǒng)與內(nèi)生系統(tǒng)性質(zhì)和狀態(tài)不同，其中化學(xué)過程與元素行為也差異較大。第16頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二（3）方法論意義任何特定事物運(yùn)動均需置于它所處的特定

15、系統(tǒng)中來考查研究，以系統(tǒng)的特性來約束事物的性質(zhì)與行為。 系統(tǒng)均具有結(jié)構(gòu)性和層次性，研究低一層次結(jié)構(gòu)部分（系統(tǒng)的子系統(tǒng)），需要以高一層次系統(tǒng)的特征來約束。 地球科學(xué)應(yīng)用力學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)原理于地球系統(tǒng)時(shí)均需按地球系統(tǒng)的特殊性加以修正、甚至改造和發(fā)展。所以才需要建立構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)、地球化學(xué)等。 第17頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二2.寓于地球物質(zhì)運(yùn)動中的化學(xué)、力學(xué)（機(jī)械）、物理學(xué)和生物學(xué)形式的運(yùn)動相互依存、相互制約和相互轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn) （1） 觀點(diǎn)的闡明 板塊聚會帶洋殼板片向大陸之下的俯沖，主要是構(gòu)造（力學(xué)）運(yùn)動，然而，隨洋殼板片的下插，溫壓就會不斷升高（物理場變化

16、），從而導(dǎo)致洋殼板片脫水和變質(zhì)（化學(xué)反應(yīng)），如有遠(yuǎn)洋沉積物隨洋殼俯沖，則其中所含的生物遺體有機(jī)分子就會發(fā)生降解作用（生物或有機(jī)化學(xué)反應(yīng)）。這既可說明力學(xué)、物理、化學(xué)和生物形式運(yùn)動的相互依存和相互制約的關(guān)系，又顯示了構(gòu)造（力學(xué)）運(yùn)動驅(qū)動了（或轉(zhuǎn)化出）物理學(xué)和化學(xué)運(yùn)動。第18頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二接上 然而，洋殼俯沖這一構(gòu)造（力學(xué)）運(yùn)動卻是由物理-化學(xué)運(yùn)動驅(qū)動的。按板塊構(gòu)造學(xué)說，洋殼俯沖是受：（1）由地幔對流引起的海底擴(kuò)張及（2）冷的較致密的鎂鐵質(zhì)洋殼的下沉和拖曳驅(qū)動的。地幔對流則是由地幔溫壓的不均一所致（物理因素）、后者則與放射性元素分布不均有關(guān)（化學(xué)因素）；

17、高溫低密度流體上升、冷的高密度物質(zhì)下降（物理過程），鎂鐵質(zhì)巖石密度大于長英質(zhì)巖石（化學(xué)因素），表明物理-化學(xué)運(yùn)動驅(qū)動了構(gòu)造（力學(xué)）運(yùn)動，所以不同形式的運(yùn)動是相互驅(qū)動或轉(zhuǎn)化的。第19頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二（2）方法論意義研究和解決任何地學(xué)問題均需由各種形式基礎(chǔ)運(yùn)動或側(cè)面進(jìn)行綜合分析，并應(yīng)在此認(rèn)識高度上，處理好多學(xué)科研究過程中學(xué)科之間的關(guān)系。 對地學(xué)問題開展地球化學(xué)學(xué)科研究時(shí)，必須自覺地以其他學(xué)科獲得的客觀資料、規(guī)律與成果，約束本學(xué)科的構(gòu)思。 應(yīng)善于將地學(xué)問題剖析為地球化學(xué)學(xué)科性質(zhì)的問題來研究，以發(fā)揮地球化學(xué)科的專長和優(yōu)勢。 第20頁，共33頁，2022年，5月

18、20日，10點(diǎn)55分，星期二3.地球?qū)尤ο嗷プ饔门c物質(zhì)（再）循環(huán)的觀點(diǎn)（1）觀點(diǎn)的闡明 地球形成初期，發(fā)生物質(zhì)分異形成了地球的層圈結(jié)構(gòu)后，由于各層圈在物質(zhì)組成、能量和熱動力狀態(tài)方面的差異及同一層圈內(nèi)組成和能量的不均一性，尤其存在著極高溫度的地核，從而使地球成了一個(gè)巨大的動力學(xué)系統(tǒng)（類似熱機(jī)），必然導(dǎo)致層圈的相互作用物質(zhì)和能量交換及動量傳遞，以及層圈內(nèi)的物質(zhì)和能量對流，推動著地球及其層圈的發(fā)展和演化。這種地球動力學(xué)統(tǒng)系中的物質(zhì)運(yùn)動規(guī)律，在寓于其中的不同形式基礎(chǔ)運(yùn)動方面表現(xiàn)是不同的。地球化學(xué)運(yùn)動表現(xiàn)為層圈間的物質(zhì)交換和循環(huán)及層圈內(nèi)的物質(zhì)分異和演化；力學(xué)（構(gòu)造）運(yùn)動表現(xiàn)為層圈間的動量傳遞與板塊的離散

19、與會聚 ;而地球物理運(yùn)動則主要表現(xiàn)為層圈間和層圈內(nèi)的熱傳導(dǎo)和熱對流。第21頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二(2) 方法論意義 地球?qū)尤ο嗷プ饔脴?gòu)成了一個(gè)完整的地球動力學(xué)系統(tǒng)。所有地學(xué)問題的研究均應(yīng)以地球?qū)尤ο嗷プ饔玫乃枷霝橹笇?dǎo)。例如，現(xiàn)今國際地球科學(xué)的兩大前沿領(lǐng)域全球變化和大陸動力學(xué)研究，均是以層圈相互作用為指導(dǎo)思想，以層圈間物質(zhì)循環(huán)為方法手段。不同的只是：全球變化研究涉及的是大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈（即天、地、生）的相互作用和物質(zhì)循環(huán)；而大陸動力學(xué)研究涉及的是地殼、地幔和地核的相互作用與物質(zhì)循環(huán)。第22頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二4

20、.地球化學(xué)演化的旋回性和不可逆性觀點(diǎn)(2)觀點(diǎn)的闡明地球上同一地質(zhì)現(xiàn)象和作用，諸如巖漿、沉積、變質(zhì)等地質(zhì)作用與造山運(yùn)動等，在各個(gè)地質(zhì)時(shí)代和階段均有發(fā)生，表明在地球歷史中相同的地質(zhì)事件可以重復(fù)出現(xiàn)，即發(fā)展具有旋回性、循環(huán)性或重現(xiàn)性。然而，考查證明類似的地質(zhì)事件隨時(shí)間推移會發(fā)生質(zhì)的變化，如巖漿作用僅在早前寒武紀(jì)形成科馬提巖，以后則為玄武巖；沉積鐵礦類型早前寒武紀(jì)為硅鐵建造、震旦紀(jì)為鮞狀赤鐵礦、顯生宙為湖相沉積鐵礦；板塊構(gòu)造體制也只大約出現(xiàn)于18億年以后，更第23頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二接上 早的構(gòu)造體制目前尚不清楚。地球上的生物則是從無到有、由低級向高級演化，甚至

21、突然發(fā)生大規(guī)模的滅絕（災(zāi)變）。這體現(xiàn)出地球和地球化學(xué)演化總體上的不可逆性。所以地球化學(xué)演化具有螺旋式上升發(fā)展規(guī)律。造成本規(guī)律的因素主要為：（1）地球和太陽放射性能源隨時(shí)間的衰減（不可逆的）；（2）地球各層圈相互作用引起的層圈組成和狀態(tài)的變化，尤其生物圈的發(fā)生、發(fā)展對大氣圈、水圈和巖石圈影響造成的地球表層的環(huán)境變化（不可逆的）；（3）地球在銀河系和太陽系中軌道運(yùn)行位置變化、速度的波動、太陽亮度變化、天體的隕落撞擊等（主要引起周期性重現(xiàn)，節(jié)律或?yàn)?zāi)變）。第24頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二（2）方法論意義進(jìn)行地學(xué)課題和地球化學(xué)演化研究時(shí)，應(yīng)以旋回-不可逆性觀點(diǎn)，或者發(fā)展論

22、和階段論的思想為指導(dǎo)。 根據(jù)循環(huán)性或重現(xiàn)性規(guī)律，將今比古的研究原則是可行的；然而根據(jù)演化的不可逆性，則應(yīng)注意這一原則只適用于地球歷史的特定階段。例如，注意不要將板塊構(gòu)造體制階段發(fā)生的地質(zhì)事件的特征和規(guī)律，機(jī)械地套用于前板塊構(gòu)造體制時(shí)期。 重視地球?qū)尤εc各類地質(zhì)事件在地球歷史中化學(xué)演化規(guī)律的研究。 第25頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二四、地學(xué)和地球化學(xué)主體研究的反序性說明： 除了現(xiàn)代地球表層正在進(jìn)行的物質(zhì)運(yùn)動（含地球化學(xué)運(yùn)動）過程可以直接觀察外，絕大多數(shù)地學(xué)運(yùn)動過程（含地球化學(xué)運(yùn)動）均不能直接觀察，并且絕大多數(shù)屬于已完成或已結(jié)束了的過程。所以地學(xué)和地球化學(xué)研究基本是根

23、據(jù)運(yùn)動過程的遺跡或記錄追索運(yùn)動過程及其歷史的科學(xué)，即基本采用反序的研究方法。因此，培養(yǎng)和具備善于取得和分析運(yùn)動記錄的能力，這點(diǎn)是十分重要的。第26頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二2.地球化學(xué)記錄地質(zhì)運(yùn)動的記錄是：板塊、地體、造山帶、盆地、地層、巖體、巖帶、礦帶和礦床、巖石、礦物等的結(jié)構(gòu)、相互關(guān)系與時(shí)空序列，以及地形地貌等。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)研究力學(xué)運(yùn)動的記錄是各類地質(zhì)體的變形及其序次、特征和組合等。古生物是根據(jù)化石記錄研究生物的進(jìn)化。地球物理學(xué)依據(jù)各類地質(zhì)體的密度、溫度、磁學(xué)和電學(xué)等物理性質(zhì)，以及傳導(dǎo)熱、電和地震波等的性能來探討地球的結(jié)構(gòu)和物理學(xué)運(yùn)動。那么什么是地球化學(xué)運(yùn)動的

24、記錄？第27頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二接上我們認(rèn)為地球化學(xué)運(yùn)動的記錄既應(yīng)該包括各類地質(zhì)體的化學(xué)和同位素組成，還應(yīng)該包括地質(zhì)體的巖石和礦物組成（各類化合物及其組合）、元素的賦存形式，各類化合物（巖石、礦物）相互反應(yīng)轉(zhuǎn)化的關(guān)系與時(shí)空序列，以及各類地質(zhì)事件所反映的物理化學(xué)性質(zhì)。因?yàn)?，如果地球化學(xué)只將元素和同位素組成作為記錄，則不僅在野外工作階段根本無法進(jìn)行真正意義的地球化學(xué)觀察、建立某些地球化學(xué)研究的設(shè)想，而且還會漏失大量有意義的地球化學(xué)信息。這樣研究的指導(dǎo)思想實(shí)際上僅能是一般地質(zhì)學(xué)思想，而非地球化學(xué)思想，因而必然就會限制地球化學(xué)學(xué)科潛力與專長的充分發(fā)揮?，F(xiàn)在需要解決

25、的問題是如何在野外工作階段，能充分地收集地球化學(xué)信息，建立起地球化學(xué)研究的工作假說，使地球化學(xué)研究能在野外和室內(nèi)連續(xù)一貫。第28頁，共33頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)55分，星期二(3)如何提高地球化學(xué)記錄收集能力 在這方面我們的主要體會是：在地質(zhì)觀察基礎(chǔ)上，只要善于應(yīng)用礦物化學(xué)、巖石化學(xué)和地球化學(xué)知識及化學(xué)和物理化學(xué)知識，賦予地質(zhì)現(xiàn)象和事件以化學(xué)和物理化學(xué)本質(zhì)，就可獲得豐富的地球化學(xué)信息：由地質(zhì)體的巖石和礦物組成，就可知地質(zhì)體的主要化學(xué)組成，根據(jù)礦物中元素的類質(zhì)同象關(guān)系，還可推知可能會富集哪些微量元素，以及由地質(zhì)體基本化學(xué)成分推知它所具有的物理化學(xué)作用，如根據(jù)石灰?guī)r(CaCO3)屬于強(qiáng)堿弱酸鹽類的性質(zhì),就可知它能起中和溶液酸性的堿性地球化學(xué)障的作用，等等。由巖石和礦物的交代反應(yīng)關(guān)系，就