1(Preface)分析.ppt

绪 论 　地球化学 是一门怎样的学科？ 它的研究对象是什么？ 主要可以研究和解决哪些问题？ 它的研究思路和方法是什么？ 它的产生、发展过程、现状和发展趋势如何？  1、 地球化学的学科性质及研究的 基本问题 2、 地球化学的研究方法和思路 3、 地球化学的简史、现状、趋势 一、地球化学的定义及基本问题 （一）地球化学的定义 地球是个复杂的物质体系，几个世纪以来各学科从不同角度来认识地球的过去和现在。地球化学侧重从地球及其组成部分的化学成分和化学运动的角度来认识地球。 近期对地球化学占主导地位的定义: 1、“地球化学是关于地球和太阳系的化学成分及化学演化的一门科学，它包括了与它有关的一切科学的化学方面” —美国国家科学院地球化学发展方向小组委员会，1973 2. “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。” 　　　 ——涂光炽，1985 对地球化学定义，我们从以下方面来进行认识： 1、 研究对象及空间范围：地球（太阳系）、地壳及其它自然体系中的元素和同位素； 2、 研究的运动形式：元素和同位素的化学运动形式； 3、 时间尺度：大尺度包括太阳系、地球、地壳演化的全部历史，小尺度可以是元素或同位素在一定地质作用时期化学作用的发生、发展演化的历史。 2. 地球系统中元素的组合和元素的赋存形式 化学中将原子定义为构成自然物质的具有独立性质的最小单位。地球化学的研究对象是自然界的原子。自然界各种原子构成了各种地质体。自然体系中各种原子的结合和存在状态不是任意的、而是有条件的（如K、Na基本上不与 Cu 、Au结合）。它们受体系组成和自然界物理化学条件的控制，并随着地球的演变而发生变化（见后例）。也就是说，元素的现存形式和结合状态是自然作用过程物理化学条件和地球历史演化的结果。 3. 地球系统各类自然过程中元素的行为（地球的化学作用）、迁移规律和机理； 地球化学研究的第三个基本问题是：元素（或同位素）的地球化学行为，它是指自然过程中元素的行为，而不是实验室中元素的化学行为。 通过对元素行为的研究，可以揭示地质体的成因机制，并可总结出找矿的地球化学标志。 下面举一个实际例子来说明元素地球化学行为的研究内容及研究意义。 4. 地球的化学演化，即地球历史中元素及同位素的演化历史 宇宙、天体是怎样形成、演化的？地球是如何形成、发展的？生命是如何起源的？由C、H、O、N等主要元素构成的人类又是如何产生的？元素又是如何合成的？ 以往，地球科学家对这些基础理论问题的认识往往依靠传统的方法，大量研究表明： 要更一步认识这样一些复杂的问题，必须依靠更深层次上事件所保留的踪迹，地球化学中的元素（微量、常量元素）、同位素成分上的变化是较为理想的事件的指示剂。因为它们在自然界的某些特征有可能越过后期叠加作用而被保留下来，甚至宏观的地质体消失了，也不会影响某些微量元素、同位素记录的保存。 例如：白垩纪末期（6500万年前）陆生恐龙和大量海洋浮游生物在短期内突然灭绝的原因是什么呢？ 事件发生前的宏观地质体已很难找寻了，但微观踪迹（如微量元素、同位素记录）有可能保存下来。 地球化学工作者从E/K界面上1cm厚粘土中测出Ir元素突然增加了20 倍。 从保存下来的化石氧同位素成分测定得知：事件发生时海水温度突然上升，最高可达80℃。 根据上述资料,我们得出当时地球可能遭受到了宇宙天体(群)的猛烈撞击,并且宇宙天体可能是富集Ir元素的。撞击及由于撞击导致的地球温度的升高。可能是白垩纪末期恐龙和大量的海洋浮游生物突然灭绝的主要原因。 二、地球化学的学科性质及学科特点 地球科学（Earth science , geosciences） 由地质学（Geology）、地球化学（Geochemistry）和地球物理学（Geophysics）三个二级学科组成，地球化学是地球科学中最年轻的成员（20世纪20-30年代才诞生的科学），有旺盛生命力、发展中的科学，第一个提出“地球化学”一词的瑞士化学家申拜因（Schonbein ）在1942年就预言 “一定要有了地球化学，才能有真正的地球科学。” 4.地球化学已形成一个较完整的学科体系，仍不断与相关学科结合产生新的分支学科。 地球化学主要分支学科有： 理论地球化学： 　物理地球化学，