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地球化学Geochemistry 绪 论 什么是地球化学？ 地球化学学科由来 Difference between Geology Geochemistry 1.Geology is direct observation and interpretation of field relations to infer history and present state (e.g. hazards and resources) of the solid Earth and its regions. 2.Geochemistry is the application of principles of chemistry to understand the Earth (solid, ocean, and atmosphere). 3.Likewise, geophysics and geobiology bring the reductionist rigor of physics and biology to the interpretation of geological observation and inference 4. The other sciences are needed to limit the speculation of geologists to plausible ideas, but geology is the anchor of Earth science: it provides the problems to be solved, and the record of actual events. 地球化学的几个经典定义 地球化学科学地研究地壳中的化学元素，即地壳的原子，在可能范围内也研究整个地球的原子。地球化学研究原子的历史、它们在空间上和时间上的分配和运动，以及它们在地球上的成因关系。 ——维尔纳斯基（1922） 地球化学研究地壳中化学元素——原子的历史及其在自然界的各种不同的热力学与物理化学条件下的行为。 ——费尔斯曼（1922） 研究地球及有关天体化学组成、化学作用及化学演化的学科 与地质学、地球物理学及大地测量学，组成固体地球科学的4个支柱 —— 涂光炽（1982） 是地学和化学的交叉学科 着重研究化学元素及其同位素在地球演化历史过程中的分布、迁移规律，并运用这些规律来解决有关的理论和实际问题 ——陈道公，支霞臣（1994） In geochemistry, we use the tools of chemistry to solve geological problems; that is, we use chemistry to understand the Earth and how it works. 深入理解地球化学的定义 从研究对象来看：是地球及其子系统（地壳、地幔及其自然作用体系（岩浆作用、沉积作用、变质作用、成矿作用、表生作用、生态环境……），目前正在向宇宙天体拓展； 从研究形式来看：主要是元素（同位素）在自然界的化学运动形式； 从研究时间来看：包涵了整个地球、地壳演化和全部地质作用时期；对单个元素（同位素）来讲，是研究它们的发生、不断发展及螺旋式演化的全部历史。 一、学科性质 是地质学和化学类学科相互结合的一门边缘科学 是地球科学中一门分支学科，目前已成为支撑地球科学的二级学科 是研究自然体系中物质化学运动形式的一门科学 二. 地球化学学科的发展 地球化学大致成型于20世纪30年代，第二次世界大战后的初期成为一门独立学科 作为独立学科的重要标志： ——在一些大专院校开设《地球化学》 ——地球化学研究所、地球化学教研室等科研和教学单位开始出现 ——以学科命名的学术刊物问世等。《Geochimica et Cosmochimica Acta》 20世纪60年代后地球化学学科获得了重要而快速的发展 地球化学的发展大致经历两个主要阶段 经典地球化学阶段 ——20世纪20年代-50年代 近现代地球化学阶段 ——20世纪60年代以来 经典地球化学阶段 着重研究元素的丰度、分布和迁移； ——元素的地壳丰度：O, Si, Al, Fe, Ca, Na, etc ——元素的地球丰度：Fe, Ni, etc ——元素的宇宙丰度: H, He 研究的手段主要是无机化学、晶体化学和分析化学的方法； 三个主要的代表性人物： —— 克拉克(F. W. Clarke) —— 维