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《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。

-生物体内元素地球化学：探讨生物体内元素的形态、功能和生物地球化学

特性。

-生物地球化学过程与生态环境：分析生物地球化学过程对生态环境的影

响。

-生物地球化学异常与找矿：利用生物地球化学异常寻找矿产资源。

6.环境地球化学

-环境地球化学基本概念：介绍环境地球化学的研究对象、方法和意义。

-大气地球化学：研究大气中的化学成分、污染物来源和迁移转化规律。

-水地球化学：分析水体的化学组成、水质评价和水化学过程。

-土壤地球化学：探讨土壤的化学成分、性质和土壤污染问题。

-环境污染与治理：研究环境污染物的地球化学行为和治理技术。

三、地球化学的研究方法

1.野外调查与采样

-采样方法：包括岩石、土壤、水、气体和生物样品的采集。

-野外观察：记录地质现象、地形地貌、植被覆盖等信息。

2.实验室分析

-化学分析：定量分析样品中的元素含量。

-光谱分析：利用光谱仪测定样品的光谱特征。

-同位素分析：通过同位素比值测定研究元素的来源和迁移过程。

-微区分析：利用电子探针、扫描电镜等手段进行微区成分分析。

3.理论与模型

-地球化学模型：构建地球化学过程的理论模型。

-计算模拟：利用计算机模拟地球化学过程。

4.多学科交叉

-地质学：提供地球化学研究的地质背景和框架。

-物理学：应用于地球化学过程中的物理机制研究。

-生物学：探讨生物与地球化学过程的相互作用。

四、地球化学的意义与应用

1.揭示地球的形成与演化历程

-地球化学研究为理解地球的形成、演化和发展提供了重要证据。

2.指导矿产资源勘查

-地球化学方法在矿产资源勘查中发挥着关键作用，提高了找矿效率。

3.保障能源安全

-地球化学研究为油气、煤炭