地球化學基礎

1、關于地球化學基礎第一張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月緒論主要內容 地球化學的基本問題及定義； 地球化學發(fā)展簡史； 現代地球化學及其發(fā)展趨勢； 地球化學研究方法；第二張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月趙倫山和張本仁編：地球化學1988，適用于地球化學與勘查專業(yè)本科，計劃學時100，可作為地質類專業(yè)教學參考書。12章，60萬字韓吟文和馬振東主編：地球化學2003，面向21世紀課程教材。 9章，46萬字陳俊和王鶴年主編：地球化學2004，南京大學將其定為面向21世紀教材，13章，88萬字；地球化學教材體系 第三張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月地球化學教材體系 1988版地球化學

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

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

4、是巖石發(fā)生熔融，巖漿侵入，火山噴溢，構造運動，地表風化剝蝕，沉積作用等等，造成全球規(guī)模地質作用。持續(xù)數十億年的地質構造變動不斷改變著地球外貌和內部結構，也推動著元素及其同位素化合，分異，遷移，活動。第七張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月 地質作用經久不息，元素遷移演化不止。地球科學面對一個經歷幾十億年發(fā)展演化、目前仍處于強烈變動中的“活”地球。地質作用不但形成各種宏觀地質體，同時造成地質產物中不同的物質組成，以及元素和同位素結合狀態(tài)的微觀現象。正是這些宏觀和微觀地質現象記錄著地球變遷歷史。地球科學的任務就是準確判讀這一宏偉的自然“史卷”。緒 論第八張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月

5、地球內部熱驅動地幔對流，將深部物質帶到大洋中脊地表，溫度壓力降低導致組分分離或分異形成玄武質熔巖，富Si、K、Ca、Na、Al、Fe和堿金屬，然后固結為組成洋殼的巖石，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入地幔。與此伴隨的是進一步的化學分離，產生的流(熔)體向上進入大陸地殼作為富SiO2的花崗巖類固結，成為陸殼的主要組成部分。作為化學工廠的地質循環(huán)第九張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月作為化學工廠的地質循環(huán)在活動性氣體和有機質參與下，與地殼巖石發(fā)生反應，產生又一次化學分異。這種情況下化學分離特別清晰，SiO2集中于石英砂和燧石中，鋁進入粘土礦物，鈣進入灰?guī)r，重金屬進

6、入礦石。當新的地幔物質被帶到地表暴露在地表營力下，分異巖石再次被帶到地下進入對流地幔中，來自兩種作用的能量建立了進入巖石圈巖石流體的循環(huán)。第十張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月第十一張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月地幔對流：地幔對流怎樣進行？何時產生？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：對流和分異的最終結果是什么？地殼從地幔中分離的過程是怎樣的？地殼物質通過消減作用回到地幔達到一種平衡狀態(tài)了么？擬或地殼增長的總量如何？這兩種過程充滿物理化學問題：第十二張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月這兩種過

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

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

9、十六張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月1 地球化學的基本問題及定義地球是個及其復雜的物質體系。地球科學具有眾多分支學科，它們從不同側面認識地球的過去和現在。地球化學著重從地球的化學組成、化學作用和化學演化，即物質的化學運動形式方面研究地球。 第十七張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月1.1 地球化學基本問題 自然地質作用除形成宏觀地質體外，還造成大量肉眼難以辨認的常量，微量元素和同位素成分的變化，以及它們之間相互結合和賦存狀態(tài)方面的微觀蹤跡，包含重要的地質作用信息。應用現代分析測試手段觀察這些宏觀和微觀蹤跡，可以深入揭示地質事件的奧秘。第十八張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月自

10、然物質的運動和存在狀態(tài)是所處介質條件的函數。地球化學把任一地質作用都看成是一種熱力學體系，反映地質環(huán)境的體系物理化學條件，作用于具有獨立性格的原子，使之產生有規(guī)律的變化。根據現代基礎科學理論解釋變化的原因和條件，使地球化學有可能在更深層次上認識地質作用的機制。地球化學問題必須置于地球或其子系統(tǒng)(區(qū)域巖石圈,殼,幔)中進行分析，以系統(tǒng)的組成和狀態(tài)來約束作用過程的特征和元素的行為。1.1 地球化學基本問題 第十九張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月 圍繞原子在地質環(huán)境中多方面的變化結果及其地質意義的分析，形成地球化學研究中的幾個基本問題： I. 研究地球和地質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，時間及不同產狀地質體中的變化。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 地球化學基本問題 第二十張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月研究元素及其同位素含量在不同地質構造單元，巖石，礦物和礦床中的變化-元素分布和分配問題。不同地質構造單元，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體系化學組成差異造成的。相同類型地質構造單元，不同巖石，礦床和礦物中，元素含量也不完全相同，這是體系所處熱動力學條件差異造成的。探討元素在地球化學體系中

12、不同相(礦物)之間含量變化及其與熱力學條件的依存關系，是元素分配的研究范疇。從動態(tài)角度研究可以獲得元素自然演化的認識。1.1 地球化學基本問題 第二十一張，PPT共七十頁，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)：指元素在地質體中以什么

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

14、問題. 1.1 地球化學基本問題 第二十三張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月IV. 元素遷移歷史與地球演化(History，Evolution): 地球的歷史是一個有大量地質事件(events)構成的漫長時間序列，具災變和漸變相間，分階段循環(huán)疊加，總體單向發(fā)展的特征。對此化學元素具有“示蹤作用”，即元素和同位素的遷移寓于地質作用之中。作用于微跡元素和核素地質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 地球化學基本問題 第二十四張，PPT共七十頁，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回答怎樣進行反應, processes to assemble the reactions into geochemical cycles. 簡稱:KDSA.1.1 地球化學基本問題 第二十五張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月1.2 地球化學定義 地球化學是研究地球及有關宇宙體的化學組成(chemical composition, chemical constitution)、化學作用(chemica

16、l action, chemical process)和化學演化(chemical evolution)的科學 。第二十六張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月1）從研究對象來看：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）從研究形式來看：主要是元素（同位素）在自然界的化學運動形式； 3）從研究時間來看：包涵了整個地球、地殼演化和全部地質作用時期；對單個元素（同位素）來講，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，地球化學是地質學與化學相結合的一門邊緣學科，但本質上是隸屬地球科學

17、。 1.2 地球化學定義第二十七張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月 地球科學的一個分支 地球化學主要研究對象是地球、地殼及其地質作用，因此它是地球科學的一部分，其研究途徑、思維方法更接近地質學，常是針對自然作用過程提出問題，通過地球化學理論和方法進行研究，最后得出對自然作用的認識。地球科學（廣義）：大氣與氣象、地理學、地質學、地球物理學、地球化學固體地球科學：地質學、地球物理學、地球化學1.3 地球化學的學科特點第二十八張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3 地球化學的學科特點第二十九張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月 著重研究地質作用中的化學運動形式及其規(guī)律 以區(qū)別于構造

18、地質學和古生物學；以觀察原子為出發(fā)點，研究原子活動的整個歷史，包括元素富集與分散、固結形式及流體狀態(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、巖石學及礦床學的研究內容。地球化學基本原理具有更為普遍、更為深刻的意義。地球化學是地球物質科學（material science of the earth）中研究物質成分的主干學科，兼具分支學科和基礎理論學科的雙重特點。1.3 地球化學的學科特點第三十張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月 以化學類學科科學為理論基礎 廣泛深入應用基礎科學的理論和方法研究地球物質運動是地球化學的優(yōu)勢，包括無機化學、有機化學、物理化學、熱力學、膠體化學、化學動力

19、學等，而量子地球化學、配合物地球化學等等新興學科的出現，是地球化學與化學基礎理論發(fā)展緊密結合的產物。 在推動地質科學定量化,理論化和預測化的進程中地球化學起著帶頭學科的作用。1.3 地球化學的學科特點第三十一張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月 與相鄰學科間相互滲透 包括與傳統(tǒng)地質學、海洋學、天文學、土壤學等的相互滲透，繁衍出眾多的地球化學分支學科。 地球化學兼具理論性和應用性 應用性體現在從對礦產資源的勘查利用到關系人類健康的環(huán)境規(guī)劃與治理、生態(tài)保護等等，如應用地球化學、環(huán)境地球化學、農業(yè)地球化學、地球化學工程學-Geochemical Engineering等等.1.3 地球化學的學科

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

21、PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月按照不同觀點對地球化學的分類1.3 地球化學的學科特點第三十六張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月2 地球化學發(fā)展簡史 2.1 地球化學開創(chuàng)時期 18世紀隨著地質學理論和原子理論的發(fā)展，地球化學資料和認識在礦物學、礦床學研究中迅速地積累起來，1838年瑞士化學家申拜因(Schonbein)第一次提出了“地球化學”這個名詞，1842年他預言“一定有了地球化學，才能有真正的地質科學”. 第三十七張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月20世紀后半葉，地球化學家從曾被認為是穿著白大褂向地質學家提供年齡數據或向采礦工程師提供品位化驗數據的實驗室工作人員，變?yōu)榻裉?/p>

22、被地質學家接受的有權發(fā)展自己的研究領域，檢驗自己提出的模式以及引進和使用最需要最先進的化學和物理概念的科學家。然而，由于地球化學家更多地以巖石和流體的化學或同位素分析的形式生成大量的原始數據，因此分析技術的發(fā)展對于地球化學學科具有特別重要的意義(Albarede,2003)。2 地球化學發(fā)展簡史 第三十八張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月地球化學根基的許多發(fā)現形成于18001910年間，例如周期表的完成，放射現象的發(fā)現，以及非均勻體系熱力學的建立。使用太陽光譜確定太陽和太陽系的組成，與隕石研究相結合使我們得以窺見浩大廣漠的宇宙。20世紀前半葉，許多科學家嘗試許多方法來測定地殼常量元素(m

23、ajor elements)的組成。而Goldschmidt使用發(fā)射光譜技術測定少量和微量元素地球化學，使用X射線衍射技術測定了許多礦物的晶體結構，放射測年技術開始限定絕對地質時間表。2 地球化學發(fā)展簡史 第三十九張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月自從1884年美國地質調查所成立和克拉克(F.W.Clarke)任主要化學師以來，一個對地球進行化學研究的中心就在美洲大陸建立了起來。1908年克拉克所著地球化學資料(Data of Geochemistry)一書出版，此后25年中再版5次。被公認為是經典地球化學著作?？死耸堑厍蚧瘜W最早奠基人之一。2 地球化學發(fā)展簡史 第四十張，PPT共七十

24、頁，創(chuàng)作于2022年6月 20世紀初， 一個新的地球化學學派在挪威形成。該學派由沃格特(J.H.L.Vogt)和布羅格(W.C.Brogg- er)創(chuàng)立。后來由于戈爾德斯密特(Goldschmit)及其同事的工作而馳名世界。戈爾德斯密特1911年畢業(yè)于奧斯陸大學，他的論文是對地球化學基礎理論的貢獻。1933年他總結提出了晶體化學第一定律，成功地運用原子和離子半徑以及極化效應闡明元素共生組合和類質同像，并擬定了元素的地球化學分類。去世后，他的部分成果由繆爾(A.Muir1954)編輯成專著地球化學，被公認為經典地球化學著作.2 地球化學發(fā)展簡史 第四十一張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月F

25、ather of Modern Geochemistry 2 地球化學發(fā)展簡史 第四十二張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月1903年(15歲)時的Vector Moritz Goldschmidt2 地球化學發(fā)展簡史 第四十三張，PPT共七十頁，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 地球化學發(fā)展簡史 第四十四張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月20世紀20和30年代，另一個重要地球化學學派在蘇聯發(fā)展起來。.和.是該學派的創(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)立了生物地球化學和放射性

26、元素地球化學分支。1924年出版專著地球化學概論。費爾斯曼在20世紀30年代對大量地球化學資料進行了系統(tǒng)全面的理論總結，創(chuàng)立了地球化學過程能量分析的原理和方法。寫成地球化學及礦物學找礦方法專著和地球化學四卷集。我們不僅要熱愛我們的國家，而且還要改造它，創(chuàng)造一個新生活。被前蘇聯人民稱為“石頭詩人”。2 地球化學發(fā)展簡史 第四十五張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月上述幾個研究學派已經發(fā)展成為地球化學的幾個主要研究方向，由克拉克開創(chuàng)的地球化學豐度研究已經發(fā)展成為勘查地球化學和分析地球化學、由戈爾德斯密特開創(chuàng)的晶體化學已經發(fā)展成為理論地球化學、由維爾納茨基和費爾斯曼開創(chuàng)的礦物成因及其歷史研究成為

27、歷史地球化學方向?？傊?，在地球化學發(fā)展的歷史中，曾經經歷了較長時間的資料積累， 然后主要由于克拉克、戈爾德斯密特、維爾納斯基和費爾斯曼的巨大工作，才使地球化學從原來分散的資料描述發(fā)展成為有系統(tǒng)的理論和獨立方法的科學。2 地球化學發(fā)展簡史 第四十六張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月2.2 地球化學發(fā)展時期開始于20世紀50年代，地球化學家越來越多地研究地球化學反應和地球化學作用過程。1952年，B.Mason出版Principles of Geochemistry作為大學教科書被廣泛使用。它有助于地球化學作為地球科學的合理組成部分的地位。60年代，M.Garrels和B.Krauskopf

28、應用熱力學和溶液化學確定地球表面礦物的穩(wěn)定性和它們離子的活動性，訓練出一批現代地球化學家。建立在比色學colorimetry基礎上，Geochemical prospecting or Geochemical Exploration，由美國地調所Hawkes和Lakin創(chuàng)立于1947年。1953年用在聯合王國和南非土壤調查中。倫敦帝國理工學院地球化學勘查中心已成為該領域的活動中心。2 地球化學發(fā)展簡史 第四十七張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月近年來出現的環(huán)境地球化學用于監(jiān)測因人類污染帶入環(huán)境的金屬和各種有機物的擴散，這一造福于人類的應用地球化學、水文地球化學、遙感地球化學、生物地球化學

29、和醫(yī)學地球化學緊密相關。因此對人類持續(xù)繁衍勘查地球化學和環(huán)境地球化學將作出非常重要的貢獻。近代分析測試技術大大提高了地球化學數據的精度和分析速度，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；近代結構化學、物理化學和量子化學等與地球化學結合，大大推動了地球化學的發(fā)展。而在板塊構造理論變革了地球科學的同時，也對地球化學產生了重大影響。這一切都極大地推動了現代地球化學的發(fā)展。 2 地球化學發(fā)展簡史 第四十八張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月2.3 我國地球化學的發(fā)展概況春秋戰(zhàn)國時期的管子地數篇書中記載：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。同其它地球科學學科一樣，我國地球化學的發(fā)展與國民經濟發(fā)展緊密聯系。1958年，中科院地質所成立地球化學研究室，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立地球化學教研室或系。專業(yè)隊伍不斷擴大。加強了中科院地化所，廣州地化所，國土資源部物化探所等幾個研究中心。成立中國礦物巖石地球化學學會，出版地球化學，Chinese Journal of Geochemistry等多種刊物。礦巖地化學會有20余個專業(yè)委員會，中國地質學會下設勘查地球化學專業(yè)委員會。國際地球化學填圖研究中心第四十九張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月3 現代地球化學及其發(fā)展趨勢 2

31、0世紀70年代開始，在方法上：X光熒光分析，等離子光度計，精密質譜儀，電子探針，離子探針，質子探針，電子計算機的應用和改進；理論上：化學熱力學，化學動力學和量子力學的引入，以及當板塊構造理論崛起和隨之而來的對地幔的興趣，登月、探測火星、隕石資料積累等多方面因素的促進下，地球化學研究異?；钴S?，F代地球化學主要特點：建立了較完整的地球化學理論體系，形成了獨具特色的地球化學研究思路，制定出一套成熟的工作方法，在解決一些理論和實際問題中起著重要作用。第五十張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月3 現代地球化學及其發(fā)展趨勢 1. 同位素年代學2. 穩(wěn)定同位素地球化學3.微跡元素地球化學4.實驗地球化學

32、5.地質流體地球化學-包裹體地球化學6.物理地球化學7.有機地球化學8. 配合物地球化學9. 地球化學動力學-geochemistry dynamics 10. 量子地球化學11. 應用地球化學-Applied Geochemistry第五十一張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月3 現代地球化學及其發(fā)展趨勢 當代地球化學發(fā)展動向的主要特征：各種精密、靈敏、高效分析技術的引入，微區(qū)、微量觀測方法的開拓，實驗模擬技術的改進與提高及電子計算機的普遍應用，已至宇航、深鉆、深海探測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星球。現代基礎科學成果的引

33、入和廣泛應用，提高了地球化學的理解能力和認識深度，使地質科學向定量化、模型化、預測化的方向大大推進了一步。 第五十二張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月3 現代地球化學及其發(fā)展趨勢 （1）廣泛吸收相鄰學科成果，相互結合滲透，開拓新領域，共同促進自然科學的發(fā)展繁榮。（2）地球化學正進入一個全面對自然過程解析廣泛的數字模擬階段，它包含了與它有關的一切科學的化學方面。而研究一切自然過程的化學機制是現代地球化學的突出趨向。（3）地球化學對解決與人類息息相關的諸如礦產資源、能源、環(huán)境以及地質災害(火山、地震、泥石流等)等問題提供了實際成果。與兄弟學科一起為解決自然科學重大基礎理論問題生命起源、地球與

34、天體演化、元素的合成等起著越來越大的作用。第五十三張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月4 地球化學研究方法和其它地質科學一樣，地球化學研究必須采用“類比”和“反序”法，即根據作用產物來研究并恢復其作用過程的歷史和條件。地球化學和其它地質作用都是同一地質活動的不同側面。地球化學研究決不能脫離基礎地質工作而單獨進行。一般工作程序仍然是先野外，后室內，根據專題要求，觀察，收集實際材料，然后進行系統(tǒng)能夠反映地球化學信息的巖礦鑒定和元素測試，來分析和回答所從事課題中的問題。第五十四張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月4 地球化學研究方法4.1 地球化學野外工作方法1. 宏觀地質現象的時空結構觀察

35、 在原有地質工作基礎上查明區(qū)內地層、巖體、構造活動以及礦化和蝕變空間展布、時間順序和相互關系等；地質體產狀，巖體的分期分相，蝕變和礦化的分帶，礦化的分期等等?；A地質資料都有地球化學意義。第五十五張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月4.1 地球化學野外工作方法4 地球化學研究方法2. 野外地球化學問題研究 直觀地球化學現象觀察和研究能解決許多問題。地球化學學者應具有地球化學思維，學會從元素遷移、化學反應以及地球化學背景角度看問題。 石英絹云母化：長石與流體中質子和鉀反應: 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，創(chuàng)作于2022年6月4 地球化學研究方法3. 地球化學樣品采集 是地球化學非常特征的研究方法，即通過對地球化學樣品元素，氧化物以及同位素含量等的測試，從微觀角度研究地質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機理。要以對研究區(qū)地質特征認識和測試方法的了解為前提。針對科學研究的目的進行樣品布局設計注意3個問題： 代表性； 系統(tǒng)性；對研

37、究對象空間上、時間上和不同成因系列的樣品構成一個系列； 統(tǒng)計性；代表性樣品常由一組樣品構成。在地質多元統(tǒng)計中大子樣n50，小子樣n15。第五十七張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月4 地球化學研究方法1234567無蝕變、無脈體、無表皮、礦物組成均勻的新鮮樣品第五十八張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月4 地球化學研究方法4.2 室內研究方法靈敏精確的分析測試方法 地球化學經常處理的元素含量為克拉克值級次，需要精密的分析技術,靈敏度要求達到10-410-9 ?，F代分析測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，等離子質譜以及各種專項分析技術。元素結合形式和賦存狀態(tài)鑒定和研究 對不形成獨立礦物的元素，應研究其賦存狀態(tài)。晶體光學法，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，創(chuàng)作于2022年6月4 地球化學研究方法4.2 室內研究方法物理化學條件測定和計算 包括測定法和計算法。流體包裹體測溫，測壓技術；微量元素溫度計，礦物溫度計，同位素溫度計等。熱力學參數還包括體系pH、Eh、fo2、鹽度、離子強度、礦質濃度等參數的計算。實驗模擬自然作用 實驗室條件下重現自然作用過程。觀測資料多元統(tǒng)計處理和計算 包括多元統(tǒng)計在

39、地球化學中的應用，多變量和多組分反應地球化學開放體系的數值模擬計算，地理信息系統(tǒng)在地球化學研究中的應用等嶄新領域。第六十張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月precision: 分析數據的重現率.用相對標準偏差RSD%=/c100%.即標準差被平均值除（重復樣）.準確度-accuracy:測試含量值與真實含量值接近的程度（標樣）檢測限-detection limit:測試方法能夠測試的最低含量,是背景噪音相對于元素信號的函數.假定數據的分析誤差呈正態(tài)分布時精度與準確度關系示意圖.4.3 地球化學數據分析第六十一張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月元素周期表法-元素活動性取決于原子的構造

40、性質，利用周期表元素位置確定元素在地質過程中的相互聯系。據已知分布預測可能存在的特征組合。晶體化學分析法-原子大小，配位數，極化性質，鍵性，晶體場效應等，闡述微跡元素活動歷史和運動規(guī)律，圖解法-根據濃度，比值，溫度，取樣深度等相互關系，探討體系成因和演化。直角坐標，三角形，立體圖解以及標準化圖解-球粒隕石標準化。示蹤劑法-由地球化學性質相近或相反元素對組成，或同位素比值等。Rb/Sr比值等地球化學計算和模擬-計算地球化學4.3 地球化學數據分析第六十二張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月一個人的精神發(fā)育史實質上就是一個人的閱讀史，一個民族的精神境界，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，甚至意味著學校。學校里最重要的是教師與圖書，學校提供了一個理想的讀書空間在教師指導下讀書的空間。4.4 地球化學文獻閱讀朱永新（蘇州大學教授）第六十三張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月4.4 地球化學文獻閱讀一個人的精神發(fā)育史就是他的閱讀史；一個民族的精神境界取決于這個民族的閱讀水平；一個沒有閱讀的學校永遠不可能有真正的教育；教給學生一生有用的東西；朱永新（蘇州大學教授）第六十四張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月4.4 地球化學文獻閱讀韓吟文,馬振東.地球化學,2003,地質出版社.陳俊,王鶴年,地球化學,2004,科學出版社.趙倫山,張本仁. 地球化學

42、,1988,地質出版社.涂光熾等,地球化學.1984,上海科技出版社.中國科學院地球化學研究所,高等地球化學.1998,科學出版社.戚長謀等,地球化學通論.1994,地質出版社.布朗洛,A.H.,地球化學(中譯本),1982,地質出版社.戈爾德斯密特,V.M.,地球化學(中譯本),1954,科學出版社. 第六十五張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月4.4 地球化學文獻閱讀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