地球化学讲义绪论(中国地质大学)1.ppt

1、地球科学学院地球化学教研室地球科学学院地球化学教研室多媒体课件多媒体课件地球化学地球化学第2页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新地球化学1838年瑞士化学家Schnbein(申拜因)首次提出了“地球化学”这个名词；1842年他预言：“一定要有了地球化学，才能有真正的地质科学。”第3页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新绪论 在学习地球化学这门课时，很自然地会提出如下几个问题：地球化学是怎样的一门学科？它主要研究哪些问题？地球化学的研究方法如何？它的主要特点是什么？地球化学学科的发展简史及现代地球化学发展趋

2、势怎样？绪论将围绕这些问题对地球化学学科作一概略介绍。第4页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新本章内容w 地球化学定义及研究的基本问题w 地球化学的研究思路及研究方法w 地球化学的发展简史及发展趋势第5页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新一、地球化学定义及研究的基本问题w 地球化学的定义w 地球化学研究的基本问题w 地球化学学科的战略地位w 地球化学与其他学科的关系第6页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新1.地球化学的定义 大家知道，人类赖以生存的地球是个极

3、其复杂的物质体系。几百年来人们从不同的侧面来认识地球的过去和现在。而地球化学着重从地球及其组成部分的化学成分、化学作用和化学演化的这个侧面来认识地球；关于地球化学的定义，自上个世纪廿十年代以来有不少的地球化学家通过适应当时科学技水平的精辟定义，随着基础理论、应用技术及地质科学的不断发展，对地球化学定义的认识也在不断地深化和提高。现代地球化学的定义：地球化学是研究地球及子系统(含部分宇宙体)的化学组成、化学机制(作用)和化学演化的科学。第7页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新深入理解地球化学的定义 1）从研究对象来看：是地球及其子系统（地壳、地幔及其

4、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；2）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；3）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。为此，地球化学是地质学与化学相结合的一门边缘学科，但本质上是隶属地球科学。第8页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新2.地球化学研究的基本问题概括起来有以下几个基本问题：第一:元素（同位素）在地球及各子系统中的组成（量）第二:元素的共生组合和存在形式（

5、质）第三:研究元素的迁移（动）第四:研究元素（同位素）的行为第五:元素的地球化学演化第9页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新 第一:元素（同位素）在地球及各子系统中的组成;简而言之为“量”的研究第10页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新 第一:元素（同位素）在地球及各子系统中的组成 也就是元素（同位素）的含量及含量在空间、时间及不同地质产状地质体中的变化；这一问题是地球化学研究的出发点和基础资料；第11页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新 第二:元素的共生组

6、合和存在形式 在化学课本中了解到原子是构成自然物质的具有独立性质的最小单位，各种原子构成了客观的地质体。地质体内部的各种原子的结合和存在形式不是任意的、静态的，而是有条件的、变化的。它们受地质作用物理化学状态的控制，是随着地质历史的变动而变化的。因此，元素的共生组合和存在形式是地质作用物理化学条件及变动历史的指示剂。简而言之为“质”的研究。第12页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新 例1：早期处于原生还原环境的黄铜矿(独立矿物形式)；晚期由于地壳抬升，黄铜矿处于表生氧化环境（O2、H2O等），最终氧化为可溶的CuSO4；从黄铜矿变为硫酸铜是环境从还

7、原状态转化为氧化状态的指示剂。)(CuSO)(CuFeS42溶于水的离子态黄铜矿独立矿物表生环境第13页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新 第三:研究元素的迁移 简而言之是“动”的研究，也就是元素在自然作用体系中的含量和存在形式在时间、空间上的变化。例2：元素从矿源层中活化迁移到沉淀成矿（左图）某金属元素（Cu）呈分散状态赋存于矿物颗粒表面。该元素含量较高，形成矿源层；某个时期，其深部发生了某地质作用，沿裂隙发生了热液活动，矿源层裂隙两侧物理化学状态发生了改变，矿源层中的元素被萃取至流体中迁移；热液迁移至上部由于物理化学条件的变化（岩石渗透率、pH

8、)，流体中元素又以新的结合方式沉淀下来。第14页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新例2分析与总结 从这个例子可见：元素的地球化学迁移包含了以下三个要素：环境物理化学条件的变化；元素结合方式的改变；导致元素在空间上的位移及元素集中、分散的转化。因此，元素的迁移过程能指示元素发生变化的动态过程，以及各种物理化学条件的制约关系，从而揭示地质、地球化学作用机制。第15页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新 第四:研究元素（同位素）的行为 指的是元素（同位素）在自然界所发生的各种地质作用中的行为。通过行为的研究可以

9、揭示地质体成因机 制。第16页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新 地质现象：铜、硫矿体产在花岗闪长斑岩的裂隙带中；矿体上方有一个硅化（矿化）碎裂顶盖；在地表3线剖面进行岩石地球化学测量（原生晕）；其测定结果在矿体上方出现了Cu元素的低含量区。而在花岗闪长斑岩中却出现了高值区。为什么？原因何在？例3 Cu的表生作用条件下行为的研究第17页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新 （1）铜、硫矿体上方的硬而脆的硅化碎裂顶盖，其中裂隙发育，在地表氧化条件下（H2O、O2、CO2、有机酸.）。裂隙的原生黄铜矿等硫化物

10、氧化分解，最终CuFeS2氧化（H2O、O2.）CuSO4 CuSO4易溶于水，部分往下淋滤，（进入原生带，还原成CuS），部分向两侧不断迁移。Cu元素在表生条件下淋失了，形成现存的低值区。（2）铜、硫矿体的围岩是花岗闪长斑岩，其浅部由于岩体中长石等矿物风化形成了高岭石等粘土矿物。取粘土矿物分析Cu的含量，高达10-3 到10-4。Cu为什么富集在粘土矿物中呢？原来粘土矿物具阳离子交换反应：例3分析第18页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新例3分析粘土Ca2+Cu2+SO42-粘土Cu2+Ca2+SO42-固液固液 固固 液液 分析：由于Cu2+主

11、极化能力大于Ca2+，粘土矿物吸附Cu2+的能力大于Ca2+，为此高岭土等粘土矿物吸附了大量铜离子，致使在风化闪长斑岩中形成了Cu 的高值区，这是Cu 的表生作用地球化学行为所致。弄清楚了引起高值区的地球化学原因后，结合其他证据，我们即可布置钻探工程（即忌将钻探工程布置在Cu的高值区），这样的研究还具有指导找矿的实际意义。第19页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新例3动画演化：第20页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新 第五:元素的地球化学演化 宇宙、天体是怎样形成、演化的？地球是如何形成、发展的？生命

12、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）、同位素成分及赋存形式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。第21页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新例4：例如：白垩纪末期（6500万年前）巨大的陆生恐龙和大量的海洋浮

13、游生物在短期内突然灭绝！是什么原因呢？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；当时保存下来化石的氧同位素成分测定其海水温度突然上升，最高可达10 ；事件的宏观地质体很难寻找到了，但事件的微观踪迹（微量元素、同位素）却记录下来了。第22页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新点击观看恐龙时代第23页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新例4分析：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。当时保存下来化石的氧同位素成分测定其海水温度突然上升，最高可达

14、10oC。事件的宏观地质体很难寻找到了，但事件的微观踪迹（微量元素、同位素）却记录下来了。第24页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新例4分析：是什么原因造成这一生物大灭绝事件呢？对这一事件产生原因众说纷纭，但有种假设得到了较多学者的认同。在6500万年前的某一天，一颗直径约为10公里的小行星，从太空飞速地与地球相撞，巨大的冲击力，使小行星击穿地壳30公里的厚度，达到地幔，由于高温高压，岩石瞬间熔化，水蒸气、二氧化硫所的产生的大量云雾、尘埃、烟雾直冲大气圈，形成的浓雾遮住了阳光，使全球气温剧烈降低，大面积、高浓度的酸雨，使植物不能进行光合作用，导致生

15、物的严重破坏，食草动物、食肉动物饿死的饿死，冻死的冻死。这一灾难致使称霸地球1亿多年的恐龙灭绝了；海洋生物也遭受了巨大的灾难。根据推测这种“撞击冬天”持续了几年到几十年。如果“灾变论”这一假设成立，将对达尔文的进化论、渐变论提出严重挑战。E/K界面上铱等元素的地球化学异常是这一“灾变事件”的理想示踪剂。第25页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新例4分析：地球上的陨石坑第26页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新3.地球化学学科的战略地位 地球化学作为地球科学的支柱学科，既肩负着解决当代地球科学面临的基本理

16、论问题天体、地球、生命、人类和元素的起源和演化的重大使命，又有责任为人类社会提供充足的矿产资源和良好的生存环境。促进科学发展和人类社会繁荣是地球化学作为一门学科存在的立足点，理论和应用相交织是地球化学能发挥其战略作用之所在。第27页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新4.地球化学与其他学科的关系第28页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新 从图中我们可以看到以下几点：（1）地球化学是地质学和化学相结合的一门边缘学科；（2）研究地壳物质成分的矿物学、岩石学、矿床学等是地球化学的物质基础，目前正在向土壤、生物、

17、环境方向拓展；（3）化学类的基础学科（物理化学、胶体化学、化学热力学、化学动力学、量子化学等）是地球化学的理论基础；（4）目前地球化学研究的范围主要是岩石圈、水圈、生物圈和大气圈，并向深部（地幔、地核）及空间（宇宙天体）发展。第29页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新 地球化学与研究地球物质成分的矿物、岩石、矿床学和基础学科化学的关系。第30页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新从表中可见：地球化学是研究元素在地球、地壳中演化活动的整个历史，而矿物、岩石、矿床等学科仅研究元素全部活动历史中的某个阶段；一个

18、是在自然界，它具有空间上条件的不均匀性，时间上单向演化和阶段性，体系的多组分，多变度及总体的开放性。化学主要是在实验室中，它是人为控制的体系，可任意调节T、P、pH、Eh、C和纯化杂质。第31页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新二地球化学的研究思路及研究方法w 地球化学的研究思路w 地球化学的研究方法第32页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新（一）地球化学研究思路-那就是在地质作用过程中形成宏观地质体的同时，还形成大量肉眼难以辨别的常量元素、微量元素及同位素成分的组合的微观踪迹，它们包含着重要的定性和定

19、量的地质作用信息，只要应用现代分析测试手段观察这些微观踪迹以及宏观的地球化学现象，便可深入地揭示地质作用的奥秘。概括一句话那就是“见微而知著”。通过观察原子之微，以求认识地球和地质作用之著。第33页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新（二）地球化学的研究方法w 地球化学研究方法的特点w 研究程序和工作方法第34页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新1.地球化学研究方法的特点 第一个特点，由于地球化学本质上是属于地球科学，所以其工作方法应遵循地球科学的思维途径，归纳一下有以下几个方面：(1)第一手实际资料来自

20、于对自然地质现象的观察和研究；(2)在地球的时空结构中整理和综合资料；(3)事实规律的统计性特征；(4)反序地追踪历史；(5)结论的推断性和多解性以及认识的反复深化。等等 第35页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新1.地球化学研究方法的特点 这一切都基于一个根本的出发点，即一切地球化学过程都是寓于宏观的地质作用之中的，基于这个特点，为此要求我们各类地球化学样品必须有明确的地质产状的代表性；地球化学的研究结果应落实到解决地质学认识和应用的实际中去。第二个特点，要求每个地球化学工作者有一个敏锐的地球化学思维，也就是要善于识别隐藏在各种现象中的地球化学信

21、息，从而揭示地质现象的奥秘（见图）。第三个特点是：具备有定性和定量测定元素含量及鉴别物相的技术和装置。第36页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新沥青铀矿煌斑岩脉例5：现象如右图：石英铀矿脉产在花岗岩顶部裂隙中；矿脉切穿煌斑岩脉地段铀矿化富集；两侧花岗岩围岩中长石发生红化。这些现象中隐藏着那些地球化学信息呢？第37页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新 例5分析：首先，在岩体顶部的开放裂隙中，氧化条件充分，U为+6价的铀铣络离子UO22+，与其他元素结合成络合物，它的溶解能力强，在溶液中迁移。其次，当遇到煌

22、斑岩脉（煌斑岩是一种暗色矿物含量高的脉岩，其中黑云母，角闪石中含有低价的Fe2+、Mn2+、Mg2+）时就发生氧化还原反应：U6+2Fe2+U4+2Fe3+UO2 U4+不稳定，与O结合生成沥青铀矿（UO2）沉淀下来！红化是铀从搬运状态转化为沉淀状态的标志;从这些信息中了解了这些现象形成的地球化学机制。第38页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新 例5图解：第39页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新2.研究程序和工作方法w 地球化学的野外工作方法w 地球化学的室内研究方法第40页/共55页地球化学中国地质

23、大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新（）地球化学的野外工作方法 1.宏观地质调研：地质调研是地球化学野外工作的重要环节，可以这样形容两者的关系：“皮之不存，毛将焉附”，皮都没有了，毛在哪里长呢？例如查明地质体的时空结构，这为地球化学作用的空间展布和时间顺序提供依据。2.运用地球化学思维观察、认识地质现象。3.在地质地球化学观察的基础上，根据目标任务采集各种地球化学样品。这一环节关系到地球化学研究工作的成败，为此在样品的布局和采样时必须要注意以下三个问题：第41页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新样品的布局和采样要求 明确的代表性：

24、代表某一地质作用的产物；代表某一成因的、某种产状的地质体；样品尽量避免后期作用的叠加等。如花岗岩样品代表岩浆作用，灰岩样品代表沉积作用，矽卡岩和大理岩样品代表热接触变质作用；第42页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新样品的布局和采样要求 样品的系统性：为了从比较中说明问题，对研究对象在空间上、时间上、不同成因上的样品应构成一个系列。例如研究矿化特征，应控制采集矿体、矿化、背景段的样品；有如环境污染研究，对污染源、污染区、背景区的样品进行系统采集；第43页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新样品的布局和采样

25、要求 样品的统计性：地球化学现象同其它地质现象一样具有统计性规律，要定量地描述地球化学规律必须用数理统计的方法，因为一两个样品难以有代表意义，必须由一组样品构成，一组样品的数量根据研究对象复杂程度、规模大小及测试方法的难易程度而定。第44页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新（）地球化学的室内研究方法 1.“量”的测定，应用精密灵敏的分析测试方法，以取得元素在各种地质体中的含量值。它是地球化学研究工作方法的基础和起点。因此对分析方法的要求首先是准确；其次，由于元素在各地质体中的含量是不均匀的，有的高，有的是微量、超微量的，这样对分析方法的第二个要求是

26、高灵敏度，灵敏度一般要达到10-4%10-7，现代分析仪器已可以达到地球化学研究所需要的精度和灵敏度，如用化学光谱法测金，灵敏度已可达0.110-9，中子活化法的测金灵敏度可达0.0410-9；又由于地球化学样品数量较大，故对分析方法的的三个要求是快速、成本低。ICP-MS等离子体光-质谱仪化学光谱法测金：灵敏度达Au:0.1 10-9中子活化法测金：灵敏度达Au:0.04 10-9第45页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新 2.“质”的研究，也就是元素结合形态和赋存状态的研究 例6：如右图，Pb“质”研究的工作步骤 1.肉眼使无法观察的，就是在高

27、倍的反光显微镜下也无能为力；2.电子显微镜（2200）下，发现了与黄铁矿反射率有别的乳滴状微粒；（下图左）3.电子探针进行能谱分析，用Pb的能谱摄制的背散射成分图获得了与电子显微镜下相似的形态；（下图右）4.分析黄铁矿中高含量Pb使乳滴状方铅矿引起的。地质现象 1.某地的炭质页岩 2.其中又具有微细层理草莓状黄铁矿 3.黄铁矿单矿物中Pb元素含量154010-6 Pb以什么样的形式赋存在黄铁矿中？第46页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新 3.地球化学作用过程物理化学条件的测定和计算，包括测定和计算两大类。如包裹体测温、测压、测成分，又有微量元素温

28、度计、矿物温度计、同位素温度计等测定和计算相结合的方法；对体系的pH、Eh、fO2、盐度、离子强度、矿质浓度等参数进行估算；另外还可进行自然作用时间参数的测定，如同位素年代学。第47页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新 4.模拟地球化学过程，进行模拟实验。这种方法在实验室条件下，使某些地球化学过程再现，以深入了解成岩成矿作用机制或检验某些理论推断，这里包括高温高压体系的专门设备的实验技术以及大量常温常压下的实验研究（温度可以达到3000，超高压可达1.3兆巴，相当于200km深处地壳压力）。5.测试数据的多元统计处理和计算计算地球化学。多元统计理论

29、和电子计算机技术在地球化学研究的应用，大大提高了资料整理的科学性、数据的利用率和计算工作效率；同时数学理论和方法的应用对深入揭示地球化学规律、科学地描述地球化学现象起到了推动作用，使之地球化学过程数字模拟化。从以上的介绍中我们可以看出，地球化学的研究方法是综合的、多样的，它的涉及面很广，而且发展也日新月异。第48页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新三地球化学的发展简史及发展趋势w 地球化学的发展简史w 地球化学的发展趋势第49页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新（一）地球化学的发展简史 地球化学的诞生和

30、发展是生产实践的需要和总结，地球化学是上个世纪20年代发展起来的一门年轻学科,归纳起来可以分为三个时期。第一个时期：地球化学资料积累时期（20世纪初到20年代）。在这个时期内地球化学研究主要局限于地壳岩石矿物中的化学成分进行分析统计整理，其代表人物是美国的克拉克(F.W.Clarke)，由于克拉克的工作主要是对大量地壳岩石的地球化学资料进行统计整理，因此他在地球化学发展历史中就成了经验统计方向的创始人。第50页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新（一）地球化学的发展简史 第二个时期:地球化学学科建立时期（20世纪30年代到50年代）。在欧美着重应用晶

31、体化学理论和方法研究矿物岩石中元素的分配规律，其创导和奠基人是戈尔德施密特（V.M.Goldschemidt），他为地球化学研究创造了晶体化学方向。在欧美地球化学发展的同时，在前苏联以维尔纳茨基(B.)和费尔斯曼(A.E.)为核心的一个重要的地球化学学派发展起来了，他们特别强调研究元素的原子在地壳各种物理化学条件下迁移运动的历史，也就是研究原子的自然历史方向。经过以上三个地球化学家的开创性的研究工作，地球化学从此形成了一门独立的现代理论科学。第三个时期：地球化学发展时期（20世纪60年代到现阶段）。这一阶段的情况在地球化学发展趋势中阐述。第51页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化

32、学系制作，2023年5月5日更新（二）地球化学发展趋势 20世纪60年代以来，由于世界现代工业的蓬勃发展，对资源、能源、环境安全的需要与日俱增；另外现代分析测试技术的革新；近代化学、物理、数学基础理论学科的引入，再加上地质学科领域中的新理论的崛起，这就使得研究地壳中元素组成、作用和演化的科学地球化学得到了飞跃的发展，地球化学理论和方法迅速渗透到地学的各个领域;地球化学的基础理论体系不断得到充实和系统化，地球化学的研究方法日趋成熟，形成了独特的研究思路，从而使得地球化学发展成为地球科学的三大分支学科之一;下面简略地介绍一下现代地球化学的发展趋势。第52页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院

33、地球化学系制作，2023年5月5日更新 1.研究领域不断扩大，分支学科不断增多，地球化学目前有20多种得到过国内外公认的分支学科。按研究对象的物质组分划分：有同位素地球化学、元素地球化学、微量元素地球化学、稀土元素地球化学、有机地球化学、生物地球化学等。按地质作用（自然作用体系）来划分：岩浆作用地球化学、变质作用地球化学、风化作用地球化学等等，目前已向地幔化学、宇宙化学方向拓展。按使用性质来分：勘查地球化学、环境地球化学、农业地球化学、地热地球化学等。按实验手段划分：实验地球化学、包裹体地球化学等。由此可见，地球化学是一个枝繁叶茂的学科，它已渗透到地球科学的各个领域。第53页/共55页地球化学

34、中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新 2.不断扩大与其他学科的结合，地球化学与其它学科的融合、渗透，使地球化学的基础理论和研究方法不断地得到提高和发展，正在使以下几个方面的研究取得进展。微观理论方面：随着量子化学的发展，新的化学键学说正在不断弥补原来价键学说的不足，使元素的结合规律、迁移集中分散的规律能够得到更趋合理的解释。宏观理论方面：非平衡热力学、化学热力学、化学动力学引入地球化学研究，这样使得研究实体更趋于原始地质作用过程。开展模拟实验：模拟实验向高压、超高压和自由控制样品分压方向发展，已达到接近上地幔的物理化学条件，这对地幔柱性质和演化的地球深部物质状态有了初

35、步认识。第54页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新 地球化学研究的数字化。数字模型的建立和电子计算机技术的应用，是地球化学研究正进入一个对自然界过程进行全面广泛的数字模拟阶段。3.地球化学为解决自然科学的重大理论问题起着越来越大的作用。如关于地球和生命的起源、地幔柱的活动、造山带的形成、大气圈的演化、全球温室效应等重大基础课题的研究。第55页/共55页地球化学中国地质大学地球科学学院地球化学系制作，2023年5月5日更新本章小结w 通过绪论的学习，希望同学们能掌握如下几个要点：w 地球化学的定义w 地球化学的研究的基本问题及研究思路w 地球化学研究方法的特点w 地球化学与地球科学的其它学科、与化学的联系和区别w 祝同学们更上一层楼！