地球化學(xué)專業(yè)介紹


地球化學(xué)專業(yè)介紹一、地球化學(xué)專業(yè)介紹 1、地球化學(xué)專業(yè)簡介

地球化學(xué)是研究地球及其子系統(tǒng)(包括部分宇宙體)的化學(xué)組成和化學(xué)演化的一門學(xué)科。主要研究地球(包括部分天體)的化學(xué)組成;研究地質(zhì)過程中化學(xué)作用機(jī)制和條件、元素的共生組合及其賦存形式及元素的遷移和循環(huán)等等的學(xué)科。

2、地球化學(xué)專業(yè)主要課程

地球科學(xué)概論、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)、地球化學(xué)、同位素地球化學(xué)、環(huán)境地球化學(xué)、地球物理學(xué)等。

3、地球化學(xué)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

培養(yǎng)目標(biāo)

本專業(yè)培養(yǎng)具備地球化學(xué)和地質(zhì)學(xué)的基本理論、基本知識和基本技能,受到基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)的基本訓(xùn)練,具有較好的科學(xué)素養(yǎng)及初步的教學(xué)、研究、開發(fā)和管理能力,能在科研機(jī)構(gòu)、學(xué)校從事地球化學(xué)研究或教學(xué)工作,在資源、能源、材料、環(huán)境、基礎(chǔ)工程等方面從事生產(chǎn)、測試、技術(shù)管理等工作以及在行政部門從事管理工作的高級專門人才。
地球化學(xué)專業(yè)介紹


培養(yǎng)要求

本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)地球化學(xué)方面的基本理論和基本知識,受到基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)方面科學(xué)思維和科學(xué)實(shí)踐的訓(xùn)練,掌握野外和室內(nèi)地質(zhì)及地球化學(xué)的基本技能。

4、地球化學(xué)專業(yè)就業(yè)方向與就業(yè)前景

科研機(jī)構(gòu)、高等院校的地球化學(xué)研究或教學(xué)工作;資源、能源、材料、環(huán)境、基礎(chǔ)工程等領(lǐng)域的生產(chǎn)、測試、技術(shù)管理工作;行政部門的管理工作。
二、地球化學(xué)專業(yè)大學(xué)排名
1. 北京大學(xué) A++

2. 南京大學(xué) A+

3.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)A+

4.蘭州大學(xué)A+

5. 西北大學(xué) A+

6. 成都理工大學(xué) A

7. 長江大學(xué) A

8.東北石油大學(xué)A

9.東華理工大學(xué)A
地球化學(xué)專業(yè)介紹

什么是地球化學(xué)地球化學(xué)是研究地球的化學(xué)組成、化學(xué)作用和化學(xué)演化的科學(xué),它是地質(zhì)學(xué)與化學(xué)、物理學(xué)相結(jié)合而產(chǎn)生和發(fā)展起來的邊緣學(xué)科.自20世紀(jì)70年代中期以來,地球化學(xué)和地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)已成為固體地球科學(xué)的 三大支柱.它的研究范圍也從地球擴(kuò)展到月球和太陽系的其他天體.
地球化學(xué)的理論和方法,對礦產(chǎn)的尋找、評價和開發(fā),農(nóng)業(yè)發(fā)展和環(huán)境科學(xué)等有重要意義.地球科學(xué)基礎(chǔ)理論的一些重大研究成果,如界限事件、洋底擴(kuò)張、巖石圈演化等均與地球化學(xué)的研究有關(guān).
地球化學(xué)發(fā)展簡史
從19世紀(jì)開始,一些工業(yè)國家逐漸開展系統(tǒng)的地質(zhì)調(diào)查和填圖、礦產(chǎn)資源的尋找及開發(fā)利用促進(jìn)了地球化學(xué)的萌芽.1838年,德國舍恩拜因首先提出“地球化學(xué)”這個名詞.19世紀(jì)中葉以后,分析化學(xué)中的重量分析、容量分析逐漸完善;化學(xué)元素周期律的發(fā)現(xiàn)以及原子結(jié)構(gòu)理論的重大突破,為地球化學(xué)的形成奠定了基礎(chǔ).
地球化學(xué)專業(yè)介紹

1908年,美國克拉克發(fā)表《地球化學(xué)資料》一書.在這部著作中,克拉克廣泛地匯集和計算了地殼及其各部分的化學(xué)組成,明確提出地球化學(xué)應(yīng)研究地球的化學(xué)作用和化學(xué)演化,為地球化學(xué)的發(fā)展指出了方向.挪威戈爾德施密特在《元素的地球化學(xué)分布規(guī)則》中指出化學(xué)元素在地球上的分布,不僅與其原子的物理化學(xué)性質(zhì)有關(guān),而且還與它在 晶格中的行為特性有關(guān).這使地球化學(xué)從主要研究地殼的化學(xué)紐成轉(zhuǎn)向探討化學(xué)元素在地球中分布的控制規(guī)律.
1922年費(fèi)爾斯曼發(fā)表《俄羅斯地球化學(xué)》一書,系統(tǒng)論述了各地區(qū)的地球化學(xué),是第一部區(qū)域地球化學(xué)基礎(chǔ)著作.1924年維爾納茨基發(fā)表了《地球化學(xué)概論》一書,首次為地球化學(xué)提出了研究原子歷史的任務(wù),最先注意到生物對于地殼、生物圈中化學(xué)元素遷移、富集和分散的巨大作用.1927年他組織和領(lǐng)導(dǎo)了世界上第一個地球化學(xué)研究機(jī)構(gòu)——生物地球化學(xué)實(shí)驗室.
與此同時,放射性衰變規(guī)律的認(rèn)識、同位素的發(fā)現(xiàn)、質(zhì)譜儀的發(fā)明與改進(jìn),導(dǎo)致了同位素地球化學(xué),特別是同位素地質(zhì)年代學(xué)的開拓.1907年美國化學(xué)家博爾特伍德發(fā)表了第一批化學(xué)鈾-鉛法年齡數(shù)據(jù).30~40年代鈾-釷-鉛法、鉀-氬法、 鉀-鍶法、普通鉛法、碳-14法等逐步發(fā)展完善,使同位素地質(zhì)年代學(xué)初具規(guī)模.
20世紀(jì)50年代以后,地球化學(xué)除了繼續(xù)把礦產(chǎn)資源作為重要研究對象以外,還開辟了環(huán)境保護(hù)、地震預(yù)報、海洋開發(fā)、農(nóng)業(yè)開發(fā)、生命起源、地球深部和球外空間等領(lǐng)域的研究.地球化學(xué)分析手段飛速發(fā)展,廣泛應(yīng)用超微量、高靈敏度的分析測試技術(shù)和儀器,配合電子計算機(jī)的使用,不僅可獲得大量高精度的分析數(shù)據(jù),而且可以直接揭示樣品中難于觀測的元素及其同位素組成的細(xì)微變化和超微結(jié)構(gòu).
在這個時期,中國在元素地球化學(xué)、同位素地質(zhì)年代學(xué)方面也取得了一批重要成果,如1961年李璞等發(fā)表了中國第一批同位素年齡數(shù)據(jù);1962年黎彤等發(fā)表了中國各種巖漿巖平均化學(xué)成分資料;1963年中國科學(xué)院完成了中國鋰鈹鈮鉭稀土元素地球化學(xué)總結(jié),提出了這些礦種的重要礦床類型和分布規(guī)律.
地球化學(xué)的基本內(nèi)容
地球化學(xué)主要研究地球和地質(zhì)體中元素及其同位素的組成,定量地測定元素及其同位素在地球各個部分(如水圈、氣圈、生物圈、巖石圈)和地質(zhì)體中的分布;研究地球表面和內(nèi)部及某些天體中進(jìn)行的化學(xué)作用,揭示元素及其同位素的遷移、富集和分散規(guī)律;研究地球乃至天體的化學(xué)演化,即研究地球各個部分,如大氣圈、水圈、地殼、地幔、地核中和各種巖類以及各種地質(zhì)體中化學(xué)元素的平衡、旋回,在時間和空間上的變化規(guī)律.
基于研究對象和手段不同,地球化學(xué)形成了一些分支學(xué)科.
元素地球化學(xué)是從巖石等天然樣品中化學(xué)元素含量與組合出發(fā),研究各個元素在地球各部分以及宇宙天體中的分布、遷移與演化.在礦產(chǎn)資源研究中,元素地球化學(xué)發(fā)揮了重要作用,微量元素地球化學(xué)研究提供了成巖、成礦作用的地球化學(xué)指示劑,并為成巖、成礦作用的定量模型奠定了基礎(chǔ).
同位素地球化學(xué)是根據(jù)自然界的核衰變、裂變及其他核反應(yīng)過程所引起的同位素變異,以及物理、化學(xué)和生物過程引起的同位素分餾,研究天體、地球以及各種地質(zhì)體的形成時間、物質(zhì)來源與演化歷史.同位素地質(zhì)年代學(xué)已建立了一整套同位素年齡測定方法,為地球與天體的演化提供了重要的時間座標(biāo).
比如已經(jīng)測得太陽系各行星形成的年齡為45~46億年,太陽系元素的年齡為50~58億年等等.另外在礦產(chǎn)資源研究中,同位素地球化學(xué)可以提供成巖、成礦作用的多方面信息,為探索某些地質(zhì)體和礦床的形成機(jī)制和物質(zhì)來源提供依據(jù).
有機(jī)地球化學(xué)是研究自然界產(chǎn)出的有機(jī)質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、空間分布、在地球歷史中的演化規(guī)律以及它們參與地質(zhì)作用對元素分散富集的影響.生命起源的研究就是有機(jī)地球化學(xué)的重要內(nèi)容之一.有機(jī)地球化學(xué)建立的一套生油指標(biāo),為油氣的尋找和評價提供了重要手段.
天體化學(xué)是研究元素和核素的起源,元素的宇宙豐度,宇宙物質(zhì)的元素組成和同位親組成及其變異,天體形成的物理化學(xué)條件及在空間、時間的分布、變化規(guī)律.
環(huán)境地球化學(xué)是研究人類生存環(huán)境的化學(xué)組成化學(xué)作用、化學(xué)演化及其與人類的相互關(guān)系,以及人類活動對環(huán)境狀態(tài)的影響及相應(yīng)對策.環(huán)境地球化學(xué)揭示了某些疾病的地區(qū)性分布特征及其與環(huán)境要素間的關(guān)系.
礦床地球化學(xué)是研究礦床的化學(xué)組成、化學(xué)作用和化學(xué)演化.著重探討成礦的時間、物理化學(xué)條件、礦質(zhì)來源和機(jī)理等問題.它綜合元素地球化學(xué)、同位素地球化學(xué)、勘查地球化學(xué)和實(shí)驗地球化學(xué)等分支學(xué)科的研究方法和成果,為礦產(chǎn)的尋找、評價、開發(fā)利用服務(wù).
區(qū)域地球化學(xué)是研究一定地區(qū)某些地質(zhì)體和圈層的化學(xué)組成、化學(xué)作用和化學(xué)演化,以及元素、同位素的循環(huán)、再分配、富集和分散的規(guī)律.它為解決區(qū)域各類基礎(chǔ)地質(zhì)問題、區(qū)域成礦規(guī)律和找礦問題以及區(qū)域地球化學(xué)分區(qū)與環(huán)境評價等服務(wù).區(qū)域地球化學(xué)揭示的元素在空間分布的不均勻性,為劃分元素地球化學(xué)區(qū)和成礦遠(yuǎn)景區(qū)提供了依據(jù).
勘查地球化學(xué)是通過對成礦元素和相關(guān)元素在不同地質(zhì)體及區(qū)帶的含量和分布研究,找出異常地段,以便縮小和確定找礦及勘探對象.除直接為礦產(chǎn)資源服務(wù)外,它也是環(huán)境評價及國土規(guī)劃的重要參考.
地球化學(xué)的一些重大成果是各分支學(xué)科綜合研究的結(jié)果.如隕石、月巖與地球形成的同位素年齡的一致,表明太陽系各成員形成獨(dú)立宇宙體的時間是大致相同的.又如微量元素和同位素研究,導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)地幔組成的不均一性(垂向的和區(qū)域的),提出了雙層地幔模型,加深了對地球內(nèi)部的認(rèn)識.天體化學(xué)、微量元素和同位素地球化學(xué)研究,還為新災(zāi)變論提供了依據(jù).
在研究方法上,地球化學(xué)綜合地質(zhì)學(xué)、化學(xué)和物理學(xué)等的基本研究方法和技術(shù),形成的一套較為完整和系統(tǒng)的地球化學(xué)研究方法.這些方法主要包括:野外地質(zhì)觀察、采樣;天然樣品的元素、同位素組成分析和存在狀態(tài)研究;元素遷移、富集地球化學(xué)過程的實(shí)驗?zāi)M等.
在思維方法上,對大量自然現(xiàn)象的觀察資料和巖石、礦物中元素含量分析數(shù)據(jù)的綜合整理,廣泛采用歸納法,得出規(guī)律,建立各種模型,用文字或圖表來表達(dá),稱為模式原則.
隨著研究資料的積累和地球化學(xué)基礎(chǔ)理論的成熟和完善,特別是地球化學(xué)過程實(shí)驗?zāi)M方法的建立,地球化學(xué)研究方法由定性轉(zhuǎn)入定量化、參數(shù)化,大大加深了對自然作用機(jī)制的理解,現(xiàn)代地球化學(xué)廣泛引入精密科學(xué)的理論和思維方法研究自然地質(zhì)現(xiàn)象,如量子力學(xué)、化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)核子物理學(xué)等,以及電子計算技術(shù)的應(yīng)用使地球化學(xué)提高了推斷能力和預(yù)測水平.
當(dāng)前地球化學(xué)的研究正在經(jīng)歷三個較大的轉(zhuǎn)變:由大陸轉(zhuǎn)向海洋;由地表、地殼轉(zhuǎn)向地殼深部、地幔;由地球轉(zhuǎn)向球外空間.地球化學(xué)的分析測試手段也將更為精確快速,微量、超微量分析測試技術(shù)的發(fā)展,將可獲得超微區(qū)范圍內(nèi)和超微量樣品中元素、同位素分布和組成資料.低溫地球化學(xué)、地球化學(xué)動力學(xué)、超高壓地球化學(xué)、稀有氣體地球化學(xué)、比較行星學(xué)等很有發(fā)展前景.

地球化學(xué)的定義

地球化學(xué)是20世紀(jì)新興的學(xué)科。學(xué)科建立以來,它在各個研究領(lǐng)域中都得到了迅速發(fā)展并取得了重要成果。任何學(xué)科在發(fā)展的不同階段,其研究對象和研究范疇都有不同的表述,這是學(xué)科發(fā)展的必然要求和標(biāo)志。20世紀(jì)70年代以前,地球化學(xué)的研究對象被視為地球中的原子。其研究范疇主要是元素在地殼中的集中、分散、遷移和豐度問題。近三十年來,由于板塊構(gòu)造說的興起,引起了地學(xué)界思想的重大變革,使之首次真正從全球乃至太陽系的視野來思考研究地學(xué)問題,從而導(dǎo)致了對地球化學(xué)的學(xué)科性質(zhì)和研究范疇表述的再思考。近代地球化學(xué)學(xué)科可定義為:地球化學(xué)以地球系統(tǒng)為研究的主體,研究其自然化學(xué)行為。元素在不同熱動力條件下的分配和再分配問題是地球化學(xué)研究的重要內(nèi)容。本學(xué)科在時間上已跨越地球形成迄今的全部演化史;在空間上已擴(kuò)大到宇宙可能測及的星體,如太陽、月球、火星等宇宙星體;在理論和實(shí)踐上,地球化學(xué)的研究領(lǐng)域是多方面的,地球化學(xué)在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中主要是運(yùn)用它的知識、理論和思維方法來研究地質(zhì)找礦、生態(tài)環(huán)境和資源利用等問題。

地球化學(xué)專業(yè)學(xué)什么

《地球化學(xué)》、《環(huán)境地質(zhì)學(xué)》、《生物地球化學(xué)》、《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》、《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》、《巖石學(xué)》、《礦床學(xué)》、《環(huán)境地球化學(xué)》、《變質(zhì)巖巖石學(xué)》。

地球化學(xué)主要研究元素、礦物、巖石和礦床的形成和演化的理論模擬、成巖成礦過程的實(shí)驗研究等。地球化學(xué)是中國普通高等學(xué)校本科專業(yè)。

地球化學(xué)主要研究地球及其子系統(tǒng)(包括部分宇宙體)的化學(xué)組成和化學(xué)演化,包括地球(包括部分天體)的化學(xué)組成、地質(zhì)過程中化學(xué)作用機(jī)制和條件、元素的共生組合及其賦存形式、元素的遷移和循環(huán)等等,涵蓋礦物、巖石、礦床、地質(zhì)等多個方面。

就業(yè)方向:礦業(yè)、工程類企業(yè):生產(chǎn)、測試、工程技術(shù)、技術(shù)管理、野外勘測、地質(zhì)勘探。

考研方向:地球化學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地質(zhì)工程、礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)。

地球化學(xué)屬于地質(zhì)學(xué)類專業(yè),基本修業(yè)年限為四年,授予理學(xué)學(xué)士學(xué)位。該專業(yè)旨在培養(yǎng)具有較堅實(shí)的數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、外語、計算機(jī)的基礎(chǔ),掌握地球化學(xué)和地質(zhì)學(xué)以及相鄰學(xué)科的專業(yè)理論、基本技能和基本方法。

地球化學(xué)屬于基礎(chǔ)類學(xué)科,讀這個專業(yè)的同學(xué)往往都需要深造。因此這個專業(yè)比較看重興趣和研究能力。如果女生對這方面有興趣和專長的話是可以去學(xué)的??傮w來看,地球化學(xué)適合做研究的人學(xué)吧,研究生以后可以去研究所,本科不好找工作,一般是去油田,想去油田可以去讀油藏工程和資源勘察工程,地化本科在油田也沒什么好單位。

地球化學(xué)的基本內(nèi)容

地球化學(xué)主要研究地球和地質(zhì)體中元素及其同位素的組成,定量地測定元素及其同位素在地球各個部分(如水圈、氣圈、生物圈、巖石圈)和地質(zhì)體中的分布;研究地球表面和內(nèi)部及某些天體中進(jìn)行的化學(xué)作用,揭示元素及其同位素的遷移、富集和分散規(guī)律;研究地球乃至天體的化學(xué)演化,即研究地球各個部分,如大氣圈、水圈、地殼、地幔、地核中和各種巖類以及各種地質(zhì)體中化學(xué)元素的平衡、旋回,在時間和空間上的變化規(guī)律。
基于研究對象和手段不同,地球化學(xué)形成了一些分支學(xué)科。
元素地球化學(xué)是從巖石等天然樣品中化學(xué)元素含量與組合出發(fā),
比如已經(jīng)測得太陽系各行星形成的年齡為45~46億年,太陽系元素的年齡為50~58億年等等。另外在礦產(chǎn)資源研究中,
有機(jī)地球化學(xué)是研究自然界產(chǎn)出的有機(jī)質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、空間分布、在地球歷史中的演化規(guī)律以及它們參與地質(zhì)作用對元素分散富集的影響。生命起源的研究就是有機(jī)地球化學(xué)的重要內(nèi)容之一。
天體化學(xué)是研究元素和核素的起源,元素的宇宙豐度,宇宙物質(zhì)的元素組成和同位素組成及其變異,天體形成的物理化學(xué)條件及在空間、時間的分布、變化規(guī)律。
環(huán)境地球化學(xué)是研究人類生存環(huán)境的化學(xué)組成化學(xué)作用、化學(xué)演化及其與人類的相互關(guān)系,目前是人們未來研究的熱門方向。
礦床地球化學(xué)是研究礦床的化學(xué)組成、化學(xué)作用和化學(xué)演化。著重探討成礦的時間、物理化學(xué)條件、礦質(zhì)來源和機(jī)理等問題。它綜合元素地球化學(xué)、同位素地球化學(xué)、勘查地球化學(xué)和實(shí)驗地球化學(xué)等分支學(xué)科的研究方法和成果,為礦產(chǎn)的尋找、評價、開發(fā)利用服務(wù)。
區(qū)域地球化學(xué)是研究一定地區(qū)某些地質(zhì)體和圈層的化學(xué)組成、化學(xué)作用和化學(xué)演化,為劃分元素地球化學(xué)區(qū)和成礦遠(yuǎn)景區(qū)提供了依據(jù)。
勘查地球化學(xué)是通過對成礦元素和相關(guān)元素在不同地質(zhì)體及區(qū)帶的含量和分布研究,
導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)地幔組成的不均一性(垂向的和區(qū)域的),
在研究方法上,地球化學(xué)綜合地質(zhì)學(xué)、化學(xué)和物理學(xué)等的基本研究方法和技術(shù),形成的一套較為完整和系統(tǒng)的地球化學(xué)研究方法。這些方法主要包括:
在思維方法上,對大量自然現(xiàn)象的觀察資料和巖石、礦物中元素含量分析數(shù)據(jù)的綜合整理,廣泛采用歸納法,得出規(guī)律,建立各種模型,用文字或圖表來表達(dá),稱為模式原則。
如量子力學(xué)、化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)核子物理學(xué)等,以及電子計算技術(shù)的應(yīng)用使地球化學(xué)提高了推斷能力和預(yù)測水平。
地球化學(xué)的分析測試手段也將更為精確快速,微量、超微量分析測試技術(shù)的發(fā)展,將可獲得超微區(qū)范圍內(nèi)和超微量樣品中元素、同位素分布和組成資料。

地球化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)

根據(jù)定義和基本問題,不難看出地球化學(xué)具有如下學(xué)科特點(diǎn):

(1)地球化學(xué)研究的主要物質(zhì)系統(tǒng)是地球、地殼及地質(zhì)作用體系,因此它是地球科學(xué)的一部分。地球化學(xué)針對自然作用過程提出問題,應(yīng)用地球化學(xué)的理論和方法進(jìn)行研究,最后得出對自然作用化學(xué)機(jī)制的認(rèn)識。

(2)地球化學(xué)著重研究地球系統(tǒng)物質(zhì)運(yùn)動(含地質(zhì)運(yùn)動)中物質(zhì)的化學(xué)運(yùn)動規(guī)律。在地球科學(xué)中,地球化學(xué)與同是研究地球物質(zhì)組成的結(jié)晶學(xué)、礦物學(xué)、巖石學(xué)和礦床學(xué)等學(xué)科的關(guān)系特別密切。礦物學(xué)、巖石學(xué)和礦床學(xué)往往借助并引進(jìn)地球化學(xué)的理論,來研究各自學(xué)科的問題。地球化學(xué)研究系統(tǒng)或過程中微量元素和同位素的分配行為和演變,地球化學(xué)的基本原理具有普遍性的指導(dǎo)和應(yīng)用意義。通過地球化學(xué)研究,可以更好地回答:巖漿形成的深度和溫度、各類變質(zhì)巖的形成溫度和壓力、沉積物是否進(jìn)入地幔、金屬礦床和石油的形成環(huán)境和條件等各類問題。

(3)地球化學(xué)研究原子的自然歷史,必然聯(lián)系到元素自身的性質(zhì)及其所處的熱動力學(xué)條件。因此,地球化學(xué)以化學(xué)類科學(xué)(無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、熱力學(xué)、解析化學(xué)以及化學(xué)動力學(xué)等)為理論基礎(chǔ)。相關(guān)的基礎(chǔ)自然科學(xué)還有物理學(xué)、數(shù)學(xué)等。這些學(xué)科使地球化學(xué)在考查元素的行為規(guī)律時具備了強(qiáng)有力的基礎(chǔ)理論的支持,在推動學(xué)科定量化和預(yù)測化的進(jìn)程中起著重要作用。

(4)地球化學(xué)與有關(guān)學(xué)科密切結(jié)合和相互滲透,使得地球化學(xué)的研究范疇不斷擴(kuò)大,并繁衍出眾多分支學(xué)科。地球化學(xué)派生的分支學(xué)科有:海洋地球化學(xué)、生物地球化學(xué)、環(huán)境地球化學(xué)、區(qū)域地球化學(xué)、個別元素地球化學(xué)、成巖成礦作用地球化學(xué)、同位素地球化學(xué)和地球化學(xué)熱力學(xué)等。

(5)地球化學(xué)在密切關(guān)注人類生活和生產(chǎn)活動中發(fā)展,它運(yùn)用學(xué)科自身的知識、理論、研究思路和工作方法研究礦產(chǎn)資源、資源利用以及農(nóng)田、畜牧、環(huán)境保護(hù)等多方面的問題。因此,地球化學(xué)也是應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科。當(dāng)前,環(huán)境地球化學(xué)已成為環(huán)境科學(xué)中的核心組成部分,諸如:酸雨的形成、臭氧空洞的成因、全球變暖和溫室效應(yīng)、水和土壤環(huán)境的污染等,都是環(huán)境地球化學(xué)關(guān)注的問題,對環(huán)境問題的認(rèn)識和分析也要求應(yīng)用地球化學(xué)的理論和知識。另外,如金屬礦產(chǎn)和石油等大部分不可更新的資源的找尋和勘探,也需要地球化學(xué)方法和手段的支持。

(6)地球化學(xué)只有約100年的歷史,是年輕的發(fā)展中的科學(xué)。隨各類研究資料的不斷積累,地球化學(xué)的理論和方法也一再更新。地球化學(xué)是20世紀(jì)的新興學(xué)科,也是20世紀(jì)最活躍的地球科學(xué)分支學(xué)科。在剛過去的50年中,人類對地球認(rèn)識的進(jìn)展比在此之前的整個人類歷史的積累都豐富。這不僅意味著人類視野的擴(kuò)大和資料積累量的迅速增長,更體現(xiàn)出人類在認(rèn)知地球的深度上質(zhì)的變化。

地球化學(xué)名詞解釋地球化學(xué)是研究地球的化學(xué)組成、化學(xué)作用和化學(xué)演化的科學(xué),它是地質(zhì)學(xué)與化學(xué)、物理學(xué)相結(jié)合而產(chǎn)生和發(fā)展起來的邊緣學(xué)科。自20世紀(jì)70年代中期以來,地球化學(xué)和地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)已成為固體地球科學(xué)的三大支柱。它的研究范圍也從地球擴(kuò)展到月球和太陽系的其他天體。 地球化學(xué)的理論和方法,對礦產(chǎn)的尋找、評價和開發(fā),農(nóng)業(yè)發(fā)展和環(huán)境科學(xué)等有重要意義。地球科學(xué)基礎(chǔ)理論的一些重大研究成果,如界限事件、洋底擴(kuò)張、巖石圈演化等均與地球化學(xué)的研究有關(guān)。它已經(jīng)成長為地球科學(xué)的支柱學(xué)科,在此學(xué)科有突出貢獻(xiàn)的有南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院、中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)。
基本內(nèi)容
地球化學(xué)主要研究地球和地質(zhì)體中元素及其同位素的組成,定量地測定元素及其同位素在地球各個部分(如水圈、氣圈、生物圈、巖石圈)和地質(zhì)體中的分布;研究地球表面和內(nèi)部及某些天體中進(jìn)行的化學(xué)作用,揭示元素及其同位素的遷移、富集和分散規(guī)律;研究地球乃至天體的化學(xué)演化,即研究地球各個部分,如大氣圈、水圈、地殼、地幔、地核中和各種巖類以及各種地質(zhì)體中化學(xué)元素的平衡、旋回,在時間和空間上的變化規(guī)律。
基于研究對象和手段不同,地球化學(xué)形成了一些分支學(xué)科。
元素地球化學(xué)是從巖石等天然樣品中化學(xué)元素含量與組合出發(fā),
比如已經(jīng)測得太陽系各行星形成的年齡為45~46億年,太陽系元素的年齡為50~58億年等等。另外在礦產(chǎn)資源研究中,有機(jī)地球化學(xué)是研究自然界產(chǎn)出的有機(jī)質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、空間分布、在地球歷史中的演化規(guī)律以及它們參與地質(zhì)作用對元素分散富集的影響。生命起源的研究就是有機(jī)地球化學(xué)的重要內(nèi)容之一。
天體化學(xué)是研究元素和核素的起源,元素的宇宙豐度,宇宙物質(zhì)的元素組成和同位素組成及其變異,天體形成的物理化學(xué)條件及在空間、時間的分布、變化規(guī)律。
環(huán)境地球化學(xué)是研究人類生存環(huán)境的化學(xué)組成化學(xué)作用、化學(xué)演化及其與人類的相互關(guān)系,目前是人們未來研究的熱門方向。
礦床地球化學(xué)是研究礦床的化學(xué)組成、化學(xué)作用和化學(xué)演化。著重探討成礦的時間、物理化學(xué)條件、礦質(zhì)來源和機(jī)理等問題。它綜合元素地球化學(xué)、同位素地球化學(xué)、勘查地球化學(xué)和實(shí)驗地球化學(xué)等分支學(xué)科的研究方法和成果,為礦產(chǎn)的尋找、評價、開發(fā)利用服務(wù)。
區(qū)域地球化學(xué)是研究一定地區(qū)某些地質(zhì)體和圈層的化學(xué)組成、化學(xué)作用和化學(xué)演化,為劃分元素地球化學(xué)區(qū)和成礦遠(yuǎn)景區(qū)提供了依據(jù)。
勘查地球化學(xué)是通過對成礦元素和相關(guān)元素在不同地質(zhì)體及區(qū)帶的含量和分布研究,導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)地幔組成的不均一性(垂向的和區(qū)域的),在研究方法上,地球化學(xué)綜合地質(zhì)學(xué)、化學(xué)和物理學(xué)等的基本研究方法和技術(shù),形成的一套較為完整和系統(tǒng)的地球化學(xué)研究方法。這些方法主要包括:
在思維方法上,對大量自然現(xiàn)象的觀察資料和巖石、礦物中元素含量分析數(shù)據(jù)的綜合整理,廣泛采用歸納法,得出規(guī)律,建立各種模型,用文字或圖表來表達(dá),稱為模式原則。
如量子力學(xué)、化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)核子物理學(xué)等,以及電子計算技術(shù)的應(yīng)用使地球化學(xué)提高了推斷能力和預(yù)測水平。
地球化學(xué)的分析測試手段也將更為精確快速,微量、超微量分析測試技術(shù)的發(fā)展,將可獲得超微區(qū)范圍內(nèi)和超微量樣品中元素、同位素分布和組成資料。

地球化學(xué)的基本任務(wù)

地球化學(xué)研究內(nèi)容經(jīng)歷了一個歷史演變過程。地球化學(xué)創(chuàng)始階段,其研究內(nèi)容局限為研究“地殼中的原子(包括自然界出現(xiàn)的90多種化學(xué)元素和常見的340多種同位素的原子)”和“元素的行為”?,F(xiàn)代地球化學(xué)則強(qiáng)調(diào)“地球的化學(xué)組成”、“化學(xué)作用”和“化學(xué)演化”。從目前地球化學(xué)研究對象來看,地球化學(xué)的基本任務(wù)主要如下:

(1)研究地球(也包括部分天體)的化學(xué)組成

這是地球化學(xué)最基本的研究內(nèi)容,它涉及地球(也包括部分天體)中元素及其同位素的組成和時空變化。20世紀(jì)30~40年代,地球化學(xué)學(xué)科建立之時,大量的工作是關(guān)于地殼和地殼不同部位、不同地塊、不同地質(zhì)體中各種元素含量和分布的研究。后來,隨著地球化學(xué)的發(fā)展,認(rèn)識步步深入,逐漸開展了地球各個層圈、地外部分天體的化學(xué)組成研究?,F(xiàn)在開展的區(qū)域地球化學(xué)研究、全球地球化學(xué)填圖等科技計劃是這一任務(wù)的現(xiàn)實(shí)體現(xiàn)。

(2)研究地球(也包括部分天體)的化學(xué)作用

地球化學(xué)的第二大任務(wù)是研究地球各個層圈中(也包括部分天體)發(fā)生的地球化學(xué)作用。這些地球化學(xué)作用豐富多彩、千變?nèi)f化。地球上發(fā)生的隕石雨、地震、火山爆發(fā)、崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害是激烈的、易于發(fā)現(xiàn)或覺察的,但地殼運(yùn)動、巖石風(fēng)化、礦床的形成、化學(xué)物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化等是緩慢的、不易發(fā)現(xiàn)的。不管是激烈的還是緩慢的地質(zhì)作用過程,都包含了豐富的地球化學(xué)作用。描述這些地質(zhì)作用,發(fā)現(xiàn)這些地質(zhì)作用過程中的化學(xué)作用規(guī)律,模擬并以簡化的形式展示這些地球化學(xué)作用過程,將這些地質(zhì)過程的化學(xué)作用原理應(yīng)用并解決人類工程技術(shù)問題(例如地球化學(xué)工程等)等,是地球化學(xué)研究的重要任務(wù)。

可以列舉幾個方面內(nèi)容:

1)研究地球演化過程的各種地球化學(xué)作用中化學(xué)元素的活動性。主要是闡明化學(xué)元素在不同物理化學(xué)條件的介質(zhì)中活化、遷移和集中分散的規(guī)律,這涉及個別元素化學(xué)性質(zhì)及其行為的研究,包括化學(xué)元素的來源,其活化的驅(qū)動力以及遷移途徑和搬運(yùn)形式,沉淀富集的規(guī)律。著重研究地球演化歷史和過程,研究地球各層圈化學(xué)元素及其同位素的分布、遷移和集中分散規(guī)律,并運(yùn)用這些規(guī)律去解決地學(xué)有關(guān)理論和實(shí)際問題。顯然,這些方面的研究成果是建立礦床地球化學(xué)模式和環(huán)境地球化學(xué)模式必不可少的資料。

2)研究化學(xué)元素的結(jié)合規(guī)律。地球化學(xué)也研究化學(xué)元素在不同固相(主要是各種地質(zhì)體,也涉及工業(yè)固體廢物)中以各種形式相互結(jié)合在一起形成獨(dú)立礦物的規(guī)律,也就是研究元素的共生組合和賦存形式。這里面包括元素的分配及其晶體化學(xué)控制問題,包括元素的物態(tài)、鍵型、價態(tài)、在晶體構(gòu)造中的配位位置以及化合物種類和形式等等。

3)研究不同地球化學(xué)過程的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理。地球化學(xué)還研究促使化學(xué)反應(yīng)的物理化學(xué)條件和元素地球化學(xué)參數(shù),并據(jù)以闡述地球化學(xué)作用過程所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理。應(yīng)用地球化學(xué)熱力學(xué)方法研究地質(zhì)作用的化學(xué)反應(yīng)方向,運(yùn)用地球化學(xué)方法研究地質(zhì)作用的化學(xué)反應(yīng)過程和機(jī)理。

(3)研究地球(也包括部分天體)的化學(xué)演化

地球是有生命的,已經(jīng)演化了46億年,還要繼續(xù)演化發(fā)展。地外天體成員也是有生命的,也存在過去的演化歷史和將來的演化發(fā)展。地球化學(xué)的第三大任務(wù)是研究地球(也包括部分天體)的化學(xué)演化問題。對地球化學(xué)演化的研究,尤其要注重各層圈(尤其地殼)不同演化階段的化學(xué)元素及其同位素的組成和演化特征,也要注重某區(qū)域、某地質(zhì)體、某組成巖石和某礦物中的化學(xué)元素及其同位素的組成和演化特征。對太陽系的化學(xué)演化的研究,要注重太陽星云的化學(xué)成分、分餾和凝聚,太陽系各行星與小天體(衛(wèi)星、小行星、彗星、宇宙塵等)的化學(xué)組成和演化特征。

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