微量元素地球化学 1.2 地球化学的开展 现代地球科学有三门根本学科：地质学、地球物理学和地球化学大致在本世纪40年头末期和50年头初期，地球化学才成为一门独立成型的学科这里，作为独立学科的重要标记是以学科命名的课程在一些大专院校开设，以学科命名的科研和教学单位起先出现，以及以学科命名的学术刊物问世等当前很多重大的地学理论问题的解决，如地球的起源、全球板块构造理论、区域成矿问题分析等，都有赖于这三门根本学科的严密协作地球化学的开展大致经验两个主要阶段；一是经典地球化学阶段，着重探究元素的丰度、分布和迁移，探究的手段主要是无机化学、晶体化学和分析化学的方法；二是近代地球化学阶段随着各项技术的开展〔宇航技术、高温高压试验技术、核物理探测技术等〕，地球化学的探究领域不断扩展，朝着地球内部和宇宙空间开展，形成了以探究地幔为对象的深部地球化学和探究陨石、月球、宇宙尘的宇宙化学除探究元素外，还开展了同位素探究，建立了同位素地球化学在探究手段上更加留意了物理化学、热力学和动力学的理论和方法，开展了各种地球化学的模式探究，形成了地球化学全面开展的新时期 1.2.1 经典地球化学的三个代表人物1.克拉克〔F.W.Clarke，1847—1931〕美国化学家克拉克是地球化学的奠基者。
他着重探究化学元素在地壳中的分布和丰度他和他的同事华盛顿〔H.S.Washin－gton〕屡次发表的《地壳的平均化学成分》和《地球化学资料》是最早的地球化学著作克拉克的地球化学探究主要在美国地质调查所进展的本世纪初在美国华盛顿的卡内基探究院建立了地球物理试验室和后来的地磁系〔Department of TerrestrialMagnetis，DTM〕开拓了试验地球化学的新方向2.维尔纳茨基〔В.И.Верналскиǔ，1863—1945〕俄罗斯矿物学家维尔纳茨基开创了生物地球化学和同位素地球化学探究发表了《地球化学概论》一书他首先提出了地球化学旋迴的概念，并用它来阐述化学元素在前后相继的地球化学作用中的演化历史他的学生费尔斯曼开创了区域地球化学和地球化学找矿方法费尔斯曼发表的《俄罗斯地球化学》是一本经典的区域地球化学著作费尔斯曼为了说明元素在迁移过程中的地球化学行为，提出了共生序数和晶格能等概念，并对限制元素迁移的各种因素和元素迁移的规律进展了探究在莫斯科，设有维尔纳茨基地球化学和分析化学探究所，隶属于俄罗斯科学院3.戈尔德斯密特〔V.M.Goldsmidt，1887—1947〕挪威地质学家戈尔德斯密特在矿物晶体化学探究根底上，开创了微量元素地球化学的探究，提出了微量元素在矿物和岩石中的存在形成和分布规律。
他提出了适合自然界矿物共生组合的戈氏相律他用简洁的方法计算了地壳元素的丰度他依据化学元素在陨石和地球物质中的分布，首次将元素进展地球化学分类他给予地球化学更广袤的探究领域和更深化的探究内容，他有远见地指出，地球化学不仅要探究元素的分布和丰度，而且要探究同位素的分布和丰度；不仅要探究地球的物质成分，而且要探究宇宙的物质成分他非常强调要探究那些支配元素和同位素分布的规律戈尔德斯密特的这些观点对现代地球化学的开展，产生了重大影响他发表了一系列著作，他的遗著《地球化学》〔1954〕是一本经典的元素地球化学戈尔德斯密特曾在德国哥廷根大学工作多年，此时此刻该大学设有戈尔德斯密特地球化学探究所70年头起，美国地球化学协会为了表彰对地球化学开展做出奉献的各国科学家，设立了戈尔德斯密特奖和克拉克奖，前者嘉奖有重大奉献的地球化学家，后者嘉奖有成就的年青地球化学工作者 1.2.2 现代地球化学及其开展其次次世界大战完毕后，特殊是从60年头起，地球化学的开展有了很大的改变，进入了现代地球化学的阶段1.现代地球化学的特点同经典地球化学阶段比拟，现代地球化学的开展有以下特点：1〕探究领域不断扩大，探究内容不断深化。
现代地球化学把其探究领域从地上转向天上、从地表转入地下、从大陆转向海洋有人形象地称为上天、入地、下海它已成为现代地球化学的前沿领域，这是当代科学技术的开展对地球化学的要求，也是地球化学开展的势必结果在不同的领域内，现代地球化学都得到了不同程度的深化开展；建立了元素丰度体系；提出了更管用和有效的元素地球化学分类；提出了微量元素定量安排的理论模型；在同位素分馏作用中广泛应用了热力学的理论和方法；在地球化学循环中提出了箱式模型的原理和方法；各种放射成因同位素示踪体系的建立等这些都说明地球化学作为一门独立学科，无论在理论上还是方法上都日趋成熟、完整和系统2〕人材、机构不断增加经典的地球化学探究工作主要集中在美国、俄罗斯和德国等少数几个国家现代地球化学无论是在兴旺国家或是开展中国家都得到了快速的开展，各个国家相继建立地球化学探究机构、成立地球化学协会、出版地球化学特地刊物，踊跃造就地球化学专业人材有很多国家合作开展的全球性探究打算促进了各国有关地球化学学科的开展和探究水平的提高3〕地球化学的分支学科不断涌现和建立随着地球化学理论体系逐步建立及其和相邻学科的相互结合和渗透，一些特地探究领域的地球化学分支学科快速开展起来。
地球化学的分支学科有不同的划分方法如按探究的空间范围划分，有地幔地球化学、区域地球化学、水圈地球化学等；按探究视察对象划分，有同位素地球化学、微量元素地球化学、有机地球化学、生物地球化学等；遵照地质作用分类，有岩浆作用地球化学、变质作用地球化学、沉积作用地球化学、热液作用地球化学等；以及环境地球化学、构造地球化学、勘查地球化学、土壤地球化学、水文地球化学等各分支学科因此，现代地球化学已成为一个枝叶繁茂的学科另外应当说明，划分分支学科是地球化学开展的势必趋势，但也有必须的人为性有些分支学科的界限不是截然的，它们既有联系，又有区分有的只是探究问题的角度和启程点有所不同2.现代地球化学的成果这里不行能对地球化学的探究成果作出全面的评述，只想就有关分支学科和领域里的某些成果作一扼要的概述1〕同位素地质年头学和同位素示踪同位素地质时钟的成果已被地球科学普遍成认和引用K－Ar，U〔Th〕－Pb，Rb－Sr，Sm－Nd计时已完全成熟最近，用钕同位素地球化学在解决前寒武纪古老变质岩的演化，追踪古老地壳的演化历史，以及了解地幔的不均一性等供应了新证据在世界上确定了几处古大陆核，以此为根底建立了各区前寒武纪地质年头表。
重稳定同位素演化和示踪理论的成果使同位素年头学突破了单纯计时的界限，成为地球科学家剖析困难的地质—地球化学历史的有力手段2〕稳定同位素地球化学获得了大量试验数据和准确的同位素分馏系数值对同位素分馏的物理机制进展了理论探讨碳、氢、氧、硫同位素分馏理论和实践对解决成岩成矿作用过程中的物质来源、流体相性质、物理化学条件以及各种混合、叠加作用的判定供应了有劝服力的定量证据3〕微量元素地球化学建立了微量元素定量安排理论，推导出岩浆分别结晶作用和局部熔融作用的定量公式，对判定岩浆过程性质、物源、局部熔融和结晶分异的程度供应了定量标记和准那么给出了各种微量元素在不同体系中矿物/熔体安排系数，以及矿物相安排的微量元素温度计和微量元素压力计的新资料确定了大量的稀土元素和不相容元素安排的模式及其对各类岩石成因、火山岩产出的构造环境、成岩成矿作用的指示意义4〕试验地球化学进展了大量的常温常压、高温高压各类成岩成矿试验探究，包括矿物溶解度、离子迁移、元素安排、相变及化学反响等矿物和岩石中包袱体探究成为重要的探究成岩成矿作用的手段最新的超高压技术已可在微区内实现150—250GPa，到达了下地幔和地核的深度常规的高温高压溶液地球化学对超临界状态的水—岩体系和很多反响机制积累了大量的试验和相图资料，取得了明显的成果。
质量迁移理论和一整套数学模拟体系的出现，为应用热力学和动力学理论综合探究热液成矿和蚀变供应了一种新途径5〕有机地球化学随着能源事业的需求，有机地球化学取得了长足的进步应用有机地化对石油的生成和演化机制探究获得了胜利对沉积盆地的成油条件、油气田勘探提出了地球化学指标利用烃类等有机物作为生物标记化合物供应了很多重要的地球化学信息陨石和古老岩石中有机物的探究对地球早期生物的存在形式和演化、对生命的起源供应了新的信息此外，地球化学在以下一些方面也取得了重要的进展：如太阳系星体早期演化历史，地幔的不均一性和地幔化学分层模型，地球上最古老的岩石和太古代陆核形成，成岩成矿作用的多阶段、多来源、多成因，微量元素与人类安康，大气臭氧层的作用，第四纪下限年头，以及海洋和海水的化学演化等等现代地球化学开展方向的主要特征可以概括如下：1〕各种精细、灵敏、高效分析技术的引入，微区、微粒视察方法的建立，试验模拟技术的提高及电子计算机的普遍应用，以至宇航、深钻、深海探测技术等开阔了人们的视野，增大了信息量，使人们用地球化学方法更全面深化地视察地球、了解宇宙2〕根底科学成果的引入和广泛应用，提高了地球化学对事物本质的理解力和相识深度，使地球化学向定量化、科学化、预料化的方向大大推动。
3〕地球化学广泛汲取邻近学科的成果，相互结合、渗透，不断开拓新的领域，朝着探究一切自然过程的化学机制的方向前进4〕在解决与人类休戚相关的诸如矿产资源、能源、环境与地震等问题中地球化学将供应大量的实际成果同时，与其他学科一起为解决自然科学的重大根底理论问题——生命起源、地球和天体的形成和演化等发挥更大的作用3.主要学术机构和刊物50年头起，有关地球化学的学术机构、刊物和探究队伍不断地出现 国际地质科学联合会〔IUGS〕和国际纯粹和应用化学联合会〔IUPAC〕都成立了地球化学的特地组织1965年在巴黎成立了国际地球化学和宇宙化学学会〔IUGC〕美国的地球化学探究队伍普及全国各地，一些闻名的大学和探究所都有很多名家在工作如加州理工学院〔Caltech〕，麻省理工学院〔MIT〕，加州柏克利大学，斯坦福大学，联邦政府的美国地质调查所〔USGS〕，私立的加内基探究院〔Carnegie Institutionof Washington〕，拉蒙脱〔Lamoto〕视察站等法国巴黎第六、第七大学、堪培拉国立澳大利亚大学、英国剑桥大学、俄罗斯的莫斯科大学等是世界一流的地球化学探究中心登载地球化学文献的主要国际性学术刊物有： 《Geochimica et Cosmochimica Acta》 《Earth and Planetary Science Letters》 《Contributions to Mineralogy and Petrology》 《Journal of Geochemical Exploration》 《Journal of Geophysics Research》《American Journal of Science》等，此外，还有日本的《Geochemical Journal》和俄罗斯的《Геохимия》等。
出版的专著和教科书，除已提到的外尚有B.Mason的《Principles of Geochemistry》〔1952—1978〕， Allegre的《Introduction to Geochemistry》〔1973〕，和 Krauskopf的《Introduction to Geochemistry》〔1978〕，和Faure的《Principles and Application of Inorganic Geochemistry》〔11011〕等4.我国地球化学的开展我国的地球化学事业是在新中国成立以后才逐步开展起来的1958年在中国科学院系统内建立了地球化学探究室，1964年扩大成为中国科学院地球化学探究所50年头末在某些高等学校中设置了地球化学专业或。