《地球化学》课件.ppt

《地球化学》导论欢迎来到地球化学的世界！本课程将带您探索地球的化学组成、过程及其演化。我们将从宇宙化学的基础知识开始，逐步深入到岩石圈、大气圈和水圈的化学组成与演化。通过学习热力学、动力学以及同位素地球化学的基础知识，您将能够理解地球化学研究的方法，并应用于岩浆岩、沉积岩和变质岩的地球化学研究中。最后，我们将探讨水文地球化学、生物地球化学和环境地球化学等重要领域，帮助您了解地球化学在解决环境问题中的应用。

地球化学的定义与研究对象定义地球化学是研究地球及其组成部分的化学组成、化学过程和化学演化的学科。它综合运用化学、地质学、物理学等学科的知识，从化学的角度认识地球的形成、演化和未来。研究对象地球各圈层的化学组成、结构和分布规律。元素和同位素在地球各圈层中的迁移、转化和循环过程。各种地质作用（如岩浆作用、沉积作用、变质作用等）的化学机制和演化规律。地球化学方法在资源勘探、环境保护等领域的应用。

地球化学与其他学科的关系地质学地球化学是地质学的重要分支，为地质学研究提供化学视角和分析手段。地质学为地球化学提供研究对象和地质背景，地球化学则解释地质现象的化学机制。化学地球化学以化学原理为基础，运用化学理论和方法研究地球的化学组成和过程。化学为地球化学提供理论基础和分析技术。物理学地球化学需要运用物理学的原理和方法研究地球内部的物理化学过程，如地球内部的热传递、物质的相变等。物理学为地球化学提供研究手段和理论模型。生物学生物地球化学研究生物对地球化学循环的影响，以及生物与环境之间的相互作用。生物学为地球化学提供生物活动的证据和研究对象。

地球化学的研究方法1野外采样与观察地球化学研究的基础是获取具有代表性的样品，包括岩石、土壤、水、气体和生物样品。野外观察和详细记录地质背景是保证样品代表性的重要环节。2实验室分析利用各种化学分析仪器和方法，测定样品中元素和同位素的含量和组成。常用的分析方法包括原子吸收光谱法、质谱法、色谱法等。3数据处理与模型建立对分析数据进行处理和统计分析，揭示地球化学规律。建立地球化学模型，模拟地球化学过程，预测未来发展趋势。4理论研究与实验模拟运用热力学、动力学和同位素地球化学等理论，研究地球化学过程的机制。进行高温高压实验，模拟地球内部的物理化学条件。

地球化学的发展简史1早期探索18世纪末至19世纪初，人们开始关注地球的化学组成，如岩石的矿物成分和元素的分布。2地球化学的建立19世纪中叶，克拉克（F.W.Clarke）发表了《地球化学》，标志着地球化学作为一门独立学科的诞生。3现代地球化学的发展20世纪以来，随着分析技术的进步，地球化学研究进入快速发展时期，涌现出许多新的分支学科，如同位素地球化学、有机地球化学等。4地球化学的应用地球化学在资源勘探、环境保护、灾害预测等领域发挥越来越重要的作用。

宇宙化学基础宇宙的起源与演化研究宇宙的起源、结构和演化规律，为理解地球的形成和演化提供宇宙背景。元素的宇宙丰度研究宇宙中各种元素的含量和分布规律，为理解地球元素的来源和演化提供依据。星云假说与行星形成探讨星云假说，研究行星的形成过程和化学组成，为理解地球的形成和早期演化提供理论基础。

宇宙的起源与演化大爆炸宇宙起源于大约138亿年前的一次大爆炸，从一个极小的奇点迅速膨胀。元素合成在宇宙早期，通过核聚变反应合成了氢、氦等轻元素。重元素主要在恒星内部或超新星爆发过程中形成。星系形成引力作用使物质聚集形成星系，星系又进一步聚集形成星系团。恒星演化恒星通过核聚变反应发光发热，其演化过程决定了元素的合成和释放。

元素的宇宙丰度定义元素的宇宙丰度是指宇宙中各种元素的相对含量。通常以硅为基准（Si=10^6），表示其他元素的相对原子数。规律氢和氦是最丰富的元素，占宇宙总质量的98%以上。轻元素（如锂、铍、硼）的丰度较低。铁是丰度最高的重元素。原子序数高的元素的丰度逐渐降低。

星云假说与行星形成星云坍缩原始太阳星云在自身引力作用下开始坍缩。1形成原行星盘星云旋转加速，形成一个扁平的原行星盘。2行星吸积盘中的尘埃和气体逐渐聚集，形成越来越大的行星。3形成行星系统最终形成包括太阳和行星在内的行星系统。4

地球的形成与早期演化吸积与碰撞地球由星子吸积和碰撞形成，早期地球经历频繁的撞击事件。分异作用地球内部发生分异作用，形成地核、地幔和地壳等圈层结构。早期大气形成地球早期大气主要由火山气体组成，成分与现在有很大差异。海洋形成随着地球温度降低，水蒸气凝结形成海洋。

地球的圈层结构1地壳地球最外层的固体圈层，分为大陆地壳和海洋地壳。2地幔位于地壳之下，占地球体积的80%以上，主要由硅酸盐组成。3地核位于地球中心，主要由铁和镍组成，分为液态外核和固态内核。

地球的化学分异定义地球化学分异是指地球内部不同区域化学组成的差异。这种差异是地球演化的重