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地球化学的书有哪些

发布时间:2022-06-15 16:36:45

1. 我想自学地球化学,请问有哪些基础的书籍吗

书名就叫:地球化学,韩吟文,马振东主编的,地质出版社出版,就是大学最基础的课程课本了

2. 什么是地球化学

地球化学是研究地球的化学组成、化学作用和化学演化的科学,它是地质学与化学、物理学相结合而产生和发展起来的边缘学科.自20世纪70年代中期以来,地球化学和地质学、地球物理学已成为固体地球科学的 三大支柱.它的研究范围也从地球扩展到月球和太阳系的其他天体.
地球化学的理论和方法,对矿产的寻找、评价和开发,农业发展和环境科学等有重要意义.地球科学基础理论的一些重大研究成果,如界限事件、洋底扩张、岩石圈演化等均与地球化学的研究有关.
地球化学发展简史
从19世纪开始,一些工业国家逐渐开展系统的地质调查和填图、矿产资源的寻找及开发利用促进了地球化学的萌芽.1838年,德国舍恩拜因首先提出“地球化学”这个名词.19世纪中叶以后,分析化学中的重量分析、容量分析逐渐完善;化学元素周期律的发现以及原子结构理论的重大突破,为地球化学的形成奠定了基础.
1908年,美国克拉克发表《地球化学资料》一书.在这部着作中,克拉克广泛地汇集和计算了地壳及其各部分的化学组成,明确提出地球化学应研究地球的化学作用和化学演化,为地球化学的发展指出了方向.挪威戈尔德施密特在《元素的地球化学分布规则》中指出化学元素在地球上的分布,不仅与其原子的物理化学性质有关,而且还与它在 晶格中的行为特性有关.这使地球化学从主要研究地壳的化学纽成转向探讨化学元素在地球中分布的控制规律.
1922年费尔斯曼发表《俄罗斯地球化学》一书,系统论述了各地区的地球化学,是第一部区域地球化学基础着作.1924年维尔纳茨基发表了《地球化学概论》一书,首次为地球化学提出了研究原子历史的任务,最先注意到生物对于地壳、生物圈中化学元素迁移、富集和分散的巨大作用.1927年他组织和领导了世界上第一个地球化学研究机构——生物地球化学实验室.
与此同时,放射性衰变规律的认识、同位素的发现、质谱仪的发明与改进,导致了同位素地球化学,特别是同位素地质年代学的开拓.1907年美国化学家博尔特伍德发表了第一批化学铀-铅法年龄数据.30~40年代铀-钍-铅法、钾-氩法、 钾-锶法、普通铅法、碳-14法等逐步发展完善,使同位素地质年代学初具规模.
20世纪50年代以后,地球化学除了继续把矿产资源作为重要研究对象以外,还开辟了环境保护、地震预报、海洋开发、农业开发、生命起源、地球深部和球外空间等领域的研究.地球化学分析手段飞速发展,广泛应用超微量、高灵敏度的分析测试技术和仪器,配合电子计算机的使用,不仅可获得大量高精度的分析数据,而且可以直接揭示样品中难于观测的元素及其同位素组成的细微变化和超微结构.
在这个时期,中国在元素地球化学、同位素地质年代学方面也取得了一批重要成果,如1961年李璞等发表了中国第一批同位素年龄数据;1962年黎彤等发表了中国各种岩浆岩平均化学成分资料;1963年中国科学院完成了中国锂铍铌钽稀土元素地球化学总结,提出了这些矿种的重要矿床类型和分布规律.
地球化学的基本内容
地球化学主要研究地球和地质体中元素及其同位素的组成,定量地测定元素及其同位素在地球各个部分(如水圈、气圈、生物圈、岩石圈)和地质体中的分布;研究地球表面和内部及某些天体中进行的化学作用,揭示元素及其同位素的迁移、富集和分散规律;研究地球乃至天体的化学演化,即研究地球各个部分,如大气圈、水圈、地壳、地幔、地核中和各种岩类以及各种地质体中化学元素的平衡、旋回,在时间和空间上的变化规律.
基于研究对象和手段不同,地球化学形成了一些分支学科.
元素地球化学是从岩石等天然样品中化学元素含量与组合出发,研究各个元素在地球各部分以及宇宙天体中的分布、迁移与演化.在矿产资源研究中,元素地球化学发挥了重要作用,微量元素地球化学研究提供了成岩、成矿作用的地球化学指示剂,并为成岩、成矿作用的定量模型奠定了基础.
同位素地球化学是根据自然界的核衰变、裂变及其他核反应过程所引起的同位素变异,以及物理、化学和生物过程引起的同位素分馏,研究天体、地球以及各种地质体的形成时间、物质来源与演化历史.同位素地质年代学已建立了一整套同位素年龄测定方法,为地球与天体的演化提供了重要的时间座标.
比如已经测得太阳系各行星形成的年龄为45~46亿年,太阳系元素的年龄为50~58亿年等等.另外在矿产资源研究中,同位素地球化学可以提供成岩、成矿作用的多方面信息,为探索某些地质体和矿床的形成机制和物质来源提供依据.
有机地球化学是研究自然界产出的有机质的组成、结构、性质、空间分布、在地球历史中的演化规律以及它们参与地质作用对元素分散富集的影响.生命起源的研究就是有机地球化学的重要内容之一.有机地球化学建立的一套生油指标,为油气的寻找和评价提供了重要手段.
天体化学是研究元素和核素的起源,元素的宇宙丰度,宇宙物质的元素组成和同位亲组成及其变异,天体形成的物理化学条件及在空间、时间的分布、变化规律.
环境地球化学是研究人类生存环境的化学组成化学作用、化学演化及其与人类的相互关系,以及人类活动对环境状态的影响及相应对策.环境地球化学揭示了某些疾病的地区性分布特征及其与环境要素间的关系.
矿床地球化学是研究矿床的化学组成、化学作用和化学演化.着重探讨成矿的时间、物理化学条件、矿质来源和机理等问题.它综合元素地球化学、同位素地球化学、勘查地球化学和实验地球化学等分支学科的研究方法和成果,为矿产的寻找、评价、开发利用服务.
区域地球化学是研究一定地区某些地质体和圈层的化学组成、化学作用和化学演化,以及元素、同位素的循环、再分配、富集和分散的规律.它为解决区域各类基础地质问题、区域成矿规律和找矿问题以及区域地球化学分区与环境评价等服务.区域地球化学揭示的元素在空间分布的不均匀性,为划分元素地球化学区和成矿远景区提供了依据.
勘查地球化学是通过对成矿元素和相关元素在不同地质体及区带的含量和分布研究,找出异常地段,以便缩小和确定找矿及勘探对象.除直接为矿产资源服务外,它也是环境评价及国土规划的重要参考.
地球化学的一些重大成果是各分支学科综合研究的结果.如陨石、月岩与地球形成的同位素年龄的一致,表明太阳系各成员形成独立宇宙体的时间是大致相同的.又如微量元素和同位素研究,导致发现地幔组成的不均一性(垂向的和区域的),提出了双层地幔模型,加深了对地球内部的认识.天体化学、微量元素和同位素地球化学研究,还为新灾变论提供了依据.
在研究方法上,地球化学综合地质学、化学和物理学等的基本研究方法和技术,形成的一套较为完整和系统的地球化学研究方法.这些方法主要包括:野外地质观察、采样;天然样品的元素、同位素组成分析和存在状态研究;元素迁移、富集地球化学过程的实验模拟等.
在思维方法上,对大量自然现象的观察资料和岩石、矿物中元素含量分析数据的综合整理,广泛采用归纳法,得出规律,建立各种模型,用文字或图表来表达,称为模式原则.
随着研究资料的积累和地球化学基础理论的成熟和完善,特别是地球化学过程实验模拟方法的建立,地球化学研究方法由定性转入定量化、参数化,大大加深了对自然作用机制的理解,现代地球化学广泛引入精密科学的理论和思维方法研究自然地质现象,如量子力学、化学热力学、化学动力学核子物理学等,以及电子计算技术的应用使地球化学提高了推断能力和预测水平.
当前地球化学的研究正在经历三个较大的转变:由大陆转向海洋;由地表、地壳转向地壳深部、地幔;由地球转向球外空间.地球化学的分析测试手段也将更为精确快速,微量、超微量分析测试技术的发展,将可获得超微区范围内和超微量样品中元素、同位素分布和组成资料.低温地球化学、地球化学动力学、超高压地球化学、稀有气体地球化学、比较行星学等很有发展前景.

3. 泉华的地球化学

由于不同成因硅质岩有着不同的SiO2等物质来源(杨建明等,1999;曾普胜等,2004),因此,元素含量及其有关参数是判别硅质岩成因类型和沉积环境的重要标志之一,对海相硅质岩的研究程度较高,广泛使用的有Fe-Mn-Al、U-Th、Zr-Cr等图解。本书借鉴前人海相硅质岩的有关研究成果,根据搭格架硅华51件样品的分析结果,分别计算了各阶段的地球化学参数(表4-3)。并据搭格架泉华在相关图解中的位置,判断其成因和沉积环境。由于搭格架铯矿为已知的“陆-陆”碰撞条件下的现代以热水成矿作用为主所形成,因而据相关图解也可进一步验证图解对陆相成因硅华的有效性。

(一)常量元素

1.SiO2-Al2O3一般的,海相成因纯硅质岩的SiO2含量的变化范围为91%~98.8%(吕志成等,2004);而腾冲现代陆相硅华的SiO2含量为96.41%~97.29%(张天乐等,1997)。而搭格架硅华的SiO2含量变化范围为80.01%~91.8%,因而比腾冲硅华的SiO2含量低,比海相纯硅质岩的SiO2含量更低。这可能是由于热泉水pH=8.5,属弱碱性水,对前期形成的SiO2部分溶解而流失所致。搭格架硅华的Al2O3含量变化范围为0.03%~8.14%,显示出较大的变化范围。Si/Al值在硅华的不同发育阶段有较大的差异(表4-3):第1阶段为12.40~1158.68,平均586.54;第2阶段为9.86~1926.13,平均1123.57;第3阶段为10.39~1918.08,平均713.90;第4阶段为6.42~578.82,平均93.84;第5阶段为374.56~2834.03,平均1290。可以看出,总体上以第2、5阶段的Si/Al比值较高,而其余阶段相对较低。Si/Al比值较低反映出硅华中有相对较高比例的成分相当于页岩的富含Al2O3的陆源沉积物的混入(吕志成等,2004)。

表4-3 搭格架硅华地救化学参数统计表

2.Al2O3-Fe2O3

Al/Fe比值[Al/Fe=Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)]常被用来确定硅质岩的形成环境,例如大陆边缘硅质岩Al/Fe为0.5~0.9、大洋中脊硅质岩<0.4(Murray et al.,1991、1994)。对榙格架硅华,不同发育阶段的Al/Fe比值有差别,但变化不大(表4-3):第1阶段为0.20~0.89,平均0.43;第2阶段为0.05~0.90,平均0.33;第3阶段0.04~0.90,平均0.46;第4阶段为0.17~0.87,平均0.72;第5阶段为0.03~0.22,平均0.11。所以,将搭格架这种陆-陆碰撞条件下形成的硅质岩的Al/Fe比值变化范围定为0.1~0.7较为合适。可见硅华的Al/Fe比值总体上位于大陆边缘硅质岩的范围,至于第2、5阶段Al/Fe比值较低,是由于Al2O3含量较高的物质的混入相对较少所致。

3.MnO-TiO2

MnO/TiO2常被用来探讨硅质岩的形成环境(Adachi et al.,1986;Bostrom et al.,1973),例如大陆斜坡和边缘海沉积的硅质岩MnO/TiO2<0.5,而大洋沉积的硅质岩MnO/TiO2>0.5。搭格架不同阶段硅华的MnO/TiO2平均值比较相近,变化于0.10~0.18之间(表4-3)。因而将搭格架这种硅质岩的MnO/TiO2变化范围定为0.1~0.2较为合适,属于大陆斜坡和边缘海沉积硅质岩的范围。

4.Fe-Mn-Al图解

一般的,硅质岩中的Fe、Mn的富集主要与热水的参与有关,而Al的相对富集则多与陆源物质的介入相关(周永章等,1990、1994;吕志成等,2004),并且Al/(Fe+Mn+Al)值由纯水的0.01到纯远海生物成因的0.60。据此Adachi(1986)和Yamamoto(1987)等系统地给出了海相热水沉积物和非热水沉积硅质岩在Fe-Mn-Al图中的位置。对陆相硅质岩Fe-Mn-Al图判别结果的可靠性是有争议的(王江海等,1998),但为了与已知的海相热水沉积物和非热水沉积硅质岩进行对比,仍将搭格架硅华的样品投于Fe-Mn-Al图中(图4-1),可以看出,第1~3阶段样品在热水沉积物区均有分布,但在生物及其他非热水沉积物区的边部更富铝质的部位也有样品;第4阶段的7个样品中有6个样品位于生物及其他非热水沉积物区的边部更富铝质的部位,仅有1个样品位于热水沉积物区;第5阶段的32个样品全部位于热水沉积物区。因此,结合搭格架热水成因的特点,可以认为该矿床的形成以热水沉积作用为主,生物沉积为次的复合成因特点。若将搭格架全部样品投在Fe-Mn-Al图中(图4-2),同样体现出以热水沉积作用为主,生物沉积为次的复合成因特点。

(二)微量元素

1.Cr-Zr与U-Th图解

一般而言,Cr与U主要富集在还原性的热水沉积物中,而Zr与Th则主要富集在碎屑成因的颗粒物中。因此,在Cr-Zr与U-Th图解中,现代热水沉积物与其他成因沉积物应有不同的位置,并且现代热水沉积物的Cr与Zr呈负相关关系(图4-3、图4-4)。对搭格架硅华在Cr-Zr图中位于现代热水沉积物趋势线附近,但Cr与Zr呈正相关关系;在U-Th图中,搭格架硅华的U与Th亦呈正相关关系,近于平行U/Th=1线,并位于普通深海与古老石化的热水沉积物范围。

图4-1 搭格架泉华5个形成阶段的Fe-Mn-Al图解

图4-2 搭格架泉华的Fe-Mn-Al图解

2.稀土元素

对海相成因硅质岩的稀土元素地球化学行为的研究比较深入(丁林等,1995;徐跃通等,1997;盛吉虎等,1998;冯彩霞等,2001;Murray et al.,1991,1994;吕志成等,2004)。但对陆-陆碰撞条件下的硅华稀土元素地球化学行为研究较为薄弱,对一些参数的地球化学解释也较为初步(李振清,2002)。从搭格架硅华的稀土元素配分模式(图4-5~图4-9)可以看出,5个阶段的稀土元素配分模式基本相似。

总体来说,硅质岩的稀土总量较低(周永章,1990;周永章等,2004),约有一半样品的∑REE<50×10-6。搭格架硅华的∑REE也较低,几乎所有稀土元素的含量均小于北美页岩的含量。不同阶段的硅华∑REE变化范围和平均值均有较大的差别(表4-3)。第1阶段∑REE变化范围为(5.47~55.89)×10-6,平均为24.64×10-6;第2阶段变化范围为(3.96~20.72)×10-6,平均为10.37×10-6;第3阶段变化范围为(11.14~105.32)×10-6,平均为45.74×10-6;第4阶段变化范围为(18.25~183.56)×10-6,平均为79.49×10-6;而第5阶段变化范围为(0.65~17.28)×10-6,平均仅为2.77×10-6。可以看出,以第2、5阶段∑REE的变化范围与平均值为最小。但是,搭格架硅华的稀土元素总量比滇西羊拉铜矿区典型热水沉积硅质岩的稀土元素总量[(0.66~1.56)×10-6](潘家永等,2001)要高。由于热水沉积硅质岩中的稀土元素主要来源于围岩,因此∑REE的大小直接反映了围岩所起作用的大小。据此可推测搭格架硅华的第2、5阶段围岩所起的作用相对较小。

图4-3 硅华的Cr-Zr图解

图4-4 硅华的Th-U图解

图4-5 搭格架硅华第1阶段NASC(北美页岩)正规化稀土配分模式图

图4-6 搭格架硅华第2阶段NASC(北美页岩)正规化稀土配分模式图

图4-7 搭格架硅华第3阶段NASC(北美页岩)正规化稀土配分模式图

图4-8 搭格架硅华第4阶段NASC(北美页岩)正规化稀土配分模式图

图4-9 搭格架硅华第5阶段NASC(北美页岩)正规化稀土配分模式图

从搭格架不同阶段硅华的∑LREE/∑HREE比值(表4-3)可以看出:第1阶段的变化范围为4.79~5.40,平均为5.07;第2阶段变化范围为2.82~3.81,平均为3.37;第3阶段变化范围为2.36~4.70,平均为3.79;第4阶段变化范围为2.17~5.27,平均为4.02;第5阶段变化范围为2.00~4.24,平均为3.19。可见以第1阶段的分馏程度最大,而第2、5阶段的分馏程度相对较小。

不同阶段硅华La与Ce的北美页岩正规化比值即Lashale/Ceshale比值可较为准确地判别硅质岩的形成环境(Murrayetal.,1991;丁林等,1995)。从搭格架硅华的该比值(表4-3)可见,不同阶段硅华La/Ce的北美页岩正规化比值的变化范围与平均值不完全一致。第1阶段的变化范围为1.18~1.27;第2阶段变化范围为1.18~1.26;第3阶段变化范围为1.10~1.34;第4阶段变化范围为1.18~1.32;第5阶段变化范围为1.1~2.27。其中平均值由第1阶段至第5阶段变化为1.23→1.23→1.18→1.23→1.27,因而Lashale/Ceshale平均值的变化范围为1.18~1.27,并以第3阶段的为最小。总之,搭格架硅华的Lashale/Ceshale平均值与大洋盆地和大陆边缘两种环境的硅质岩的范围有重叠。

Eu/Eu*为稀土元素主要的参数之一,在硅质岩的形成环境判别中广为应用。在大洋中,随海水的加深,负Eu异常明显加大,若其中有热液活动时则出现明显的正异常(吕志成等,2004)。但笔者认为该结论不完全正确,例如张家界柑子样的热水成因硅质岩Eu/Eu*=0.70~1.04(李胜荣等,1996)。秦岭泥盆系热水成因铁白云石硅质岩和似碧玉岩的Eu具明显的负异常(炎金才,1996),北大巴山下寒武统黄柏树湾、松树湾、王家山等地以热水成因为主的硅质岩的Eu多呈负异常(吕志成等,2004)。西藏当雄、谷露、羊八井热水成因泉华Eu/Eu*有正有负,三地18个Eu/Eu*数据中,有11个负异常,7个正异常(李振清,2002)。因此,对Eu/Eu*的正负异常具体情况需要具体分析。对搭格架硅华,不同阶段有不同的Eu/Eu*变化范围及平均值,且以正异常为主(表4-3)。第1阶段的变化范围为0.86~1.03,平均为0.93;第2阶段变化范围为1.22~1.75,平均为1.51;第3阶段变化范围为0.93~1.40,平均为1.09;第4阶段变化范围为0.85~1.087,平均为0.98;第5阶段变化范围为1.10~2.63,平均为1.64。并以第2、5阶段的平均值为最大。这种特征可能与搭格架硅华产出的特殊的陆陆碰撞环境有关,使Eu与围岩长石中的Ca难以充分替换,而得以保存于硅华中所致。

Ce常出现+3、+4两种价态,其中Ce3+的溶解度较大;而Ce4+的溶解度较小,并易与Mn4+呈类质同像,而易被从液体相中沉淀析出,造成沉积物Ce的负异常。由于不同沉积环境的铁锰氧化物的丰度不同,由此而引起的Ce亏损程度也不相同(吕志成等,2004)。丁林等(1995)、Murray等(1991)均给出了不同沉积环境的Ce/Ce*变化范围和平均值。另据Shimizu等(1977)的研究结果,热水成因硅质岩的Ce/Ce*为负异常,而非热水成因硅质岩的Ce/Ce*为正异常。例如,湖南石门雄黄矿区(熊先孝等,1997)和江西金山金矿区(刘志远等,2005)热水成因硅质岩的Ce/Ce*均为负异常。搭格架不同阶段硅华的Ce/Ce*变化范围和平均值均较为相近(表4-3),最大的变化范围为0.57~0.91,平均值为0.83~0.85,为负异常。与Murray等(1991)给出的大陆边缘环境条件下的Ce/Ce*较为相近,并属热水成因硅质岩的Ce/Ce*范围。

3.V/Y与U/Th比值及Cs成矿作用的演化

V/Y比值对海相成因硅质岩形成环境判别的应用不多见,但近年来也有人试图利用此比值进行研究(Murrayetal.,1991;吕志成等,2004),指出V/Y值从洋中脊(V/Y≈4.3)和大洋盆地(V/Y≈5.8)比大陆边缘(V/Y≈1.34)的明显偏高。而搭格架不同阶段硅华的V/Y比值变化范围及平均值不同(表4-3):第1阶段的变化范围为3.17~5.10,平均为3.97;第2阶段变化范围为2.58~4.42,平均为3.64;第3阶段变化范围为0.39~3.59,平均为2.67;第4阶段变化范围为1.97~3.87,平均为3.03;第5阶段变化范围为0.85~4.02,平均为2.43。平均值以第1、2阶段的为最高,但均比大陆边缘的高,而比洋中脊的低。

U/Th比值反映了热水物质与陆源水成物质相对贡献的大小(吕志成等,2004),搭格架不同阶段硅华的U/Th比值变化范围及平均值均有较大的差异(表4-3):第1阶段的变化范围为0.13~0.29,平均为0.2;第2阶段变化范围为0.42~0.65,平均为0.51;第3阶段变化范围为0.15~0.20,平均为0.18;第4阶段变化范围为0.16~0.24,平均为0.19;第5阶段变化范围为0.40~5.0,平均为0.86。其中平均值以第2、5阶段的为最高,分别达0.51和0.86,充分反映了这两个阶段热水活动过程中围岩组分对成矿物质的贡献较其他阶段小,而热水从深部携带物质的贡献较大。

由铯在不同阶段硅华中的含量变化统计结果(表4-3)可知,硅华的铯含量在不同阶段有较大的差异,5个阶段的铯含量(×10-6)分别为2296,2581.7,2214.1,2038和3282.31,因而在第2与第5阶段铯的含量相对较高,而第5阶段即现代的硅华中铯含量最高。这是由于硅华为非晶质水合二氧化硅,铯在其中以OCs的形式代替其中的OH,但随着时间的推移,非晶质二氧化硅逐渐向晶质方向转化,使硅华中的OCs流失而导致铯含量降低,此即铯含量在较早期的硅华中因“陈化和结晶”作用而降低(郑绵平等,1995),但在晚期的硅华中含量相对较高的原因。

4. 我是学地球化学的 学校还没有开这方面的专业课,我应该借什么样的书与地球化学有关的 求书名!!!

主要是地质类的书,比如普通岩石学,晶体光学,构造地质学,结晶矿物学,有机化学,无机化学,分析化学,古生物地史学,沉积岩石学,沉积相学,矿床学等地质学和化学的,主干专课比如地球化学原理,同位素地球化学,微量地球化学等

5. 高分奖赏:考研 地球化学 用哪本教材比较合适

最好的是韩吟文,马振东主编的《地球化学》,地质出版社出版,建议你使用这本。

另外还有一些参考书,你可以选择性的看一下:
1.韩吟文,马振东.《地球化学》.北京:地质出版社.2003;
2.赵伦山,张本仁.《地球化学》.北京:地质出版社.1988;
3.中国地质大学地球化学教研室.地球化学习题集.武汉:中国地质大学出版社.1992;
4.Basic Geochemistry(电子版).英国地球科学CAI课件.1997;
5.W.M.White,Geochemistry(电子版).美国康奈尔大学.2000;
6.涂光炽等.《地球化学》.上海:上海科技出版社.1984;
7.陈道公等.《地球化学》.合肥:中国科技大学出版社.1994;
8.陈骏,王鹤年.《地球化学》.北京:科学出版社.2004;
9.南京大学地质系.《地球化学》.北京:科学出版社.1979;

希望能对你有用,并祝你考研成功!

6. 求5本以上适合初中生看的物理化学课外书。

《趣味地球化学》

《化学的奥秘》 查耶夫

《罗密欧的毒药(苏瓦兹老师讲趣味化学)》 苏瓦兹

《中学生化学知识网络全书》

《生活中的化学》

1·男孩的冒险书

2·趣味物理学

3·卡尔·萨跟的

4·外星人学物理

5·时间简史

7. 经典地球化学时期

1908年,F.W.克拉克发表了《地球化学资料》,这是地球化学学科独立成型的标志。该书一版再版,第五版与华盛顿(H.S.Washington)合作,改名为《地壳组成》。这是世界第一部基础地球化学着作。这一时期地球化学不断地从化学、物理化学的发展中获得坚实的理论基础和分析测试手段,在日益深入研究地壳化学组成的同时,对地壳的某些化学作用和化学演化进行了研究,并逐步形成一门具独立的理论基础和研究方法的学科。这一时期在地球化学发展史上属于经典地球化学发展时期。

F.W.克拉克和H.S.华盛顿是代表人物,他们开创了研究地壳及其各部分化学组成的工作,发表了第一份地壳元素平均含量,即克拉克值表。这一期间,地球化学研究机构开始建立。如1907年成立的美国卡内基研究所地球物理实验室,该实验室的一些尖端领域也包括地球化学研究工作(“高温高压实验岩石学”、“氨基酸生物地球化学”和“同位素地球化学”等)。这个阶段主要是化学家在进行地球化学工作和资料积累工作。1912年A.E.费尔斯曼在莫斯科沙尼亚夫斯基人民大学设置了地球化学课程,标志着地球化学教育起步了。A.E.费尔斯曼在27岁的时候晋升为矿物学教授;1912年,A.E.费尔斯曼在讲课的时候一再特别强调说:“我们要做地壳的化学家。矿物只是各种元素暂时稳定的结合体,所以我们不但要研究矿物的分布和生成的情况,而且还要研究元素本身,研究元素的分布、变化和运动”。十月革命后不久,列宁格勒工艺学院开设了全世界第一个培养专门地球化学人才的地球化学系。

除了化学家以外,越来越多的地质学家、矿物学家投身于地球化学的研究行列,他们应用光谱半定量分析等手段和物理化学,尤其是晶体化学原理和方法,研究矿物、岩石及地质作用过程中元素的分配和运移规律,探讨元素-原子的运动历史。这一阶段的地球化学工作者也非常重视野外科研。例如,35岁就荣任前苏联科学院院士的A.E.费尔斯曼在阐述地球化学和矿物学的科学原理的时候都将野外调查资料列在第一位。在科拉半岛的希宾苔原,植物茂盛的费尔干流域,炎热的中亚细亚的卡拉-库姆沙漠和克孜勒-库姆沙漠,贝加尔湖沿岸和外贝加尔的大密林地区,森林密布的乌拉尔东部山坡,阿尔泰山,乌克兰,克里木,北高加索,南高加索等地,都留下了他的足迹、汗水和成果。A.E.费尔斯曼的着作是非常多的,他发表了将近1500种文章、书籍和长篇的专业论文,除了结晶学、矿物学、地质学、化学、地球化学、地理学和航空摄影测量方面的着述以外,在天文学、哲学、艺术、考古学、土壤学、生物学和其他方面也都有着述。A.E.费尔斯曼不仅是地球化学科学家,而且也是出色的政治家、社会活动家和天才的作家。托尔斯泰称赞他是“写石头的诗人”。

这一时期地球化学的主要代表人物还是挪威的V.M.戈尔德施密特,前苏联的B.И.维尔纳茨基和A.E.费尔斯曼,他们对地球化学的发展都做出了重要的贡献。在20世纪40年代,美国学者修斯(H.E.Suess)和尤里(H.C.Urey)提出了核素宇宙丰度的概念,为宇宙化学(天体化学)的创立做出了贡献。另外,在这个阶段中,由于地球化学的发展,系统的地球化学专着开始出版,如B.И.维尔纳茨基的《地球化学概论》(1924)、《生物圈》(1926)和《生物地球化学概论》(1940),A.E.费尔斯曼1934~1939年完成的四卷本《地球化学》,B.B.谢尔宾纳的《地球化学》(1941)等。地球化学学术活动明显增加。

由上述可见,这一时期的研究领域是地球的岩石圈、水圈、大气圈和生物圈,也包括部分天体化学。研究内容是化学元素(呈原子或离子形式)的分布和迁移;研究手段主要是无机化学、分析化学和晶体化学方法。这些都是地球化学兴旺发达的表现。

经典地球化学分为三大学派。

1)F.W.克拉克学派:这一学派着重研究化学元素在地壳中的分布及其丰度值,这里所指的地壳包括岩石圈、水圈、大气圈和生物圈。

2)B.И.维尔纳茨基-A.E.费尔斯曼学派:这个学派认为地球化学应该研究地壳中原子的历史、分布和迁移以及原子的成因,B.И.维尔纳茨基开创了生物地球化学和放射性同位素地球化学的研究,首先提出地球化学旋回的概念,并用它阐述化学元素在前后相继的地球化学作用中的演变历史。A.E.费尔斯曼开创区域地球化学和地球化学找矿法,提出晶格能和共生序数等。

3)V.M.戈尔德施密特学派:被誉为现代地球化学之父的V.M.戈尔德施密特1917年在挪威奥斯陆创立了晶体化学新学科。这个学派在晶体化学基础上开创了微量元素地球化学的研究,揭示了微量元素在岩石及矿物中存在的形式和分布规律。1930年V.M.戈尔德施密特在德国哥廷根大学建立了地球化学研究中心,将化学元素性状的概念引入地球化学,创立了“哥廷根大学”学派。1933年他提出了晶体化学第一定律,并拟定了元素地球化学分类。后来他又提出了地球化学循环的概念(国家自然科学基金委员会,1996)。他有远见地指出地球化学不仅要研究元素的分布和丰度,而且要研究同位素的分布和丰度以及支配其分布的规律。他指出不仅要研究地球的物质成分,还要研究宇宙的物质成分。他提出的地球化学平衡的计算也是开创性的成果。

这一时期,中国的地球化学先驱者做了不少工作。例如,谢家荣(1923)、章鸿钊(1927)、朱文鑫(1933)收集和描述过中国的陨石。1924年,《中国地质学会会志》第3卷第2期上,舒文博发表了《河南北部红山侵入体地质调查结果》,李四光发表了《火成侵入体地质调查之新法》。谭勤余(1935)将В.И.维尔纳茨基的《地球化学》译成中文介绍给国人,促进了地球化学思想在中国科技界的传播。地球化学思想在近代中国开始传播和兴起。

8. 趣味地球化学主要有哪些内容

《趣味地球化学》内容简介:《趣味地球化学》是费尔斯曼1945年5月20日逝世后,由他的同事和学生赫洛平院士、维诺格拉多夫院士、谢尔巴科夫院士等根据他的手稿整理并补充,于1948年出版的。前苏联的一些学者不断地充实、完善这本科普读物,相继于1950年、1954年和1959年三次修订再版。随着各种译本的出现,《趣味地球化学》在全世界的影响日益扩大。

本书由原子、自然界里的化学元素、自然界里的原子史、地球化学的过去与未来这四部分内容构成。每一部分独立成章,取材精练新颖,又有若干小条目,条目之间的内容既有特殊性又有一定联系,科学性很强。四个部分之间勾画出如何认识构成自然界的原子及历史,以及地球化学的过去和未来的知识体系,作者科学的认识论和方法论启迪着读者,深入浅出地引导读者,并以很强的逻辑性层层展开,带领读者探索、思考着这个奇妙的物质世界,极富趣味性。

费尔斯曼首先以科学而生动的语言向读者讲述原子的结构与特性,描绘奇妙的原子世界,这是地球化学的理论基础。关于自然界里的化学元素,根据元素的性质、在自然界和人类社会中的作用,他选择了一部分具有典型意义的元素,引人入胜地介绍它们的“生活”和“一生的命运”。如“硅——地壳的基础”、“碳——一切生命的基础”、“磷——生命和思想的元素”、“氟——腐蚀一切的元素”等,读者会从阿·费尔斯曼对大自然热情的歌颂中获取有关地球化学的基本知识和许多趣事逸闻,深深地被作者渊博的知识、飞扬的文采和对大自然的热爱所打动。

费尔斯曼还从一个新的角度,即从不同的空间场所和不同的时间尺度讲述了宇宙空间、大气层、气候带、水体、地球表面与地下深处,以及人类史与地球史中元素的历史。他系统论述了地球化学思想发展史,坦诚地告诫青年一代,“这门科学是经过无数次精确的观察、实验和测量才产生的”。地球化学这门科学的诞生和建立,经历了众多杰出学者的艰苦探索与积累,通过全世界的科学先驱们各自独立的工作与相互协作,是建立在严格的观察、实验和严密的科学综合与推理基础上发展起来的。他对地球化学的发展前景充满憧憬与美好的期望,“所有原子都在经历着漫长的历史道路,我们不知道这条道路从什么地方开始,到什么地方完结。原子产生的过程怎样,它们怎样才开始在地球上旅行,我们还不十分清楚。在地球复杂的未来世界里原子的命运怎样,我们也不敢说”。他提出了地球化学学科未来探索的方向和关键问题,如:元素的起源与形成过程、地球中元素的演化历史、地球未来的演化前景和元素的命运与作用等。这些思想至今还放射着科学的光芒。

《趣味地球化学》不仅传播了系统而丰富的科学知识,还传播给我们正确的科学思维与科学方法,这是费尔斯曼用他的心血浇灌和培育的《趣味地球化学》永具魅力、成为世界科普名着的原因。

17世纪之前,落后的封建主义制度阻碍着生产力的发展,新的科学思想被深深地禁锢在自然经济的牢笼之中。17世纪中叶,英国资产阶级革命首先冲破封建庄园经济的桎梏,蒸汽机的应用促进了经济大发展,也对矿产资源的开采利用提出了新的要求,从而推动了地质勘探和地质学的发展。生产关系的转变,也改变了科学技术的命运,一批批学者走出书斋,下矿井、赴野外、风餐露宿、栉风沐雨,寻找工业必需的矿产,也使地质科学水平大为提高。费尔斯曼在本书中提到许多前苏联与欧美的地球化学家,并详细论述了俄罗斯科学家对发展地球化学学科所做的重大贡献。

《趣味地球化学》的附录是编者独具匠心的安排,反映了费尔斯曼院士渊博的自然科学、哲学、历史知识的高度融合和智慧的光华,以及独具特色的观点。他毫不保留地将自己丰富的实践经验传授给后人,教读者如何从野外工作入手,去观察大自然,去研究地球,成为一名优秀的地球化学家,引领读者认识一个个元素的来龙去脉,深入浅出地讲解一种种矿物、岩石和地质现象,领着你继续在门捷列夫元素周期表上展开幻想的翅膀飞翔、遨游。

9. 有哪些详细介绍化学元素的专业好书

《无机化学丛书》是一套由中国化学会和科学出版社组织出版的化学参考书,1978年决定由中国科学院学部委员(现改称为“中国科学院院士”)张青莲担当该书主编,全书于1993年初写齐。

内容包括:

无机化学丛书 1 稀有气体、氢、碱金属

无机化学丛书 2 铍碱土金属硼铝镓分族

无机化学丛书 3 碳硅锗分族

无机化学丛书 4 氮磷砷分族

无机化学丛书 5 氧硫硒分族

无机化学丛书 6 卤素铜分族锌分族

无机化学丛书 7 钪稀土元素

无机化学丛书 8 钛分族钒分族铬分族分族

无机化学丛书 9 锰分族铁系铂系

无机化学丛书 10 锕系锕系后元素

无机化学丛书 11 无机结构化学

无机化学丛书 12 配位化学

无机化学丛书 13 无机物热力学无机物动力学

无机化学丛书 14 无机物相平衡非整比化合物

无机化学丛书 15 有机金属化合物生物无机化学

无机化学丛书 16 放射化学

无机化学丛书 17 稳定同位素化学

无机化学丛书 18 地球化学

10. 跪求5本以上适合初中生看的物理化学课外书。

1、《中学物理》

《中学物理》是广大作者、读者教学感想、科研信息交流的平台,办刊30年来,为全国中学物理教学、科研提供了有益的指导,为促进中学物理教学改革作出了巨大贡献。

2、《物理学与生活》

《物理学与生活》是2017年延边大学出版社出版的一本书籍,书籍的作者是王训松。生活中学习,在生活中运用,不但要回归生活,还要服务生活。

随着社会的不断发展以及新课改的逐渐深入,物理课程生活化教学已经成为当下的一种潮流,而且,新课程也给予物理教学新的教学理念,即“从生活走向物理,从物理走向社会”。

3、《物理原理与问题》

《物理原理与问题》是一部依据《美国科学教育标准》而编写的优秀教科书。全书条理清晰,内容丰富,包括“物理学工具箱”、“力学”、“物态”、“波与光”、“电与磁”、“近代物理”等几个单元,共30章,并构建了完整的知识体系。

对于每一项内容,不只是知识的简单介绍,而且把科学家发现这些知识的过程、思想与方法引入到教科书中,使学生了解科学发现的过程。

4、《三体》

《三体》是刘慈欣创作的系列长篇科幻小说,由《三体》、《三体Ⅱ·黑暗森林》、《三体Ⅲ·死神永生》组成,第一部于2006年5月起在《科幻世界》杂志上连载,第二部于2008年5月首次出版,第三部则于2010年11月出版。

作品讲述了地球人类文明和三体文明的信息交流、生死搏杀及两个文明在宇宙中的兴衰历程。其第一部经过刘宇昆翻译后获得了第73届雨果奖最佳长篇小说奖。

5、《化学的奥秘》

人生最具好奇心和幻想力、创造力的时期是中学时代。世界科普经典丛书——《化学的奥秘》是专门为好奇的中学生准备的。《化学的奥秘》不但给予知识,解答生活中的疑惑,更重要的是培养我们细致观察、认真思考、勤于动手的能力。

6、《生活中奇妙的化学》

全书通过简明易懂的文字及幽默有趣的方式,采用漫画的形式,将隐藏在我们日常生活中的奇妙的化学作用为读者一一讲解:通过“知识备忘录”讲解基本的化学常识及化学现象原理;

通过“家庭小实验”引导和鼓励青少年积极动手操作,激发他们的学习兴趣;通过“真不可思议”这一板块介绍了一些不知道的与化学有关的事件或现象。

7、《生活的化学》

书中内容密切结合生活实际,深入浅出、通俗易懂地展开阐述,集知识性、技术性、实用性、趣味性于一体,并配有内容贴切、引人入胜的精美图片。本书可供中学化学教师、中学生、营销人员、管理人员及科普爱好者阅读使用,也可作为大中专院校选修课程教材。

8、《疯狂化学》

本书将化学知识掰开、揉碎,再整合,为学生展现课堂上不能完全展示的实验效果。精选50个现象各异的化学实验,用高超的摄影手法绝美再现。分为“化学之彩”“化学之烈”“化学之光”“化学之魅”4章,是化学反应的视觉盛宴,是光彩夺目的元素奇迹。为人们呈现了前所未见的化学。

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