地化

地球化學是研究地球的化學組成、化學作用和化學演化的科學，它是地質學與化學、物理學相結合而產生和發展起來的邊緣學科。自20世紀70年代中期以來，地球化學和地質學、地球物理學已成為固體地球科學的 三大支柱。它的研究範圍也從地球擴展到月球和太陽系的其他天體。 地球化學的理論和方法，對礦產的尋找、評價和開發，農業發展和環境科學等有重要意義。地球科學基礎理論的一些重大研究成果，如界限事件、洋底擴張、岩石圈演化等均與地球化學的研究有關。

基本介紹

• 中文名：地化
• 外文名：dihua
• 發展簡史：為地球化學的形成奠定了基礎。
• 組成：地球和地質體中元素及其同位素

地球化學發展簡史

19世紀

從19世紀開始，一些工業國家逐漸開展系統的地質調查和填圖、礦產資源的尋找及開發利用促進了地球化學的萌芽。1838年，德國舍恩拜因首先提出“地球化學”這個名詞。19世紀中葉以後，分析化學中的重量分析、容量分析逐漸完善；化學元素周期律的發現以及原子結構理論的重大突破，為地球化學的形成奠定了基礎。

1908年

1908年，美國克拉克發表《地球化學資料》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組成，明確提出地球化學應研究地球的化學作用和化學演化，為地球化學的發展指出了方向。挪威戈爾德施密特在《元素的地球化學分布規則》中指出化學元素在地球上的分布，不僅與其原子的物理化學性質有關，而且還與它在 晶格中的行為特性有關。這使地球化學從主要研究地殼的化學紐成轉向探討化學元素在地球中分布的控制規律。

1922年

1922年費爾斯曼發表《俄羅斯地球化學》一書，系統論述了各地區的地球化學，是第一部區域地球化學基礎著作。1924年維爾納茨基發表了《地球化學概論》一書，首次為地球化學提出了研究原子歷史的任務，最先注意到生物對於地殼、生物圈中化學元素遷移、富集和分散的巨大作用。1927年他組織和領導了世界上第一個地球化學研究機構——生物地球化學實驗室。

與此同時，放射性衰變規律的認識、同位素的發現、質譜儀的發明與改進，導致了同位素地球化學，特別是同位素地質年代學的開拓。1907年美國化學家博爾特伍德發表了第一批化學鈾-鉛法年齡數據。30～40年代鈾-釷-鉛法、鉀-氬法、鉀-鍶法、普通鉛法、碳-14法等逐步發展完善，使同位素地質年代學初具規模。

20世紀50年代以後

20世紀50年代以後，地球化學除了繼續把礦產資源作為重要研究對象以外，還開闢了環境保護、地震預報、海洋開發、農業開發、生命起源、地球深部和球外空間等領域的研究。地球化學分析手段飛速發展，廣泛套用超微量、高靈敏度的分析測試技術和儀器，配合電子計算機的使用，不僅可獲得大量高精度的分析數據，而且可以直接揭示樣品中難於觀測的元素及其同位素組成的細微變化和超微結構。

在這個時期，中國在元素地球化學、同位素地質年代學方面也取得了一批重要成果，如1961年李璞等發表了中國第一批同位素年齡數據；1962年黎彤等發表了中國各種岩漿岩平均化學成分資料；1963年中國科學院完成了中國鋰鈹鈮鉭稀土元素地球化學總結，提出了這些礦種的重要礦床類型和分布規律。

地球化學的基本內容

地球化學主要研究地球和地質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、岩石圈)和地質體中的分布；研究地球表面和內部及某些天體中進行的化學作用，揭示元素及其同位素的遷移、富集和分散規律；研究地球乃至天體的化學演化，即研究地球各個部分，如大氣圈、水圈、地殼、地幔、地核中和各種岩類以及各種地質體中化學元素的平衡、旋迴，在時間和空間上的變化規律。

分支學科

元素地球化學

基於研究對象和手段不同，地球化學形成了一些分支學科。

元素地球化學是從岩石等天然樣品中化學元素含量與組合出發，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。在礦產資源研究中，元素地球化學發揮了重要作用，微量元素地球化學研究提供了成岩、成礦作用的地球化學指示劑，並為成岩、成礦作用的定量模型奠定了基礎。

同位素地球化學

同位素地球化學是根據自然界的核衰變、裂變及其他核反應過程所引起的同位素變異，以及物理、化學和生物過程引起的同位素分餾，研究天體、地球以及各種地質體的形成時間、物質來源與演化歷史。同位素地質年代學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坐標。

比如已經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。另外在礦產資源研究中，同位素地球化學可以提供成岩、成礦作用的多方面信息，為探索某些地質體和礦床的形成機制和物質來源提供依據。

有機地球化學

有機地球化學是研究自然界產出的有機質的組成、結構、性質、空間分布、在地球歷史中的演化規律以及它們參與地質作用對元素分散富集的影響。生命起源的研究就是有機地球化學的重要內容之一。有機地球化學建立的一套生油指標，為油氣的尋找和評價提供了重要手段。

天體化學

天體化學是研究元素和核素的起源，元素的宇宙豐度，宇宙物質的元素組成和同位親組成及其變異，天體形成的物理化學條件及在空間、時間的分布、變化規律。

環境地球化學

環境地球化學是研究人類生存環境的化學組成化學作用、化學演化及其與人類的相互關係，以及人類活動對環境狀態的影響及相應對策。環境地球化學揭示了某些疾病的地區性分布特徵及其與環境要素間的關係。

礦床地球化學

礦床地球化學是研究礦床的化學組成、化學作用和化學演化。著重探討成礦的時間、物理化學條件、礦質來源和機理等問題。它綜合元素地球化學、同位素地球化學、勘查地球化學和實驗地球化學等分支學科的研究方法和成果，為礦產的尋找、評價、開發利用服務。

區域地球化學

區域地球化學是研究一定地區某些地質體和圈層的化學組成、化學作用和化學演化，以及元素、同位素的循環、再分配、富集和分散的規律。它為解決區域各類基礎地質問題、區域成礦規律和找礦問題以及區域地球化學分區與環境評價等服務。區域地球化學揭示的元素在空間分布的不均勻性，為劃分元素地球化學區和成礦遠景區提供了依據。

勘查地球化學

勘查地球化學是通過對成礦元素和相關元素在不同地質體及區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。除直接為礦產資源服務外，它也是環境評價及國土規劃的重要參考。

地球化學的一些重大成果是各分支學科綜合研究的結果。如隕石、月岩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，導致發現地幔組成的不均一性(垂向的和區域的)，提出了雙層地幔模型，加深了對地球內部的認識。天體化學、微量元素和同位素地球化學研究，還為新災變論提供了依據。

在研究方法上，地球化學綜合地質學、化學和物理學等的基本研究方法和技術，形成的一套較為完整和系統的地球化學研究方法。這些方法主要包括：野外地質觀察、採樣；天然樣品的元素、同位素組成分析和存在狀態研究；元素遷移、富集地球化學過程的實驗模擬等。

在思維方法上，對大量自然現象的觀察資料和岩石、礦物中元素含量分析數據的綜合整理，廣泛採用歸納法，得出規律，建立各種模型，用文字或圖表來表達，稱為模式原則。

隨著研究資料的積累和地球化學基礎理論的成熟和完善，特別是地球化學過程實驗模擬方法的建立，地球化學研究方法由定性轉入定量化、參數化，大大加深了對自然作用機制的理解，現代地球化學廣泛引入精密科學的理論和思維方法研究自然地質現象，如量子力學、化學熱力學、化學動力學核子物理學等，以及電子計算技術的套用使地球化學提高了推斷能力和預測水平。

當前地球化學的研究正在經歷三個較大的轉變：由大陸轉向海洋；由地表、地殼轉向地殼深部、地幔；由地球轉向球外空間。地球化學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的發展，將可獲得超微區範圍內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、地球化學動力學、超高壓地球化學、稀有氣體地球化學、比較行星學等很有發展前景。

目前國內較好的地化研究所是 中國科學院地球化學研究所 它又有貴陽地化所和廣州地化所

貴陽地化所Institute of Geochemistry Chinese Academy of Sciences　中國科學院地球化學研究所成立於1966年2月。它是根據國家計委、經委、中科院黨組聯合批准，由中科院北京地質所地球化學部分遷往貴陽與貴陽化學所合併而成。1997年底全所在職職工376人，其中科技人員268人，有中國科學院院士2人，研究員43 人，副研究員76人，中級科技人員104人，初級科技人員45人。在學碩士生28人，博士生37人。另有博士後18人。

地球化學所以礦床地球化學、環境地球化學、地質流體作用地球化學和行星地球物質演化地球化學為主攻方向，現有地球化學、礦物學博士點，套用地球化學、地球化學、礦物學碩士點。

研究機構設定：礦床地球化學院開放實驗室，環境地球化學國家重點實驗室，國土資源整治和災害預測遙感開放中心，流體作用地球化學研究部，地球與行星物質演化研究部。

1997年地球化學所共有在研項目132項，其中國家、院、省、部委項目85項。1997年度原計畫結題27項，申請延期2項，結題25項。1997年新增項目45項，其中國家攻關項目1項，國家自然科學基金項目18項（含1個重點項目），中科院重大、重點項目11項，省、部委級項目10項，部門委託項目 5項。1997年取得科技成果29項。獲中科院、貴州省及所級獎勵28項。

科技開發：地球化學所現有3個公司和3箇中心，即貴州天然礦泉飲料公司、新技術開發公司、科技發展公司和礦泉飲料研究開發中心、非金屬材料研究開發中心、超臨界CO2萃取研究開發中心。

國際合作與人才培養：1997年地球化學所開展國際合作和學術交流共派往加拿大等9個國家和地區15批20人次。合作項目有：

中－美合作：(1)水環境中210Pb年代學的遷移性研究；(2)中國煤中微量元素環境地球化學研究；(3)驅砷藥物DMPS療效觀察研究。

中－英合作：雲貴湖泊沉積記錄反映的青藏高原隆起環境變化研究。

中－奧合作：湖泊沉積物記錄研究。

中－加合作：CIDA項目。

1997年地球化學所招收碩士研究生11人，博士研究生9人。碩士研究生畢業11人，博士研究生畢業9人。獲院長獎學金優秀獎1人，獲億利達獎1人，獲方樹泉獎學金9人。進行一年一度的研究生考核和獎學金評審工作，評出一等獎4人，二等獎7人。

地球化學所是中國礦物岩石地球化學學會的掛靠單位。學會下設有22個專業委員會和“侯德封獎”。

廣州地化所

研究所簡介

----中國科學院廣州地球化學研究所（簡稱廣州地化所）科研實力雄厚、在國內外享有較高聲譽，是我國地球科學和資源環境領域重要的研究基地和人才培養基地。根據國家目標和中國科學院建設南方海洋基地的戰略部署，原中國科學院長沙大地構造研究所科研力量遷往廣州併入廣州地化所，2002年1月全所進入中國科學院知識創新試點序列和中國科學院南方海洋基地。

----廣州地化所具有地球化學、礦物學、岩石學、礦床學和構造地質學專業的博士學位授予權；地球化學、環境科學等五個專業碩士學位授予權；博士後流動站2個。全所現有在職職工238人，其中科技人員195名，研究員43人，中國科學院院士3人、工程院院士1人、俄羅斯科學院士1人，“百人計畫”入選者4人，國家傑出青年基金獲得者5人，以博士後、博士生為主的流動科技人員近200人。多年來廣州地化所為國家培養了大批高層次專業及管理人才。

主要研究領域

----經過學科凝練，廣州地球化學研究所形成了大陸邊緣動力學與礦產資源、海陸相互作用及其環境效應兩個主要研究方向和極端環境地質地球化學探索性研究方向，設有有機地球化學國家重點實驗室、元素與同素地球化學重點實驗室、邊緣海地質與礦產資源重點實驗室和極端環境地質地球化學實驗室四個創新研究機構。本所以有機地球化學、同位素地球化學、大地構造及其成礦理論、環境科學、礦物學等學科為依託，以我國礦產資源安全保障，我國海洋環境保護和可持續發展等國家戰略需求為目標，為解決我國經濟社會發展所面臨的資源、環境、災害等領域的重大科學問題做出基礎性、戰略性、前瞻性的創新性成果。主要研究方向為：分子有機地球化學、石油天然氣地球化學、環境有機地球化學；同位素年代學與地球化學；構造演化與古大陸重建的化學地球動力學；環境同位素地球化學；大陸邊緣岩石圈構造演化及其動力學機制、重要礦產資源的成因和分布規律；海陸相互作用的地球化學過程與現代人類環境、海-陸古環境耦合與全球變化在南海及其陸緣的區域回響；海洋地球化學現場探測技術和特殊條件下的海洋地球化學；地球深部、行星等極端環境的物質組成、結構、演化規律和材料學意義及材料研製。

---- 為了推進科學研究面向國民經濟主戰場、為地方的社會、經濟建設服務，我所還有：廣東省環境資源利用與保護重點實驗室、廣東省礦物物理與材料研究開發重點實驗室；廣東省礦物岩石地球化學學會和廣東省可持續發展研究會掛靠我所。另外我所還主辦有國家自然科學核心期刊《地球化學》。

建站學科

一級學科：地質學

二級學科：1.地球化學; 2.礦物學、岩石學、礦床學；3.構造地質學。

運氣術語

①指在泉之氣的變化。《素問·至真要大論》：“地化奈何？”吳昆註：“地化，在泉之化也。” 　②專指在泉的火熱之氣。《素問·六元正紀大論》：“同清者多地化。”張景岳註：“運與司天陽明同清者，則當多用在泉少陰溫熱之化以治之。”即歲運與司天之氣同為清氣，應多以火熱之氣調節。