理論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，理論地球化學和地質學、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。 理論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：理論地球化學
- 外文名：theory geochemistry
- 研究：地球的化學組成化學作用化學演化
- 代表人物：於崇文
簡介,發展簡史,
簡介
理論地球化學（theory geochemistry）從事地球化學學科的基本理論和方法論的研究，是建立地球化學學科理論體系的基礎。傳統的地球化學是以分析化學為基本手段，晶體化學和熱力學基本理論發展起來的。近幾十年來，量子力學、熱力學、動力學、非線性科學的發展，並一些新的理論、概念引入地球化學學科。於是量子化學與地球物質結構的研究相結合形成了量子地球化學；熱力學與地學系統的狀態變化的研究相結合產生了地球化學熱力學；動力學理論引入地球化學過程的研究，發展成為地球化學動力學。於崇文認為：量子地球化學、地球化學熱力學、地球化學動力學構成了現代地球化學的理論基礎，合稱為理論地球化學。
發展簡史
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，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，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。
