应用地球化学-绪论

应用地球化学,石家庄经济学院资源学院李建绪论,一、应用地球化学的概念二、应用地球化学的形成过程三、应用地球化学研究对象、研究内容及研究方法四、应用地球化学与其他学科的关系五、本课程的主要内容及重点内容,一应用地球化学的概念,1、地球化学概念：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。,地球化学主要研究内容：（1）地球和地质体中元素及其同位素的组成，元素及其同位素在地球各个部分(如水圈、大气圈、生物圈、岩石圈)和地质体中的分布；（2）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；,（3）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等。,2、应用地球化学顾名思义，是地球化学的基本理论和方法在各个领域中的应用。概念：它是一门运用地球化学基本理论和方法技术，解决人类生存的自然资源和环境质量等实际问题的学科。简而言之，是研究地球表层系统物质组成与人类生存关系，并能产生经济效益和社会效益的学科。,例如：（1）地质作用中元素是如何成矿的？如何发现矿床？（2）土壤中元素分布对农作物产量、质量有何种影响？（3）自然环境中元素含量对人体健康又何种影响等？这些都是应用地球化学要研究的实际问题。,二应用地球化学的形成过程,1、矿产勘查地球化学的产生和发展2、从矿产勘查到多方位应用,1、矿产勘查地球化学的产生和发展,矿产勘查地球化学（也称地球化学找矿）是应用地球化学中形成最早、方法技术最成熟、最全面的分支。地球化学找矿基本原理：通过系统采集地球表层系统中某种天然物质，分析其中化学元素含量，研究元素含量或其他地球化学指标的空间分布，发现异常，并根据异常与矿体的可能生成关系，最终追索并找到矿体。例如：,现代勘查地球化学是如何产生和发展的呢？,随着人类社会的进步，在古代中国和西方都有利用勘查地球化学的方法寻找金属资源的实例。例如中国2000多年前的管子.地数篇中记载，“山上有赭者，其下有铁；上有铅者，其下有银”。古希腊和罗马时期，人们就知道用淘洗沉积物的方法寻找黄金。,真正的地球化学找矿是利用现代测试技术，追踪元素的迁移分布来找矿。最早起始于20世纪30年代的苏联和北欧国家。主要是一些关于铜、锡测量的文章（前苏联）和关于土壤、植物和水中分散晕的研究（挪威）。20世纪30-50年代，地球化学找矿主要在前苏联得到了快速的发展，逐渐成为一种比较成熟的方法。,西方国家在二次大战以后，加大对找矿投资，40年代中期，加拿大和美国先后开展了地球化学找矿研究，英国和法国随后开展了相似工作，在非洲取得了巨大的成果。中国的地球化学找矿工作在建国后起步，开办了培训班，成立了化探组，学校也开设了地球化学专业。改革开放以后，随着生产的发展，对矿产资源的需求增加，地球化学找矿得到了迅猛发展，随着新技术、新方法的应用，化探找矿在我国达到全新阶段。,2、应用地球化学从矿产勘查到多方位应用,（1）在环境方面的应用（2）在农业方面的应用（3）在其他方面的应用,（1）在环境方面的应用,随着大规模工业化的发展，人类对环境的破坏越来越严重，社会面料巨大的环境压力。例如：雾霾天气；地方病：地方性甲状腺肿大，等。,新京报2013年10月18日报道：世界卫生组织下属国际癌症研究机构17日发布报告，首次指认大气污染“对人类致癌”，并视其为普遍和主要的环境致癌物，其重要组成部分可吸入颗粒物可被认定为一类致癌物。,地球化学是如何和这些环境问题联系起来的呢?大多数环境问题，实质是环境中某些成分的过多或不足问题。它可以是地质作用引起的，也可以是人类活动造成的。,地球化学着重研究化学元素在地壳中的迁移、转化、分散和富集等问题。各种金属和非金属元素、各种天然的无机和有机化合物在自然界的运动受地球化学规律的支配。,人为释放的各种金属和非金属元素、各种无机和有机化合物在自然界的运动同样受地球化学规律的支配。因此，地球化学的许多原理和方法可以应用于环境问题的研究，这样就促进了环境科学与地球化学的结合，导致了环境地球化学这门新兴的边缘学科的诞生。,（2）在农业方面的应用,农业的区域分布虽然是以气候为主要依据，但即使在同一区域、同一气候带内，同种农作物生长状况也不尽相同。,甘肃花牛苹果,烟台苹果,烟台苹果主产区（胶东半岛的栖霞、蓬莱等地）气候属暖温带，空气湿润，光照充足，昼夜温差大，利于糖分的积累。土壤为中性偏碱的砂质土壤，含有较丰富的磷、钾、钙、镁等元素。,地球化学关于土壤中元素种类、含量及分布的一些相关理论可方便的应用到农业方面，一方面可以对有利于某种农产品的土壤进行合理规划，另一方面可以对土壤中某些元素的贫化进行改良。地球化学和农业相结合便产生了农业地球化学。,（3）在其他方面的应用,应用地球化学在地热调查、地震预报、城市工程、考古等方面也有较成功的实例。,三应用地球化学研究对象、研究内容及研究方法,1、研究对象2、研究内容3、研究方法,1、研究对象,应用地球化学的研究对象可简单归结为地球表层系统的物质组成。详细的说就是研究表层系统中元素及其化合物的空间分布、分配、迁移演化、集中分散、演化富集以及存在形态（价态）及其与人类的关系。,2、研究内容,（1）矿产勘查地球化学方面，研究成矿元素及其伴生元素的空间分布规律与矿产的联系。研究元素在集中分散过程中与矿体周围各类介质中形成的地球化学异常与矿床的联系，异常形成机制、影响因素、发现异常和解释评价异常的方法技术。（2）环境地球化学方面，研究对人类生存与发展、对人类健康有影响的化学元素的分布、分配及其存在形态。,（3）农业土壤地球化学方面，研究对作物生长有益或必需元素在土壤中的丰缺程度以及有毒、有害元素在土壤中的富集程度。（4）研究一切化学元素及其化合物在地球表层系统中的分布分配、活动演化可能给人类生存带来直接或间接影响。例如地震、地热、环境改造与治理，利用地球化学作用于土壤改良、土壤施肥等等。,3、研究方法,应用地球化学的研究方法基本可分为两方面，其一是采样调查研究；其二是实验研究；地质观察与样品采集；样品加工及分析测试；数据的统计分析；地球化学指标及异常研究；地球化学图表的编制；异常评价及验证、探矿工程布置；资料研究，指导农业种植结构调整，地方病发病机理研究及环境问题研究等。,四应用地球化学与其他学科的关系,首先，应用地球化学与理论地球化学的关系：理论地球化学偏重于研究各类地质体中的化学组成、化学作用和化学演化；而应用地球化学则是研究地球化学作用、化学演化的最终结果，以及这种结果与人类的利害关系。,应用地球化学是一门交叉学科。它是由近代地质学、矿床学、地球化学、岩石学、土壤学、水文地质学、海洋学等共同提供的理论所组成。另外，还与数学和现代化测试仪器的发展有密切的关系。(没有先进的分析方法，化探就很难发展)。,其次，应用地球化学与其他学科的关系：,五本课程的主要内容及重点内容,本课程包括上、下两篇。上篇通论（1-6章）主要介绍了应用地球化学中使用的理论和方法。下篇各论（7-11章）主要介绍了各种实践和应用。课程主要内容为上篇通论部分和下篇中矿产勘查、环境地球化学调查及农业生态地球化学调查部分。,课程重点内容为上篇通论部分及金属矿产地球化学勘查部分。矿产勘查部分主要学习内容为岩石地球化学找矿、土