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一、绪论
1 、地球化学的定义、大致内容、基本问题、中心课题、基本思路、思维特征
地球化学是研究地球的化学成分及元素在其中的分布、分配、集中、分散、共生组合与迁移
规律、演化历史的科学；
大致内容：地球化学组成、地球化学作用、地球的化学演化；
基本问题：元素、同位素组成，元素共生关系、赋存形式，元素迁移，地球元素形成与演化； 中心课题：通过观察原子的行为，认识地球；
基本思路：把地质作用看作一化学（热力学）体系。 地质环境用物理化学条件来描述。研究体系的化学机制和演化。实现在原子层次
上，认识地质作用的机制，追踪地质历史。
所有化学分支学科（无机化学、有机化学、物理化学、化学热力学、胶体化学、
化学动力学等）都是它的理论基础。
依据：化学元素及其化合物（矿物）的基本物理化学性质和行为在自然和实验
条件下没有本质差别。
思维特征：“见微知著”在地质作用形成宏观地质体的同时，还形成大量肉眼难以辨别的常
量元素、微量元素及同位素成分组合的微观踪迹，它们包含着重要的定量和定性的地质作用信息，只要运用现代分析测试手段观察这些微观踪迹以及宏观的地球化学现象，便可深入的揭示地质作用的奥秘。
2、地球化学与地质学及矿物学、岩石学的关系 研究对象 地球化学 全部化学元素与同位素 矿物学 原子的集合体—矿物 岩石学 矿物的集合体—岩石 矿床学 有用矿物的集合体—矿床 化学 元素及化合物 研究内容 元素在地球、地壳中演化活动的整个历史 地球、地壳 只研究元素全部活动历史过程中的某个阶段，元素活动的某个―暂时‖存在的形式 地球、地壳 元素及化合物的化学性质及行为 研究对象所处的空间位置 实验室 3、地质作用与地球化学作用的关系
4、地球化学的欧美传统、苏联传统
? 欧美传统：化学 ? 苏联传统 ：地质
5、地球化学发展历史，国内外地球化学代表人物
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1.1838年瑞士化学家Schonbein（申拜因）首次提出了―地球化学‖这个名词。 1982年他预言―一定要有了地球化学‖，才能有真正的地质科学。
2. 美国：F. W. Clarke, 1884-1925; Carnegie Institution, 地球物理实验室下劈地球化学方向，1905
3. Norway: Goldschmit, 1910s-1930s, 接触变质作用，晶体化学第一定律/元素地球化学分类 .4苏联：В.И.Вернадсий(Vernadskii); A. E.Фepcmaн(Fersman), 1920s-1930s, 元素迁移，放射性同位素地球化学，地球化学过程能量分析原理，区域地球化学、地球化学找矿方法 5.中国：1950s, 1970s成熟的三个标志：
? 独立研究机构:中国科学院地球化学研究所 ? 刊物：《地球化学》 ? 大学开设有关课程
? 大学办系：中国科技大学，南京大学，北京大学 6、如何理解地球化学还是一门应用性很强的学科
? 环境 ? 农业 ? 矿床 ? 地震预报
二、宇宙化学
1、元素形成假说有哪些，B2FH认为元素是如何形成的？ P123
2、元素宇宙丰度的特征? 如何获得宇宙丰度？
（1） 原子序数Z<45的元素丰度随原子序数增大呈指数降低，Z>45的元素丰度呈缓慢降
低；
（2） 原子序数为偶数的元素丰度大于奇数的元素丰度； （3） H、He为丰度最高的元素；
（4） Li、Be、B丰度过低，为亏损元素； （5） Fe为过剩元素，呈明显的峰；
（6） 四倍规则：质量数为4的倍数的元素具有较高丰度；
3、元素是如何形成的?为何Li、Be、B亏损？为何有―Fe峰‖？ 根据B2FH假说元素形成过程分为5个过程；
因为Li、Be、B在氢燃烧循环过程外，存在下面反应： 6
Li+1H=4He+3He； 7
Li+1H=24He； 9
Be+1H=6Li+4He； 10
B+1H=7Be+4He；
因为在硅燃烧过程中存在如下反应： 28
Si+28Si=55Co+P=52Fe+α（或55Ni+n）
该过程中，Fe的平均结合能最大，故出现Fe峰；
4、测定太阳系、行星、小行星、彗星、宇宙尘、卫星元素丰度的途径
1. 直接分析样品
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2. 对星体辐射的光谱进行测定
3. 利用宇宙飞行器进行近距离观察、测定和取样 4. 测定气体星云和星际间物质 5. 分析研究宇宙射线
5、太阳系元素丰度分布规律
1. H和He是丰度最高的两种元素。这两种元素的原子几乎占了太阳中全部原子数目的98％。 2. 原子序数较低的范围内，元素丰度随原子序数增大呈指数递减，而在原子序数较大的范围内（Z＞45）各元素丰度值很相近。
3. 原子序数为偶数的元素其丰度大大高于相邻原子序数为奇数的元素。具有偶数质子数（A）或偶数中子数（N）的核素丰度总是高于具有奇数A或N的核素。这一规律称为奥多-哈根斯法则，亦即奇偶规律。
4. 质量数为4的倍数（即α粒子质量的倍数）的核素或同位素具有较高丰度。此外，还有人指出原子序数（Z）或中子数（N）为“幻数”（2、8、20、50、82和126等）的核素或同位素丰度最大。例如，4He（Z=2，N＝2）、16O（Z=8，N=8）、40Ca（Z=20，N=20）和140Ce(Z=58,N=82)等都具有较高的丰度。
5. Li、Be和B具有很低的丰度，属于强亏损的元素，而O和Fe呈现明显的峰，它们是过剩元素。
6、陨石的分类、矿物成分特点及研究意义
陨石主要是由镍-铁合金、结晶硅酸盐或两者的混合物所组成，按成份分为三类： 1）铁陨石（siderite）主要由金属Ni, Fe（占98%）和少量其他元素组成（Co, S, P, Cu, Cr, C等）。
2）石陨石（aerolite）主要由硅酸盐矿物组成（橄榄石、辉石）。这类陨石可以分为两类，即决定它们是否含有球粒硅酸盐结构，分为球粒陨石和无球粒陨石。
3）铁石陨石（sidrolite）由数量上大体相等的Fe－Ni和硅酸盐矿物组成，是上述两类陨石的过渡类型。
陨石的主要矿物组成：Fe、Ni 合金、橄榄石、辉石等。陨石中共发现140种矿物，其中39种在地球（地壳浅部）上未发现。
陨石是从星际空间降落到地球表面上来的行星物体的碎片。陨石是空间化学研究的重要对象，具有重要的研究意义：
① 它是认识宇宙天体、行星的成分、性质及其演化的最易获取、数量最大的地外物质； ② 也是认识地球的组成、内部构造和起源的主要资料来源； ③ 陨石中的60多种有机化合物是非生物合成的“前生物物质”，对探索生命前期的化学演化开拓了新的途径；
④ 可作为某些元素和同位素的标准样品（稀土元素，铅、硫同位素）。 7、为何可以用IC型碳质球粒陨石了解元素的宇宙丰度
CI型炭质球粒陨石的成分除H、He外，与太阳成分基本一致，因此它们应该代表着太阳系早期的物质；
8、月球、月海、月球高原的矿物成分？
月球岩石可分为月海玄武岩，高地斜长岩和克里普玄武岩； ―月海‖—玄武岩或显微辉长岩。月球高原—斜长岩 9、月球的演化？
月球演化：形成于45亿年前，高原区的岩石年龄为39-40亿年，月海岩石39-31亿年。月球演化终止。
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10、月球缺少水圈和大气圈？
（仅供参考）月球质量小，引力小，留不住大气，所以月球上缺少大气圈；月球上昼夜温差大，-180~130℃，不可能由液态水存在，所以缺少水圈，但月球两极有冰的存在。
11、慧星的成分及形成长尾的原因？
彗星主要由冰物质组成，吸附和包裹着相当数量的尘埃和挥发分。
当彗星运行接近太阳时，受到太阳的光、热辐射和太阳风作用，冰蒸发，形成长尾；
三、地球、地壳的化学成分——元素的分布分配
1、地球的层圈结构的证据
（1）地球质量5.974*1021吨 / 体积1.083*1021m3 = 5.517 吨/ m3。而地表岩石的平均密度为2.65吨/ m3。说明地球深部存在着致密物质；
（2）地震波：S波在在流体中不能传播, P波的传播速度取决于物质的密度和弹性强度。 2地壳、地幔和地核的矿物成分和化学体系特征
3、地球原始化学分异及地壳的形成：
46亿年前形成；早期高温，发生部分熔融，物质由相对的均一状态向层壳方向演化，形成壳、幔、核。
4、元素丰度及其计算方法 1.早期克拉克计算法
是由美国F.W.Clarke和H.S.Washington于1924年发表的地球化学资料中计算出来的。 他们的思路是在地壳上部16公里范围内（最高的山脉和最深海洋深度接近16公里）分布着95%的岩浆岩，4%的页岩，0.75%的砂岩，0.25%的灰岩，而这5%沉积岩也是岩浆岩派生的，因此认为岩浆岩的平均化学成分实际上可以代表地壳的平均化学成分。 2．简化研究法（取巧研究法）：
1）Goldschmidt采集了挪威南部冰川成因粘土（77个样）用其成分代表岩石圈平均化学成分，其结果与克拉克的结果相似，但对微量元素的丰度做了大量补充和修订。
2) 维诺格拉多夫（1962）岩石比例法是以两份酸性岩加一份基性岩来计算地壳平均化学成分。
3）S．R泰勒（1964、1985）用太古宙后页岩平均值扣除20%计算上部陆壳元素丰度。 5、元素在地壳中的丰度特征
1. 地壳中各元素的相对平均含量相差十分悬殊。
2. 从图上可以看出随着原子序数的增大，元素丰度曲线下降。 与太阳系元素分布规律相似；偶数元素丰度大于相邻奇数元素丰度。但这些规律不如太阳系元素丰度曲线所反应的规律那么明显。
3. 对比地壳、整个地球和太阳系元素丰度数据发现，它们在元素丰度的排序上有很大的不同：
太阳系：H>He>O>Ne>N>C>Si>Mg>Fe>S 地球： Fe>O>Mg>Si>Ni>S>Ca>Al>Co>Na 地壳： O>Si>Al>Fe>Ca>Na>K>Mg>Ti>H
4. 地壳中元素丰度不是固定不变的，它是不断变化的开放体系。
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