地球化学环境界面研究

作者认为,近代地球化学研究的发展已经较多地注意到环境界面作用,从而在地球科学前沿产生了新的重要分支学科——“环境界面地球化学”。环境界面地球化学作用是在较低温度和压力条件下,有生命物质或有机物质参与的多元、多相热力学和动力学过程。它与固体地球的地球化学、天体化学、外生地球化学有着重要的区别或联系。该文还深入具体地阐述了环境界面地球化学的内涵、研究的目的意义、发展趋势和选题方向。     

苏联化探:成绩与未来

1988年10月,苏联召开了“现代条件下地球化学找矿的理论与实践”会议. 会议肯定了地质勘探过程中各个阶段地球化学方法日益增长的作用.在1982～1988年期间,岩石化学、水化学、生物地球化学以及原子化学和地电化学找矿方法的科学原理得到进一步发展.建立了根据地球化学数据(P_3,P_2,P_1)评价预测资源     

金属成矿论

从地球物貭的运动与发展过程来认識成矿作用,有两个基本問題:一是原子的演变、形成、以及原子在地壳表层的存在形式;二是原子在自然空間和时間上的运动与分布,迁移与富集。其次,是研究原子的演变、形成、运动与地貭条件的联系。研究大区域成矿作用,一般都是从地貭条件着手,如成矿区域在地壳大型构造单元中的位置;区域內的岩浆岩种别;围岩特点;沉积环境和成矿深度等等。     

地球化学的初心和使命

地球化学作为一门化学与地质学之间的交叉学科已有上百年的历史,在我国也有70年的发展历程。70年来,地球化学在我国得到了大力发展,目前已建立起了完整的地球化学学科体系,有专门的研究机构、学术组织及高校相应的系科专业设置,有大批的从业人员,从事地球化学分析和研究的专业队伍在高校和科研机构中占有相当大的比例。地球化学的理论、方法和思想在国内早已深入人心,并在地球科学的各个分支领域得到广泛应用,地球化学数据在地球科学研究成果中几乎无处不在地球化学对地球科学发展的贡献越来越大。然而,在国家自然科学基金申请中,地球化学学科收到的申请书总是较少;在国家教育部学科设置目录中,地球化学只是地质学这个一级学科之下的一个二级学科。那么,究竟是什么制约了国内地球化学学科的发展?中国的地球化学该向何处去?在国家制定“十四五”规划和2035年远景目标之时,对这一世纪之问的回答将在某种程度上影响到我国地球化学乃至地球科学学科发展战略的制定和科研体制的改革。2019年8月10日在中国地质大学(武汉)召开的地球化学学科发展战略研讨会上,中国科学技术大学郑永飞院士针对这个问题给出了他的思考和分析。在此基础上,他与美国华盛顿大学滕方振教授一起讨论完成了现在的稿件。作为该领域领军人物的两位地球化学家试图通过他们对初心和使命的解读,促进国内地球化学领域的科学研究和人才培养。我刊特以“地学论坛”栏目全文首发,以飨读者,以期引起广大地球化学工作者及读者的重视和反响。     

地幔流体研究的某些新进展

国家自然科学基金项目“地幔流体与软流层(体)地球化学”是通过幔源包体、巨晶的直接研究和碱性玄武岩、金伯利岩、火成碳酸岩、煌斑岩等的反演,着重探讨地幔中的流体地球化学问题。当代地球科学发展的一个趋势是在原来各分支领域研究不断深化的同时,需要在更深层次的地球深部去探寻共同的地质学、地球物理、地球化学和地球动力学决定因素。地壳中的大地构造、变质、岩浆、热沉积、热液等内生作用是如何产生和运动的?中外学者现在已经不约而同地     

实验地球化学发展概况

实验地球化学是地球科学的一个分支,它从整体角度对地球中的重要地球化学现象和本质进行实验研究,是一门研究地球中物质化学变化的科学。现代实验地球化学所研究的课题就是对与目前所能达到的温度和压力相当的地球深度物质的化学组成,存在状态,生成条件物理性质及变化规律开展实验研究,从而达到从理论上阐述元素在地球不同层圈中分布与结合的规律,从本质上了解元素的地球化学行为。     

我院馆藏新书简介

自1978年以来,在地球化学领域出版了题为 “地球化学进展”的系列书,主编为W·S·Fyfe.系列书由多个国家的地球化学家按专题分册编写.每册书都反映该专题领域内地球化学研究的发展及新成果,其间也有一般原理、技术方法等方面的论述.w·S·Fyfe在编者前言中指出,现在正处在地球科学取很惊人发展的时代,虽然人们还不可能充分了解地球内外发生的各种地球化学过程,但人们每天都在探索.新的全球构过认识,现代化的测试技术和计算机技术的发展被引入地球化学研究领域,正在改变着人们的地     

自然资源时期:大数据与地球系统科学——再论全面发展时期的勘查地球化学

中国勘查地球化学全面发展的重要标志和本质特征是大数据信息与地球系统科学。勘查地球化学的全面发展坚持资源与环境并重方针,真实生动地反映国家经济社会发展的历史轨迹,在科学技术领域具有典型意义。自然资源时期地质工作关于资源内涵从矿产资源、国土资源到一切自然资源,关于环境内涵从地质环境、国土环境到包括山水林田湖草生命共同体在内的一切自然环境。本文继2008年对此有所评述后,在国家自然资源部成立之际,地质工作面临深刻转型之时,从大数据信息科学与自然资源地球化学调查、建立地球系统科学指导的自然资源地球化学理论体系与自然资源地球化学评价体系,以及针对自然资源领域重大科学问题,深化地球化学应用研究与理论研究,构建完善的科学体系等若干值得注意的方面再次就此议题加以评论。勘查地球化学的长期目标是通过大数据信息与地球系统科学研究揭示自然资源与自然环境状况,实现对地球资源的科学开发、合理利用和整体保护,创造人类与地球和谐共处的生存环境。由此,转型和升级贯穿中国勘查地球化学发展的全过程。地球化学将以形态和内涵的系统性、综合性、整体性作用,以及应用实践的多目标全方位面貌出现在国家行业部门与科技领域,极大地拓展和深入经济社会发展各个方面。勘查地球化学以方法技术优势实行大调查、大数据、大应用战略,建立大环境、大生态、大地球观,向大地质、大资源、大科学转变,为解决自然资源与生态环境问题提供地球化学方案,将全面发展时期的勘查地球化学从大数据信息应用优势和地球系统科学理论高度提升到"大地球化学"境界。     

低温地球化学研究概述

低温地球化学研究是当前国际上地球化学学科的前沿课题之一。它研究自然界中200℃以下化学元素的活化、迁移、富集的规律。它不仅在成矿作用方面,面且在地质灾害、环境变迁和生命活动方面都有着广阔的研究前景。1991年涂光炽教授向国家自然科学基金委员会申请并被批准为重点项目“低温地球化学研究”,将是我国地球化学研究的一个新起点。本     

量子地球化学的研究进展和发展展望

量子地球化学是应用量子力学理论研究地球物质的结构物理与结构化学的一个新理论。综述了量子地球化学理论建立以来,在矿物的结构、地球化学特征,乃至地球科学中的研究方面的最新进展,揭示了矿物中的元素分配与晶体结构等量子地球化学的研究核心,以及矿物的表面和内部电子结构、元素的分配及其动力学机制,显示量子地球化学在地球科学理论和应用领域有极广阔的前景。     

从勘查地球化学到应用地球化学

勘查地球化学是在20世纪从一门探矿技术发展成一门年轻的地学分支科学.进入21世纪,它可能为解决资源与环境关键问题做出许多从事勘查地球化学工作的人都未预料到的重大贡献.由于它的发展今后可能超越它原有的局限,因而称之为应用地球化学更符合它的发展方向.应用地球化学是尚未成形的一门科学.它是许多化学家、地球化学家、地质学家、物理学家、数学家、农学家与环境学家的多学科学术活动.由此产生了一种国际学术杂志“应用地球化学(appliedgeochemistry)”,但应用地球化学的研究成果散见于许多杂志,还没有一个学术团体以此命名.因而,国际勘查地球化学家协会大可借此机会改名为应用地球化学家协会,以便吸收多学科的人才,为解决人类资源与环境中关键问题共同努力.周期表上所有元素不同尺度不同性质的地球化学图已成为解决资源与环境关键问题的最重要的基础图件.勘查地球化学家多年研究地球化学填图的思路与方法可以帮助其它学科扩大视野,而多学科的融合将使改名为应用地球化学的勘查地球化学的研究得以更深入的发展.     

发刊词

矿物学是地球科学的重要基础学科之一。地质学、矿床学、岩石学、地球化学和地球物理学的研究都离不开矿物学。它的起源可以追溯到两千多年前,比地质学、地球物理学、地球化学的兴起都要早得多。矿物学也是材料科学的基础学科之一,近十余年来,不少新型材料是从矿物学、特别是矿物物理学得到启示而     

对地球系统科学的几点认识

地球系统科学将是２１世纪地球科学的主旋律,它被定义为：“将地球作为一个整体来伯全部知识;对地球的气圈、水圈、生物圈和岩石中的各种作用及各层圈间相互作用时间进行的研究”。此种学术思想可追溯到１００多年前,见於文字也有近二十年。它对当代地学的发展起了重要的推动作用,有四个特点：地球现象的远距离相互联系、影响;内动力和外动力研究一体化;地质作用和生物作用研究一体化;一类活动作为地球系统的一部分。当前地球系统科学的发展也提出了一些新问题,主要的是：在学术思路上对与岩石圈有关的地质作用有所忽视;观察研究系统不全面;还未深人到资源形成和小环境的研究中。近年来的观测试验表明,发生在岩石圈的各种地质作用正积极参与垒球各圈层间的物质能量交换。对它们的忽视,可能正是目前一些生物地球化学循环模型无法平衡的原因。     

介绍八十年代国际岩石圈计划

被称为八十年代地球科学前沿的国际性多学科(包括地质学、地球物理、地球化学和大地测量学)研究计划“岩石圈动力学和演化:地球资源和减轻灾害的纲要”,是在国际科学联合会理事会(ICSU)领导下,由国际大地测量地球物理联合会(IUGG)和国际地质科学联合会(IUGS)共同组建的.它是五十年代以来地球科学领域一系列国际多学科规划(如1957～1959年的国际地球物理年、六十年代的国际上地幔计划、七十年代的国际地球动力学计划等)的继续.     

磷的生物地球化学循环研究进展

磷是生命体的必需元素,也是粮食生产的重要限制因素。磷的生物地球化学循环不仅调控着海洋的初级生产力,而且影响着全球气候系统,并决定着磷矿资源的形成和分布,与地球上生命的生存繁衍息息相关。当前“地球系统科学”理论将大气圈、水圈、岩石圈（地壳和上地幔）和生物圈等子系统有机整合,为研究磷的生物地球化学循环提供了更加广阔的视野。基于已有研究,结合“地球系统科学”理论观点,针对磷的生物化学循环获得了以下重要认识： 磷在地质历史时期的演化决定了现今磷在全球范围内（陆地生态系统与海洋生态系统）的循环模式;人类的工业和农业活动作为重要的地质营力,改变了磷的生物地球化学循环过程,造成了磷矿枯竭的资源危机及水体富营养化的环境问题;解决磷短缺的资源危机问题和磷过剩的环境污染问题的关键在于调控引起这些问题的生物地球化学循环过程。     

后记

本期《第四纪研究》希望通过发表一组研究论文来促进第四纪生物地球化学的发展。生物地球化学在全球环境变化研究中的重要性是不容置疑的了。我们知道 ,上世纪 80年代 ,经过一系列的调研、评估和讨论 ,美国航空和宇航管理局地球系统科学委员会在 1 985年得出结论 :“将地球上存在生命的部分当作生物圈的思想是由奥地利地质学家修斯早在1 875年引入的 ,后来被俄国化学家维尔纳茨基发展。然而 ,仅在这几年我们才认识到地球上这一单薄的生命层是由全球生物地球化学循环支撑和维持的。”对生物地球化学重要性的这一重新认识 ,直接决定了国际地圈…     

低温地球化学的研究与发展

低温地球化学是现代地球化学的重要研究领域。简要评述了“八五”期间我国在低温地球化学方面的研究现状，指出“九五”期间的可能研究走向。     

河北夏家沟震旦纪页岩中可提取有机质的研究

前寒武纪占了地球地质历史的八分之七,其地层中有机质的研究,是一个十分重要的领域。它主要包括两个方面的意义:一方面在于追踪地球早期历史的生物演化,企图为了解地球上生命起源和早期生命的特点提供信息;另外在于对前寒武纪、特别是晚前寒武纪地层中石油的兴趣。六十年代,G. Eglinton和M. Calvin提出了“化学化石”的概念。“化学化石”也叫做分子化石或“地球化学化石”。     

微生物地球化学及其研究进展

本文阐述了微生物地球化学的发展历程及微生物地球化学近期的研究进展。微生物可以促进许多地质地球化学过程,微生物地球化学作用主要表现在对岩石和矿物风化、元素迁移和聚集、有机质降解以及矿床形成等方面;还表现在部分控制大气成分,参与有机物和无机物循环并影响其全球分布,从而对地球形成以来物质在上部岩石圈、水圈和大气圈中的分布起到了重要的控制作用。微生物地球化学的成果已经从根本上修正了地球科学的核心观点,它的发展必将对地球科学和生命科学的发展起到重要的促进作用。     

元素世系表略论

自然科学基础理论研究中的重大发现之一,一八六九年化学元素周期律和周期表之提出及随后被一再证明的历史,是众所周知的。恩格斯早在《自然辩证法》一书中,将其作为“精密科学”中的例证,说明了自然辩证法“是在化学领域中取得了最伟大的胜利”。 百余年来,周期律的本质获得了愈来愈深刻的阐明,周期表的形式也有了极大的改进、发展和广泛应用。尤其它作为当代自然科学的主要基石之一——“宇宙物质世界的精密科学地图”,得到了举世公认。也正是在此基地上,开拓了包括元素地球化学、生物地球化学、宇宙化学、量子力学(或量子化学)、原子物理学、稳定同位素(核素)地质学和放射同位素年代学等一系列极为活跃的边缘学科。