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摘 要：地球化学是研究地壳、地球以及太阳系各层次天体的化学组成、化学作用与化学演化的科学，它产生于20世纪，其发展大致经历的三个主要阶段，经典地球化学、近代地球化学、现代地球化学。地球化学在今后的发展前景中既肩负着解决当代地球科学面临的基本问题—天体、地球、生命、人类及元素的起源与演化的重大使命，又有责任为人类社会提供充足的、可持续发展的能源、矿产资源和良好的生存环境。
关键词：地球化学；发展简史；发展前景
文章编号：978-7-5369-4434-3（2012）03-215-02
与生俱来的好奇心，是人类观察和认识世界的动力，关注地球以及宇宙的人们已经发现：地球及整个宇宙都是由永恒运动的物质构成的。地球内部的不稳定核素自发地进行衰变，其所释放的能量是地球物质运动的主要能源，它们足以引发岩石熔融、岩浆活动、火山喷溢，以及全球性的构造运动等各种作用过程，而地球化学面对的就是这样一个经历了几十亿年发展变动，至今仍在持续演化的地球。
一、地球化学的内涵
地球化学是研究地壳、地球以及太阳系各层次天体的化学组成、化学作用与化学演化的科学，它研究地球乃至宇宙中元素与核素的起源、分布、相互作用、迁移与聚集的规律与演化历史。地球化学脱胎于地质学和化学，并与其它相邻学科（如大气科学、海洋科学、空间科学、环境科学、天文学、物理学、生物学等）相互渗透与结合，产生了一系列分支学科，建立了自己的理论系统，构成了完整的学科体系，完善了一整套研究方法，与地质学、地球物理学和大地测量学一起成为固体地球科学的四大支柱学科。地球化学既肩负着解决当代地球科学面临的基本问题—天体、地球、生命、人类及元素的起源与演化的重大使命，又有责任为人类社会提供充足的、可持续发展的能源、矿产资源和良好的生存环境。
二、地球化学发展简史
地球化学产生于20世纪，但是地球化学的萌芽思想却源远流长。大致在20世纪40年代末期和50年代初期，地球化学才发展成为一种独立成型的学科，地球化学的发展大致经历的三个主要阶段：
（一）经典地球化学阶段
20世纪40年代第二次世界大战之前，着重研究元素的丰度、分布和迁移，研究的手段主要是无机化学、晶体化学和分析化学的方法。美国化学家克拉克是地球化学的奠基者，他着重研究化学元素在地壳当中的分布和丰度。俄罗斯矿物学家维尔纳茨基开创了生物地球化学和同位素地球化学研究领域，发表《地球化学概论》一书。挪威地质学家戈尔德施密特开创了微量元素地球化学的研究，指出了微量元素在矿物和岩石中的存在形式和分布规律。
（二）近代地球化学阶段
20世纪第二次世界大战之后，随着各项科学技术（宇航技术、高温高压实验技术、核物理探测技术等)的发展，地球化学的研究领域不断扩展，朝着地球内部和宇宙空间发展，形成了以地幔为研究对象的深部地球化学和研究陨石、月球、宇宙尘的宇宙化学。除研究元素以外，还发展和注重同位素研究，建立了同位素地球化学。在研究手段上更加注意了物理化学的热力学和动力学的理论和方法，发展了各种地球化学的模式研究，形成了地球化学全面发展的新时期。
（三）现代地球化学阶段
20世纪70年代以来，地球化学进入了现代地球化学发展阶段，现代地球化学中各种精密、灵敏、高效的分析技术不断引入，微区、微量分析（X光荧光分析、等离子光量计、精密质谱仪、电子探针等）和实验模拟技术不断得到改进；随宇航、超深钻、深海探测等研究的进展，人类得以更全面深入地观察和认识地球；基础科学成果的引入和广泛运用，提高了地球化学的理解能力和认识深度；电子计算机的普及及电子技术的不断提升，使地球化学“正在进入一个对自然过程进行全面、广泛的数字模拟的阶段；在解决与人类息息相关的诸如矿产资源、能源、环境以及地震问题方面地球化学提供了重要途径，做出了实际成果。
三、地球化学的发展前景
（一）由经验性转向理论化、由定性研究转向定向研究
地球化学已有可能将对地壳和地幔中化学作用的研究与模拟实验研究相结合，即将逆向研究与正向研究相结合；不断引用相邻学科的最新理论和技术，使地球化学研究继续由定性研究向定向研究发展。
（二）对同一科学问题进行综合探索
为避免单项研究造成的结论的多解性，研究正在向与地球化学科学系统内其他学科及其相邻学科间密切结合的方向发展，即重视对同一科学问题进行综合探索。
（三）积极参与重大科学问题的研究
以地球化学理论、方法的不断发展为支持，地球化学参与重大科学问题研究的能力不断增强。如已积极参与地球和生命的起源、地幔柱的活动、地球动力学、造山带形成、地壳和大气圈的形成和演化等重大基础性课题的研究等。
（四）为全球变化研究和生态环境保护提供理论依据
通过对海洋沉积物、冰芯、黄土—古土壤、泥炭和树轮等对象元素和同位素组成的测定，可以恢复古气候和古环境的演变；通过多种地球化学示踪剂的研究，可以阐明元素的生物地球化学循环的机制、过程和速率；进一步识别全球变化中自然作用和人类活动的份额。
（五）为人类社会的可持续发展提供新的洁净能源与矿产资源
天然气水合物将是21世纪最具有开发利用前景的新能源。天然气水合物的地球化学特征、形成环境、找矿与勘探的地球化学标志、开发与利用的地球化学研究，将是地球化学在新世纪的重大任务。寻找大型、超大型矿床和矿产密集区，开发利用丰富的海水和海底矿产资源，发现和利用各种岩石、矿物、元素和同位素的资源和特殊性能，不断满足人类社会日益增长的广泛需求，地球化学任重而道远。
（六）进一步增强防灾减灾和人群健康的社会功能
地球化学独特的研究思路与预测方法，对各种地质灾害和工程灾害的成因、演化过程及其预警发挥了重要作用。今后还将为地震监测与预报、火山喷发与预警、泥石流与滑坡的预防和治理、大型工程稳定性研究等方面作出新贡献。地球化学环境与人类的健康与疾病的关系，一直是地球化学研究中备受关注的领域，生物地球化学省某些元素丰度的异常与地方病的成因联系，已进行过深入系统的调查和综合治理研究。进一步研究不同的生物地球化学省形成过程中化学元素的迁移转化规律、赋存状态与形态及元素转化动力学，因地制宜地采取改造生物地球化学食物链等防治对策，为地方病的防治提供科学依据。
参考文献：
［1］欧阳自远主编.中国矿物学岩石学地球化学研究新进展［M］.兰州：兰州大学出版社，1994.
［2］陈道公，支霞臣，杨海涛.地球化学［M］.合肥：中国科技大学出版社，1994.
［3］傅家谟，秦匡宗主编.干酪根地球化学［M］.广州：广东科技出版社，1995.
［4］欧阳自远主编.行星地球的形成和演化［J］.地质地球化学，1995，(5).
［5］欧阳自远，倪集众，项仁杰主编.地球化学：历史、现状和发展趋势［M］.北京：原子能出版社，1996.
［6］中国科学院地球化学所.地球化学进展［M］.贵阳：贵州科技出版社，1996.
［7］韩吟文，马振东.地球化学［M］.北京：地质出版社，2003.第2卷第3期Vol.2,No.3
关键词：地球化学；发展简史；发展前景
文章编号：978-7-5369-4434-3（2012）03-215-02
与生俱来的好奇心，是人类观察和认识世界的动力，关注地球以及宇宙的人们已经发现：地球及整个宇宙都是由永恒运动的物质构成的。地球内部的不稳定核素自发地进行衰变，其所释放的能量是地球物质运动的主要能源，它们足以引发岩石熔融、岩浆活动、火山喷溢，以及全球性的构造运动等各种作用过程，而地球化学面对的就是这样一个经历了几十亿年发展变动，至今仍在持续演化的地球。
一、地球化学的内涵
地球化学是研究地壳、地球以及太阳系各层次天体的化学组成、化学作用与化学演化的科学，它研究地球乃至宇宙中元素与核素的起源、分布、相互作用、迁移与聚集的规律与演化历史。地球化学脱胎于地质学和化学，并与其它相邻学科（如大气科学、海洋科学、空间科学、环境科学、天文学、物理学、生物学等）相互渗透与结合，产生了一系列分支学科，建立了自己的理论系统，构成了完整的学科体系，完善了一整套研究方法，与地质学、地球物理学和大地测量学一起成为固体地球科学的四大支柱学科。地球化学既肩负着解决当代地球科学面临的基本问题—天体、地球、生命、人类及元素的起源与演化的重大使命，又有责任为人类社会提供充足的、可持续发展的能源、矿产资源和良好的生存环境。
二、地球化学发展简史
地球化学产生于20世纪，但是地球化学的萌芽思想却源远流长。大致在20世纪40年代末期和50年代初期，地球化学才发展成为一种独立成型的学科，地球化学的发展大致经历的三个主要阶段：
（一）经典地球化学阶段
20世纪40年代第二次世界大战之前，着重研究元素的丰度、分布和迁移，研究的手段主要是无机化学、晶体化学和分析化学的方法。美国化学家克拉克是地球化学的奠基者，他着重研究化学元素在地壳当中的分布和丰度。俄罗斯矿物学家维尔纳茨基开创了生物地球化学和同位素地球化学研究领域，发表《地球化学概论》一书。挪威地质学家戈尔德施密特开创了微量元素地球化学的研究，指出了微量元素在矿物和岩石中的存在形式和分布规律。
（二）近代地球化学阶段
20世纪第二次世界大战之后，随着各项科学技术（宇航技术、高温高压实验技术、核物理探测技术等)的发展，地球化学的研究领域不断扩展，朝着地球内部和宇宙空间发展，形成了以地幔为研究对象的深部地球化学和研究陨石、月球、宇宙尘的宇宙化学。除研究元素以外，还发展和注重同位素研究，建立了同位素地球化学。在研究手段上更加注意了物理化学的热力学和动力学的理论和方法，发展了各种地球化学的模式研究，形成了地球化学全面发展的新时期。
（三）现代地球化学阶段
20世纪70年代以来，地球化学进入了现代地球化学发展阶段，现代地球化学中各种精密、灵敏、高效的分析技术不断引入，微区、微量分析（X光荧光分析、等离子光量计、精密质谱仪、电子探针等）和实验模拟技术不断得到改进；随宇航、超深钻、深海探测等研究的进展，人类得以更全面深入地观察和认识地球；基础科学成果的引入和广泛运用，提高了地球化学的理解能力和认识深度；电子计算机的普及及电子技术的不断提升，使地球化学“正在进入一个对自然过程进行全面、广泛的数字模拟的阶段；在解决与人类息息相关的诸如矿产资源、能源、环境以及地震问题方面地球化学提供了重要途径，做出了实际成果。
三、地球化学的发展前景
（一）由经验性转向理论化、由定性研究转向定向研究
地球化学已有可能将对地壳和地幔中化学作用的研究与模拟实验研究相结合，即将逆向研究与正向研究相结合；不断引用相邻学科的最新理论和技术，使地球化学研究继续由定性研究向定向研究发展。
（二）对同一科学问题进行综合探索
为避免单项研究造成的结论的多解性，研究正在向与地球化学科学系统内其他学科及其相邻学科间密切结合的方向发展，即重视对同一科学问题进行综合探索。
（三）积极参与重大科学问题的研究
以地球化学理论、方法的不断发展为支持，地球化学参与重大科学问题研究的能力不断增强。如已积极参与地球和生命的起源、地幔柱的活动、地球动力学、造山带形成、地壳和大气圈的形成和演化等重大基础性课题的研究等。
（四）为全球变化研究和生态环境保护提供理论依据
通过对海洋沉积物、冰芯、黄土—古土壤、泥炭和树轮等对象元素和同位素组成的测定，可以恢复古气候和古环境的演变；通过多种地球化学示踪剂的研究，可以阐明元素的生物地球化学循环的机制、过程和速率；进一步识别全球变化中自然作用和人类活动的份额。
（五）为人类社会的可持续发展提供新的洁净能源与矿产资源
天然气水合物将是21世纪最具有开发利用前景的新能源。天然气水合物的地球化学特征、形成环境、找矿与勘探的地球化学标志、开发与利用的地球化学研究，将是地球化学在新世纪的重大任务。寻找大型、超大型矿床和矿产密集区，开发利用丰富的海水和海底矿产资源，发现和利用各种岩石、矿物、元素和同位素的资源和特殊性能，不断满足人类社会日益增长的广泛需求，地球化学任重而道远。
（六）进一步增强防灾减灾和人群健康的社会功能
地球化学独特的研究思路与预测方法，对各种地质灾害和工程灾害的成因、演化过程及其预警发挥了重要作用。今后还将为地震监测与预报、火山喷发与预警、泥石流与滑坡的预防和治理、大型工程稳定性研究等方面作出新贡献。地球化学环境与人类的健康与疾病的关系，一直是地球化学研究中备受关注的领域，生物地球化学省某些元素丰度的异常与地方病的成因联系，已进行过深入系统的调查和综合治理研究。进一步研究不同的生物地球化学省形成过程中化学元素的迁移转化规律、赋存状态与形态及元素转化动力学，因地制宜地采取改造生物地球化学食物链等防治对策，为地方病的防治提供科学依据。
参考文献：
［1］欧阳自远主编.中国矿物学岩石学地球化学研究新进展［M］.兰州：兰州大学出版社，1994.
［2］陈道公，支霞臣，杨海涛.地球化学［M］.合肥：中国科技大学出版社，1994.
［3］傅家谟，秦匡宗主编.干酪根地球化学［M］.广州：广东科技出版社，1995.
［4］欧阳自远主编.行星地球的形成和演化［J］.地质地球化学，1995，(5).
［5］欧阳自远，倪集众，项仁杰主编.地球化学：历史、现状和发展趋势［M］.北京：原子能出版社，1996.
［6］中国科学院地球化学所.地球化学进展［M］.贵阳：贵州科技出版社，1996.
［7］韩吟文，马振东.地球化学［M］.北京：地质出版社，2003.第2卷第3期Vol.2,No.3