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第1章 地球化学概述1

1．1地球化学的概念1

1．2地球化学的三大目标和基本任务2

1．2．1地球化学的三大目标2

1．2．2地球化学的基本任务3

1．3地球化学的分支学科4

1．4地球化学发展简史8

1．4．1地球化学的起源9

1．4．2经典地球化学时期9

1．4．3近现代地球化学时期11

1．5地球化学原理概述14

1．5．1哲学层面的理解14

1．5．2学科层面的理解16

第2章 丰度原理17

2．1元素的丰度及丰度坐标系17

2．1．1元素丰度的概念17

2．1．2元素丰度的数值特征19

2．1．3丰度坐标系19

2．1．4与元素丰度有关的几个概念20

2．2丰位22

2．2．1丰位的概念22

2．2．2丰位的加和性——广义丰位25

2．3标准丰位28

2．3．1标准丰位28

2．3．2标准丰位的加和性30

2．3．3标准分离位31

2．3．4标准偶合位32

2．3．5标准异常位33

2．3．6稀土元素的标准丰位图35

2．4迁移位36

2．4．1元素迁移度和广义元素迁移度36

2．4．2元素迁移位37

2．5迁移位的加和性——广义迁移位42

2．5．1广义元素迁移位42

2．5．2分离迁移位42

2．5．3偶合迁移位和平均迁移位44

2．5．4异常迁移位46

第3章 晶体化学原理49

3．1元素原子的性质与化学键类型49

3．1．1元素原子的性质49

3．1．2化学键类型52

3．2晶体场理论与过渡金属元素53

3．2．1过渡元素的电子层结构及晶体场理论53

3．2．2晶体场理论在过渡元素结合中的应用55

3．3分子轨道理论与元素分布和结合规律57

3．3．1 Schrodinger定态方程与量子力学原理57

3．3．2模型和计算方法57

3．3．3深部地球化学作用及其演化研究59

3．3．4硅酸盐熔体、水溶液、矿物表面59

第4章 地球化学作用的方向预测原理61

4．1地球化学热力学的研究方法61

4．1．1热力学与地球化学的特点61

4．1．2平衡态与可逆过程61

4．2平衡态热力学的基本原理62

4．2．1热力学三个基本定律62

4．2．2状态函数63

4．2．3自由能及其他平衡态热力学判据函数63

4．2．4地球化学热力学分析基础64

4．3质量作用定律与平衡常数64

4．4活度、逸度65

4．4．1活度和逸度65

4．4．2电解质溶液理论与活度系数的计算65

4．5多相多组分系统化学反应途径数字模拟67

4．5．1多相多组分系统与部分平衡67

4．5．2化学反应途径数字模拟67

4．6应用实例68

第5章 地球化学作用的过程模拟原理72

5．1非平衡态热力学基本原理与不可逆过程演化方向分析72

5．1．1热力学流与热力学力72

5．1．2线性非平衡热力学原理73

5．1．3非平衡态非线性热力学原理74

5．2地球化学动力学过程75

5．2．1化学反应动力学76

5．2．2流体输运动力学78

5．2．3化学反应与流体输运耦合动力学模型79

5．3应用实例——成岩作用中流体-矿物反应的动力学模型80

第6章 化学元素的活化原理85

6．1化学元素的存在形式85

6．1．1元素在流体相中的存在形式85

6．1．2元素在固相中的存在形式87

6．1．3元素在不同相中的分布90

6．2元素的活化94

6．2．1氧化还原条件95

6．2．2酸碱性95

6．2．3键型96

6．2．4电离能96

6．2．5溶解度97

6．2．6共同离子效应98

6．2．7离子电位98

6．2．8温度99

6．3不同地质作用中元素的活化100

6．3．1表生环境中元素的活化100

6．3．2沉积埋藏后元素的活化102

6．3．3改造作用中元素的活化103

6．4研究方法与实例105

6．4．1化学元素的价态研究实例105

6．4．2元素的“形态”分析实例112

第7章 化学元素的迁移原理120

7．1化学元素迁移形式120

7．1．1物理迁移121

7．1．2化学迁移122

7．1．3生物迁移122

7．2元素在液相中的迁移123

7．2．1水的结构及水溶液的基本性质123

7．2．2元素在水溶液中的迁移124

7．2．3元素在胶体溶液中的迁移135

7．3元素在气相中的迁移137

7．3．1气体的组成及其在水中的溶解137

7．3．2气相迁移的过程138

7．4元素在固相中的迁移143

7．4．1沉积作用过程中元素的迁移143

7．4．2压实成岩作用过程中元素的迁移145

7．4．3变质作用过程中元素的迁移145

7．4．4改造作用中元素的迁移147

7．5元素在熔浆中的迁移148

7．5．1元素在岩浆体中的存在形式149

7．5．2岩浆的性质149

7．5．3挥发分在岩浆元素迁移中的作用150

7．5．4主要造岩元素在岩浆中的演化151

7．5．5岩浆演化过程中微量元素的行为154

第8章 化学元素的富集原理161

8．1元素富集的场所——地球化学界面161

8．1．1地球化学界面的由来及发展161

8．1．2成矿流体地球化学界面的组成及标志163

8．1．3成矿流体地球化学界面的应用实例研究166

8．2元素的富集与成矿171

8．2．1岩浆作用中元素的富集171

8．2．2气成-热液及热液作用中元素的富集与成矿175

8．3元素的富集与环境178

8．3．1元素的天然富集与环境179

8．3．2元素的人为富集及环境污染183

第9章 地球化学示踪原理185

9．1地球化学示踪基本原理185

9．1．1微量元素的地球化学活动性185

9．1．2放射性同位素的自发衰变189

9．1．3稳定同位素的示踪原理191

9．2地球化学示踪基本方法191

9．2．1微量元素示踪191

9．2．2同位素示踪195

9．3地球化学示踪应用199

9．3．1微量元素示踪应用199

9．3．2同位素示踪应用示例208

9．3．3微量元素-同位素联合示踪214

参考文献216