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地球化学-韩吟文-地质出版社.pdf
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地球化学-韩吟文-地质出版社.pdf介绍

 
面向2  1 世纪课程教材项目
                                                              研究成果
国家理科基地创建名版课程项目
                      地           球            化           学
                    韩吟文       马振东       张宏飞       张本仁
                                                                      编
                          李方林        高   山   鲍征宇
                                    · 北         京   · 
                                 内  容   简   介
    本教材以地球系统的化学组成为背景,             对地球化学的基础理论( 晶体和物质结构化学、
水溶液化学、热力学和动力学理论及同位素地球化学等)                   进行了集中的论述,      并以地球子
系统的特征结合对其中作用的分析,            深化、扩展了对前述基本理论及其应用。最后在地球
系统的整体上,      讨论了地球层圈的相互作用和演化中各类地球化学作用的相互制约和综合
效应。编写者本着以学生为本,           对基本原理、定律、概念表述力求准确完整;             精选实例进
行辩证分析,     问题讨论的依据和思路清楚,          使本教材有一定的特色和启示性。本教材主要
面对初学地球化学的本科生和研究生,          也可供地球科学和相关学科的研究人员自学或
参考。
图书在版编目( CIP)             数据
地球化学/  韩吟文,         马振东主编. - 北京:         地质出版社,       2003 . 7 (2004 .5 重印) 
面向2 1 世纪课程教材
ISBN 7-116-03507-9 
 Ⅰ.  地…   Ⅱ. ①韩…②马…         Ⅲ.  地球化学- 高等学校-教材              Ⅳ.  P59 
中国版本图书馆CIP 数据核字(2003)                 第053130 号
DIQIU HUAXUE 
责任编辑:    王永奉   王  璞
责任校对:    黄苏晔
出版发行:    地质出版社
社址邮编:     北京海淀区学院路3 1 号,      100 083 
电   话:  (010 ) 8232 4508 ( 邮购部) ; (0 10) 82 324572 ( 编辑室) 
网    址: http :/ /  www  .gph  .com  .cn 
电子邮箱:     zbs @  gph  .com .cn 
传   真:  (010 ) 82310759 
印    刷: 北京朝阳区小红门印刷厂
                         1 
开    本: 7 87mm ×96 0mm  /  16 
印    张: 2 3 . 75 
字    数: 4 65 千字
印    数: 3 001—8000 册
版   次:  2 003 年7  月北京第一版·2004  年5  月北京第二次印刷
定    价: 2 4 . 00 元
           ISBN 7 -116-03507 -9/  P ·2 243 
( 凡购买地质出版社的图书,         如有缺页、倒页、脱页者,         本社出版处负责调换) 
                              前          言
     20 世纪20~30  年代,     地球科学大家族中诞生了一个新的成员,                    被称为
“地球化学”。历经近1 个世纪的艰辛探索,                     在化学、物理化学和地球动力学等
学科发展的推动下,            在现代科学技术的支持下,                地球化学与相邻学科互相促
进,  学科的研究领域有了很大的拓展。20 世纪70 ~80 年代,                       地球化学学科逐
渐走向成熟,       学科的性质发生了质的飞跃,               由单纯研究地球和地壳等自然系统
中元素的分布量及元素在各地质体中的分配、集中分散、共生组合和迁移规
律,  进入到对这些规律的化学机制研究;                    从重点关注资源的勘察开发,                到全面
对各自然系统中物质化学运动的热力学和动力学机制的研究;                                 地球化学的研究
方法正在逐渐实现从表象到本质、从微观到宏观、从定性到定量的转变;                                       地球
化学的理论不断完善。地球化学的理论、方法、技术已逐渐渗透到地球科学及
其他相关学科的研究领域,              并成为地球科学中重大基础问题———诸如地球的形
成、生命的起源等研究中一个不可或缺的方面军。
     在地球化学发展的不同阶段,               国内外地球化学家编写了多种地球化学专著
和教材,    从1960 年起,    仅中国地质大学曹添、於崇文、张本仁、赵伦山等前
辈就先后出版过四版《地球化学》教材。近30 年来地球化学学科也取得了迅
猛的发展,      为适应2 1 世纪地球化学教学的需要,                中国地质大学( 武汉)          地球
化学研究所决定由所有从事地球化学教学的教师合力编写新版《地球化学》。
在完成分章编写后,           张本仁院士统阅了初稿,            对教材的编写思想、选材、编排
等提出了系统、全面、具体、中肯的意见,                        赵伦山教授也给本教材的编写提出
了许多宝贵的建议。
     本书的各章分工如下:           第一章由李方林、高山执笔,                第二章和第三章由韩
吟文编写,       第四章由韩吟文、鲍征宇合作完成,                  第五章和第六章分别由马振东
和张宏飞编写完成,           第七章和第八章由韩吟文执笔,                第九章由张本仁完成。全
部书稿完成后由韩吟文、马振东统一校核和整理,                           并由韩吟文编写了绪论。
     编写过程受到张本仁院士和赵伦山教授的悉心指导和鼓励,                              张本仁院士还
倾心参与编写,         在此向两位老师表示诚挚的谢意。本书图件全部由何建华清
绘,   贾先巧、侯广顺、侯青叶参加了部分文字的录入和修订工作,                                  在此谨表谢
意。
     历经一年多的重编,          本教材终于完稿,         在书稿付印之时,          我们仍心怀忐
忑,   这不仅因为时间所限、资料收集不全,                    难免挂一漏万,        更因为我们的学术
                                                                         Ⅰ
水平有限,      在地球化学学科迅猛发展的今天,                   对目不暇接的大量新成果缺乏足
够的分析和驾驭能力。此书中的不足和欠妥之处,                             诚望读者批评指正。
     尽管此书远非完美,          仍愿将它献给希望了解地球化学和关注地球化学教学
的人们。
                                                                编写者
                                                              2002 年3 月
  Ⅱ
                               目          录
前  言
绪  论…………………………………………………………………………………………( 1) 
  0 . 1 地球科学与地球化学……………………………………………………………( 1) 
  0 .2 地球化学的基本问题及定义…………………………………………………(2 ) 
0 .2 . 1  地球化学的研究思路……………………………………………………………(2 ) 
 0 .2 .2  地球化学的基本问题……………………………………………………………( 3) 
 0 .2 .3  地球化学的定义…………………………………………………………………( 5) 
 0 .2 .4  地球化学的学科特点……………………………………………………………( 6) 
  0 . 3 地球化学发展简史………………………………………………………………(7) 
0 . 3 . 1 地球化学学科的建立……………………………………………………………( 8) 
0 . 3 .2  现代地球化学及其发展趋向……………………………………………………(9) 
0 . 3 .3  我国地球化学发展概况         ………………………………………………………( 10) 
  0 .4 地球化学的方法论和方法学…………………………………………………( 10) 
0 .4 . 1  地球化学的方法论        ……………………………………………………………( 10) 
 0 .4 .2  地球化学的基本工作方法           ……………………………………………………( 11) 
第1 章  太阳系和地球系统的元素丰度……………………………………………( 14 ) 
  1. 1 太阳系的组成和元素丰度……………………………………………………( 14 ) 
 1. 1. 1  太阳系组成的研究方法          ………………………………………………………( 15) 
  1. 1.2   陨石的化学成分      ………………………………………………………………( 15) 
  1. 1.3  行星和月球的化学成分          ………………………………………………………(20) 
  1. 1.4  太阳的化学成分       ………………………………………………………………(25) 
  1. 1.5  星际物质和宇宙射线的化学成分……………………………………………(25) 
  1. 1.6  太阳系的元素丰度及元素的起源……………………………………………(27) 
  1.2  地球的结构和化学成分………………………………………………………( 30) 
 1.2 . 1  地球的结构和各圈层的成分…………………………………………………( 30) 
  1.2 .2  地球元素丰度      …………………………………………………………………( 35) 
  1. 3 地壳的化学组成…………………………………………………………………( 39) 
1. 3 . 1  大陆地壳化学组成的研究方法………………………………………………(40) 
 1. 3 .2  大陆地壳的结构与组成          ………………………………………………………(44 ) 
 1. 3 .3  地壳化学成分和元素克拉克值的地球化学意义                   ……………………………(48) 
  1.4  小结…………………………………………………………………………………( 51) 
第2  章 元素的结合规律与赋存形式………………………………………………( 54 ) 
                                                                          Ⅲ
  2 . 1 自然体系及自然作用产物……………………………………………………( 55) 
2 . 1. 1  地球化学体系的特征         …………………………………………………………( 55) 
 2 . 1.2   自然过程产物的特征        …………………………………………………………( 55) 
 2 . 1.3   自然界元素结合的基本规律…………………………………………………( 56) 
  2 .2 元素的地球化学亲和性及其分类……………………………………………( 56) 
2 .2 . 1  元素的地球化学亲和性          ………………………………………………………( 56) 
 2 .2 .2  亲氧性元素和亲硫性元素           ……………………………………………………( 57) 
 2 .2 .3  亲铁性元素     ……………………………………………………………………( 58) 
  2 . 3 类质同象…………………………………………………………………………( 60) 
2 . 3 . 1 类质同象和固溶体       ……………………………………………………………( 60) 
2 . 3 .2  控制类质同象置换的晶体化学因素              …………………………………………( 60) 
2 . 3 .3  类质同象置换法则        ……………………………………………………………( 62 ) 
2 . 3 .4  类质同象规律的意义         …………………………………………………………( 63) 
  2 .4  晶体场稳定能及其对过渡金属行为的控制………………………………( 67) 
2 .4 . 1   晶体场理论概要      ………………………………………………………………( 67) 
 2 .4 .2   晶体场理论对过渡金属元素行为的控制                ……………………………………(71) 
  2 . 5 元素结合规律的微观控制因素………………………………………………(73) 
2 . 5 . 1 决定元素结合的基本参数           ……………………………………………………(74 ) 
2 . 5 .2  硫化物类矿物中的化学键及元素的行为                ……………………………………( 81) 
  2 . 6 元素的地球化学分类和元素的赋存形式…………………………………( 82 ) 
2 . 6 . 1 元素的地球化学分类         …………………………………………………………( 82 ) 
2 . 6 .2  元素的赋存形式       ………………………………………………………………( 86) 
  2 . 7 小

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