地球化学发展简史

科学技术是人类生产实践知识的结晶,它的发展依赖于社会生产。

地球化学是20世纪30年代奠定基础的科学,但其思想萌芽起源很早。中国商代已有青铜器使用,春秋战国时期已普遍发展了铁和铜的开采和冶炼。当时人们对金属在采矿生产和劳动中的赋存、分带和地球化学找矿标志有了一些直观的认识。春秋时期《管子·地书》中记载“山上有赭石者(注:褐铁矿),其下有铁;上有铅,下有银;上有朱砂,下有黄金;上有慈悲石者,下有金铜者,亦尊之。”中国封建社会的延续阻碍了科学技术和生产的发展。现代地球化学思想的产生始于欧洲。18世纪下半叶,英国开始了世界上最早的工业革命。欧洲现代生产的兴起促进了采矿和地质学的发展。瑞士化学家桑巴因(Sch?Bein)首先提出了“地球化学”这个术语。1842年,他预言,只有有了地球化学,才有真正的地质科学。大约半个世纪后,由于结晶学、矿物学、物理学和化学研究的深入,促进了地球化学的萌芽。19世纪上半叶,不同的地球化学学派为美国、北欧和苏联现代地球化学的建立做出了自己的贡献。

美国学者F.W .克拉克最早研究了大陆地壳中元素的平均含量,他的著作《地球化学数据》出版于1908年。该书公布的地壳中50种元素的平均含量数据仍有重要参考价值。当时,克拉克及其合作者对地球化学研究的内容理解狭隘,认为地球化学是研究地壳中元素的丰度;克拉克在元素丰度上的成就只是元素质量丰度的数值。随着地球科学的发展,要求人们不仅要在数量属性上了解地球乃至宇宙中元素的丰度,还要在元素存在的质量属性上了解,即元素存在状态的差异。

20世纪20年代以来,苏联学者维尔纳茨基(виверадский)和费尔斯曼(аеее。注意研究不同地质条件下元素的结合和迁移规律。他们进行了广泛的研究,系统地总结了元素在不同地质作用中的地球化学行为。Wernatsky在1924年出版的《地球化学导论》和Felsmann在1933至1939年出版的《地球化学》四卷,是很有价值的地球化学文献。

20世纪30-40年代,挪威学者V.M.Goldschmidt开创了地球化学中晶体化学的研究方向,并取得了重要成果。他用原子和离子的半径以及极化效应揭示了元素在矿物中的分布和组合,使晶体化学成为地球化学的理论基础之一。他的元素地球化学分类和单个元素地球化学的研究是开创性的。goldschmidt及其同事的工作对完善地球化学理论具有重要贡献和深远影响。

整个19世纪,地球化学只是零散数据的积累,是地质学尤其是矿物学研究的副产品。在20世纪,经过长期的资料积累和酝酿,地球化学发展成为一门具有现代系统理论的科学,这主要归功于北欧和前苏联学者的伟大工作。

近30年来,由于生产力和自然科学的大发展,近代出现了新的分析测试技术,大大提高了地球化学数据的精度和分析速度。中子活化、电子能谱、红外光谱、核磁共振等测试技术的建立,为快速准确测定元素地球化学数据创造了前所未有的条件。

板块构造理论改变了地球科学,对岩石学、矿床学和地球化学产生了重大影响,特别是在玄武岩的形成、地幔和地壳的组成与演化、板块运动与成矿的关系等方面,拓展了地球化学的研究领域,改变了旧的观念。许多成岩成矿地球化学的传统观念已被新的观念所取代。

总之,现代地球化学已进入全面深入发展的新阶段,在地质科学领域发挥着越来越重要的作用。

中国地球化学的建立始于解放后。地球化学是大力发展地质事业的需要。建国以来,地球化学研究几乎遍及各个领域,取得了许多理论和应用成果。同时,从事教学、科研和生产的专业机构相继建立,为中国地球化学的发展和人才培养做出了贡献。如果说20世纪50年代是中国地球化学奠基和初步发展的时期,那么现在已经走过了全面发展和走向成熟的阶段。特别是在功能地球化学、找矿地球化学、同位素地球化学和宇宙化学方面取得了重要成果。可以预见,在不久的将来,中国的地球化学科学将达到世界先进水平。