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第一章 元素的丰度与分布 16

第一节 元素的宇宙丰度 16

第二节 元素在地球中的分布 37

一、地壳元素丰度的计算 37

二、地球的元素丰度 47

三、地壳元素丰度规律 49

四、元素在地壳各类岩石中的分布 49

第三节 元素丰度的应用 50

参考文献 52

第二章 天体化学 54

第一节 概述 54

第二节 元素的丰度和元素的起源 54

一、元素丰度 54

二、元素的起源 55

一、太阳系的物质来源 59

第三节 太阳星云的化学演化 59

二、太阳星云的凝聚模式 60

第四节 行星、卫星及彗星化学 60

一、起源及其化学组成 61

二、大气的化学组成 62

三、地质构造与演化特征 63

四、行星地质演化史 65

五、彗星与小行星化学 65

第五节 陨石、星际气体与尘埃 66

一、概述 66

二、球粒陨石与无球粒陨石 67

三、铁陨石与石－铁陨石 68

四、陨石中的有机质 68

五、星际气体与尘埃 69

第六节 宇宙演化的时间序列 70

一、撞击坑与玻璃陨石 71

第七节 地外物体撞击与生物灭绝事件 71

二、诱发生态环境灾变与生物灭绝 72

三、白垩纪－第三纪（K—R）的生物灭绝 74

四、其它地质界线的生物灭绝 75

参考文献 76

第三章 地球的圈层及组成 82

第一节 地球的圈层构造及成因 82

第二节 地球各圈层的结构及基本组成 83

一、大陆地壳的结构和组成 83

二、大洋地壳的结构和组成 85

三、地幔的结构和组成 86

第三节 地幔的化学不均一性 91

一、研究方法 92

二、地幔化学不均一性的证据 96

三、地幔与地壳的物质交换 99

四、地幔的化学演化 103

第四节 岩石圈演化的主要化学特征 105

参考文献 108

第四章 地球化学热力学与地球化学动力学 111

第一节 自然流体的化学平衡 112

一、高温高压下水的性质 113

二、自然流体的化学类型 113

三、自然流体的化学平衡计算 114

四、活度系数 116

五、溶液相与气相的分离 119

第二节 矿物溶解度及元素在流体中存在形式的热力学 120

第三节 矿物相平衡 123

一、自由能曲面及其在空间中的相交——相图及相界面的实质 124

二、质量作用定律 124

第四节 矿物固溶体 131

一、固溶体的热力学关系式 132

三、正规溶液模型 133

二、理想固溶体模型 133

第五节 非平衡态热力学基础 134

一、基本概念 134

二、不可逆过程热力学的守恒方程 136

三、平衡热力学的线性现象定理 136

四、非线性非平衡态热力学 138

第六节 地球化学动力学 140

一、化学动力学基础知识 140

二、矿物－水反应的化学动力学 144

三、表面化学过渡态理论 148

第七节 地球化学流体动力学 152

一、孔隙介质中的地球化学流体动力学 152

二、断裂裂隙介质中的流体动力学 154

第八节 化学反应与流体流动耦合动力学模型 155

参考文献 156

第一节 微量元素的概念及分类 159

第五章 微量元素地球化学基本概念及有关理论问题 159

一、以微量元素在固相－液相（气相）间的分配特征分类 160

二、以熔融过程中挥发与难熔程度分类 161

三、以元素在地球（地壳）形成和演化过程中分散与富集特点分类 162

第二节 稀溶液与亨利定律 163

第三节 能斯特定律和分配系数 168

一、分配系数 169

二、分配系数的测定 170

第四节 岩浆形成和演化过程的微量元素地球化学模型 174

一、部分熔融模型 174

二、结晶作用模型 176

三、混合作用模型 178

第五节 岩浆岩成岩过程的鉴别 184

一、部分熔融和分离结晶 184

二、混合作用与过程 186

第六节 岩浆岩成岩定量模型中地球化学参数的确定方法 188

第七节 岩浆岩成岩模型计算实例 194

参考文献 201

第六章 同位素地质年代学与同位素示踪理论 203

第一节 应用放射性衰变、裂变与核反应计时的基本原理 204

一、直接确定Po的方法 204

二、测定现代母子体比值的方法 205

三、测定初始和现在子体同位素组成以及母子体含量的方法 205

四、应用参考体系消去Do的方法 206

五、等时线方法 206

第二节 U-Th-Pb同位素体系 207

一、Pb-Pb等时线年龄 207

二、不一致线模式 208

三、三阶段模式 210

四、矿石铅模式年龄计算 211

第三节 冷却年龄与封闭温度 214

二、超净化学实验室技术 216

一、放射性活度测定 216

第四节 典型的测量技术与方法 216

三、高精度同位素质谱微区离子探针质谱测定技术 217

四、同位素稀释法 217

五、将母体活化成子体元素同位素的质谱测量方法 218

六、阶段加热与阶段淋洗技术 218

第五节 参考系与示踪同位素表示方法 219

第六节 同位素体系的混合模式 221

第七节 部分熔融理论与同位素体系 223

一、平衡部分熔融 223

二、分异部分熔融 224

第八节 结晶分异同化混染模式 225

第九节 壳幔体系同位素演化模式 228

一、体系的划分 228

二、质量平衡（budget）方程 228

三、质量流方程 229

四、物质流方程 230

五、Zartman的铅构造模式 231

第十节 同位素体系多维空间拓扑结构研究 232

一、建立多维同位素空间数据矩阵 233

二、数据集合的惯量矩阵分析法 233

三、最大展布平面投影 234

四、超平面投影 235

五、多维空间点集图象性质判别 236

第十一节 模式年龄计算及其地质意义 237

一、模式年龄的参数选择 237

二、模式年龄计算 238

三、混合模式年龄的意义与计算 239

参考文献 241

第七章 流体地球化学 243

第一节 地壳中的流体 243

一、流体的定义 243

二、地球中的流体 243

三、地壳的去流体作用——流体的形成 244

四、地壳中流体的分类 247

第二节 流体和岩石的相互作用 250

一、太古宙绿岩带成矿流体与岩石的相互作用简述 250

二、海水－玄武岩的相互作用 252

三、花岗岩与地下水的相互作用 255

第三节 流体的物理化学性质表征 257

一、流体的状态方程 257

二、体系及相图 257

第四节 成矿流体 267

一、岩浆热液及其成矿作用 267

二、变质流体 271

三、热卤水 274

参考文献 282

第八章 地质作用地球化学 284

第一节 岩浆作用 284

一、岩浆起源与演化过程中元素的活动规律 284

二、主要岩类的地球化学特性 287

三、火山作用地球化学 290

第二节 沉积作用 293

一、母岩风化地球化学 293

二、搬运沉积地球化学 295

三、埋藏成岩地球化学 298

四、沉积环境的地球化学标志 300

第三节 变质作用 301

一、变质相、变质相系及变质作用PTt轨迹 302

二、变质岩恢复原岩的地球化学方法 307

三、变质作用过程中元素活动的一般规律 308

第四节 改造作用 311

一、改造作用的定义、类型及主要特点 311

二、改造作用中元素的活动规律 313

三、改造成矿作用研究中一些问题的讨论 318

一、关于大气圈和水圈的形成和演化 319

第五节 表生作用 319

二、大气的组成控制着表生风化淋滤作用及其历史演化 321

三、海水的化学演化对成矿作用的制约 323

参考文献 326

第九章 有机地球化学 329

第一节 概述 329

一、有机地球化学的基础研究领域 329

二、有机地球化学应用研究领域 330

三、我国有机地球化学发展概况 331

第二节 分子有机地球化学 332

一、类异戊二烯烷烃化合物 333

二、甾烷 336

三、萜类化合物 336

四、新的卟啉类化合物 340

五、有机含硫化合物 340

六、异常生物标志化合物 344

一、我国陆相石油地球化学研究 345

第三节 石油有机地球化学 345

二、我国海相石油地球化学研究 346

三、我国煤成烃地球化学研究 348

第四节 金属成矿有机地球化学 352

一、矿源层有机质以腐泥型为主 353

二、容矿层有机质主要是石油沥青 354

三、石油沥青演化与成矿温度窗 355

四、成矿流体有机质的性质及元素的活化、迁移与沉淀 357

五、层控矿床与古油藏的共生关系 360

第五节 环境有机地球化学 361

一、生物标志化合物与古生物输入 361

二、生物标志化合物与沉积环境 363

三、生物标志化合物与大气飘尘的成因 367

参考文献 371

第一节 环境地球化学的出现与发展 379

一、环境地球化学与生物地球化学 379

第十章 环境地球化学 379

二、环境地球化学的三个发展阶段 380

第二节 碳循环与全球变化 385

一、全球地球化学和生物地球化学循环 385

二、碳循环 387

第三节 硫循环与全球变化 401

一、硫地球化学循环简化模型 401

二、中国大陆上的两个硫循环系统 403

第四节 陆地生态系统与大气间物质的交换 414

一、微量气体的地－气交换 414

二、陆地生态系统中微量气体甲烷的释放源及释放通量 415

三、控制微量气体甲烷释放的因素 423

四、地－气交换过程的同位素地球化学 427

参考文献 432

第十一章 气体地球化学 434

第一节 气体地球化学发展简史 434

第二节 气体地球化学学科特点和研究范围 435

第三节 天然气地球化学 438

一、未来能源的选择 438

二、天然气的化学组成 439

三、天然气成因类型 442

四、有机质成气的地球化学特征 445

五、天然气的地球化学特征 448

第四节 非生物成因天然气 452

一、非生物成因天然气理论的宇宙化学依据 453

二、甲烷的热力学稳定性 455

三、地球原始甲烷 456

四、地球深部气体的地球化学特征 457

五、甲烷同系物碳同位素组成与排序 462

第五节 稀有气体同位素地球化学 465

一、自然界稀有气体同位素 466

二、自然界稀有气体的成因 467

三、稀有气体地球化学研究 472

四、海洋玄武岩稀有气体研究 474

五、捕虏体稀有气体研究 475

六、弧后盆地稀有气体研究 475

七、金刚石稀有气体研究 476

八、岩浆岩和矿物稀有气体研究 477

九、结语 478

第六节 温泉气体地球化学 479

一、岩浆活动与火山 480

二、现代构造活动与地震 482

第七节 深源岩气体地球化学 485

第八节 气体地球化学发展态势 487

一、天然气地质地球化学研究 488

二、稀有气体同位素地球化学研究 489

三、地震、火山活动的气体地球化学研究 490

参考文献 491