زمین‌شیمی (به انگلیسی: Geochemistry) یا ژئوشیمی از دو کلمه Geo به معنی زمین و chemistry به معنی شیمی تشکیل شده‌است.

دید کلی

در ساده‌ترین شکل ژئوشیمی را می‌توان به عنوان علمی تعریف کرد که با شیمی کل زمین و اجزای تشکیل دهنده آن سرو کار دارد. علم ژئوشیمی به تعبیری هم محدودتر و هم گسترده‌تر از زمین‌شناسی می‌باشد. این علم با توزیع و مهاجرت عناصر شیمیایی در درون زمین و در ابعاد زمان و مکان سرو کار دارد. علم رخداد و توزیع عناصر در جهان، به‌طور کلی شیمی کیهانی نامیده می‌شود. جهت درک درست شیمی زمین حائز اهمیت است که تا حد امکان از شیمی و تاریخ خورشید و سایر اجسام سیاره‌ای منظومه شمسی و همچنین شیمی ستارگان و فضای بین سیاره‌ای و میان ستاره‌ای مطلع باشیم. به‌طور کلی وظایف اصلی ژئوشیمی را می‌توان به صورت زیر خلاصه کرد:

تعیین فراوانی نسبی و مطلق عناصر و انواع اتم‌ها (ایزوتوپها) در زمین. مطالعه توزیع و مهاجرت هر یک از عناصر در بخش‌های مختلف زمین (اتمسفر، هیدروسفر، پوسته و غیره) و همچنین در کانی‌ها و سنگ‌ها به منظور کشف اصول اداره‌کننده این توزیع و مهاجرت.

تاریخچه ژئوشیمی

علم ژئوشیمی عمدتاً در طی قرن اخیر توسعه یافته‌است. با این وجود، مفهوم نظامی مستقل که با شیمی زمین سر و کار داشته باشد، مفهومی کهن است و واژه ژئوشیمی نیز برای اولین بار توسط شیمیدان سوئیسی به نام شون بین (کاشف اوزون)، در سال ۱۸۳۸ معرفی گردید.

مفهوم جدید یک عنصر را می‌توان به زمان لاووازیه و کتاب معروف وی در مورد عناصر شیمیایی (۱۷۸۹) نسبت داد.

در سال ۱۸۶۰ بنزن و کیرشف) چگونگی کاربرد طیف‌سنج در تشخیص و شناسایی عناصر را به نمایش گذاشتند، پس از آن عناصر Cs, Rb و Tl به سرعت و پی در پی به وسیله این دستگاه جدید کشف شدند. با بر پا شدن سازمان زمین‌شناسی آمریکا در سال ۱۸۸۴ و انتخاب کلارک به عنوان شیمیدان اصلی، سازمانی مرکزی برای تحقیقات شیمیایی زمین، در قاره آمریکا بنا نهاده شد.

تأسیس آزمایشگاه ژئوفیزیکی به وسیلهٔ مؤسسه کارنگی واشینگتن در ۱۹۰۴، موجب پیدایش پیشرفت‌های بزرگی در ژئوشیمی گردید. گلدشمیت که در سال ۱۹۱۱ از دانشگاه آسلو، فارغ‌التحصیل گردید، رساله دکترای وی کمکی اساسی به ژئوشیمی بود.

سال ۱۹۱۲، از بسیاری جهات می‌تواند تاریخی حیاتی برای توسعه و پیشرفت علم ژئوشیمی به حساب آید. در این سال فون‌لو نشان داد که ترتیب قرار گرفتن منظم اتم‌ها در بلورها می‌تواند به صورت شبکه انکساری در مقابل اشعه‌های ایکس عمل کند و بنابراین به اکتشافی دست یافت که می‌توانست ساختار اتمی اجسام جامد را تعیین کند.

یک مرکز مهم ژئوشیمی نیز در سال ۱۹۱۷ در اتحاد جماهیر شوروی تأسیس شد. بزرگان نامی این مرکز را ورنادسکی و همکاران جوان‌تر وی، فرسمن و وینوگرادف تشکیل می‌دادند. بازدهی علمی این مرکز بسیار زیاد بوده‌است. ژئوشیمی در اتحاد جماهیر شوروی بخصوص در راستای جستجو و استخراج مواد معدنی خام قرار داشته، و ظاهراً موفقیت قابل ملاحظه‌ای در این زمینه کسب کرده‌است.

در اختیار داشتن نمونه‌های کره ماه، داده‌های کاوش از راه دور اتمسفرها و سطوح سیارات و پذیرش مفهوم تکتونیک صفحه‌ای در سال‌های ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰، دیدگاهی نوین برای نمونه برداری و نظریه ژئوشیمی فراهم آورد. افزوده شدن داده‌های گسترده‌ای از ماه و داده‌های زمین و شخانه‌ها، این امکان را به وجود آورد که بسیاری از نظریه‌های ارائه شده در مورد سیاره شناسی و شیمی کیهانی آزمایش شوند.

فهرست مطالب:

مقدمه

دگرگونی در سنگ های جامد

نیروهای پیش برنده دگرگونی

ترکیب شیمیایی سنگهای دگرگونی

بعضی از معیارهای شیمیایی که ممکن است برای تعیین منشاء رسوبی اصلی سنگهای دگرگونی به کار برده شوند

کانی شناختی سنگهای دگرگونی

پایداری کانی ها

مجتمع کانی پایدار

مجتمع کانی ناپایدار

مجتمع نیمه پایدار

ترمودینامیک دگرگونی

واکنش های دگرگونی

کینتیک دگرگونی

دگرگونی و قانون فاز

اصل رخساره

تغییر شکلهای کانی و اصل رخساره

جانشینی در دگرگونی

عناصر فرعی در سنگ های دگرگونی

و…