地球化学

目次

I　部　地球の化学像と物質移動
１　太陽系の一員としての地球
１．１　宇宙の元素存在度と元素の起源 １
１．１．１ 宇宙の元素存在度 １
１．１．２ 元素の起源 ６
１．２　太陽系はどのようにしてできたか ８
１．２．１ 太陽系の特徴 ８
１．２．２ 太陽系形成のシナリオと地球の形成 ９
１．２．３ 隕石から見た地球 １３

A

 　隕石の分類 １３

B

 　地球のコンドライトモデル １６
１．３　初期の地球と地球の化学的進化 １９
１．３．１ 地球の初期史の追究 １９
１．３．２ 海洋の形成 １９
１．３．３ 原始大気 ２１
１．３．４ 化学進化 ２６
第１章　参考文献 ２８
２　地球内部における物質移動
２．１　地球内部の構造と化学組成 ２９
２．１．１ 地球内部の構造と化学組成の推定方法 ２９
２．１．２ 地殻 ３０
２．１．３ マントル ３５
２．１．４ 核 ３７
２．２　地殻･マントルの進化 ４０
２．２．１ 年代から見た地殻･マントルの進化 ４０
２．２．２ 同位体比の変化と地殻･マントルの進化 ４３
２．２．３ 希ガスと地球内部からの脱ガス ４７
２．３　マントルにおける物質移動 ５０
２．３．１ プレート運動とマントル･プルーム ５０
２．３．２ マントル組成の不均一性 ５３
２．３．３ プレートの沈み込みと堆積物 ５５
２．４　マグマの発生と火成岩 ５７
２．４．１ 火成岩の造岩鉱物 ５７
２．４．２ 火成岩の種類と化学組成 ５８
２．４．３ マグマの発生と分化 ６０
２．４．４ マグマの分化に伴う元素の挙動 ６５
２．４．５ 地球上におけるマグマ発生の場 ６８
２．４．６ 日本列島における島弧火山活動 ７０
２．４．７ 下部地殻におけるマグマの発生 ７３
第２章　参考文献 ７４
３　地殻における物質移動
３．１　揮発性物質の挙動 ７６
３．１．１ マグマ中の揮発性物質 ７６
３．１．２ 火山ガス･地熱水 ７８
３．１．３ マントルと地殻･海洋間の揮発性物質の移動 ８０
３．２　地殻物質の二次的変化 ８１
３．２．１ 二次的変化の要因 ８１
３．２．２ 風化作用 ８１
３．２．３ 堆積作用と堆積岩 ８３
３．２．４ 風化･堆積過程における物質移動 ８６
３．２．５ 熱水変質作用 ８８
３．２．６ 変成作用 ９０
３．３　元素の濃集と鉱床の形成 ９２
３．３．１ 鉱床とはどのようなものか ９２
３．３．２ マグマの結晶分化作用と金属元素の濃集 ９３
３．３．３ 熱水鉱化作用 ９７
３．３．４ 海底の熱水系に伴う鉱化作用 １０１
３．３．５ 堆積作用と金属元素の濃集 １０３
３．３．６ 変成作用･風化作用と金属元素の濃集 １０４
第３章　参考文献 １０５
４　地球表層における物質循環
４．１　大気を通しての物質循環 １０７
４．１．１ 大気圏の構成 １０７
４．１．２ 大気中の化学物質 １０８

Ａ

 　気体成分 １０８

Ｂ

 　エーロゾル態の成分 １１１
４．１．３ 大気圏からの物質の除去過程 １１３

Ａ

 　降水現象 １１３

Ｂ

 　化学物質の降下 １１４
４．１．４ 大気−海洋間の物質交換 １１４

Ａ

 　海塩粒子（海から陸へ） １１４

Ｂ

 　土壌粒子（陸から海へ） １１５

Ｃ

 　気体の交換 １１６
４．２　海洋における物質循環 １１７
４．２．１ 海洋の構成 １１７
４．２．２ 海水中の化学成分 １１８

Ａ

 　Ｃｌ、Ｎａなどの主要成分と海水の化学組成の均一性 １１８

Ｂ

 　Ｆｅ、Ｃｕなどの微量金属成分と海水中の化学成分の存在形 １２０

Ｃ

 　Ｎ、Ｐなどの栄養塩と海洋の生物過程 １２３

Ｄ

 　14Cや210Pbなどの放射性核種と海洋における化学トレーサー １２４
４．２．３ 海洋からの物質の除去過程 １２７
第４章　参考文献 １２８
５　生物と物質循環
５．１　物質循環における生物の役割 １２９
５．１．１ 生物活動の特徴 １２９
５．１．２ 地球進化の過程における生物の役割 １３０
５．１．３ 現在の物質循環 １３２
５．２　化石燃料の成因 １３５
５．２．１ 堆積物中の有機成分 １３５
５．２．２ 石炭 １３７
５．２．３ 石油 １３７
５．２．４ 天然ガス １４０
５．３　物質循環における人類活動の影響 １４１
５．３．１ 人類活動の特徴 １４１
５．３．２ 農業生産 １４１
５．３．３ エネルギー獲得 １４２
５．３．４ 工業生産 １４４
５．３．５ 地球と人類の未来 １４５
第５章　参考文献 １４６

II　部　地球化学の基礎
６　放射壊変と年代測定法
６．１　放射壊変 １４７
６．２　年代決定法の原理 １４９
６．３　年代測定法の例 １５２
６．３．１ ルビジウム−ストロンチウム法 １５２
６．３．２ カリウム−アルゴン法 １５３
６．３．３ ウラン−トリウム−鉛法 １５４
６．３．４ サマリウム−ネオジム法 １５５
６．３．５ 放射性炭素による年代測定法 １５６
６．３．６ その他の年代測定法 １５６
第６章　参考文献 １５６
７　安定同位体地球化学の基礎
７．１　安定同位体地球化学 １５８
７．２　同位体比と分別係数 １５８
７．３　天然における同位体比の変動 １６０
７．４　同位体比の変動の要因 １６３
７．４．１ 動的同位体効果 １６３
７．４．２ 平衡同位体効果 １６５

A

 　蒸発−凝縮 １６５

B

 　同位体交換反応 １６７
７．５　天然における同位体分別の例 １７１
第７章　参考文献 １７４
８　化学平衡
８．１　地球化学における熱力学の応用 １７５
８．２　熱力学関数と化学平衡 １７６
８．２．１ Gibbs自由エネルギーと化学ポテンシャル １７６
８．２．２ エンタルピー、エントロピー、自由エネルギーの温度･圧力依存性 １７７
８．２．３ 活量とフガシティー １７９
８．２．４ 平衡定数 １８１

A

 　気相反応の平衡定数 １８１

B

 　固相反応の平衡定数 １８２

C

 　水溶液の溶存化学種間の平衡定数 １８３
８．３　平衡定数の温度および圧力依存性の計算例 １８５
第８章　参考文献 １９２
９　鉱物の結晶化学
９．１　イオン結晶 １９３
９．２　イオン半径 １９５
９．３　鉱物の化学組成と結晶構造 １９８
第９章　参考文献 ２０２
１０　分配
１０．１　分配平衡と分配係数 ２０３
１０．２　結晶における元素の置換 ２０６
１０．３　分別分配 ２１０
第１０章　参考文献 ２１３
１１　状態図と相律
１１．１　相･成分･組成 ２１４
１１．２　状態図 ２１４
１１．２．１ １成分系 ２１４
１１．２．２ ２成分系 ２１６

A

 　共融系 ２１６

B

 　反応関係 ２１７

C

 　固溶体 ２１９
１１．２．３ ３成分系 ２２０
１１．３　相の安定領域の境界と熱力学的平衡定数の関係 ２２１
１１．４　水溶液中の溶存化学種の安定領域 ２２２
１１．５　相律 ２２４
第１１章　参考文献 ２２６
１２　物質移動の基礎過程
１２．１　物質収支と定常状態 ２２７
１２．２　物質の移動 ２３０
１２．２．１ 移流と拡散 ２３０
１２．２．２ 分子拡散 ２３０
１２．２．３ 水溶液中のイオンの拡散 ２３２
第１２章　参考文献 ２３５

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付表　I 単位表 ２３７
付表　II 宇宙の元素存在度 ２３８
付表　III 全地球の元素組成推定値 ２３９
付表　IV 大気中の化学成分の濃度と平均滞留時間 ２４０
付表　V 海水中の化学成分の平均濃度と平均滞留時間 ２４０
付表　VI 主要鉱物名表 ２４２
付表　VII イオン半径表 ２４６
付表　VIII 標準岩石の化学組成 ２４９
付表　IX 地質年代表 ２５４
付表　X 原子量表 ２５５
付表　XI 元素記号表 ２５６
索引

２５９