C'est Mikhaïl Vassilievitch Lomonossov "Михаи́л Васи́льевич Ломоно́сов", 1711-1765, un chimiste et physicien russe qui est le père de cette science, il étudiait les gisements de minerais au XVIIe siècle. Quelques années plus tard, d'autres chimistes, physiciens et minéralogistes, Martin Heinrich Klaproth, 1743-1817, chimiste, minéralogiste et apothicaire, allemand, Antoine Laurent de Lavoisier,1743-1794, chimiste français père de la chimie moderne, Claude-Louis Berthollet, 1748-1822, chimiste français ou Antoine François de Fourcroy,1755-1809, chimiste français député à la Convention Nationale, fondent les bases de la chimie minérale, la géochimie une des nombreuses disciplines de la géologie.

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Le mot a été utilisé la première fois au XIXe siècle,1838, par Christian Friedrich Schönbein, né le 18 octobre 1799 à Metzingen, Duché de Wurtemberg et mort le 29 août 1868 à Sauersberg, près de Baden-Baden, au pays de Bade qui était un chimiste allemand, naturalisé suisse dans le canton de Bâle-Ville. Ses recherches approfondies ont contribué à une meilleure compréhension du rôle joué par l’oxygène, plus précisément la molécule d’ozone, ainsi que des processus liés à sa réactivité. Il avait le premier mis en exergue l’utilité de l’étude des propriétés chimiques des constituants de notre planète. Cette science est donc relativement récente.

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C’est en 1908 que la géochimie moderne prend son essor avec la publication de « The data of Geochemistry » de Frank Wigglesworth Clarke (1847-1931), minéralogiste et chimiste américain, un ouvrage de plus de 750 pages. ( 2e édition 1911, - téléchargeable en anglais ICI).

En 1924 et 1926 paraissent deux ouvrages russes suite aux travaux de recherche de Vladimir Ivanovich Vernadsky (1863-1945) et Aleksandr Evgenievich Fersman (1883-1945), le premier "Геохимия" (Geokhimiya) Géochimie et le second "Биосфера" (Biosfera) Biosphère. De 1934 à 1939, Fresman publie 4 volumes. L’ensemble des travaux rédigés russes n’auront pas une forte audience internationale.

C’est le chimiste norvégien Victor Moritz Goldschmidt, né le 27 janvier 1888 à Zurich, mort le 20 mars 1947 à Oslo, que l’on considère comme le père de la géochimie moderne avec Vernadsky et Willesworth. Ses travaux lui permettent d’établir une classification géochimique des éléments, classification de Goldschmidt. Les premiers pas de la géochimie telle qu'on la connaît sont rattachés à une série de publications de Goldschmidt en 1926, sous le titre Lois de répartition géochimique des éléments ( Geochemische Verteilungsgesetze der Elemente ). La géochimie est alors la science décrivant la distribution des éléments chimiques dans la nature. Cette approche a non seulement profondément dynamisé la minéralogie, mais également l'ensemble de la chimie théorique et de la cristallographie. Les travaux de Goldschmidt sur l'atome et le rayon ionique ont eu un fort impact sur cette dernière discipline ; de là ont émergé les notions de liaison covalente, ionique, et de rayon de Van der Waals.

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Goldschmidt s'est toujours montré très intéressé par les applications techniques de ses travaux scientifiques. Ainsi lui doit-on l'usage de l'olivine dans l'industrie.

Le Glossary of Geology and Related Sciences, publié en 1960, définit la géochimie comme « la science qui traite de l'abondance absolue et relative des éléments et des isotopes sur la Terre entière, qui traite également de leur distribution et de leurs migrations, en vue d'aboutir à des lois générales du comportement de la matière à l'échelle planétaire ». Mais c’est à partir des années 1950, avec le développement de nouvelles techniques d’analyse, permettant notamment de mesurer des concentrations élémentaires ou des rapports isotopiques, que cette science a pris son essor. Aujourd'hui, la géochimie est la source de multiples découvertes et avancées de premier ordre, comme la datation d'objets géologiques.

LES CLASSIFICATIONS GEOCHIMIQUES DES ÉLÉMENTS

La classification géochimique des éléments, aussi appelée classification Goldschmidt résulte des travaux, dans les années 1920, du chimiste Victor Goldschmidt, elle a été publiée en 1954, elle est fondée sur les proportions des éléments chimiques de la Terre. Elle met en évidence une relation simple entre la répartition des grandes familles de ces éléments chimiques et la structure interne de la Terre. Elle explique notamment la proportion des terres rares[1] dans les différentes phases minéralogiques lors de la cristallogenèse à partir d'un magma.

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C’est la comparaison des analyses de la composition élémentaire des phases minéralogiques, des météorites et des produits de fusion des minerais sulfurés, qui  a orienté Goldschmidt à différencier quatre classes d'éléments selon leur activité géochimique en fonction de leurs propriétés ioniques (rayon atomique et ionique, valence, électronégativité, potentiel d'ionisation, propriétés qui sont liés à leur position dans le tableau périodique des éléments de Mendeleïev) et de leurs positions réciproques dans les structures cristallines[2] :

• lithophiles (pour Goldschmidt ce mot précisait l’affinité pour les silicates, puisque le grec λιθος lithos « roche » s’applique essentiellement aux silicates et aluminosilicates), minéraux ayant une relation prépondérante avec l'oxygène et se retrouvent donc parmi les aluminates et les silicates. Les terres rares qui appartiennent aux éléments lithophiles, sont des éléments incompatibles, ils se concentrent dans les liquides silicatés résiduels après cristallisation fractionnée d'un magma ;

• chalcophiles, qui ont une relation remarquable avec le soufre, pour Goldschmidt, chalcophile signifiait « qui a de l'affinité pour le soufre », remarquons toute fois que χαλκος signifie cuivre en grec ancien ;

• sidérophiles, qui ont une relation remarquable avec le fer — c'est le sens exact du grec ancien σιδηροφιλος ;

• atmophiles, qui ont une prépondérance pour les phases fluides — ἀτμος signifie vapeur en grec ancien.

Cette classification n'est pas standardisée, et d’autres études répartiront les éléments différemment. Un élément situé à la limite de deux classes peut avoir, selon les cas, un comportement le reliant tantôt à l'une ou l'autre, de ce fait :

• le fer est curieusement par nature à la fois chalcophile, lithophile et sidérophile, ce qui explique son abondance dans la croûte terrestre. 

• le phosphore est habituellement vu comme lithophile, mais est sidérophile en l'absence d'oxygène.

• le carbone est habituellement considéré comme atmophile car ses formes solides (charbon, carbonates) sont issues du dioxyde de carbone atmosphérique, il est sidérophile en l'absence d'oxygène.

• le germanium et l'étain, principalement chalcophiles, ont également des apparences sidérophiles ou même lithophiles.

L'état d'oxydation peut faire varier la situation d'un élément, comme le chrome : Cr3+ qui est chalcophile, mais Cr6+ lui est lithophile[3].