Геохимия возникла на стыке химии, геологии, физики и биологии, представляя собой науку о химическом составе Земли, закономерностях распределения химических элементов и процессах, определяющих строение и эволюцию планеты. Её развитие проходило в несколько этапов, отражающих постепенное накопление знаний о веществах земной коры и их миграции.
Основы геохимии формировались задолго до появления самой дисциплины. Уже в XVIII–XIX веках химики и минералоги начали систематическое изучение состава горных пород и минералов. Значительный вклад внесли работы М. В. Ломоносова, который впервые высказал идеи о происхождении горных пород и руд под влиянием внутренних и внешних факторов Земли. В этот период складывались первые представления о химическом единстве планеты, об участии различных элементов в формировании земной коры и минералов.
К середине XIX века геология стала активно использовать химические методы анализа. Работы немецких учёных Г. Розе и Р. Бунзена по вулканическим породам, исследования Ж. Элюара и А. Дюма по газам и минералам, а также труды Г. Берцелиуса по химической систематике минералов заложили основу будущей геохимической концепции.
В конце XIX — начале XX века накопленные фактические данные позволили перейти от описательной к аналитической геохимии. Появились первые количественные оценки содержания элементов в земной коре. Работы Ф. Кларка и В. Вернадского сыграли решающую роль в становлении геохимии как самостоятельной науки.
Ф. Кларк в 1889 году предложил понятие «среднего состава земной коры» и определил кларки — усреднённые концентрации химических элементов. Это стало основой для последующих исследований баланса веществ в земных оболочках.
В. И. Вернадский придал геохимии теоретический характер, объединив эмпирические данные с философией естественных наук. Он разработал учение о геохимических функциях химических элементов, биогенной миграции и роли живого вещества в преобразовании планеты. Его труд «Геохимия» (1924) считается фундаментом современной геохимии, определившим её предмет, задачи и методы.
После появления работ Вернадского геохимия получила стремительное развитие. В СССР, США, Германии и Франции начали формироваться специализированные школы. Появились направления, изучающие химические процессы в различных геосферах — литосфере, гидросфере, атмосфере и биосфере.
Значительный вклад внесли А. Е. Ферсман, который систематизировал представления о геохимических барьерах и зонах миграции элементов, и В. М. Гольдшмидт, разработавший теорию геохимической дифференциации. Гольдшмидт предложил классификацию элементов по их поведению в геологических процессах: литофильные, сидерофильные, халькофильные и атмофильные. Эта классификация стала фундаментом для понимания распределения элементов между различными оболочками Земли.
В этот период активно развивались методы химического анализа пород и минералов, что позволило получать всё более точные данные о составе земной коры и мантии. Начали использоваться спектральные, рентгенофлуоресцентные и радиометрические методы, которые обеспечили высокий уровень аналитической точности.
После Второй мировой войны геохимия приобрела комплексный характер. Были разработаны методы изотопного анализа, позволившие изучать происхождение и возраст минералов, геохронологию процессов и историю формирования Земли. Работы Г. Суворова, Г. Тейлора, Дж. Паттерсона и других исследователей позволили уточнить состав земной и лунной материи, определить возраст Земли около 4,5 млрд лет.
В СССР развивались направления прикладной геохимии, особенно в области поисков полезных ископаемых. Геохимические методы позволяли определять аномалии содержания элементов в породах, почвах и водах, что значительно повысило эффективность геологоразведки. Одновременно развивались теоретические основы — геохимия биосферы, космическая геохимия и радиогеохимия.
Параллельно с этим формировалась экологическая геохимия, изучающая влияние химических процессов на состояние окружающей среды и здоровье человека. Возникло понятие геохимических провинций и фонов, что стало ключевым в понимании природных и техногенных потоков вещества.
Во второй половине XX и начале XXI века геохимия превратилась в междисциплинарную систему знаний, объединяющую химию, физику, биологию, геологию и планетологию. Возникли новые направления — изотопная геохимия, органическая геохимия, космохимия, геохимия океана и атмосферы.
Развитие компьютерного моделирования и аналитической техники позволило изучать динамику миграции элементов, взаимодействие фаз, энергию геохимических процессов и устойчивость систем. Космические миссии по исследованию Луны, Марса, астероидов и комет расширили границы геохимических знаний, подтвердив универсальность химических закономерностей для различных планетных тел.
Современная геохимия исследует не только Землю, но и её место в системе Солнечной и Галактической эволюции. В центре внимания находятся процессы зарождения химических элементов, их круговорот в космосе и участие в формировании планетных систем.
Геохимия стала одним из направлений, которые изменили понимание химии как науки о веществах и их превращениях. Она показала, что химические процессы не ограничиваются лабораторными реакциями, а являются глобальными явлениями, формирующими облик планеты. История её развития отражает эволюцию представлений о связи вещества, энергии и жизни, что делает геохимию ключевой дисциплиной в системе естественных наук.