微量元素在地质中的运用
微量元素地球化学的应用
微量元素在成岩成因和成矿成因研究中的应用姓名:叶勃学号:班级024121微量元素在成岩成因和成矿成因研究中的应用前言人类活动所能涉及的地壳主要是由92种化学元素组成.其中元素O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg和Ti九种元素占据地壳和地幔的99%，其余83种元素只占1%，然而正是这1%的元素给人类的发展提供了丰富的物质基础——矿产资源。
随着人们对微量元素性质的逐步认识，人们发现微量元素在成岩成因和成矿成因上有重要的作用。
这次读书报告,我读了《微量元素地球化学及其应用》（戴塔根刘汉元著）以及相关的文献。
第一章何为微量元素微量元素是指自然界除了主量元素外，丰度低于0.1%，在体系中不作为任何相的主要成分，浓度低到服从稀溶液定律的元素。
在地球化学研究中，习惯上微量元素不记入矿物分子式中。
微量元素与主量元素是相对的，根据研究对象的不同而存在差别。
例如，锆石中的Zr通常属于微量元素，但是在锆石中，它属于常量元素。
微量元素存在的三个形式：在矿物快速结晶过程中陷入囚禁带内、在主晶格的间隙缺陷中和在固溶体中以类质同像替代主要元素的原子或离子。
为微量元素地球化学做出最大贡献的人是能斯特，他提出能斯特分配定律，不仅将地学与化学联系起来，更重要的是他将地球化学由定性研究引向定量研究，打开了研究微量元素地球化学的大门。
根据能斯特分配定律，我们引进了分配系数为组数i在两相（α和β）之间的质量浓度比值。
同时，因为元素的地球化学，或者行为往往受到多个矿物的影响，通常为矿物集合体，所以，我们引入总分配系数的概念，它是微量元素在各矿物相与熔体间简单分配系数与矿物相含量的加权之和。
根据Di的大小，将微量元素分为两类。
Di<1的元素称为不相容元素，在硅酸盐熔体中相对富集（如Rb、Ba)；Di>1的元素称为相容元素，在早期结晶的固相矿物组合中相对富集（如Ni等）。
第二章微量元素的地球化学应用由于能斯特定律的引入，使得微量元素内容得以扩大和深化，在解决地质学实际问题中，他已成为研究岩石、矿床成因形成条件和物质来源以及判别构造环境的最方便最可靠的方法之一。
微量元素在主要地质作用过程中的活动行为
在环境条件方面，不同环境下的生物对微量元素的吸收和富集能力不同，同时环境条件也会影响生物的生长和分布，从而影响微量元素的分布特征。
在生物活动方面，一些生物（如藻类、珊瑚等）在生长过程中会吸收或富集微量元素，这些元素在生物死亡后会被埋藏下来形成生物沉积物。
微量元素在生物沉积物中的活动行为
06
微量元素在构造运动中的活动行为
分类
根据其在地壳中的丰度，微量元素可分为大量元素、中等丰度元素和痕量元素。
微量元素在地壳中的分布具有不均匀性，它们在各类岩石中的含量和分布受地质作用、成岩成矿过程等多种因素影响。
分布特征
例如，火成岩中微量元素受岩浆演化、分异和结晶分异等过程的影响，沉积岩中微量元素则受沉积环境和成岩作用的影响。
不同岩石类型中微量元素含量
变质作用
沉积作用是指地表岩石经过风化、剥蚀、搬运等过程，在新的地方沉积下来的过程。在此过程中，岩石中的微量元素会随着搬运和沉积而重新分布。
在沉积过程中，一些元素会以溶解、悬浮等形式搬运到沉积物中，如铜、锌、铅等。这些元素的活动行为取决于其物理化学性质和搬运过程中的环境条件。
沉积物中的微量元素分布和活动行为也会受到沉积环境的影响。例如，在海相沉积环境中，铁、锰等元素会在沉积物中富集；而在湖泊沉积环境中，钙、镁等元素则会在沉积物中富集。
沉积作用
01
构造运动是指地壳中的应力、应变等地质构造现象所引起的地表和地下岩层的变形和位移现象。在此过程中，岩石中的微量元素也会发生重新分布和活动行为的变化。
02
在构造运动过程中，一些元素会因为岩石的变形和位移而发生重新分布。例如，在断层带附近，铁、锰等元素可能会富集；而在褶皱带附近，铜、锌等元素可能会富集。
微量元素在地质中的运用
微量元素在地质上的应用微量元素在地质上的应用主要有以下几个方面：一、分配系数的应用1. 计算平衡时的温度由热力学可知：\nk=-BRTK:平衡常数，在稀溶液条件下，K=D△日二热熔变化，可以测定，R二气体常数，B为常数，据此可求得温度: AIn D BT这就是微量元素的分配系数温度计。
很多温度计已经测定，特别是稀土元素和硫化物对。
2. 计算平衡时的压力根据热力学，在恒温条件下，分配系数D与压力P的尖系式为：lln D ' ・v 5P j ” RT3. 判断岩浆成岩过程⑴模型A部分熔融模型a. 平衡部分熔融C,= 1Co_D（1 _F）F其C L :兀素在熔体中的浓度；中：Co：初始固相母体物质中的浓度F:部分熔融特度D :总分配体系b：分离熔融模型（在发生熔融时，从固相中连续移出所形成的熔体「丄（1卫）PCo D D P ：压力c.结晶作用模型分离结晶作用过程中，微量元素的行为可用下式来描述：CL 二D'4砂F CL： i元素在熔体中的浓度；C O,L： i元素在原始熔体中浓度;F :原始岩浆分离结晶作用后剩余的份额（固结度，结晶度），还有其它模型。
（2）过程鉴别（3）地球化学参数的确定①源区的物质成分根据地质观察，综合考虑岩石学、微量元素、残留体和同位素组成等资料。
e.g.基性岩和超基性岩取上地幔为源区物质，以2倍左右球粒陨石的丰度为C。
值；花岗岩：S型花岗岩以杂砂岩的平均成分为G, I型花岗岩源岩为下地壳和上地幔物质的混合，有人以岩体边缘相为G。
二微量元素指示剂1 •对岩浆演化过程的指示（1）大离子半径亲石兀素大禺子亲石兀素一般有：Ba ・ RbSr、K 等。
丿元糸价态半径⑺Sr+2 1.12Ca+2 1.00Rb+ 1 1.47K+ 1 1.33Ba+2 1.34①S心和Sr在钙长石一熔体中的分配系数较大（即S®易进入含矿物中），在中酸性岩浆演化过程中，Sr随Ca的减少而贫化，但S®的半径比Ca?+大，C*比Sr2+B先进入晶格，随岩浆作用的进行，Sr/Ca比值变大，若以同源不同阶段岩石中的Sr和Ca作图，可得到演化线。
微量元素地球化学特征
微量元素地球化学特征微量元素是指地球地壳中含量较低的元素，它们在自然界中的含量通常为百分之一或更少。
尽管微量元素的含量不高，但它们在地球化学中起着重要的作用。
本文将从地球化学的角度探讨微量元素的特征。
首先，微量元素的地球化学特征表现为它们在地壳和岩石中的广泛分布。
地球地壳中主要的元素有氧、硅、铝、铁等，而微量元素则包括锌、铜、锰、镁、锶等。
这些微量元素分布在不同类型的岩石中，如岩浆岩、沉积岩和变质岩等。
微量元素的含量受到地质作用的影响，如地壳运动、火山喷发、沉积过程等都会影响微量元素的分布。
其次，微量元素在地球化学循环中具有重要的作用。
微量元素可以进入大气、水体、土壤和生物体中，通过地球系统的各种过程进行循环。
例如，微量元素可以通过岩石的风化和侵蚀进入水体中，通过生物的摄取和代谢进入生物体中。
微量元素的循环对于维持地球生态系统的平衡和稳定非常重要。
此外，微量元素还可以作为地球化学指示物来研究地球系统的演化和环境变化。
由于微量元素的地球化学行为与它们的电子结构和原子半径等特性有关，因此微量元素在不同环境中的行为也会有所区别。
通过研究微量元素在岩石、水体和土壤中的分布和变化，可以了解地球系统的演化历史和环境变化过程。
最后，微量元素对生物体的生长和发育也具有重要的影响。
微量元素作为生物体的重要组成部分，参与了生物体内许多重要的生化过程。
例如，微量元素可以作为酶的辅助因子，参与调节酶的活性和催化生化反应。
此外，微量元素还可以影响植物的生长和产量，对动物的免疫系统和生殖系统也有一定的影响。
综上所述，微量元素在地球化学中具有重要的特征。
它们广泛分布于地壳和岩石中，参与了地球系统的循环过程，可以作为地球化学指示物来研究地球演化和环境变化，对生物体的生长和发育也有重要影响。
对微量元素的研究不仅有助于扩展我们对地球系统的认识，还对于农业生产、环境保护和人类健康具有重要意义。
微量元素在地质沉积环境中的应用
微量元素在地质沉积环境中的应用地壳是地球上固态圈内的最表层，关键由岩石构成。
依据地球化学剖析，地壳中当然存有的有机化学元素有90多种多样，在其中存有量很大的元素有o、si、al、fe、ca、mg、na、k、ti、h、p、mo等12种元素。
这种元素量的多少决策了地壳各地区的物理学、物理性质，他们构成了地壳的各种各样岩石，因此被称作“造岩元素”，别称“常量元素”。
而其他80多种多样元素的总产量非常少，他们在地壳中的丰度均在0.01%下列，故称作“微量元素”。
但是，绝大部分元素，包含人们生活需要的'很多金属材料和非金属材料以内，他们在地壳中的均值含量都十分细微。
就算是地壳中含量较高的元素，也没法做到工业化生产的规定。
但是，这种有机化学元素在一定的地质学标准下能够产生纯天然化学物质或氢氧化物，即矿物质。
矿物质在地球上遍布普遍，与大家密切相关，是人们生产制造和生活的关键化学物质来源于之一。
在这种元素中，应用领域比较广泛的就是铜、铁、铝，他们在特定条件下能产生相对的铁矿石，并提纯为金属材料。
铁元素在地壳的总量比较丰富多彩，但地壳中的元素不了立即为人所用，现阶段工业生产所利用的铁矿砂中铁集团的含量就是地壳中铁集团的含量的6倍至8倍；若就是铜，就须要把其含量提高至倍之上才能利用。
铜和铁被很多应用于平时生活的各个方面，而铝却不那麼为人正直熟悉，实际上，铝在地壳中的含量位列第三，比大家平时看见的铜、铁的含量必须多。
可是因为它的物理性质较为开朗，难于提纯，因此被运用至人们生活行业比铜、铁必须晚得多。
铝很多遍及在地壳中，全部岩石、矿物质上都具有一定总数的铝。
此外，不一样地区的地壳中，所含有机化学元素也有一定的区别。
地壳的均值薄厚约为17公里，大海和内地地壳差别很大：内地地壳厚，均值薄厚约为33公里，地壳岩石中硅、铝、钾、钠成份较多；而大海地壳较薄，薄厚仅有5千米到8公里，地壳岩石中硅、铝、铁、镁成份较多。
微量元素在地质中的应用
微量元素在地质中的应用一、基本概念微量元素(minor elements)依不同学者给出了不同的定义。
盖斯特(Gast, 1968)定义微量元素“不作作系内任何相主要组份存的非化学计量的分散元素”。
按此定义，微量元素是相对的，在一个体系中为微量元素，而在另一个体系中可能为常量元素。
比如，K、Na在超基性岩中可做微量元素。
在长石类岩石中不能做微量元素。
Zr 在锆英石中不是微量元素，但在长石中都是微量元素。
Fe一般情况下不是微量元素，但闪锌矿中Fe都是微量元素。
所以根据含量来划分微量元素是不准确的。
所以有人从热力学角度来定义微量元素：在研究的对象中元素的其含量低到可可近似地用稀溶液定律来描述其行为，则该元素可称为微量元素。
一般的，将地壳中除O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、Ti 等9种元素（它们的总重量丰度占99％左右）以外的其它元素统称为微量元素，它们在岩石或矿物中的含量一般在1％或0.1％以下，含量单位常以10-6或10-9表示。
二、微量元素地球化学指示剂1.大离子亲石元素的指示意义1.1 指示岩浆演化过程大离子半径亲石元素主要指的是Ba、Rb、Sr、Ca和K。
由于Sr的性质与此同时Ca相似，当它的为+2价阳离子时，其离子半径分别为1.17Å和1.0Å。
在岩浆演化过程中，Sr长石—熔体间的分配系数大，也就是说Sr2+易进入含Ca2+矿物中，因此在中酸性岩浆演化过程中，Sr一般也随Ca的减少而贫化。
但是，Sr2+的半径比Ca2+略大，按类质同象规律，Ca2+、Sr2+优先进入晶格中，所以Sr2+贫化较慢，随着岩浆分异作用的进行，Sr/Ca值逐渐增加。
这就决定了残余岩浆最后结晶的斜长石。
具有最高的Sr/Ca值和最低的Ca含量。
因此，利用Sr/Ca比值可判断岩浆的演化分异程度。
综合Rb、Sr地球化学行为一般认为Rb/Sr比值是岩浆演化过最明显的指示剂，岩浆分异程度愈好，Rb/Sr比值愈大。
地球化学作业——微量元素的地质应用
地球化学第一次课后作业班级： 021131班姓名：刚果河边草泥马指导老师：张利微量元素的地质应用微量元素是研究自然物质和自然体系中微量元素的分布规律、存在形式、活动特点、控制因素及其地球化学意义的地球化学分支学科，是地球化学学科的一个重要分支，它的研究内容为不同地球化学体系中微量元素的分布、分配、共生组合及演化的规律。
而微量元素具有很多其他主量元素无法表现的特点，如含量更低，含量变化更大，比主量元素更灵敏，数量以及分类更多，来源更复杂等特点，所以微量元素可以提供大量主量元素所表达不出的地质信息。
基于以上的特点，微量元素作为一种主要的工具，运用于地质中的方方面面，将实际资料和模型计算相结合，能够近似定量地解决元素在共存相中的分配问题，并反映相关的地质意义。
而且随着科技的发展，不止在地质领域，在物证鉴定、古文化传播研究等方面都有了广泛的应用。
以下是为本人阅读的相关文献，总结了微量元素的相关地质应用。
一、微量元素可以推断岩浆演化和成岩过程这种应用通常要根据大离子亲石元素来判断，依据其含量的变化来判断岩浆的演化过程和成岩的过程，如Sr/Ca的比值可反映其岩浆的演化分异程度。
以《广西三叉冲钨矿有关岩体岩石成因：锆石U-Pb年代学、元素地球化学及Nd同位素制约》这篇文献为例。
在文章中，作者要分析中粒黑云母花岗岩和细粒二云母花岗岩的区别。
首先取样分析其相关大离子亲石元素的含量变化，中粒黑云母花岗岩具有较高的大离子亲石元素含量(Rb = 120—260 μg/g, Ba =5 44—823 μg/g, Sr = 399—677 μg/g)。
对比之下，细粒二云母花岗岩具有相对较高的 Sr 含量(444—661 μg/g, 表 2)和相对较低的 Rb (62—189 μg/ g)、Ba(101—806 μg/g)含量。
在稀土元素分布模式图(图 7)中, 中粒黑云母花岗岩和细粒二云母花岗岩都为轻重稀土分异明显右倾式。
微量元素在地球化学中的应用
微量元素在地球化学中的应用微量元素的定义在地球化学体系里，人们常把相对于地壳中的主量元素含量低于千分之一的元素称为微量元素。
主量与微量元素在自然界中不同体系中是相对的概念，常因所处的体系不同而又所差异。
譬如K在地壳整体中是主量元素，但在陨石中却被视为微量元素；Zr在锆石中是常量元素，但是在多数情况下为微量元素;Cr在大多数地壳岩石中为微量元素，但在超基性岩中可呈常量元素。
所以不同的学者对微量元素作出了不同的定义。
1968年Gast对微量元素的定义是：指的是不作为体系中任何相的的主要化学计算组分存在的元素。
还有学者根据元素在所研究的地球化学体系中的浓度低到可以服从稀溶液定律的范围。
则称该元素为微量元素。
因此，总结微量元素有3个特征：一、难以用严格的定义来对微量元素的概念进行描述；二、微量元素的概念在自然界中是相对的，应基于所研究的体系；三、低浓度是微量元素的核心特征，在宏观上常表现为不能形成独立矿物相。
微量元素地球化学的研究意义虽然微量元素只占体系质量的较少部分，但其提供的地质-地球化学信息远超出了其含量信息本身，因此研究微量元素有重大的意义。
微量元素的种类远多于常量元素，且含量的变化范围大于常量元素。
因此，微量元素可对地质过程和环境提供提供灵敏的指示，譬如REE 中Eu对岩浆结晶过程中斜长石结晶分异的指示，Ce对体系氧化-还原性质的指示等。
此外，岩浆源区和微量元素的组成密切相关，而常量元素难以充分显示。
譬如不同性质、不同深部的地幔岩石部分熔融形成的岩浆总是表现为玄武质组成，不同熔融程度形成的岩浆在主量元素组成上难以反映明显的区别，但是在微量元素上却差别明显，这就是利用微量元素地球化学研究岩浆成因和过程的意义所在。
更重要的是微量元素地球化学对于人类认识地球的演化具有重要意义。
例如，通过对地幔及其岩浆中亲铁元素丰度的研究，证实地核与地球硅酸盐岩部分的分离在地球从环绕太阳系的气-尘团中完全增生出来以前已基本完成；通过对微量元素气体元素丰度和同位素组成的研究，获得在地球形成早期数亿年内，地球发生过强烈的去气作用；大量的观察和研究表明，地球不同构造环境形成的岩浆，其微量元素(及其同位素组成具有相对对应的地球化学配分模式，为认识地球演化和识别构造事件提供了重要手段。
微量元素在主要地质作用过程中的活动行为
–熔体中元 素i的浓度非 常低
–尤其在低 度部分熔融 时 (即低F值 )更低
From Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall.
From Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall.
4. 绘制CL/CO 对 F 图
From Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall.
元素)
如果F 1，熔体中每个元素的 浓度= 源岩中的浓度 (CL/CO 1)
F 1
C /C From Winter (2001) An Introduction to Igneous and
Metamorphic Petrology. Prentice HallL. O
1
F 0 CL/CO 1/Di
ol
15
3.6
54 0.18
cpx
33
3.4 112.2 0.37
plag
51
2.7 137.7 0.45
Sum
303.9 1.00
3. 利用批次熔融模型计算不同F 值时的CL/CO
Batch Fractionation Model for Rb and Sr
微量元素在沉积岩研究中的应用
微量元素在沉积岩研究中的应用Application Of Trace Elements In The Research Of Sedimentary Rocks ——《沉积地球化学》课程读书报告学生姓名：刘宇学院：沉积地质研究院学号： 2013030246专业：地质工程2016年5月18日目录一、沉积学中常用的微量元素及常用目的 1二、沉积环境分析 21．元素含量及比值法 22．微量元素散点图 3三、古气候分析 31．元素含量变化与古气候变化关系 32．元素比值法 4四、构造环境分析 51．根据微量元素的丰度及比值 5 2．根据微量元素散点图 5五、成岩作用分析 51．成岩水性质分析 52．成岩体系开放程度分析 6六、硅质岩的物质来源及成因分析 6 1．微量元素——Al2O3关系分析 6 2．Al/(Al+Fe+Mn) 6七、微量元素识别物源 6八、微量元素研究古水深 7九、分析氧化还原环境 71．元素比值法 72．元素含量法 7十、计算古水温 7十一、研究白云岩的成因 81．泥微晶白云岩 82．晶粒白云岩 83．溶蚀白云岩 8谈及微量元素，首先需要说明微量元素的含义：在常见的地球化学文献中，人们常将O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、Ti等9种元素(它们的地壳丰度共占99％左右)以外的其它元素统称为微量元素或痕量元素、杂质元素、副元素、稀有元素、次要元素等(Trace，Minor，Micro，Rare，Olio elements)。
它们在岩石中的含量一般在1％以下，含量单位常以10-6表示。
简言之，一般把化学元素按其丰度大小而分为主量元素（含量大于1％）、微量元素（0.01％－1％）和痕量元素（小于0.01％）。
通常包括L i、Be、B、K、F、Sc、Ni、Co、Cu、惰性气体元素、以及所有原子序数比Cu大的元素。
考虑到目前多数地球化学论文的习惯用法，一般将痕量元素和微量元素统称为微量元素。
微量元素研究在地质方面的应用
微量元素研究在地质方面的应用
微量元素是指X小于50ppm的元素。
有些微量元素在矿化物中含量极少，通常不被人们关注，但是在日常生活中，它们可能具有重要的生物学功能。
尤其是一些特定的微量元素在地质学方面具有重要的意义。
首先，微量元素研究可以帮助研究者厘清当前的构造模式。
例如，在岩石的微量元素组合中，可以研究不同类型的岩石在地理运动期间产生的原位变形程度，从而指导后续地质调查。
比如，研究锆石和活性质量比可以检测出洋流海洋沉积岩在洋底构造活跃期间的一些细微变化，这对推断构造发现时间有一定的约束作用。
其次，微量元素研究可以帮助研究者推断构造历史的类型和速度。
微量元素研究可以指导研究者测定挤压、剪切和破坏活动的速率，以及来自岩浆的影响程度，从而建立起地质构造变形的客观参考模式。
此外，微量元素研究还可以用来在历史时期探测环境演变的机制。
特别是对于分布特定微量元素的改变，可以更进一步地研究这些元素在不同构造活动下所激发的反应，从而更深入地了解历史时期环境演变的机制。
总之，微量元素研究在地质学领域发挥了重要作用，可以用来推断构造模式、指导构造历史的类型和速度，以及改善对历史时期环境演变机制的理解。
因此，微量元素研究应得到科学家和地质工作者的重视，为今后地质调查提供有效指导。
微量元素在地质沉积环境中的应用
微量元素在地质沉积环境中的应用地质沉积环境是指自然界中各种地质物质在水、陆或海洋中沉积与沉积的过程与环境。
微量元素是指地壳中以千万分之一或千亿分之一计的配分被广泛存在的各种元素，它们对地质沉积环境中有着重要的影响与应用。
本文将探讨微量元素在地质沉积环境中的应用。
首先，微量元素在古环境重建中的应用是地质沉积领域中的一个重要方面。
通过研究地质沉积环境中微量元素的分布特征，可以对古环境进行重建。
例如，海洋沉积物中的铁、锰等元素可以用来推断氧化还原环境的变化，钴、钼等元素则可以用来判断水深的变化。
此外，微量元素的分布也可以反映出古气候的变化，如锰元素可以用来判断古沉积环境中的氧气含量变化。
因此，在地质沉积研究中，微量元素分析成为了重建古环境的重要手段之一再次，微量元素在矿床形成与勘查中的应用也不容忽视。
微量元素在地质沉积环境中的相互作用与分配规律，对矿床的形成和分布具有重要影响。
例如，铁、锰等元素在沉积环境中表现出不同的分布规律，可以用来判断矿床的富集与分布特征。
此外，微量元素的演化规律也可以用来指示矿床的成因类型。
因此，通过对微量元素的研究，可以提供有关地质矿产资源分布、富集机制和勘查指示的重要信息。
最后，微量元素在环境地球化学研究中的应用也逐渐增加。
地质沉积环境中的微量元素对环境污染的监测和评价具有重要意义。
例如，沉积物中的重金属元素含量可以用来评估环境质量，微量元素的光谱分析则可以用来判断水体中有机物的分布特征。
此外，微量元素也可以用来鉴定地质灾害的发生和过程。
因此，微量元素在环境地球化学研究中的应用成为了解决当代环境问题的重要途径之一总之，微量元素在地质沉积环境中的应用涉及古环境重建、沉积岩地球化学研究、矿床形成与勘查以及环境地球化学研究等多个方面。
通过研究微量元素的分布与变化，可以为地质研究和环境保护提供重要的数据支持。
然而，值得注意的是，微量元素在地质沉积环境中的研究还存在一些挑战，如微量元素的分析技术和方法研究仍有待提高，样品的准确采集和保存也是一个重要问题。
岩石微量元素分析与地质过程解析
岩石微量元素分析与地质过程解析引言：岩石微量元素分析是地质研究中一项重要的技术手段，通过对岩石中微量元素的分析，可以揭示地质过程的发生和演化。
本文将从岩石微量元素的背景知识、分析方法及其应用三个方面进行阐述。
一、岩石微量元素的背景知识岩石是地壳中最基本的构成成分之一，而微量元素是指岩石中相对浓度较低的元素。
微量元素对于岩石的形成和演化有着重要的影响。
常见的岩石微量元素包括锶、铍、铅、镉等。
这些微量元素的含量和分布可以揭示岩石的成因类型、地质年代和地球化学特征。
二、岩石微量元素的分析方法1. 光谱分析法：光谱分析法是一种常用的岩石微量元素分析方法。
这种方法基于元素的原子在特定波长下的特征吸收光谱，通过测量元素吸收光谱的强度来计算元素的含量。
常用的光谱分析方法包括原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法等。
2. 质谱分析法：质谱分析法是另一种常用的岩石微量元素分析方法。
这种方法通过将岩石样品进样到质谱仪中，利用质谱仪测量离子的质量和相对丰度，从而确定元素的含量和同位素组成。
质谱分析法具有高灵敏度和高精确度的特点。
三、岩石微量元素分析的应用1. 地质成因分析：通过对岩石中微量元素含量和分布的研究，可以判断岩石的成因类型。
例如，锶同位素比值可以用于区分火山岩和岩浆岩的成因；铅同位素比值则可以用于判断岩石的形成时代。
2. 地球演化研究：岩石微量元素分析可作为地球演化研究的重要手段。
通过对不同地质年代岩石中微量元素含量和同位素组成的分析，可以揭示地球演化过程中的地壳运动、大陆漂移和俯冲作用等地质过程。
3. 矿藏勘探与资源评价：岩石微量元素分析方法在矿床勘探和资源评价中有着广泛的应用。
通过对岩石样品中微量元素含量的测定，可以评价矿石的品位和资源潜力，为矿业开发提供科学依据。
结论：岩石微量元素分析在地质研究中起着重要的作用，通过对岩石样品中微量元素的分析，可以揭示地质过程的发生和演化。
光谱分析法和质谱分析法是常用的岩石微量元素分析方法，它们具有高灵敏度和高精确度，能够满足不同研究需求。
【doc】微量元素比值在地质学中应用简介
【doc】微量元素比值在地质学中应用简介微量元素比值在地质学中应用简介 129南瑶工科技2011年第11期石油地质微量元素比值在地质学中应用简介王梁.贾丽琼(,}l地质大学<北京>ed球科学与资源学院?武警黄金地质研究所) 摘要微量元素尽管含量较低,但为地质一地球化学过程中的指示弃《,随着近些年来基础理论的创新发展,分析测试技术的提高以及应用领域的拓宽,日益受到地质学家的重视利用两种微量元紊丰度的比值特征,尽管简单,却能清晰表现出研究对象的特性和池质作用过程中变化的规律性,具有极强的可操作性本文对于微量元素比值在沉积环境指示,矿物戍固区分,岩浆分异演化程度确定,岩体舍矿性评价,岩体及矿床剥蚀程度判断,大地构造环境判I】这六个在地质学中应用最广的方面进行了简要的举例个绍关键词微量元紊比值地质学应用微量元素是指在所研究客体(地质体,岩,矿物等)q,v,J含量低到可以近似地川稀溶液定律描述其行为的元素..由于其在体系小含低(<lJj%),通常不形成自己的独立矿物.而魁以次要组分存在于它组分所形成的矿物固溶体,熔体或溶液t{JlI目此它们的分布分配不服从相律,而是服从能斯特分配定律…随着微量元素定量理论模型的建立,品体场化学位等论的引入和分系数概念的提出及其火量数据的积累,微量元素与同位素地球化学研究的密切结合以及微量元素地球化学示踪技术的发胜,使微量元素研究在地球的形成与演化,岩浆作用,沉秋作,变质作用及各种成矿作用的研究和资源勘杳利Hj等方面发挥了不可替代的重要作片j特别是近些年来,环境地球化学,生物地球化学的发展更是为微量元素地球化学带来了新的生机和广阎新领域陶此,微量元素地球化学的研究日益受到国内外地球化学家,岩石学家和矿床学家的重视.'在微量元素地球化学研究中,人们常常选择研究对象中两种微量元素丰度的比值特征来描述研究对象的特性和在地质作用过程中发生变化的规律性一般情况下,选择的两比值元素往往具有村1似的晶体化学性质,~',tllZr/ltf,Nb/Ta,St/Ca 等;或者两元素在蚓位素上为子体与母体的关系,如Rb/sf,Th/U等这种使用两种元素丰度比值来描述研究对象特征的方法尽管操作简单,fH却非常实用,它能够觅H 艮研究对象L}|无素的丰度变化范幽太大I看似尤规律叮循的缺点,把研究对象},音ll的本质规律性的东西清晰表现出来,特别是将比值转化为 L刳解,比值幽解的使用则可使规律更为直观,凶此,运用微量元素比值在讨论地质地球化学fuJ题方面得到了非常广泛的应川本文结合近年来干u芙的研究资料,对于微培元素比值在地质学q应用最广泛的以下六个方面进行了简要的举例介绍1沉积环境指示扛烈住肘过程t{J'水与其所搬运的物质之J存在着广泛的元素交授釉城跗作用,这种交换和吸附作Hj除与元素本身性质有关外,还要受到沉秋介质的物化学条件的影响..而不l川沉秋条件下的的水介皖羁有不的物化学条件,这便为利川沉秘物的微避元素含量及其比值指示沉积环境分析提供了正确的.^基础SdJ3z及St/CutE值对气候环境有良好的指示意义:存一般情况 ,岔鼓低指示潮温的气候背景,反之指示=1:早的气候背景, s;'懵a比值大于l为成(海相)水介质,SdBa比值小1:l为淡水介质, 淡水披化湖水(海水)干lj混时,淡水中fl{JBa与碱化湖水(海水) ,Pugso,结台生成BaSO.沉淀.而srSO.溶解度较大它可以继续迂杉刊盐湖中央(远海),通过生物作刖沉淀F来,为SdBa值是随旨远离湖(海)岸而逐渐增大的,所以Sr/Ba攸能定他的反映介质占盐黟";Sr/Ctff~,值可判别温湿还是干热气候环境,通常,Sr/Cu!:~值介寸r-.-1tO之『dj指示温气候环境,而火于l(艏示千热气候环境… Ni/Co及Th凡J比值则能较好地反映沉静l环境的氧化还原特征:山j"Ct;+HNi等丸素在氧化环境,-l,+Hg.t富求,常造成Ni/CofltJ低值,在还琢境}lNi/Cofl~+J高触.Ni/Co小f2为氧化环境.2.5一s之为缺氯(还豫j环境,大予5为贫氧环境:表生环境下,Th只行+4fi? 一什价怠H刁易溶解u川i一杼,U在还状态r为+4价,不溶解于水,导数它在沉静{物?{】错集.轼化状态一F,lj以易溶的+f,价存.造成沉积物?}|u的丢失,于这岍种元素的地球化学性质差肄,沉移J物或沉彩{岩c}rh,u比值可以作为环境的氧化还原状态指示. 1'h/U值在O一2之J指示缺氧环境,在氧化环境下这个比值可达: 常华进等对采自湖南安化的埃迪卡拉纪末期深水盆地中化学沉l移J的留茶坡组硅质岩进行了微量元素分析后发现,留茶坡组硅质岩具有非常低((,JTh/Utl~值(II.【I2—2.1,大多数低于II.2),指示埃迪卡拉纪末期深部海洋是缺氧的2矿物成因区分矿物在微量元素方面,尽管存在着种类及含量等多种的变化,但具体到各种不的成凶条件下,由于介质元素种类及浓度,温压等条件的变化,便往往大量富集或减少与其生成条件密切相关的某些微量元素,进而表现在某些成对微量元素含量的比值变化,凶而可以利相关微量元素的比值来推断其成凶类型.大量研究表明,不同成锆石有不的Th,u,zr,Hf含量及TIdU,Zr/H北匕值:在多数情况下,岩浆锆石的Th,U含量较高. Th/U~P_,值较大(一般>lJ.4);山于u在流体中的活动性1;t',Th强, 此,变质流体一般富u贫Th,从这种流体中结晶的锆石Th/U比值低. 另,方面,山于rI1"离子半径比U"大,rI1比U在锫石晶格中更不稳定,在变质过程中rht~U更容易披"逐出"锆石品格,也导致重结晶的锆石Th,U比值低,总之,变质成凶或热液成凶的锆石Th,U比值一般低于l1.1';岩浆锆石一般具有非常低的Hf含量,变质重结品作不会对锆石H晗量产生明显的影响,此岩浆锆石和变质重结晶锆石 Zr/Hflk值柏近且高,而在变质流体qJzr比H埂容易形成稳定的络合物而使更多的Hf进入锆石品格,从而使其具有高的Hf含量,故变质增生锆石其有较低的zr,}{f}b值特征,明显不于岩浆锆石和变质重结晶锆石具有高Zr/H|'比值的特征"….值得注意的是,有时'一些铅石其有异常ff,/'Pa/U及Zt/H砖E值,所以在埘锆石成凶的判别过程}|1除了微量元素比值之外,还应结合CL像等其他有效手段,这样才能使结沦更JJll准确可靠Co/Ni,S/se比值对黄铁矿的成也有很好的指示作J{1:Co, Nj与属于族元素(?族),它们具有相似的化学行为.J_l=4此, Co,Ni常常以炎瞬I川象的形式代替Fc而进入到黄铁矿中,.一般认为沉积成I的黄铁矿c0含量<1{lOppm,Co/Ni<l,热液成凶的黄铁矿 c【?含量乎J~JSll{Ippm,Co/Ni>JfJJ我国与海柑火"I作I}j有关矿床tf| (于家堡,拉拉厂,i9I尔塔拉,山银厂,大红山,英阳关,刘山岩)荧铁矿CoINi值部人于l,在l93—1.55之黄铁矿中se以类质I川象替换s而进入黄铁矿品俗的,一般岩浆热液矿床L}I黄铁矿中S/Serf+ 值<J.5×Io.,沉积成的黄铁矿S/Set~值>3×lo"" 3岩浆分异演化程度确定岩浆在其分锌滴化的过程中会造成岩浆系统的成分变化,不l—j馓麓元素在岩浆演化过程中『f{J行为备具特征,故可以通过对微量元素的研究米判断岩浆的分异演化程度在应微量元素来研究岩浆的分并演化崔度时,通常选择品体化学性质相似的两种微量元素的比值th f它们其有机似的地球化学性质,在岩浆作H{过程中整体活动,但川时,随着岩浆分异演化的进行,它似地球化学性s~q-,的那些绀j 馓差异将会表观得越来越明显,进而量变引起质变造成叫显分馏,其-;J的一种元素丰度值可能表现变大,另一种元素的丰度值可能相较前一种元素增长缓慢或者丰度值变小,在两种元素的比值上表现为变大或变小石油地质一般常用的微量元素比值有Rb/SI',Ba/Rb,Ni/Co,Nb/Ta,zr/H阵,其比值在演化过程中具有如下趋势:sr主要在岩浆早期阶段富集,而Rb恰恰相反,故火成岩中Rb/Sr值随分异程度增强而增』Ju;Ba趋于富集在晶出的高温矿物中,与挥发分F关系微弱;但Rb与 F关系密切,随F一起迁移,凶此,在分异程度商的岩浆中Ba减少而 Rb增JJu;在岩浆分异过程中,Ni/Co,Nil;~Co能较怏地从流体中析出进入崮相,Co1)!ll相对富集于残余相中,随岩浆分异作用JJIJ强, Ni/Co值降低;在岩浆演化过程中,Nb与Ta丰度皆增,但Tald~Nb丰度增』Ju更大,而且Ta与Rb,Li,F正相关,故研究演化从早期到晚期, Nb/TaI:L值逐渐减小;Hf更趋向在岩浆演化过程晚期富集,Zr/H北B值将随岩浆演化的进行而变小.程顺波等""'对雪花顶花岗岩及其包体中的微量元素对比研究发现,从包体至寄主花岗岩,Nb/Ta,Zr/Hf~B值略有下降,而Rb/Sr~L值稍有上升,说明两者之『廿J存在分异演化关系,包体则不可能是壳幔两种岩浆混合作片j的产物.4岩体含矿性的评价许多内生矿床的形成都与岩浆活动密切相关,而通过岩体含矿性的分析,可以对岩体成矿的可能性,矿化类型和有利成矿地段作出大致判断特别是运用微量元素比值特征在含矿性评价方面,只需要相对较少的野外工作即可在大面积的岩浆岩体l缩小靶区,提供找矿方 ruJ,省时省力,大大提高了工作效率目前,应用微量元素比值在对花岗岩类及基性一超基性类岩体的含矿性评价方面都取得了不错的效果赵振华等"对我国南方大面秘花岗岩的微量元素地球化学研究中发现,与Be,w,Sb,Nb,Ta等稀有金属有关的花岗岩,其KIRbI:I~ 值较低,一般在I(HJ以下,明显低于花岗岩类的平均值167,而且 K爪b比值与稀有金属含量呈明显反消长关系另外,在大多数情况下,与钨锡矿铅矿有关的花岗岩中的Pb/Zn及PbtK~L值在含矿岩体中的含量都比无矿岩体明显增高"..国外某岩带中含镍矿基性岩体与非含矿岩体的cr,,,值相差较大, 含矿岩体CrN>16,非含矿岩体CrN<l"李应桂等"对我国西北某铜镍成矿带进行了系统的地球化学勘查研究发现,从无矿岩体矿化岩体含矿岩体,(Cu+Ni+Co)/S比值依次由1.1t(I.53,o.44.如Y.岩体的(Cu+Ni+Co1,s比值为IL(ItlII/7,Y岩体为(I.(i(i144,Y.岩体为 LI.104,而这三个岩体的含矿性依次是Y>YY所以(Cu+Ni+Co) /s比值越小岩体赋矿的工业价值越大5岩体及矿床剥蚀程度的判断矿床的剥蚀深度是矿床勘查潜力评价的重要依据.一个矿床在形成之后,由于遭受不l司形式和不忙d程度的剥蚀,矿床的形成环境并不一定就是其最终的定位环境在剥蚀过程中,矿床的有些部分被破坏消失,而有些部分则玻较好地保存了下来.特别是对于那些与岩体有关的矿床,其矿床的剥蚀程度与岩体的剥蚀程度密切相关I此,查明矿床及跟其密切相关的岩体的剥蚀深度,对于评价找矿潜力及确定找矿方都是至关重要的Ni,Co,vI存元素蒯期表中的第一过渡族,在岩浆岩中含量与 SiO含量呈反消长关系;而Rb,Nb,zr为典型的亲石元素具有随 SiO,含量增高而增高的趋势,熊继传"据此提出了运片j(Nb+Zl'+Rb)/(V+Co+Ni)判断侵入体剥蚀程度的方法,若(Nb+Zr+Rb)/(V+Co+Ni)越大,表明剥蚀程度越浅,而(Nb+zr+Rb),(V+c0+NjJ越小,则反映剥蚀程度越深,并在判断鄂东南中酸性侵入岩区剥蚀程度研究中取得了与客观事实相符的理想效果.Au与Ag均属铜族元素,故Au与Ag常在一定的地质体中共生,而又凶为AuOgf~件l:gAgd~,Ag倾向于在更低温,更浅部集中,凶此, 矿物或岩石的A,/Au比值在指示的剥蚀程度方面具有独特的标志意义Ag/Au~l'.值越大,表明剥蚀程度越浅,Ag/AuH5值越小,反映剥蚀程度越深李胜荣等运用底斯带矿石和岩石的Ag/Au比值作参数进行区域性填发现,底斯带措勤一日喀则一带Ag/Aul:k值大于 lO0者为67%,羊八井一带为slJ%,而拉萨一墨竹工卡一带为27%,这表明了措勤一H喀则一带的金银矿仅遭受轻度剥蚀,而拉萨,墨竹工卡一带的金银矿0可能遭受了中度剥蚀.肛科技2011年第116大地构造环境判别即使是蝌一类岩石,如果产出的构造环境不矧,其相关的成岩过程的物理,化学条件也有明显的差异,造成了岩石中元素,特圳是微量元素组合及比值等不l川,反过来游,!}!lI各种岩石中元素组合,比值的变化是该岩石形成时所处大地构造环境的反映:,耐熔大离子亲石元素和高场慢元素的比值(~llLa/Nb,La厂ra, Th/Nb,ThFZr等)及高场强元素Nb,Ta元素对和zr,Hf元素对的比值在判断玄武岩产出的大地构造环境方面常常作为示踪参数..孙书勤等的研究发现N—MORB,T—MORB,E-MORB,OIB 及地幔热柱成凶玄武岩的Th/Nb<().儿,N—MORB的NblZr<(1.(14,地幔热柱成凶玄武岩fl(1Nb/Zr>0.15,T—MORB,E—MORB和OIB介于二者之IhJ,岛弧和大陆板内裂谷区玄武岩的Th,Nb比值均大于(1.1l,但前者的 Nb/Zr<0.(14,而后者flqNb/Zr>O,04,Rb,Y,Yb,Nb,Ta等元素是判别花岗岩产出的大地构造环境的最有效元素,英国地质学家Pearce~ 掂Nb/Y,Ta/Y,Rb/(Y+Nb),Rb/(Y+Ta)的比值相对变化情况提出了判别火山弧花岗岩,洋脊花岗岩,板内花岗岩,酬碰撞花岗岩的解,投点后便可直观的判别所研究花岗岩产H{的大地构造环境. 参考文献…1韩吟文,马振东.地球化学LMJ.北京:地质出版社,2oo3:181—211 I2J刘英傻,曹励名.元素地球化学导论fMI.北京:地质出版社,1987:1-9 刘刚,周东升.微量元素分析在判别沉积环境中的应用…以汉江盆地潜江组为例?石油实验地质.2007,29(3):31)7—3】4 【4】谭红兵,于升松,我国湖泊沉积环境演变研究中元素地球化学的应用现状及发展方向UJ.盐湖研究,1999,(3):58—65 I5】曾春林,姜波,尹成明,等.柴达木盆地北缘微量元素舍量及油气地质意~-tl1.新疆石油地质,2I)09,3n(5):5一56g【flJ常华进,储雪蕾,冯连君,等.氯化还原敏感微量元素对古海洋沉积环境的指示意义?地质论评,2f1n9,55:91【-96【7l常华进,储雪蕾,冯连君,等.湖南安化留茶坡硅质岩的REE地球化学特征及其意义UJ_中国地质,2flI19,35(5):879-887 【8】关元保,郑永飞.锆石成因矿物学研究及其对u—lJh年龄解释的制约 U】.科学通报,2O04,49(16):1589—1I2 I',l赵振华.副矿物微量元素地球化学特征在成岩成矿作用研究中的应用U】.地学前绿,201(1,17(I):2~7—284【1fI】李长民.锆石成因矿物学与锆石微区定卑综述UJ.地质调查与研究,2I}fl9,33(3):i61-17cl,岱生,殷辉安.成因矿物学与找矿矿物学IM1.重庆:重庆出【111陈光远.剥版社.1985:233-235f121王亚芬.海相火山岩型铜矿床中黄铁矿Co/Ni值特征及地质意义 01.地质与勘探,】981(8):33—35'I1李红兵,曾凡治.金矿申的黄铁矿标型特征卟地质找矿论丛,2oo5,2{1(3):199—2(12n41李昌年.火成岩微量元素岩石学1M】.武汉:中国地质大学出版社,1992:94-7123『15I赵振华.微量元素地球化学原理[M】.北京:科学出版社,1997,56—112f1n】程顺波,付建明,徐德明,等.湖南雪花顶花岗岩及其包体的地质地球化学特征和成因分析叫.犬地构造与成矿学;20o9,33(4):588-597l1_J赵振华,增田彰正,夏巴尼稀有金属花岗岩的稀土元素四分组效应【lJ.地球化学,1992,3:221—223【18】张志强,曹书武,宋雷鹰,等两类岩体含矿性的地球化学评价方法【Il_地质与勘探,2({(18,44(3):47—51【1李应桂成杭新-铜镍矿床勘查中岩体含矿性的地球化学评价U】物探与化探.1995,19(4):241—25I【2fIJ熊继传,雷如亮(Nh+Zr+Rh)/(v+0+Ni)值判断侵入体剥蚀程度的尝试?1l 湖北地质,1995,90):199-2(')2 f2"李胜荣,邓军,侯增谦,等.西藏冈底斯带区域性断裂与金矿床剥蚀程度:Ag/Au比值的启~I_11.地中国科学(D辑),2001,31:…4一108f221孙书勤.汪云亮,张成江.玄武岩类岩石大地构造环境的Th,Nb, zr判别?】_地质论评,2(103,49(1):23—27作者简介王梁(1997-),硕士在读,助理工程师,主要从事矿床学研究(收稿日期:2O11-08一n3)。
微量元素在不同地质体中的分布与分配
微量元素在不同地质体中的分布与分配微量元素（Trace elements）是指在地壳中含量较少的元素，一般以百万分之一甚至千万分之一的含量存在。
它们对地球化学环境的形成、岩石圈、水圈和大气圈中物质循环的过程具有重要影响。
微量元素的分布与分配主要取决于地质作用、矿物结构、化学性质等因素。
下面将对微量元素在不同地质体中的分布和分配进行探讨。
微量元素在地壳中的分布基本上可以遵循一定的地球化学规律。
根据地球化学元素的分布特征，可以将微量元素分为亲壳元素（Lithophile elements）、亲铁元素（Siderophile elements）、亲硫元素（Chalcophile elements）和亲气元素（Atmophile elements）。
亲壳元素主要富集在地壳中，而亲铁元素主要富集在地核和地幔中。
亲硫元素主要富集在硫化物中，而亲气元素主要以气体形式存在于大气中。
微量元素在不同地质体中的分布主要受到岩浆作用、水热作用和变质作用等地质作用的影响。
岩浆作用是地壳中微量元素分布的重要过程，通过岩浆的喷发和结晶分离作用，微量元素可以从岩浆中富集到地壳中的岩石中。
水热作用是通过热液的流动和溶解作用，使微量元素从岩石中溶解出来，然后沉积在热液沉积物中。
变质作用是指岩石在高温、高压或其他化学条件下发生的物质改造作用，微量元素的分布与变质作用过程密切相关。
在地质体中，微量元素的分配主要受到矿物结构和化学性质的影响。
不同类型的矿物对微量元素具有不同的亲和性，会选择性地吸附、富集或排泄微量元素。
例如，磁铁矿中富含铁、钴和镍等元素，硫化物矿物中富含铜、锌和铅等元素。
此外，微量元素还会在岩石的矿物晶格中形成固溶体，与主要成分形成固溶体或凝聚态矿物。
总之，微量元素在不同地质体中的分布与分配受到地质作用、矿物结构和化学性质等多个因素的综合影响。
通过研究微量元素的分布规律和富集特征，可以揭示地壳演化和资源分布的规律，对地质研究和资源勘探具有重要意义。
沉积地层的微量元素地球化学研究
沉积地层的微量元素地球化学研究地球化学研究是通过研究地球上不同物质的分布、运移和转化规律，揭示地球系统的演化过程以及地球环境的变化。
其中，沉积地层的微量元素地球化学研究是地球科学领域的一个重要分支，通过分析沉积物中的微量元素含量和组成，可以了解地质历史、环境演变以及地壳发育过程中的各种地球动力学和地球化学过程。
微量元素是地球表面相对浓度较低但对地壳物质和环境变化具有重要影响的元素。
它们包括铁、锰、铜、铅、锌、镍、钼等，它们广泛分布于沉积物、土壤、地壳和水体中。
沉积地层是地球上不可忽视的地质材料，它们承载着大量的信息，可以为我们重建地球环境演变历史提供有力依据。
因此，通过对沉积地层中微量元素地球化学的研究，可以了解地球内部和外部的相互作用过程，以及这些过程对环境和资源的影响。
沉积地层中微量元素的分布和富集规律是微量元素地球化学研究的关键内容之一。
在地质历史的漫长过程中，地球经历了多次地壳运动、岩浆活动、气候变迁等作用，这些作用使得微量元素在地表环境中以不同的形式存在。
比如，铁元素在沉积地层中通常以铁锰结壳、赋存于颗粒矿物表面或者吸附于有机质颗粒上的形式存在。
而铜元素则主要以黏土矿物、硫化物等形式保存在沉积地层中。
通过对不同类型沉积物中的微量元素含量进行分析，可以发现地球历史上重大事件的痕迹。
例如，在研究黄土区域的黄土-古土壤序列时，研究人员发现在距今几万年的沉积记录中，镧系元素的含量发生了较大的变化。
据此可以推测，这些元素的含量变化可能反映了气候变化和环境演变。
此外，在研究古气候变迁时，研究人员还发现锰元素在不同气候阶段的含量变化与气候变迁呈现出一定的关联性。
这些发现表明，微量元素地球化学研究对于揭示地球历史和环境演变具有重要意义。
微量元素地球化学研究还可以为矿产资源勘探提供技术支持。
微量元素在矿床形成和埋藏过程中具有重要的指示作用，通过分析沉积地层中微量元素的赋存状态和富集程度，可以为矿床远景预测和有效找矿提供重要信息。
全岩的常微量元素
全岩的常微量元素
全岩的常微量元素指的是岩石中含有的微量元素，这些元素虽然在岩石中的含量很少，但却对岩石的形成和演化起着重要的作用。
常见的全岩常微量元素有铁、锰、铜、锌、铅、镍、钒、钛、钨、锡、银、金等。
在地质学中，全岩常微量元素的研究是非常重要的。
通过对不同类型的岩石中的常微量元素进行分析，可以了解到这些岩石的成因、演化历史和地球化学特征等信息。
在岩石中，铁是一种非常常见的元素。
它在地球内部的分布非常广泛，同时也是地球上最重要的金属之一。
铁在岩石中的含量通常都比较高，其含量的变化可以反映出岩石的成因和演化历史。
锰也是一种常见的全岩常微量元素。
它通常与铁共存，对于一些特定类型的岩石来说，锰含量的变化可以反映出地球内部物质循环和岩浆作用等信息。
除了铁和锰之外，铜、锌、铅等金属元素在岩石中也占据着重要的地位。
这些元素对于一些特定类型的岩石来说，其含量的变化可以反映出地球内部物质循环和岩浆作用等信息。
此外，钒、钛、钨等元素在全岩常微量元素中也占据着重要的地位。
这些元素在不同类型的岩石中含量不同，其含量的变化可以反映出不同类型岩石的成因和演化历史。
总之，全岩常微量元素在地质学中具有非常重要的意义。
通过对这些元素进行分析，可以了解到不同类型岩石的成因和演化历史，为我们更好地理解地球内部物质循环和岩浆作用等提供了重要依据。
火山石中的全部微量元素
火山石中的全部微量元素
火山石是由火山喷发过程中喷出的岩石，其中包含了丰富的微量元素。
这些微量元素的种类和含量，不仅反映了火山岩浆的成分，也能提供关于地球内部化学过程的信息。
火山石中的微量元素包括铁、镁、钛、铜、锌、铅、锶、钇、铕等元素。
这些元素对于地球化学过程非常重要，例如镁、铁等元素可以用来确定火山岩浆的来源和成分；铅、锶、钇等元素则可用于地球年代学的研究。
同时，火山石中的微量元素也能为地质灾害预测提供重要的线索。
研究表明，火山岩浆中含有高浓度的氡气和氡子体，这些辐射性元素的释放和累积可以导致火山爆发和岩浆喷发。
因此，通过对火山石中微量元素的研究，不仅可以了解火山活动的过程和机制，还能为地质灾害的预测和防范提供有力的支持。
总之，火山石中的微量元素是地球科学研究中不可或缺的重要组成部分，对于了解地球内部化学过程、预测地质灾害等方面都有着重要的意义。
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微量元素方法在油气地球化学勘探中的研究应用
微量元素方法在油气地球化学勘探中的研究应用
油气地球化学勘探中的微量元素方法是指利用微量元素的地球化学特征来探测油气地质体的存在及其烃类类型。
这种方法通过分析沉积物、岩石和地下水中微量元素的含量和组成，可以对油气藏的储集条件、成因类型、演化历史等进行判断，为勘探开发工作提供有力的科学依据。
微量元素方法的研究应用主要包括以下方面：
1. 研究沉积环境和成因类型。
微量元素的分布和组成与沉积物的形成环境和成因类型密切相关。
比如说，铁、锰、钴等元素的含量和分布可以反映沉积环境中的氧化还原条件，从而推测沉积物中有机质的类型和分布情况。
2. 判识烃类类型。
微量元素在烃类形成过程中具有一定的地球化学特征。
如钼、镍、钴等元素在油类形成过程中与有机质有着密切的关系，对烃类类型有一定的指示作用。
3. 预测油气藏的储集条件。
微量元素的含量和分布可以反映油气藏的形成和演化历史。
如锶、钙等元素的含量和组成可以反映油气藏的成岩作用程度和储集条件。
总之，微量元素方法在油气地球化学勘探中具有重要的研究应用价值，可以为油气勘探开发工作提供更为准确的地质学依据。
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微量元素在地质上的应用微量元素在地质上的应用主要有以下几个方面：一、 分配系数的应用1. 计算平衡时的温度由热力学可知：lnk=B RTH +∆ K:平衡常数，在稀溶液条件下，K=D 。
ΔH=热熔变化，可以测定，R=气体常数，B 为常数，据此可求得温度： B TA D +=ln 这就是微量元素的分配系数温度计。
很多温度计已经测定，特别是稀土元素和硫化物对。
2. 计算平衡时的压力根据热力学，在恒温条件下，分配系数D 与压力P 的关系式为：RT V P D T0ln ∆-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 3. 判断岩浆成岩过程(1) 模型A 部分熔融模型a. 平衡部分熔融FF D C C O +-=)1(11 其中：C L ：元素在熔体中的浓度；Co ：初始固相母体物质中的浓度F ：部分熔融特度D ：总分配体系b ：分离熔融模型(在发生熔融时，从固相中连续移出所形成的熔体)⎪⎭⎫⎝⎛--=11)1(1P O L D PF D C C P ：压力 c. 结晶作用模型分离结晶作用过程中，微量元素的行为可用下式来描述：1,0-=I D i L i L FC C 其中：iL C ：i 元素在熔体中的浓度；i L o C ,：i 元素在原始熔体中浓度；F：原始岩浆分离结晶作用后剩余的份额(固结度，结晶度)，还有其它模型。
(2) 过程鉴别(3) 地球化学参数的确定①源区的物质成分根据地质观察，综合考虑岩石学、微量元素、残留体和同位素组成等资料。
e.g.基性岩和超基性岩取上地幔为源区物质，以2倍左右球粒陨石的丰度为C o值；花岗岩：S型花岗岩以杂砂岩的平均成分为C o，I型花岗岩源岩为下地壳和上地幔物质的混合，有人以岩体边缘相为C o。
二微量元素指示剂1. 对岩浆演化过程的指示(1) 大离子半径亲石元素大离子亲石元素一般有：Ba、Rb、Sr、Ca、K等。
元素价态半径(Å)Sr Ca Rb K Ba +2+2+1+1+21.121.001.471.331.34① Sr2+和Ca2+Sr在钙长石—熔体中的分配系数较大(即Sr2+易进入含Ca2+矿物中)，在中酸性岩浆演化过程中，Sr随Ca的减少而贫化，但Sr2+的半径比Ca2+大，Ca2+比Sr2+优先进入晶格，随岩浆作用的进行，Sr/Ca比值变大，若以同源不同阶段岩石中的Sr和Ca作图，可得到演化线。
②K＋1与Rb＋1随岩浆演化程度的升高Rb/中K值变大(Rb+的半径大于K+)。
③ Rb＋2与Sr＋2岩浆分异程度越好，Rb/Sr大。
④ B2+和K+2. 指示大地构造环境a. 板块移动速度分析事实表明板块扩张或闭合速度与火山岩中K2O的含量负相关。
闭合速度：8～9cm/a(拉斑玄武岩为主)3～7cm/a(钙碱性岩为主)<2cm/a(碱性玄武岩为主，K2O含量大)b. 俯冲带深度和地壳厚度这里简单介绍其方法的计算步骤：①先计算按硅标定的K含量在岩石化学成分中，由于K2O和Na2O与SiO2的含量呈一种明显的线性关系，特别是K2O 的含量与SiO2的正相关关系最为明显，且SiO2在自然界中最丰富，因此，就以SiO2的含量来标定K2O值(这与地球化学中以Si原子为106来标定其它元素的原子数的道理一样），也就是计算SiO2含量为60%时，K2O相应的计算值(标定值)。
例如，已知玄武岩中SiO2的含量为50%，K2O的含量为0.6%，则标定的K2O值为：（K 2O ）＝（60×0.6/50）×100%＝0.72％② 康迪(Condie)计算公式：设C 代表地壳厚度，Z 代表俯冲带深度，则康迪公式为：45.0)(2.18)(2+=O K km C (相关系数γ=0.67)Z(km)=89.3(K 2O)-14.3(相关系数γ=0.82)若将上述的标定的K 2O 含量(0.72%)，代入该两式中，即可得：C=18.2×0.72+0.45=13.55(km)Z=89.3×0.72-14.3=50(km)c. 不同性质大地构造单元微量元素地化特征（陈国达）。
3. 对岩相古地理环境的指示① Fe 3+/Fe 2+法估计氧化还原环境；② MnO/MgO 值与Eh 的关系③ 古海水盐度的估算：a. 沉积物中原生水的氯离子含量来估算古海水的盐度(S)：S(‰)=0.030+1.8050Cl -(‰)正常海水的氯度为19.4‰，正常海水的盐度为35‰。
b. 沉积磷酸盐法：沉积物中含有磷酸钙和磷酸铁：海相—磷酸钙，淡水相—磷酸铁。
用2者的比值可确定古环境c. 粘土中的硼含量后算古水体的盐度现代海水中硼含量为4.77PPm ，淡水中一般不含硼，不同环境沉积的粘土，其硼含量明显不同。
淡水粘土—几十克/吨；海相粘土—几百克/吨；咸化泻湖粘土—1000克/吨以上伊利石中的硼含量能反映古盐度：超盐度环境—大于400PPm正常海相—300～400PPm半咸水环境—200～300PPm低盐度环境—小于200PPm若岩石中含有较多的其它矿物，就要以伊利石的理论含钾量8.5%来换算成伊利石的纯硼含量(校正硼含量)。
校正硼含量=岩石测量值×8.5/K 2O④ 古水深度沉积物中：Mo>5, Co>40, Cu>90, Ba>1000, Ce>100,Pr>10,Nb>50,Ni>150, Pb>40PPm ，同时U<1,Sn<3。
其环境可能深度大于250m 。
⑤ 陆源4. 恢复变质岩原岩的指示作用变质过程常使得常量元素发生变化，而微量元素特别是一些惰性微量元素变化很小。
① 正副变质岩原岩恢复方法：a. 微量元素绝对浓度法。
e.g. 角闪岩正变质—Cr 、Ni 和Ti 含量高副变质—Li 和B 等含量高。
REE 的配分模式和含量等。
b.微量元素对比值法用性质相似的元素，或不同的环境下有不同相关性的元素对比值，如REE ，(LREE/HREE ，原子序数相近的REE 之比)，Sr/Ba ，Cr/Ni 等。
e.g. 正变质角闪岩：Sr/Ba>1，Cr/Ni>1副变质角闪岩：Sr/Ba>1, Cr/Ni<1等。
c. 微量元素与造岩元素比值法e.g. Dearce 和K 2O/Y 值来区别不同构造部位的玄武岩。
e. 图解法 (略)f. 函数判别法：e.g D. M.Shaw ：构造了一个判别函数。
X 1=-2.69lgCr-3.18lgV-1.25lgNi+10.57lgCo+7.731lgSc+7.5lgSr-1.951lgBa-1.991lgZn-19.58 (PPm)若X 1>0，则为正斜长角闪岩，X 1<0，则为副斜长角闪岩。
或：X 2=3.89LGCo+3.99lgSc-8.63若 X 1>0 正斜长角闪岩X1<0 副斜长角闪岩② 恢复变质沉积岩原岩类型的方法：a. AF 图解法A=Al 2O 3-(CaO-CO 2+K 2O+Na 2O)F=(FeO+Fe 2O 3+MgO)/SiO 2各氧化物均以分子数进行计算。
分子数=含量(%)/分子量×1000用AF 作图，可把各类沉沉积区要开来（图4.21 P169）。
b. 米什金图解法（P170）三、 微量元素温度计，压力计和氧逸度计1. 微量元素温度计没元素i 在A 、B 两相中的浓度为C A i 和C B i 。
在A 、B 相平衡时，其化学相等，即：B i A i U U =而，A i O A i A i C RT U U ln ,+=B i O B i B iC RT U U ln ,+=∴ B i O B i A i O A i C RT U C RT U ln ln ,,+=+A iB i O B i O A iC C RT U U /ln ,,=+B i A i oi C C RT G ln -=∆，按热力学有：S T H G ∆-∆=∆B i A i o i o iC C RT S T H ln-=∆-∆ B i A i C C B A T ln '+=∴i D B A T ln '+=或 lnD i =B TA + e.g. ① 橄榄—单斜性年石，Ni 分配温度计 65.71680ln +-=T D i N ② LEE 在斜长石—基质间分配系数温度计。
40.62000ln -=TD La (1100-1400℃) ③ 巴尔特二长温度计(碱性长石—斜长石)2. 稳定同位素温度计在共生矿物对，硫同位素分馏与矿物形成的温度符合下面关系式：B T A S b a +==∆-234ln 1000αδ ba b a R R =-α，Ra 为a 相中重轻同位素比值，Rb 为b 相中重轻同位素比值，一般利用实验方法测定矿物—水体系中常数A 和B ，在计算时，利用下式： 水水---=b a b a ααα/，A 、B 常数也有变化3. 微量元素压力计大家最熟悉的是Scott 的闪锌矿温(压)计。
① 石榴石—斜长石Ca 的分配压力计在石榴石、斜长石-酸碱石—石英共存条件下Ca 的分配压力计O=(-2511.4/T)+7.1711-[0.2842(P-1)/T]+lgD-0.4()()33/Gar CaPl Ca X X D = 该压力计的精度为±1.6Kbar还有很多。
4. 地质氧逸度计主要是用变价元素的相关参数来进行氧化还原条件研究。
① Eu 2+/Eu 3+氧逸度计 A EuEu fo +-=++322lg 4lg 对于基质和斜长石，氧逸度计为：lg02=-4.55(±0.17)lg(Eu 2+/Eu 3+)L -10.89(±0.19)lgO 2=-4.60(±0.17)lg(Eu 2+/Eu 3+)PL -3.86(±0.27)但实际过程中，不能分别测出Eu 2+/Eu 3+所以要推导出它们的浓度：设Eu 3+在两共存相斜长石和熔体间的分配系数为D L pl Eu /,它可以在各三价REE 的D 的平滑曲线内插得到，Eu 位于Sm 和Gd ，而Sm 和Gd 均为+3价，故：2L /l L /l L/l 3P Gd P Sm P Eu D D D +=+而Eu 2+与Eu 3+的地质性质相同，推测它们的分配系数也相同。
L /l L /l 23P SrP Eu D D ++= LEu P Eu P Eu D D D +++=223l L /l)(L L L /l L L /l L 22222L Eu Eu P Eu Eu P Eu P Eu C C D C D C +++++-⨯=⋅= 对于斜长石：[]=+L 3P Eu L /L L/L l L /l 323)(P Eu P Eu P P Eu D D EuD Eu +++-⋅-[][]L 3L L 2P P P Eu Eu Eu ++-=[][]L 32P L L Eu Eu Eu ++-= ② 橄榄石—熔体ΣfeO,MgO 分配氧逸度计。