地球化学稀土元素配分分析
稀土元素分配型式及地球化学参数的计算
一、实习目的由于稀土元素的原子结构、原子半径、离子半径及化合价的相似性，导致它们在自然界中常常紧密共生在一起。
因镧系收缩的缘故，使得稀土元素的离子半径从La→Lu逐渐减小，于是在岩浆过程中，这些元素在固相和液相间的分配呈现出明显的规律性变化。
Ce和Eu在自然界具有变价（Ce4+、Eu2+）的特征，Ce 和Eu的相对富集与亏损程度往往反映了特殊的地质背景。
本次实习要求掌握稀土元素的计算和作图方法，理解稀土元素的富集程度、分馏程度的地质意义，掌握Eu的亏损与富集的地质背景。
二、实习内容某地区的岩浆岩种类极为发育（表1—１和表1—２），请画出各岩类的稀土配分曲线图、结合稀土元素参数进行地质过程分析。
两种方法所得到的稀土元素参数表1—1 岩浆岩稀土元素成分表（×10-6）注：１－橄榄苏长岩，２－钾长花岗岩，３－H型花岗岩，４－A型花岗岩，５－石英闪长岩(M型花岗岩)。
稀土元素由某单位等离子光谱方法分析。
表1—2 岩浆岩稀土元素成分表（×10-6）注：表中数据由中子活化方法分析一、基本原理稀土元素通常指的是镧系元素的(La 、Ce 、Pr 、Nd 、Pm 、Sm 、Eu 、Gd 、Tb 、Dy 、Ho 、Er 、Tm 、Yb 、Lu ，其中Pm 在自然界无天然同位素)，由于稀土元素的原子结构、原子半径、离子半径（RE 3+变化于0.86Å—1.14Å）及化合价的相似性使得它们在自然界往往紧密共生。
因镧系收缩造成稀土元素的离子半径从La →Lu 逐渐减小，Ce 和Eu 在自然界具有变价（Ce 4+、Eu 2+）的特征，以及介质（岩石、土壤、矿物等）的不同而引起稀土元素在自然界的分离。
为便于研究稀土元素在某介质中的分配型式，必须排除“偶数规则”的影响，最常用的方法是利用球粒陨石丰度值对稀土元素进行标准化。
这里向大家推荐W.V .Boynton(1984)提出的球粒陨石丰度值（×10-6）：La 0.31；Ce 0.808；Pr 0.122；Nd 0.6；Sm 0.195；Eu 0.0735；Gd 0.259；Tb 0.047；Dy 0.322；Ho 0.0718；Er 0.21；Tm 0.0324；Yb 0.209；Lu 0.0322。
稀土元素分配型式及地球化学参数的计算
一、实习目的由于稀土元素的原子结构、原子半径、离子半径及化合价的相似性，导致它们在自然界中常常紧密共生在一起。
因镧系收缩的缘故，使得稀土元素的离子半径从La→Lu逐渐减小，于是在岩浆过程中，这些元素在固相和液相间的分配呈现出明显的规律性变化。
Ce和Eu在自然界具有变价（Ce4+、Eu2+）的特征，Ce 和Eu的相对富集与亏损程度往往反映了特殊的地质背景。
本次实习要求掌握稀土元素的计算和作图方法，理解稀土元素的富集程度、分馏程度的地质意义，掌握Eu的亏损与富集的地质背景。
二、实习内容某地区的岩浆岩种类极为发育（表1—１和表1—２），请画出各岩类的稀土配分曲线图、结合稀土元素参数进行地质过程分析。
两种方法所得到的稀土元素参数表1—1 岩浆岩稀土元素成分表（×10-6）注：１－橄榄苏长岩，２－钾长花岗岩，３－H型花岗岩，４－A型花岗岩，５－石英闪长岩(M型花岗岩)。
稀土元素由某单位等离子光谱方法分析。
表1—2 岩浆岩稀土元素成分表（×10-6）注：表中数据由中子活化方法分析一、基本原理稀土元素通常指的是镧系元素的(La 、Ce 、Pr 、Nd 、Pm 、Sm 、Eu 、Gd 、Tb 、Dy 、Ho 、Er 、Tm 、Yb 、Lu ，其中Pm 在自然界无天然同位素)，由于稀土元素的原子结构、原子半径、离子半径（RE 3+变化于0.86Å—1.14Å）及化合价的相似性使得它们在自然界往往紧密共生。
因镧系收缩造成稀土元素的离子半径从La →Lu 逐渐减小，Ce 和Eu 在自然界具有变价（Ce 4+、Eu 2+）的特征，以及介质（岩石、土壤、矿物等）的不同而引起稀土元素在自然界的分离。
为便于研究稀土元素在某介质中的分配型式，必须排除“偶数规则”的影响，最常用的方法是利用球粒陨石丰度值对稀土元素进行标准化。
这里向大家推荐W.V .Boynton(1984)提出的球粒陨石丰度值（×10-6）：La 0.31；Ce 0.808；Pr 0.122；Nd 0.6；Sm 0.195；Eu 0.0735；Gd 0.259；Tb 0.047；Dy 0.322；Ho 0.0718；Er 0.21；Tm 0.0324；Yb 0.209；Lu 0.0322。
地球化学稀土元素配分分析
地球化学稀土元素配分分析地球化学是研究地球内部和大气层、水圈、地外空间的化学成分、构造、变化及其规律的一门学科。
稀土元素是指化学元素周期表中的镧（La）到镥（Lu）共17个元素，它们在地球化学中起着重要的角色。
稀土元素在地球化学中的配分分析是研究稀土元素在地球体系中分布、迁移和富集的过程与机制，具有重要的价值和意义。
稀土元素在地球化学中具有以下特点：1.发生较强络合和配位作用，容易在地球体系中形成稳定的络合物；2.稀土元素在地球体系中往往以沉积物和矿物形式富集，对地质过程具有敏感响应，是一种重要的地球化学示踪元素；3.稀土元素在地球化学中的分布格局复杂多样，受多种因素控制，包括岩浆作用、岩浆岩浆交互作用、流体交换作用、沉积过程和生物富集等；4.稀土元素具有分馏效应，可以提供信息，了解地质过程和地球演化的历史。
稀土元素配分分析可以通过对地球体系中岩石、矿物、沉积物和水体等不同相的稀土元素含量进行测定和研究来实现。
稀土元素的分析方法主要包括原子吸收光谱、光电子能谱、同位素示踪、质谱和分光光度法等。
这些方法可以准确测定不同相中稀土元素的含量，进而推导稀土元素的地球化学分布特征。
稀土元素的配分分析还可以揭示自然界中稀土元素的生物地球化学过程。
例如，稀土元素在生物领域中具有重要的生理和生化功能，对植物和微生物的生长和代谢有一定的影响。
通过稀土元素的配分分析，可以了解稀土元素在生物体内的分布规律，从而进一步研究生物地球化学循环过程和生态系统的功能。
总之，地球化学稀土元素配分分析是研究稀土元素在地球体系中分布、迁移和富集的一种重要方法。
通过稀土元素的配分分析，可以揭示地球体系中各个部分的物质交换和能量转化过程，并进一步了解地球演化的历史和生物地球化学过程。
稀土元素配分分析研究的进展和成果将为地球化学和地球科学的发展提供重要的理论基础和实践指导。
稀土元素在地球化学样品中的含量分析
186管理及其他M anagement and other稀土元素在地球化学样品中的含量分析彭 萌（四川省地质矿产勘查开发局成都综合岩矿测试中心，四川 成都 610081）摘 要：稀土元素存在于在地球化学样品中，且具有非常相似的物理化学特性，因此常作为研究地球化学的示踪剂。
本文主要对地球化学样品中稀土元素的分析方法进行介绍与研究，稀土分析主要应用现代仪器进行分析，现代仪器分析手段繁多，不同的实验分析所用到的化学仪器也不一样，本文从地球化学样品的特点入手，简单介绍现代仪器在地球化学样品分析中的技术应用，并着重介绍电感耦合等离子体质谱分析技术（ICP-MS）分析地球化学样品中稀土元素含量的方法。
关键词：稀土元素；地球化学样品；含量；特征 中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）17-0186-2收稿日期：2020-09作者简介：彭萌，男，生于1983年，汉族，四川成都人，大学本科，工程师，研究方向：岩矿分析。
地球化学样品组分复杂，不同元素在不同的样品中含量相差较大，实验分析的物质种类繁多，问题也多种多样。
在使用现代仪器分析实验的过程中，要对实验数据和仪器操作慎之又慎。
由于地球化学样品分析的物质品类广，影响分析结果的因素也比较多，这就造成了无机化学的分析难度大，所以如何合理应用现代仪器分析地球化学样品，得出准确的实验数据和结论，体现出现代仪器分析的实际价值。
稀土元素主要指的是镧系元素以及和镧系元素密切相关的钪（Sc）、钇（Y），共17种元素总称为稀土元素（RE）。
La （镧），Ce （铈），Pr （镨），Nd （钕），Pm （钷），Sm （钐），Eu （铕）称为铈组稀土（轻稀土）；Gd （钆），Tb （铽），Dy （镝），Ho （钬），Er （铒），Tm （铥），Yb （镱），Lu （镥），Sc，Y 称为钇组稀土（中重稀土）。
稀土元素含量分析是地质科学研究最常用的方式之一。
稀土元素地球化学[精]
![稀土元素地球化学[精]](https://img.taocdn.com/s3/m/7e0748ca910ef12d2af9e7bf.png)
稀土元素分组
• 根据稀土元素的分离工艺，又可将它们 分为三组，
• 即铈组稀土、铽组稀土和钇组稀土，分 别称为轻、中、重稀土。
• 铈组有La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm， • 铽组有En，Gd，Tb，Dy， • 钇组有Y，Ho，Er，Tm，Yb，Lu。
稀土元素概述
• 三价稀土元素的离子半径和Ca2+很接近， 很容易以各种类质同象形式进入岩浆作 用变质作用和沉积作用中广泛出现的含 钙矿物中。
• 在吸附能力强的粘土、铁-铝-锰沉积物，有机质和铁有机质等沉积物中富铈组稀土等等。
• 正是由于稀土元素作为既很相似、又有所不同的一组 元素，在自然界的地质作用和各种物理化学环境中的 特殊行为，使得有可能根据稀土元素的分离、变化作 为地球化学指示剂，去解释各种成岩成矿过程。
稀土元素丰度表示法
• 在稀土元素地球化学研究工作中，除了用稀土总量和 各单个稀土含量直接列表来表示所研究对象的稀土元 素含量丰度外，常用作图方法形象地表示，这就是所 谓“增田—科里尔（Masuda-Coryell）图解，是由他们 二人分别提出的。
• 由于电离势低，稀土元素呈明显碱性。 其碱度处于Mg（OH）2和Al（OH）3之间， 这是稀土元素广泛进入到钙的铝硅酸盐 矿物中的原因。
稀土元素地球化学
• 稀土元素倾向于形成极性键和共价键， 因而具有形成络合物的性质。
•这
存在时，容易形成络合物而迁移。
•尽管稀土元素具有很相近的物理化学性质，由于 电子构型的规则变化、镧系收缩等，各稀土元素 之间仍存在一些性质上的微小不同，造成稀土元 素在自然界中发生某些分离。
稀土元素配分模式
• 3.平坦型（或球粒陨石型） • 丰度曲线呈现近乎水平，既不显示重稀土富集、
稀土元素配分
稀土元素配分稀土元素是指地壳中含量较低的一组元素，总共包括17个元素，它们是：镧系元素（包括镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、铪、钇）以及钪。
稀土元素在地球上的分布较为广泛，但是它们的含量相对较低，因此被称为稀土元素。
稀土元素的配分是指稀土元素在不同物质及环境中的分布情况。
由于稀土元素具有特殊的化学性质和物理性质，因此它们在地壳中的配分情况也是多样的。
稀土元素在地壳中的分布是不均匀的。
在不同地质环境下，稀土元素的含量会有很大的差异。
例如，在火山岩和花岗岩中，稀土元素的含量较高；而在沉积岩和沉积物中，稀土元素的含量相对较低。
稀土元素在地壳中的配分也与其化学性质有关。
由于稀土元素具有相似的电子结构和化学性质，因此它们在地壳中的配分也呈现一定的规律。
例如，镧系元素在地壳中的含量较高，而钪元素的含量较低。
稀土元素的配分还受到地球内部动力学过程的影响。
地球内部的岩浆活动和地壳运动会导致稀土元素的重新分配。
例如，火山喷发和地壳的隆起会使稀土元素从地壳向地表重新分布。
稀土元素的配分在地质研究中具有重要意义。
通过研究稀土元素在不同岩石和矿石中的分布情况，可以了解地壳中不同地区的地质特征和成因。
此外，稀土元素的配分还可以用于地质勘探和资源评价。
例如，通过测定矿石中稀土元素的含量和分布情况，可以判断矿床的成矿条件和矿产潜力。
稀土元素的配分是指稀土元素在不同物质及环境中的分布情况。
稀土元素的配分在地质研究和资源评价中具有重要意义，通过研究稀土元素的配分情况，可以了解地壳中不同地区的地质特征和成因，同时也可以用于矿床勘探和资源评价。
稀土元素三分法
稀土元素三分法
稀土元素三分法，是一种将稀土元素分为轻、中、重三类的分类方法。
稀土元素是指原子序数为57至71的一组元素，它们具有相似的电子结构和化学性质。
由于其在地球上的分布非常稀少，因此得名为稀土元素。
在稀土元素的分析中，常采用稀土元素三分法。
这种方法将稀土元素分为轻、中、重三类，分别对应原子序数为57-63、64-67和68-71的元素。
轻稀土元素分别为镧系元素中的镝、钕、镨、钐、铕、铽和钬，其物化性质较为相似，常用于生产电池、磁体和光学玻璃等产品。
中稀土元素分别为镧系元素中的铕、钆、铽和镝，其物化性质介于轻、重两类之间，主要应用于磁体、激光晶体、增强剂等领域。
重稀土元素分别为镧系元素中的铒、铥、镱、镥和钆，由于其电子结构特殊，具有较强的磁学、光学和核学性质，广泛应用于石油催化剂、永磁材料、触媒等高科技领域。
稀土元素三分法的应用为稀土元素的开发、应用和回收提供了解决方案，为推动稀土产业的发展做出了重要贡献。
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稀土元素在地球化学样品中的含量分析
稀土元素在地球化学样品中的含量分析发布时间：2021-10-12T03:58:54.815Z 来源：《科学与技术》2021年第5月15期作者：张晓峰[导读] 为了大大提高化探仪和样品的化学分析数据质量和样品分析处理速度。
通过1/5万公里区域内的地质矿产资源调查研究项目,采用了带电感器和耦合器的等离子体化学质谱仪(icp-ms)张晓峰海南省地质测试研究中心570206摘要:为了大大提高化探仪和样品的化学分析数据质量和样品分析处理速度。
通过1/5万公里区域内的地质矿产资源调查研究项目,采用了带电感器和耦合器的等离子体化学质谱仪(icp-ms),测试化探测了样品材料中的各种稀土金属元素。
按照该科学研究所的分析方法进行测定的对稀土15种重要元素的分析结果仍然令研究人十分满意。
关键词：稀有元素；化学分析；带电感器一、引言稀土金属化学元素生命周期表也是一个词语它泛指所有稀土金属化学元素在其生命周期表中包括含有诸如镧和钯或铂的一系列的稀土化学元素——镧(la)、铈(ce)、镨(pr)、钕(nd)、钷(pm)、钐(sm)、铕(eu)、钆(gd)、铽(ri'b)、镝(dy)、钬(ho)、铒(er)、铥(tm)、镱(yb)、及镥(lu),以与镧系的15个铂系稀土化学元素密切存在联系及其相关的钇(y)共16种铂系稀土化学元素。
通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕分别称为轻重组稀土合成元素(轻与铈组合成稀土),钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇称为重重组稀土合成元素(重与钇组合成稀土),其中钷(pm)为主要合成稀土元素。
稀土岩和元素岩石具有相似的过程地球化学过程特性,作为当前研究稀土岩石和其他矿物过程地球化学的"示踪剂"。
广泛应用于中国现代大学地质物理科学研究领域。
地球生物科学家的工作者一般认为远古地球的原始微生物质化学成分与古地球粒子和陨石相似。
岩石或地质矿物与其他球粒岩或陨石之间所含稀土物质元素各结构组分的相对质量比值可为深入研究全球地质矿物年龄,揭示地球岩石物质矿物产生成因、成岩矿物成矿的主要地球化学环境条件、物质元素来源、岩浆结构分异及其演化等问题提供有用科学信息。
地球化学稀土元素配分分析
地球化学稀土元素配分分析标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]《地球化学》实习测验REE图表处理及参数计算一、实习目的1、掌握稀土元素组成模式图的制作方法。
2、掌握表征稀土元素组成的基本参数。
3、培养独立查阅文献及处理数据的能力。
二、基本原理1、稀土元素组成模式图1、原子序数为横坐标2、标准化数据为纵坐标3、对数刻度2、表征稀土元素组成的基本参数3、稀土总量4、轻重稀土比值5、轻稀土分异指数6、重稀土分异指数7、铕、铈异常三、实习测验内容1、绘制各类侵入岩的稀土元素组成模式图；2、计算各类侵入岩稀土元素组成的基本参数；3、对已绘制的图表和计算出的数据进行解释。
4、在以上实习内容掌握之后，自行查阅文献一篇，并进行以上3项操作。
四、实习测验步骤1、根据查阅文献数据，找到自己想要的数据表1 蒙库铁矿床岩石、矿石、矿物稀土元素成分分析（ppm）2、选出自己要的数据建立表格表2 稀土元素组成模式图（ppm）3、对数据进行球粒陨石标准化表3球粒陨石标准化后稀土元素组成模式图(ppm)图1 蒙库铁矿床稀土元素配分图5、计算稀土元素基本参数表4 表征稀土元素组成的基本参数6、数据及图表的解析（1）绿帘石：∑REE=，表明稀土元素含量较高；LR/HR=，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=，(Gd/Lu)N=，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。
Eu异常值=，为强正异常；Ce异常值=，表明Ce基本无异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。
（2）磁铁矿矿石：∑REE=，表明稀土元素含量较低；LR/HR=，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=，(Gd/Lu)N=，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。
地球化学稀土元素配分分析
地球化学稀⼟元素配分分析《地球化学》实习测验REE图表处理及参数计算⼀、实习⽬的1、掌握稀⼟元素组成模式图的制作⽅法。
2、掌握表征稀⼟元素组成的基本参数。
3、培养独⽴查阅⽂献及处理数据的能⼒。
⼆、基本原理1、稀⼟元素组成模式图1、原⼦序数为横坐标2、标准化数据为纵坐标3、对数刻度2、表征稀⼟元素组成的基本参数3、稀⼟总量4、轻重稀⼟⽐值5、轻稀⼟分异指数6、重稀⼟分异指数7、铕、铈异常三、实习测验内容1、绘制各类侵⼊岩的稀⼟元素组成模式图；2、计算各类侵⼊岩稀⼟元素组成的基本参数；3、对已绘制的图表和计算出的数据进⾏解释。
4、在以上实习内容掌握之后，⾃⾏查阅⽂献⼀篇，并进⾏以上3项操作。
四、实习测验步骤1、根据查阅⽂献数据，找到⾃⼰想要的数据表1 蒙库铁矿床岩⽯、矿⽯、矿物稀⼟元素成分分析（ppm）2、选出⾃⼰要的数据建⽴表格表2 稀⼟元素组成模式图（ppm）3、对数据进⾏球粒陨⽯标准化表3球粒陨⽯标准化后稀⼟元素组成模式图(ppm)图1 蒙库铁矿床稀⼟元素配分图5、计算稀⼟元素基本参数表4 表征稀⼟元素组成的基本参数6、数据及图表的解析（1）绿帘⽯：∑REE=，表明稀⼟元素含量较⾼；LR/HR=，表明轻重稀⼟元素间发⽣了较⼤的分异，轻稀⼟元素相对富集；(La/Sm)N=，(Gd/Lu)N=，显⽰轻重稀⼟元素内部都发⽣了分异作⽤，轻稀⼟元素分异更明显。
Eu异常值=，为强正异常；Ce 异常值=，表明Ce基本⽆异常；稀⼟元素配分模式为轻稀⼟富集，重稀⼟相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。
（2）磁铁矿矿⽯：∑REE=，表明稀⼟元素含量较低；LR/HR=，表明轻重稀⼟元素间发⽣了较⼤的分异，轻稀⼟元素相对富集；(La/Sm)N=，(Gd/Lu)N=，显⽰轻重稀⼟元素内部都发⽣了分异作⽤，轻稀⼟元素分异更明显。
Eu异常值=，为强正异常；Ce异常值=，位弱Ce异常；稀⼟元素配分模式为轻稀⼟富集，重稀⼟相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。
稀土元素地球化学
• 稀土元素概述 • 稀土元素是指原子序数从57到71的15个镧系元 素，在周期表中属ⅢB族。 • 同族中39号元素钇一般也作稀土元素，同族中 21号元素钪早期也划入稀土元素，但多数将它 排除在外，因为它们在自然界中共生关系不密 切，性质差别也比较大。 • 稀土元素在周期表中占一格位置，其化学性质 极为相似，这是由它们的电子层结构决定的。
稀土元素分组
• 稀土元素根据它们在物理化学性质上的 某些差别，可以将它们稀土。 • 从Gd到Lu，包括Y称为重稀土（HREE） 或钇组稀土。 • 这种分组和稀土元素在岩石矿物中的共 生情况大致相符。
稀土元素分组
• 根据稀土元素的分离工艺，又可将它们 分为三组， • 即铈组稀土、铽组稀土和钇组稀土，分 别称为轻、中、重稀土。 • 铈组有La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm， • 铽组有En，Gd，Tb，Dy， • 钇组有Y，Ho，Er，Tm，Yb，Lu。
沉积岩
• 沉积作用是在一定的构造环境中进行的，不同的构造 环境对沉积岩的稀土元素分配有不同的影响，如地槽 区火山作用的强度和火山产物的成分将明显地影响地 槽沉积物中稀土元素分布。 • 沉积岩的形成时代对稀土元素分布亦有一定影响。早 期地壳沉积物以贫稀土总量、相对富重稀土和富集铕 为特征，晚期沉积物则以稀土总量较高、轻稀土富化、 轻重稀土分馏明显和亏损铕（δEu＜1）为特征。因此 即便成分相似的沉积岩其稀土分配形式可以非常不同。 此外，由于Ce和Eu的变价性质，在不同的沉积环境下 常可造成正或负的异常。
稀土元素在自然界各种岩石中的分布如表5.4所示。表5.4 稀土元素在自然界的分布（单位ppm）
自然界中稀土元素的分布
• 稀土元素在自然界中可形成独立矿物， 共约150种左右， • 常见的、具有工业意义的矿物有独居石、 磷钇矿、褐钇铌矿、黑稀金矿、硅铍钇 矿与易解石等。 • 常见的稀土矿床类型有伟晶岩型、气成 热液型、碳酸岩型、沉积变质型、风化 壳型及砂矿等。
原始地幔稀土配分
原始地幔稀土配分
原始地幔的稀土配分模式通常具有以下特征：
- 轻稀土元素（LREE）相对富集：原始地幔中的轻稀土元素，如镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）等，相对于重稀土元素（HREE）如钐（Sm）、铕（Eu）、钇（Gd）、铥（Tb）等，具有较高的浓度。
- Eu 异常不明显：原始地幔中的 Eu 异常通常不明显，意味着 Eu 在轻稀土元素和重稀土元素之间的分配相对较为均衡。
- 富集大离子亲石元素（LILE）：原始地幔中富含大离子亲石元素，如铯（Cs）、钡（Ba）、锶（Sr）等。
这些元素在地球化学上与稀土元素具有相似的行为，因为它们的离子半径较大，容易与其他元素结合。
- 亏损高场强元素（HFSE）：原始地幔中亏损高场强元素，如铌（Nb）、钽（Ta）、锆（Zr）等。
这些元素具有较小的离子半径和较高的电价，因此在地球化学上具有较高的稳定性，不易与其他元素结合。
需要注意的是，原始地幔的稀土配分模式可能会受到后期地质作用的影响而发生变化，因此实际观测到的地幔稀土配分可能与原始地幔有所不同。
稀土元素的生物地球化学循环
稀土元素的生物地球化学循环稀土元素是指在自然界中分布较为稀少的元素，存在于哑铃状元素周期表的第三个周期中，包括锕系和镧系元素。
稀土元素具有一系列特殊的物理和化学性质，例如良好的磁性、较高的硬度、较高的熔点、较强的稳定性和良好的电学和光学性能，因此在工业、电子、农业和医学等领域具有广泛的应用前景。
稀土元素的生物地球化学循环对环境和生态系统具有重要的影响，因此深入了解稀土元素的生物地球化学循环机制和影响因素具有重要的研究价值和应用前景。
稀土元素的循环路径稀土元素在自然界中存在于岩矿、土壤、水体和生物体中。
岩矿是稀土元素的主要存储和释放方式，其中以花岗岩、玄武岩、火山岩等构成的深层岩石是稀土元素的主要富集体。
稀土元素在地质过程中的富集主要是由于石榴石、长石、角闪石等矿物对稀土元素的亲和性差异所导致，同时还与流体热液和液态石墨中稀土元素的溶解度有关。
岩矿中的稀土元素在地球化学循环中会随着地质作用的变化而释放，形成稀土元素的物质循环的一个重要环节。
稀土元素在水体中主要以溶液的形式存在，同时也可以附着在悬浮颗粒和底泥中。
水体中稀土元素的浓度受到季节变化和地理位置等因素的影响。
稀土元素也可以被生物体吸收和富集，例如在水生生物体中，稀土元素可以被藻类吸收并进一步富集在微小浮游动物中，形成陆海转换流和沉积作用的一个重要环节。
稀土元素在环境中的循环和生物作用过程是稀土元素生物地球化学循环的重要环节。
显微藻、硅藻、蓝藻和绿藻等水生植物对稀土元素的富集作用已被广泛研究。
例如，国内外研究表明，稀土元素在水生植物中的分布模式受到生物-环境因素的共同影响。
与其他营养元素相比，稀土元素在生物有机体中的含量较低，但仍然起到了重要的生物作用和环境影响作用。
稀土元素的生物作用和环境影响主要包括以下几个方面。
首先，稀土元素在光合作用、呼吸作用、有机物合成和能量转化等方面具有生物催化作用，对生物体代谢活动的调节具有重要作用。
其次，稀土元素的不同含量对水生生物的生长、繁殖和寿命等具有影响。
稀土元素在地球化学样品中的含量分析
稀土元素在地球化学样品中的含量分析摘要：地球化学样品中的稀土元素，具有相似的物化特性，常用来作为地球化学研究的示踪剂。
本文研究了地球化学样品中稀土元素含量的分析方法，稀土元素分析采用现代仪器设备进行，手段丰富多样。
从地球化学样品中稀土元素含量分析的特点与方法入手，介绍仪器分析的技术应用，以期为地球化学研究提供参考。
关键词：稀土元素；地球化学样品；含量分析地球化学样品的成分较为复杂，不同元素在不同样品中呈现的物化性质及含量都有所差别。
通过实验来分析地球化学样品中的物质种类，遇到的问题比较复杂。
当前地球化学样品分析大量引入了现代仪器，对仪器的操作和实验数据的分析应仔细谨慎。
地球化学样品分析的物质品类非常广泛，影响分析准确性的因素较多，提高了分析难度，应合理利用现代仪器展开分析，得出准确数据，推导正确的结论，体现现代仪器分析和分析技术的价值。
稀土元素含量测定分析可辅助地球化学样品研究。
稀土元素指的是镧系元素以及与之密切相关的两种元素，共17种元素。
一、稀土元素含量分析在地球化学样品研究中的意义当今稀土元素在战略矿藏储备上的重要意义已经越来越为人们所重视。
我国作为稀土资源大国，近年来在稀土资源的勘探、开采、生产、贸易领域深入耕耘，取得了较大成就，受到多方瞩目。
稀土元素被誉为“工业维生素”，在工业生产领域得到广泛应用。
而稀土在地球化学分析中也占据重要的地位，可以作为示踪剂，对于地球化学研究、地质理论研究、矿产勘探研究等有着极强的推动作用。
稀土元素和地球的地质发展过程联系紧密，参与了地球地质各个阶段的变化，通过测算和分析稀土元素的含量可以了解地球地质变化过程，为地质研究提供参考。
当前测算稀土元素含量采用的电感耦合等离子体质谱分析技术有以下作用：首先，稀土元素在地球化学样品中的含量分析可以通过仪器精确定量。
稀土元素分析的定量化能够解释地球的地质环境和条件，判断其中是否存在矿藏，有助于矿产资源的勘探开发。
根据不同的分析目的，采用不同的分析手段，对不同元素展开同位素分析，通过合理运用分析技术和分析手段来实现分析目的。
08第四章第三节稀土元素地球化学
板 大内 陆 玄 武 岩
a r u b u o d e d y r b
l/itareSophndCm
汉诺坝玄武岩REE球粒陨石标准化配分模式图
分离结晶作用-
岛
REE变化规律
弧
火
山
岩
REE patterns for liquids by Rayleigh fractional crystallization modeling: a. from basalt to andesite, b. from andesite to dacite, and c. from dacite to type 1 rhyolite. Patterns with stars represent calculated liquid compositions.
稀土元素的地球化学
(二) REE组成数据的表示方法 1.数据的标准化 2.REE组成模式图-球粒陨石标准化模式图
一般公认球粒陨石的轻-重稀土元素之间不 存在分异。 采用球粒陨石标准化模式图可使样品中各 REE间的任何程度的分异更(1)稀土元素总量（REE） (2)比值 • LREE/HREE • (La/Yb)N, (La/Lu)N , (Ce/Yb)N, • (La/Sm)N, (Gd/Lu)N (3)异常值 Eu/Eu*(Eu)，Ce/Ce*(Ce)
δEu负异常: •斜长石分离结晶
或 • 源区存在大量
斜长石残留
吉黑东部P2-T1碱长花岗岩REE 标准化模式图
Sample/C1 Chondrite
300 100
10
1
0.1 La Pr
Eu Tb Ho Tm Lu
Ce Nd Sm Gd Dy Er Yb
稀土元素的地球化学循环和应用
稀土元素的地球化学循环和应用地球化学循环是指地球物质在自然界中的不同环境下通过物理、化学作用发生转化和重新分配的过程，是地球物质演化史的基础。
稀土元素是指元素周期表中21号元素镧到71号元素镥之间的元素，共17种，它们在地球化学循环中扮演着重要的角色。
本篇文章将分别从稀土元素的地球化学循环和应用两个方面进行探讨。
稀土元素的地球化学循环稀土元素是构成地壳建盏的重要元素之一，同时也广泛分布于大气、水体和生物体内。
它们与地球化学循环的关联主要表现在以下三个方面。
1. 稀土元素的地球化学循环与地壳物质的形成有关。
地球形成过程中，由于密度差异，大量铁、镍、铂等金属向地心集中，然而稀土元素相对轻薄，散布于上地壳和地幔的表层部分，因此稀土元素含量比地球内部普通介质要高。
此外，火山作用、岩石侵入作用等也是地壳稀土元素的重要来源。
2. 稀土元素参与了海水与陆地之间的质量交换。
海水和大气中均含有稀土元素，其中海洋中稀土元素含量虽不高却非常均衡，这是海洋环境化学研究中稀土元素特殊研究的原因之一。
当陆地上的水体通过风化和流水作用进入海洋中，其中的稀土元素就被抬升到海洋表层，形成稀土海水岩以及稀土淤泥等沉积岩石。
3. 稀土元素与生物体的生长和代谢密切相关。
稀土元素在生态系统中多存在于植物和水生生物体内，它与其他元素一起参与了植物光合作用、呼吸作用、蛋白质合成等过程。
稀土元素的生物循环对生态系统稳定性和可持续发展具有重要意义。
稀土元素的应用稀土元素因其独特的物化性质和广泛的应用前景，被誉为“未来化工原材料百科全书”。
稀土元素的应用分为以下四个方面。
1. 稀土元素在冶金工业中的应用。
稀土元素在冶金行业中广泛应用，特别是在钢铁、有色金属、稀有金属材料等领域具有重要作用。
稀土元素可以改善金属材料的力学性能和化学稳定性，提高材料的高温性能和防腐蚀能力。
2. 稀土元素在电子行业中的应用。
稀土元素的光电性能和磁性能让它成为电子行业中的重要材料之一。
稀土元素地球化学
La
2. 稀土元素的分组
Ce
Pr
2.1 二分法
Nd
Pm
1）轻稀土元素 (LREE，ΣCe族稀土)
Sm
Eu
从La到Eu7个元素
Gd
Tb
2）重稀土元素 (HREE ，ΣY族稀土)
Dy
从Gd到Lu+Y 9个元素
Ho
Er
Tm
Yb
Y
La
2. 稀土元素的分组
Ce
2.2 三分法
Pr
Nd
1）轻稀土元素 (LREE)
全部的REE均显示稳定的正3价状态
2. 稀土元素的离子价态
Eu：[Xe]4f76s2 Eu2+ Yb：[Xe]4f146s2 Yb2+
Ce：[Xe]4f15d16s2 Ce4+
Tb：[Xe]4f96s2
Tb4+
第三节 稀土元素地球化学
一、稀土元素的主要性质
（一）稀土元素及其分组
La-Lu+Y, LREE,HREE,MREE
第三节 稀土元素地球化学
一、稀土元素的主要性质
（一）稀土元素及其分组
La-Lu+Y, LREE,HREE,MREE
（二）稀土元素的性质
1 电子构型 2 离子价态 3 离子半径 4 稀土元素的元素置换 5 稀土元素的分配系数
5. 稀土元素的分配系数
1）特定矿物REE分 配系数的模式一 般不变，数值上 看，富硅体系一 般高于基性体系。
一、稀土元素的主要性质
（一）稀土元素及其分组
La-Lu+Y, LREE,HREE,MREE
（二）稀土元素的性质
第三节 稀土元素地球化学
稀土元素配分曲线
稀土元素配分曲线
稀土元素配分曲线是指在地球化学研究中，描述稀土元素（Rare Earth Elements，简称REE）在地球物质中的分布模式的一种图形表示方法。
稀土元素是指化学周期表中镧系元素的15个成员，包括镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镱（Yb）、镥（Lu）以及伊特饱（Y）。
稀土元素配分曲线通常以正规化（normalized）的形式呈现，即将每个稀土元素的含量除以一个参考元素的含量，常用的参考元素是铁（Fe）或铝（Al）。
这样做的目的是消除样品之间的差异，突出各个稀土元素之间的分布模式。
在稀土元素配分曲线中，横轴表示稀土元素的原子序数，纵轴表示稀土元素的含量。
每个稀土元素的含量以百分比或千分比表示。
通常情况下，配分曲线呈现出一条平缓的曲线，即“右倾曲线”，即从镧（La）到镥（Lu）的含量逐渐递减。
稀土元素配分曲线的形态可以反映地球物质中稀土元素的分馏和分配过程。
例如，正规化后的曲线上升或下降的幅度越大，可表示相对富集或亏损。
曲线的形态特征可以用于识别和区分不同的岩石类型和地质过程，如岩浆来源、岩石演化、地壳物质来源等。
稀土元素配分曲线在地质学、地球化学、矿床学等领域具有重要的应用价值。
通过分析和解释曲线的形态特征，可以推断地球物质的成因、岩浆活动的性质、构造环境等信息，对于地质过程和资源勘探具有重要的指示意义。
稀土元素配分分析
独居石矿、氟碳铈—独居石混合精矿、离子型稀土矿化学分析法十五个稀土元素氧化物配分量的测定电感耦合等离子发射光谱法内蒙古包钢稀土高科技股份有限公司张桂梅杨春红曹俊杰摘要：本方法主要根据独居石矿、氟碳铈—独居石混合精矿、离子型稀土矿的化学成分，对比了浓硫酸、硫磷混酸、碱熔三种不同的溶样方式对测定结果的影响，确定了碱熔的溶样方式。
另外采用轮廓图法考察了稀土共存元素间的干扰情况；对于非稀土杂质的干扰，我们采用浓度近似最大干扰量含量的试液做样品溶液，标准曲线法直接测定该样品溶液中稀土元素的含量。
通过实验我们确定了无干扰或干扰量对分析结果可以忽略不计的谱线为最佳分析谱线，离峰扣背景，标准曲线法直接测定矿产品中十五个稀土元素的配分量；标样测定值与标准值基本符合，测定的含量范围在0.10~60%之间的样品，方法的精密度在0.10~7.14%之间。
关键词：电感耦合等离子发射光谱法；标准曲线法；独居石矿；氟碳铈—独居石混合精矿；离子型稀土矿前言国内尚无独居石矿、氟碳铈—独居石混合精矿、离子型稀土矿十五个稀土元素氧化物配分量测定的分析方法标准，在国内稀土行业中对于稀土氧化物中稀土常量组分的分析分别采用X射线荧光光谱法和电感耦合等离子发射光谱法。
鉴于国内多数企业未购昂贵的X-荧光仪器，另外X射线荧光光谱法操作流程长且繁杂，运行成本高，我们采用电感耦合等离子发射光谱法。
目前市场上各种矿产品对配分分析准确度的要求越来越严格。
为此，我们将通过实验找到影响分析测定的因素，建立稳定的分析检测方法。
实验部分1试剂与仪器1.1 试剂1.1.1 盐酸（ρ1.19g/mL）。
1.1.2 盐酸（1+1）。
1.1.3 盐酸（1+19）。
1.1.4 盐酸（0.0119g/L）。
1.1.5 硝酸 (ρ1.42g/mL)。
1.1.6 硝酸（1+1）。
1.1.7 高氯酸（ρ1.67 g/mL）。
1.1.8 磷酸（ρ1.69 g/mL）。
1.1.9 硫酸（ρ1.84 g/mL）。
地球化学中的稀土元素分析技术
地球化学中的稀土元素分析技术稀土元素是指具有相似的化学性质、在地壳中含量很少、通常需要用高级化学分离技术才能获取的一组元素，共有17种，包括镧、铈、镨、钕、钷、铕、钡、铽、钇、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钆和铽等。
稀土元素在地球化学、地球化学勘探、冶金、环境科学等领域有广泛的应用，例如用于地球化学勘探中的矿物探测、冶金工业中的特种合金制备、环境科学中的废水处理等。
因此，稀土元素分析技术的研究和应用对于上述领域的发展具有重要的意义。
稀土元素分析技术的发展历程自20世纪初以来，稀土元素分析技术经历了多次重要的发展。
20世纪50年代，原子吸收光谱（AAS）技术开始用于稀土元素分析；60年代，红外光谱（IR）和紫外光谱（UV）技术在稀土元素分析中得到了广泛应用。
90年代以来，随着高效液相色谱（HPLC）、气相色谱-质谱联用（GC-MS）和电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）技术的崛起，稀土元素分析技术得到了极大的提升。
HPLC高效液相色谱（HPLC）是指将流动相压缩到高压下进行液相色谱分离。
HPLC技术可以实现对复杂的稀土元素样品进行精确的分析，具有分离效率高、分离速度快的优点。
同时，HPLC技术还能够配合荧光检测器对稀土元素进行定量分析，因此逐渐成为稀土元素分析的主流技术之一。
GC-MS气相色谱-质谱联用（GC-MS）是一种将气态物质进行分离和检测的分析技术。
GC-MS技术以其高分辨率、高灵敏度和高专属性等特点，在稀土元素分析领域中得到了广泛应用。
与传统的AAS技术相比，GC-MS技术可以对大多数稀土元素进行分析，并具有更高的灵敏度和分离能力。
ICP-MS电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）是一种将离子源与质谱分析相结合的分析技术，广泛用于稀土元素分析和其他元素的定量分析。
ICP-MS技术具有灵敏度高、精度高、工作范围广等特点，并可以对各种不同的样品类型进行分析。
相比其他技术，ICP-MS技术在稀土元素分析中更能够达到高精度和准确度的要求。
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《地球化学》实习测验
REE图表处理及参数计算
一、实习目的
1、掌握稀土元素组成模式图的制作方法。
2、掌握表征稀土元素组成的基本参数。
3、培养独立查阅文献及处理数据的能力。
二、基本原理
1、稀土元素组成模式图
1、原子序数为横坐标
2、标准化数据为纵坐标
3、对数刻度
2、表征稀土元素组成的基本参数
3、稀土总量
4、轻重稀土比值
5、轻稀土分异指数
6、重稀土分异指数
7、铕、铈异常
三、实习测验内容
1、绘制各类侵入岩的稀土元素组成模式图；
2、计算各类侵入岩稀土元素组成的基本参数；
3、对已绘制的图表和计算出的数据进行解释。
4、在以上实习内容掌握之后，自行查阅文献一篇，并进行以上3项操作。
四、实习测验步骤
1、根据查阅文献数据，找到自己想要的数据
表1 蒙库铁矿床岩石、矿石、矿物稀土元素成分分析（ppm）
2、选出自己要的数据建立表格
表2 稀土元素组成模式图（ppm）
3、对数据进行球粒陨石标准化
表3球粒陨石标准化后稀土元素组成模式图(ppm)
图1 蒙库铁矿床稀土元素配分图
5、计算稀土元素基本参数
表4 表征稀土元素组成的基本参数
6、数据及图表的解析
（1）绿帘石：∑REE=266.49ppm，表明稀土元素含量较高；LR/HR=4.98，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=2.26，(Gd/Lu)N=1.47，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。
Eu异常值=1.23，为强正异常；Ce异常值=0.95，表明Ce基本无异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。
（2）磁铁矿矿石：∑REE=10.75ppm，表明稀土元素含量较低；LR/HR=3.15，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=1.47，(Gd/Lu)N=0.88，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。
Eu异常值=1.8，为强正异常；Ce异常值=0.84，位弱Ce异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。
（3）块状黄铁矿：∑REE=225ppm，表明稀土元素含量较高；LR/HR=11.27，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=2.61，(Gd/Lu)N=6.19，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。
Eu异常值=2.96，为强正异常；Ce异常值=0.85，为Ce弱异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，Eu正异常明显特征。
五、结论
1、绿帘石、磁铁矿矿石、块状黄铁矿的配分模式具有相似性，均为右倾型，正Eu异常，富集轻稀土元素。
差别在于（1）稀土元素含量，绿帘石和块状黄铁矿具有较丰富的稀土元素，磁铁矿矿石具有较低的稀土元素（2）轻重稀土元素内部分馏程度不同（3）Eu异常程度不同。
以上表明这三种矿石具有相同的成因，不具备多期成矿作用叠加成矿特征。
2、绿帘石、磁铁矿矿石、块状黄铁矿都为较强Eu正异常，表明他们生成于较高温环境下。
表明他们成因为岩浆作用成因。
3、绿帘石为夕卡岩矿石之一，蒙库铁矿床的矿石呈似层状顺层产出，又是高温环境生成。
判断其为岩浆成因夕卡岩，所以矿床为岩浆成因矿床。
参考文献：
新疆蒙库铁矿床稀土元素地球化学及对铁成矿作用的指示——1杨富全,1毛景文,
2徐林刚,3张岩,1刘锋,4黄成林，5周刚，5刘国仁，2代军治
1.中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037
2.中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室，北京 100083
3.宁夏国土资源厅信息中心，银川 750002
4.新疆富蕴县八钢蒙库铁矿采选分厂，新疆富蕴县 836100
5.新疆地质矿产勘探开发局第四地质大队，阿尔泰 836500
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