岩石地球化学一些原理
地球化学演化与岩石地球化学特征研究
地球化学演化与岩石地球化学特征研究地球化学是研究地球与其组成部分之间的相互作用和相互关系的科学分支。
地球化学包括地球周围的大气、水体、地壳和内部的物质组成及其演化过程的研究。
地球物质的演化过程离不开地球化学的研究。
地球化学演化研究的是地球物质在地质时间尺度上的演化过程,即地球从形成到现在的物质变化。
地球形成之初,是一个炽热的球体,随着时间的推移,地球逐渐冷却。
这个演化过程中,地球物质发生了种种变化,如地壳的分化、地球大气和水体的形成等。
地球化学演化研究的就是这些变化的机理和规律。
岩石地球化学特征研究的是岩石成分和结构的地球化学特征。
岩石是地壳的主要组成部分,通过研究岩石的地球化学特征可以了解地壳的组成和演化过程。
岩石地球化学特征的研究对象包括岩石中的元素和同位素组成、矿物的结构和成分等。
通过研究这些特征,可以了解岩石形成的环境和演化的过程,从而推断地壳的演化历史和岩石圈的动力学过程。
地球化学演化和岩石地球化学特征研究对于认识地球的演化历史和了解地球系统的运行机制具有重要意义。
通过研究地球化学演化,可以了解地球的形成和演化过程,揭示地球系统的基本规律。
而通过研究岩石地球化学特征,可以了解地壳的组成和演化过程,从而为认识岩石圈的动力学过程提供了有效的手段。
总之,地球化学演化与岩石地球化学特征研究是地球科学中重要的研究领域,它们为我们了解地球的演化历史和认识地球系统的运行机制提供了重要的科学依据。
只有通过深入研究这些问题,才能更好地保护和利用地球资源,促进人类社会的可持续发展。
地球化学的基本原理与应用
地球化学的基本原理与应用地球化学是一门研究地球各部分以及地球与外部环境间元素、化学物质在地球上的分布、变化和相互关系的学科。
它是地球科学中的一个重要分支,具有广泛的应用领域。
下面将介绍地球化学的基本原理以及其在各个领域的应用。
一、地球化学基本原理1. 元素和同位素:地球化学研究中关注的核心是元素的存在形式和同位素的分布。
元素是组成地球和生物体的基本构成单元,而同位素则可用来追踪地球系统中的物质运移和循环过程。
2. 地质过程:地质过程是地球化学变化的根源。
包括岩浆活动、土壤形成、水文循环、生物地球化学等。
通过对地质过程和地球物质的研究,可以了解地球表层的演化历史和地壳成因。
3. 地球系统:地球是一个复杂的系统,包括大气、海洋、地壳和生物圈等多个组成部分。
地球化学通过研究这些组成部分之间的相互作用,揭示地球系统中物质循环的规律。
4. 化学平衡和反应:物理化学原理是地球化学中的基础。
化学平衡理论被应用于地球化学计算模型的构建,以揭示物质在地球系统中的分布和转化。
二、地球化学的应用领域1. 矿产资源勘探:地球化学可以应用于矿床勘探和矿产资源评价。
通过分析不同元素的分布和同位素组成,可以找到矿床的富集区域和找矿指示。
2. 环境污染与地质灾害:地球化学方法可以用于环境污染物迁移和转化的研究,例如水体中的重金属污染、土壤中的有机物污染等。
同时,地球化学还能够评估地震、火山和滑坡等地质灾害的潜在危险性。
3. 水文地质研究:地球化学可以用于水文地质研究,例如地下水的起源、成分及其与地下水补给区域的关系。
同时,地球化学方法也可以应用于地下水的污染源溯源。
4. 古气候与环境演化:地球化学分析在古气候和环境研究中起着重要作用。
通过分析沉积岩中的同位素组成和微量元素含量,可以重建过去气候变化和环境演化的历史。
5. 生物地球化学和生态系统研究:地球化学可以揭示生物地球化学循环的机制和影响因素,例如元素的生物地球化学循环过程、生态系统中的能量流动与物质转化等。
地球科学岩石循环和地球化学过程
地球科学岩石循环和地球化学过程地球科学是研究地球的成因、构造、地壳物质组成及其变化等现象的一门综合性学科。
而在地球科学中,岩石循环和地球化学过程则是非常重要的研究内容。
本文将从岩石循环和地球化学过程的定义、影响因素、作用机制以及应用价值等四个方面进行探讨,以期对地球科学及相关领域的研究人员和学术爱好者提供一定的参考。
一、岩石循环的定义及影响因素岩石循环是指地球上岩石的形成、变质、风化等过程中不同岩石类型之间的转化过程。
这个过程通常涉及岩石的堆积、岩石圈和地幔的物质交换以及地壳的构造作用等。
岩石循环受到多种因素的影响,包括地壳构造、地质事件、气候变化等。
地壳构造是岩石循环的主要影响因素之一。
它包括地球板块运动、构造变形、火山喷发等形态变化,这些变化将直接影响岩石的形成、组成以及地球表面的地貌特征。
地质事件也是岩石循环的重要驱动因素之一。
例如,地震、山体滑坡、洪水等地质事件会导致地壳中不同岩石类型的重新分布,进而影响岩石循环的进行。
气候变化对岩石循环也有一定的影响。
气候变暖或变冷会导致冰川活动的增减,进而影响高山岩石的风化和侵蚀速度,以及沉积物的沉积过程。
二、地球化学过程的定义及作用机制地球化学过程是指地球上化学元素在岩石圈内的迁移、转化、储存、释放等过程。
这些过程通常涉及土壤形成、水和岩石相互作用等多种地球化学现象。
土壤形成是地球化学过程中的一个重要环节。
岩石的风化作用导致岩石中的化学元素逐渐与其他成分分离,沉积在地壳表层形成土壤。
土壤中的有机质、无机盐等物质在地球化学循环中发挥着重要作用。
水和岩石的相互作用在地球化学过程中功不可没。
水对岩石的侵蚀和溶解作用会导致岩石中的一些元素从固态转化为溶解态,并通过水系迁移传输到其他地区。
同时,岩石中的一些矿物也能吸附水中的元素,形成含有丰富矿化物的矿脉。
地球化学过程还包括岩浆作用、地下水与煤气的相互作用等。
岩浆作用是指在火山作用和岩浆活动的过程中,地壳和地幔中的物质互相交换和转化的过程。
《岩石地球化学》PPT课件
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a. 硅碱图 b. AFM c. FeO*/MgO 对SiO2
~ 30岛弧和大陆弧的1946个 分析数据,主要是火山岩
Data compiled by Terry Plank (Plank
and Sci.
LLeatnt.g, m90u,i3r,4199-38780).Earthh
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现代大洋玄武岩可以按照产出的构造环境分为5类
1 MORB (Mid-Ocean Ridge Basalts),洋壳上部的主体,包括 熔岩和岩墙,并代表大洋辉长岩的初始岩浆。
2 BABB (Back-Arc Basin Basalts),形成于弧后扩张脊。弧后 盆地宽度60-1000km。
3 OPB (Ocean Plateau Basalts),发育于大洋板内环境,形成 范围巨大的、厚的海底熔岩堆积。
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大陆地壳的流变学结构
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大陆地壳的成分结构
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大陆上地壳的组成
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大陆下地壳的主元素组成
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典型地壳的稀土元素组成
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问题一
大陆下地壳的主元素、微量元素和同位素组成特征
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第三章 地壳和上地幔的主要构成岩类及其地球化学
3、上地壳主要岩类的地球化学特征
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第四章 地壳和上地幔的主要构成岩类及其地球化学
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岛弧岩浆活动
岛弧岩浆活动的时空变化
1) 岛弧火山岩存在成分极性,从俯冲带向岛弧方向,依次 出现拉斑玄武岩浆系列、钙碱性岩浆系列和碱性岩浆系列
2) 岛弧岩浆岩的岩石类型多样,主元素有较大的变化范围。
地球化学 岩石地球化学 年代地球化学
地球化学岩石地球化学年代地球化学地球化学岩石地球化学年代地球化学,这可是个大家伙啊!咱们今天就来聊聊这个神秘的话题,看看它到底是个啥东西,又是如何影响咱们的生活呢?咱们得了解什么是地球化学。
简单来说,地球化学就是研究地球内部的物质成分、结构和变化规律的科学。
而岩石地球化学则是研究岩石这种固体地球物质的地球化学性质。
至于年代地球化学嘛,它就是研究地球上不同时期的岩石中所含有的各种元素和化合物的种类和含量,从而推断出那个时期的地质历史。
这些地球化学知识对我们的生活有什么影响呢?其实可大了去了!比如说,咱们吃的水果蔬菜、喝的水、呼吸的空气,都是由地球上的岩石经过漫长的岁月形成的。
所以说,地球化学知识可以帮助咱们更好地了解咱们所生活的这个星球,从而更好地保护它。
咱们来看看地球化学岩石地球化学年代地球化学的一些有趣的例子。
咱们知道地球上有很多种不同的岩石吗?比如说花岗岩、玄武岩、石灰岩等等。
这些岩石的成分和性质都各不相同,它们都是在不同的地质时期形成的。
比如说,花岗岩主要是由石英、长石和云母等矿物质组成,形成于地壳的结晶作用时期;而玄武岩则是由火山喷发时喷出的熔融岩浆冷却凝固而成的,形成于地壳的深成作用时期。
再比如说,咱们知道地球上有很多古老的岩石吗?这些岩石中的元素和化合物可以告诉我们很多关于地球历史的信息。
比如说,通过分析古代岩石中的同位素比例,科学家们可以推测出当时的气候、环境和生物演化情况。
这对于研究地球的演化历程和生命的起源都有着重要的意义。
咱们来说说年代地球化学的一些有趣的现象。
你知道吗?地球上有很多非常古老的岩石,它们的年龄甚至比太阳系还要古老!这些古老的岩石中往往含有一些非常稀有的元素和化合物,比如铱、钌等等。
这些元素在地球上是非常罕见的,因为它们通常只存在于极端条件下。
所以说,通过研究这些古老的岩石中的元素和化合物,科学家们可以更好地了解地球上的元素循环和物质迁移规律。
地球化学岩石地球化学年代地球化学是一个非常有趣且充满挑战性的领域。
岩石地球化学一些原理
花岗岩研究一、花岗岩的系列划分根据花岗岩化学成分划分为准铝(metaluminous)、过铝(peraluminous)和过碱性nous)和亚碱性(peralkaline)的成分分类。
由于花岗岩通常具有较高的Si02含量,一般岩浆岩中的拉斑、钙碱性和碱性系列的划分在花岗岩研究中并不经常被采用。
所以花岗岩的系列划分时只用投K2O-SiO2 和ANK-ACNK就可以了。
碱性-钙碱性-高钾钙碱性和准铝质-过铝质这些系列的划分,是因为通过大量数据证明,这些划分对岩石成因等方面有一些指示意义。
例如:钙碱性花岗岩石是岛弧岩浆活动产物,碱性和过碱性与板内背景有关,过铝质花岗岩石(ACNK要大于1.1)是沉积岩深熔作用形成,尤其是大陆碰撞时期。
二、花岗岩的成因分类MlSAMlsA(即M、I、S和A型)是目前最常用的花岗岩成因分类方案。
其英文分别是I(infraerustal或igneous)、s(supraerustal或sedimentary)、A(alkaline,anorogenie 和anhydrous)和M(mantle derived)。
分类依据:花岗岩的岩浆源区性质划分,及火成岩、沉积岩、碱性岩和有地幔参与成分的源区。
A型特征及成因A型:岩石学和实验岩石学(Clemensetal.,1986;patino Douce,1997)证据表明,A型花岗岩形成温度高,而且部分A型花岗岩形成压力还很低(即较浅部的中上地壳)。
因此,正常的I或者S型花岗岩经分异作用是形成不了A型花岗岩的。
A型花岗岩都表现出低Sr、Eu和富集Nb、Zr等元素的特点,反映其源区存在斜长石的残留(形成的压力较低),因此它也不可能是慢源岩浆分异而来(在极端情况下,慢源岩浆的强烈结晶分异可能会产生有限的低Sr、Eu的碱性岩石,但此时应与大规模的镁铁质岩石伴生),或来源于镁铁质源岩的部分熔融。
A型花岗岩的最重要之处是,如果浅部地壳能够发生高温部分熔融,显然暗示其深部存在热异常,而这大多只会在拉张情况下出现。
岩石地球化学与元素迁移过程
岩石地球化学与元素迁移过程岩石地球化学是地球科学的重要分支之一,涉及研究地球内、地球表层以及与环境之间的物质循环和元素迁移过程。
了解岩石地球化学和元素迁移的过程可以帮助我们更好地理解地球的构造和演化,以及影响环境和人类生活的因素。
一、岩石地球化学的基本概念和原理岩石地球化学是研究地球中各种岩石和矿物中元素的分布、形态及其与地球动力学和环境的相互关系的科学研究领域。
它探讨了地球化学元素的形成、迁移和转换规律,以及岩石与矿物中元素含量和分布的控制因素。
地球地壳是岩石地球化学研究的重点区域。
地壳是地球最外部的固态岩石层,由不同的岩石和矿物组成。
地壳中的元素主要来源于地球内部的岩浆活动和地表的生物活动,它们通过不同的物理、化学和生物过程在地壳中发生迁移和转化。
二、元素迁移过程的类型和机制元素迁移是指元素在地球体系中由一个位置或相中转移到另一个位置或相的现象。
元素迁移的类型包括溶解迁移、扩散迁移、迁移圈和迁移通道等。
1. 溶解迁移溶解迁移是指溶解态的元素在地下水或地表水中随着水流的运动而迁移。
水是地球上一种普遍存在的溶剂,在接触各种岩石和矿物时,会溶解其中的一些化学元素。
通过地下水和地表水的流动,这些溶解的元素可以在地壳中迁移,进而影响到其他环境和生物。
2. 扩散迁移扩散迁移是指元素在地球体系中由高浓度区域向低浓度区域扩散的现象。
当两个区域之间存在浓度差时,元素会沿着浓度梯度扩散,直到达到平衡状态。
扩散的速率受到岩石和矿物的孔隙度、多孔介质的连通性、温度和压力等因素的影响。
3. 迁移圈和迁移通道迁移圈是指某一特定地域范围内的元素迁移共同体系。
在迁移圈中,元素可以通过不同的迁移通道进行迁移。
迁移通道可以是地下水流通的通道,也可以是岩石缝隙中固体物质的迁移通道。
通过研究迁移圈和迁移通道的特征和机制,可以更好地理解元素在地球体系中的迁移过程。
三、岩石地球化学与环境和人类活动的关系岩石地球化学和元素迁移过程对环境和人类活动有重要影响。
地质学中的岩石圈和地球化学循环
地质学中的岩石圈和地球化学循环地球是一个巨大的天体,其表面包裹着许多岩石和土壤。
然而,这些岩石和土壤并不是呈现出随意分布的状态,而是在一个特定的体系下运动着。
这个体系就是地球的岩石圈,它是地球表面的硬壳,由岩石构成。
在地球的岩石圈上,地球化学循环得以实现。
地球化学循环是指在地球大气、水体和岩石圈之间进行元素和化合物的传递和转换的过程。
这个过程涉及到大量的物理、化学和地质学原理,在地球科学领域中有着非常重要和广泛的应用。
地球化学循环的过程主要涉及到三个部分:大气层、水文圈和岩石圈。
大气层是由氧气、氮气、二氧化碳、水蒸气等气体构成的外部层,它通过大气环流和气体的扩散、沉降等过程与其他两个部分相互作用。
水文圈则是指地球表面的水体,如海水、河水、湖水、地下水、雨水等,通过水的循环过程与大气层和岩石圈相互作用。
岩石圈则包括地壳和上部的部分地幔,其中地壳是最薄的岩石层,同样是地球上重要的原材料资源来源,如石油、天然气和各种矿物。
地球化学循环的过程可以通过地质学的方法进行研究和分析。
在地质学中,我们可以使用化学分析技术来研究不同岩石、地球大气、水体和土壤样品中的元素含量和比例。
通过这种方法,我们可以了解不同地质体系中元素的来源、流动和循环的过程。
在地球化学循环的过程中,地壳和上部地幔通过岩石圈循环参与其中。
岩石圈的运动形式主要有三种:岩石熔融成岩、岩石风化成土壤和沉积成岩。
这些过程中通过物理、化学和生物作用使得地球化学过程得以实现。
例如,大气层中的二氧化碳、氧气和水蒸气与岩石圈中的岩浆的形成、火山喷发、地震和地壳运动等过程紧密相关。
此外,地球化学循环还与人类活动有密切的关系。
近年来,随着人类活动的不断增强,地球化学循环的过程发生了较大的改变。
例如,燃烧化石燃料会导致二氧化碳和氮氧化物的排放,这些气体将会影响到大气层中气体的比例和浓度。
过度的开发和使用土地会导致土壤的侵蚀和水的流失,这些都会对地球化学循环产生影响。
火山岩地球化学特征与岩石成因
火山岩地球化学特征与岩石成因火山岩是由火山爆发喷出的岩浆在地表冷却凝固形成的一种岩石。
它的地球化学特征与岩石成因是遗传联系密切的。
首先,火山岩的地球化学特征主要包括岩石组分、矿物成分和岩浆演化过程。
岩石组分是指火山岩中不同矿物的含量和组成。
常见的火山岩组分主要有硅酸盐、含铁和镁铁质矿物以及玻璃。
其中硅酸盐是火山岩中最主要的组分,占据了岩石的绝大部分。
而铁镁质矿物则是指火山岩中富含的含铁和镁铁质的矿物,它们在岩石成因中扮演着重要的角色。
此外,玻璃是火山岩特有的矿物,在火山爆发时由于岩浆迅速冷却形成,具有非晶态的结构。
这些岩石组分决定了火山岩的物理特性和岩石的密度、颜色等。
其次,岩石成因是火山岩地球化学特征的重要方面。
火山岩的成因与火山的地质活动密切相关。
当地幔岩浆在地壳上升过程中,由于地壳内部熔融岩浆的温度和压力上升,导致部分矿物熔融形成岩浆。
当岩浆达到地表时,由于压力的减小和温度的下降,岩浆会迅速冷却凝固,形成火山岩。
岩浆的成因还与板块构造和火山带的分布有关。
例如,火山带上的火山岩主要是由于板块俯冲带上的地壳发生了剧烈活动,产生强烈的火山喷发和地震震动。
这些活动使得地下岩浆活动频繁,导致火山岩的形成。
而在岛弧的构造背景下,由于板块碰撞和俯冲,大量的玄武岩岩浆喷发,形成了火山岛和海岛型火山岩。
火山岩地球化学特征和岩石成因的研究对于了解火山活动和地球的构造演化具有重要意义。
通过对火山岩的地球化学特征进行分析,可以推测出火山岩的源岩类型,进而揭示出板块构造和岩浆演化的过程。
同时,火山岩的成因研究也可以为找矿勘探提供线索。
一些含有金属矿床的火山岩在成岩过程中会富集了金属元素,因此在矿产资源的寻找中,火山岩的特征和成因是重要的参考。
火山岩地球化学特征与岩石成因是地球科学研究的重要领域。
通过对火山岩的组分、矿物和成因的分析,可以揭示出地球演化的过程和构造特征,为地质学、矿产资源勘探和环境保护等领域提供重要的参考。
地球化学与岩石形成的关系
地球化学与岩石形成的关系地球化学与岩石形成之间存在着紧密的联系。
作为地球科学的重要分支之一,地球化学研究了地球内部和表面的化学成分、地球物质的运移和转化过程,而岩石则是地球化学研究的主要对象之一。
岩石的成因和演化过程是地球化学研究的重要内容之一。
首先,地球化学为岩石成因提供了重要的基础。
地球是由各种元素和化合物构成的,地球化学研究了地球内部的元素组成和分布规律。
这些元素和化合物在地球内部的运移和转化,对岩石的形成起着关键作用。
地球化学分析可以帮助我们了解地球内部的元素丰度和组成,从而推测不同岩石类型的成因和演化过程。
其次,地球化学分析可以揭示岩石成因和演化的过程。
岩石是由矿物和岩石组分组成的,每一种矿物和岩石组分都有其特定的化学成分和性质。
通过地球化学分析可以确定岩石中各种元素和同位素的含量,从而推测岩石形成的温度、压力和成因等。
例如,地球化学分析可以确定岩石中一些稀有元素和放射性同位素的含量,从而推测岩石形成的年代和地质背景。
最后,地球化学可以研究地球表层物质与环境的相互作用。
地球化学研究了地球表层的岩石、土壤和水体等的化学特征,揭示了地球表层物质与环境的相互关系。
例如,地球化学分析可以帮助我们了解地壳中各种元素的分布规律,从而预测地球表层的矿产资源分布和利用潜力。
地球化学还可以研究地球表层物质与大气、水体和生物等的相互作用,深入了解地球表层的生物地球化学循环。
综上所述,地球化学与岩石形成之间存在着密切的关系。
地球化学为我们揭示了岩石的成因和演化过程提供了重要的依据,通过地球化学分析可以推测岩石形成的温度、压力和成因等。
地球化学还可以研究地球表层物质与环境的相互作用,揭示了地球表层物质的化学特征和环境变化规律。
通过深入研究地球化学与岩石形成的关系,我们可以进一步了解地球的演化历史和未来发展趋势。
弧后盆地岩石地球化学
弧后盆地岩石地球化学引言:地球化学是研究地球上元素的分布、循环和相互作用的科学。
而弧后盆地岩石地球化学则是地球化学的一个分支,主要研究弧后盆地中岩石的组成、形成机制以及地质演化过程中的地球化学变化。
本文将对弧后盆地岩石地球化学进行详细探讨。
一、弧后盆地的概念弧后盆地是指在造山运动中,弧前的造山带向弧后的拆山区转变时形成的地质构造和地貌单元。
弧后盆地通常位于弧前造山带的后方,是由于地壳的伸展和拆裂形成的。
在弧后盆地中,岩石地球化学的变化是一种重要的研究内容。
二、弧后盆地岩石地球化学特征1. 元素组成:弧后盆地中的岩石通常富含铝、钙、钠、钾等元素,同时富集了稀土元素、铜、铅、锌等金属元素。
2. 同位素比值:弧后盆地中的岩石同位素比值常常显示出明显的变化,比如氧同位素比值的变化可以反映岩石的形成温度和变质程度。
3. 矿物组成:弧后盆地中的岩石通常富含斜长石、角闪石、绿帘石等矿物,这些矿物的组成和含量可以反映岩石的成因和演化过程。
4. 地球化学演化:弧后盆地中的岩石在地质演化过程中经历了多次岩浆活动和变质作用,因此地球化学特征会随着时间的推移而发生变化。
三、弧后盆地岩石地球化学的研究方法1. 野外调查:通过野外地质调查,收集样品并进行野外分析,获得岩石的地球化学特征。
2. 实验室分析:利用光学显微镜、电子探针、质谱仪等设备,对采集的岩石样品进行地球化学分析,获取元素含量、同位素比值等数据。
3. 数值模拟:通过建立数学模型和计算机模拟,模拟岩石的形成过程和地球化学演化过程,从而揭示岩石地球化学的规律。
四、弧后盆地岩石地球化学的意义1. 研究弧后盆地岩石地球化学可以揭示地壳的演化历史,了解地球内部的物质循环和元素分布规律。
2. 弧后盆地岩石地球化学研究对于资源勘探和环境保护具有重要意义,可以指导矿产资源的开发和利用,以及环境污染的防治。
3. 弧后盆地岩石地球化学的研究还有助于预测地震、火山喷发等自然灾害,提高社会的灾害应对能力。
地球化学的基本原理和应用
地球化学的基本原理和应用地球化学是地球科学的一个重要分支,它研究地球化学元素及其同位素在地球系统中的分布、变化和相互作用规律,探索地球内部和外部过程及其对环境的影响。
本文将介绍地球化学的基本原理和应用,并探讨其在环境科学、资源勘探以及地质学等领域的重要性。
一、地球化学的基本原理地球化学的研究基础主要建立在以下几个基本原理的基础上:1. 元素的宇宙起源:地球大部分化学元素的来源可以追溯到宇宙大爆炸的初期。
通过宇宙尘埃的云团和恒星演化过程,元素被逐渐合成并分布到宇宙各处。
2. 地球物质的成因:地球物质主要由岩石、矿物和土壤等构成。
通过研究地球各层物质的成分和性质,可以了解地球形成的历史和地球内部过程。
3. 地球化学元素的分布规律:地球化学元素分布受到地球内部地球化学循环和外部地球化学过程的影响。
研究地球物质中元素的含量和分布可以揭示地球内部地幔对地壳的物质供给和地球壳的物质循环规律。
4. 同位素的地球化学:同位素是具有相同原子序数但质量数不同的同一元素的不同种类。
通过研究同位素的分布和演化过程,可以追溯地球的演化历史、探索地球内部过程、判断化学反应过程以及解释大气和水体中的化学过程。
二、地球化学的应用领域1. 环境科学中的应用:地球化学研究对环境科学具有重要意义。
如通过研究地球化学元素在大气、水体和土壤中的分布和迁移规律,可以评估和监测环境污染,并为环境污染防治提供科学依据。
2. 资源勘探中的应用:地球化学在矿产资源勘探和开发中起着重要的作用。
通过研究地球化学元素的分布规律和同位素特征,可以指导找矿勘探活动,寻找矿床、矿体和矿化带。
3. 地质学中的应用:地球化学在地质学领域的应用广泛。
通过研究地球化学元素在岩石和矿物中的分布和特征,可以揭示地壳演化历史,研究岩石圈和火山作用,以及解释地质灾害等地质现象。
4. 生命科学中的应用:地球化学还应用于生命科学研究。
通过研究地球化学元素在生物体中的分布和转化规律,可以揭示生物地球化学循环的过程,研究生物地球化学效应,探索生物进化和生态系统过程。
岩石地球化学及其应用
岩石地球化学及其应用岩石地球化学是地质科学中的一个重要分支,是关于岩石的成分、构造和演化的一门科学。
成为岩石地球化学家需要了解地球物质的本质,掌握物质的化学性质和物理特性,并能有效分析、测试、输出有关信息。
岩石地球化学既有理论依据,又有广泛的应用价值,占地质科学中相当重要的一席之位。
一、岩石地球化学概述岩石地球化学的主要研究对象——岩石是地球的重要组成部分,对了解地球演化和构造有重要的意义。
因此,岩石地球化学是以研究岩石化学组成和物理结构分析为目标的科学。
这其中,英特纳蒂质量分析和X射线粉末衍射技术是岩石地球化学的重要手段。
1、英特纳蒂质量分析英特纳蒂质量分析是岩石地球化学中常用的分析方法,可以分析出几十种元素,如碳、氧、铜、锡、铅、钴等等。
这种分析方法是基于质谱原理的,将样品分解,然后利用质谱仪对分子、原子离子比进行分辨。
其分辨的精度和灵敏度相对于其他分析方法是较高的。
2、X射线粉末衍射技术X射线衍射技术是通过X射线衍射实验来分析样品晶体结构的方法。
在岩石地球化学研究中,这种方法常用来判断晶体内部的微观结构和化学成分,用以评估岩石组成、演化与性质。
这种技术同样也可以使用在非晶态、流态或块态材料如高分子、纤维素等中,是一种有广泛应用的分析方法。
二、岩石地球化学应用岩石地球化学应用十分广泛,涉及到地球表层构造、矿产开发、环境资源与污染、石油勘探等多个领域。
1、地球表层构造岩石地球化学应用于地球表层构造领域,可以分析表层的岩石和矿物成分,确定其演化变化历史。
通过岩石地化学以及颗粒物的微小构造分析,可以判断出在板块运动过程中被隔离的岛国地质区以及发生的地震带。
并通过这些发现,了解到地球的构造演变和变化历史。
2、矿产开发岩石地球化学的分析可以结合不同地质环境,确定岩石和矿物成分、含量、性质等数据的研究方法。
此外,通过岩石矿物数据分析,可以判断出不同时期矿床的形成过程、所在位置以及矿山中矿物成分的区别。
而矿物成分的分析结果对后续矿产开发中的探矿、选矿、精炼等作业具有参考意义。
勘查地球化学考试专用知识点总结
勘查地球化学复习要点一、勘查化学原理1.各类岩浆岩中化学元素的丰度岩浆岩中元素丰度的变化规律具有重大的找矿意义,某种元素的内生矿床总与该元素丰度最高的岩浆岩有成因关系。
如Cr、Ni矿床产在超基性岩中,V、Ti 矿床与基性岩有关,U、Th矿床与花岗岩有关等。
喷出岩中微量元素的分异程度应当比侵入岩中低。
因此,酸性喷出岩与酸性侵入岩的区别,就在于前者的亲基性岩元素含量较高而亲酸性岩元素含量较低。
对于超基性岩来说,情况正好相反。
某地质体的平均含量与克拉克值相比称为浓度克拉克值,所以,某元素浓度克拉克值>1,表示它相对富集或集中,<1则为亏损或分散。
超基性岩(SiO2 <45%)、基性岩(SiO2 45-53%)、中性岩(SiO2 53-66%)和酸性岩(SiO2 >66%)。
2.各岩类的标型元素组合为:超基性岩元素,典型代表是Cr、Ni、Co、Mg及Pt族。
基性岩元素,Cu、Fe、V、Ti、P、Mn、Ca、Sc、Sb等。
亲中性岩元素,Al、Ga、Zr、Sr等。
亲酸性岩元素,种类最多,以Li、Be、Ta、U、Th、K、Rb、Cs、F、B为代表。
碱性岩以富含Nb、Ta、Be及REE(稀土元素)为特征。
3.一般共生关系:K-RbCa-SrAl-GaZr-Hf Si-GeNb-Ta TR-Pt-Ru-Rh-Pd-Os-Ir4.残余原生矿物:大多数火成岩和变质岩的矿物都不稳定,在所有分解阶段都可呈风化残余产物的常见组分出现。
5.次生矿物原生硅酸盐矿物经过化学风化、生物风化后,形成一系列新生次生矿物。
这些次生矿物主要是粘土矿物类及铁、锰、铝的含水氧化物。
几乎所有的次生矿物的颗粒都极细小,一般都小于0.02㎜。
6.地球化学背景和异常地球化学中的异常是指某一区段的地球化学特征明显不同于周围无矿背景区的现象。
按异常成因来分类:a.原生异常:狭义的讲原生异常是内生作用过程中形成的异常,广义的原生异常(原生晕)还包括有沉积岩中的地球化学异常,指的是赋存于周围岩石中的地球化学异常。
岩石地球化学讲义
《岩石地球化学》讲义-24熔离作用 (liquation) 或岩浆不混溶作用(melt immiscibility)岩浆冷却或上升减压时,原来均匀单相的熔体有时会分解成两个成分不同的熔体相。
这一过程成为熔离作用 (liquation),它是由岩浆的不混溶性质所决定的。
这一过程类似于碱性长石的出溶。
分裂的组分一个偏酸性一个偏基性,或者一个是富Fe,Ni硫化物的熔体(有利于成矿),一个为硅酸盐岩浆。
这部分研究相对较弱(一些情况将在微量元素部分介绍)。
5岩浆混合作用(mixing, mingling )两个成分不同的岩浆发生混合,由于混合方式和混合比例的差异也使混合形成的岩浆成分有很大的变化。
福建沿海平潭岛上的I型花岗岩被认为是岩浆混合作用的产物。
周新民和董传万等从野外地质学,矿物学和岩石地球化学证实了花岗质岩浆受到玄武质岩浆混合的存在。
6沉积岩中的混合作用 (Mixing in sedimentary rocks)Trends on variation diagrams for sedimentary rocks may result from the mixing of the different ingredients which constitute the sediment. Bhatia (1983), in a study of turbidite sandstones from eastern Australia, shows Harker diagrams in which there is a change in mineralogical maturity, i.e. an increase in quartz coupled with a decreas in the proportions of lithic fragments and feldspar (Fig 1-18).Fig 1-18 Harker variation diagrams for quartz-rich sandstone suites from eastern Australia (Bhatia, 1983). The increase in SiO2inflects an increased mineralogical maturity, i.e. a greater quartz content and a smaller proportion of detrital grains.Argast and Donnelly (1987) 认为在成分变化图上,如果二元组分(x 轴,y 轴)密切相关(线性变化),则可能反映的是该套沉积岩是由两种矿物组分混合的。
板岩的岩石地球化学特征及其成因探讨
板岩的岩石地球化学特征及其成因探讨板岩是一种典型的变质岩,其地球化学特征及成因是地质学领域中备受关注的话题。
在本文中,我们将探讨板岩的地球化学特征及其可能的成因。
首先,我们来了解一下板岩的定义和组成。
板岩是一种粘结性较强的岩石,主要由石英、黏土矿物、云母等颗粒状矿物组成。
它通常呈现出层状结构,形成于地壳深部的高温高压环境中。
板岩的颜色多样,可以是灰色、黑色、蓝灰色等,具有较高的抗压强度和耐久性。
接下来,我们来详细探讨板岩的地球化学特征。
首先,板岩富含铝、钾、钠等元素,具有较高的硅含量。
这是因为板岩的原岩往往是沉积岩,其中含有丰富的铝、钾等元素。
经过变质作用后,这些元素在矿物和新生矿物中得到富集。
此外,板岩还含有少量的钙、镁、铁等元素。
板岩的矿物组成也是其地球化学特征之一。
板岩中的主要矿物有石英、绢云母、白云母、长石等。
其中,绢云母和白云母是变质作用的产物,它们在高温高压的环境下形成。
此外,板岩中还普遍富含硫化物矿物,如黄铁矿、黄铜矿等。
关于板岩的成因,有几种可能的解释。
第一种解释是板岩的形成与区域变动构造有关。
在构造活动剧烈的地区,地壳会发生褶皱和断裂,导致板岩的形成。
这种解释可以解释板岩的层状结构和较高的抗压强度。
第二种解释是板岩的形成与蚀变作用有关。
在富含铝、钾等元素的沉积岩中,地下水的蚀变作用会使岩石中的矿物重新组合,形成板岩。
这种解释可以解释板岩富含铝、钾等元素的地球化学特征。
第三种解释是板岩的形成与岩浆活动有关。
在火山带和热液活动区域,岩浆和热液的作用会使原岩发生变质,形成板岩。
此外,板岩的地球化学特征还可以提供有关地质历史和地质环境的重要信息。
通过对板岩中的同位素、稀土元素等地球化学特征的研究,可以揭示地球深部的物质循环和岩石圈的演化过程。
此外,板岩中的古生物化石可以为古地理环境和古气候提供重要的证据。
总之,板岩的地球化学特征及其成因是一个复杂而有趣的研究课题。
通过对板岩的地球化学特征的了解,我们可以更好地理解地球的演化过程和地质环境。
地球化学的基本原理与研究方法
地球化学的基本原理与研究方法地球化学是研究地球各种元素、同位素在地球内外相互分配的科学,是研究地球层、地表、水体和大气中元素和同位素组成、分布和迁移规律的学科。
地球化学研究的主要内容包括物质来源、地球化学过程、地球化学时标以及地球化学计量等方面。
本文将介绍地球化学的基本原理与研究方法。
一、地球化学的基本原理地球化学研究以元素和同位素为研究对象,其基本原理可以概括为以下几点:1. 元素循环:地球上的元素在不同的地球系统之间进行循环。
例如,在岩石圈中,元素经历了岩浆作用、岩石风化和沉积作用等过程,不断地在地球系统中迁移和转化。
2. 同位素分馏:同位素分馏是地球化学中的重要现象。
同位素的分馏是指在地质、化学或生物过程中,不同同位素的分布比例发生变化。
通过研究同位素分馏过程,可以揭示地质、化学和生物时间尺度上的环境变化和地球演化过程。
3. 地球系统的开放性:地球系统是开放的,并与外部环境进行物质交换。
例如,大气中的的氧气可以通过生物作用与地壳中的氧发生反应形成氧化物。
这些交换过程对地球系统的物质组成和环境变化产生重要影响。
二、地球化学的研究方法地球化学研究方法是通过采集地球样品,利用实验室中的仪器设备对样品中的元素和同位素进行分析,来揭示地球化学特征和环境变化。
主要的研究方法包括:1. 野外样品采集:地球化学研究通常需要采集岩石、土壤、水体、大气等不同类型的地球样品。
采集样品的方法要求采集的样品具有代表性,以保证研究结果的可靠性。
2. 样品前处理:采集到的地球样品需要进行前处理,包括样品的破碎、磨粉、溶解等步骤。
这些前处理工作是为了获得样品中的溶液或粉末,以便进行后续的元素和同位素分析。
3. 元素分析:地球化学研究中常用的元素分析方法包括原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法和质谱法等。
这些方法可以对地球样品中的元素进行准确的定量和定性分析。
4. 同位素分析:同位素分析是地球化学研究中重要的手段,通过测量同位素的比例来研究地球化学过程。
地球化学与岩石形成揭示不同岩石类型的地球化学成因
地球化学与岩石形成揭示不同岩石类型的地球化学成因岩石是地球上最基本的构成成分之一,不同岩石类型具有不同的物理和化学特征。
地球化学和岩石形成过程相互关联,通过分析岩石中的地球化学成分,我们可以了解到岩石的形成和演化过程。
本文将通过地球化学的角度,揭示不同岩石类型的地球化学成因。
1. 火成岩的地球化学成因火成岩是由熔融状态下的岩浆冷却凝固而形成的。
岩浆的成分和演化过程对岩石的地球化学特征起着决定性的作用。
不同成因的岩浆具有不同的地球化学成分特征。
例如,富含硅的花岗岩主要是由部分熔融的地壳物质形成,因此其地球化学成分中富含铝、硅等元素。
而玄武岩则是由岩石圈上地幔物质上升形成的,富含镁、铁等元素。
2. 沉积岩的地球化学成因沉积岩是由沉积作用将岩屑物质或溶解质从地表搬运沉积而形成的岩石。
沉积作用的过程以及沉积物来源对岩石的地球化学特征有重要影响。
例如,海相沉积岩主要是由海洋中的有机质、碳酸盐等沉积物质形成,其地球化学成分中常含有有机碳、钙、镁等元素。
而湖相沉积岩则主要受到湖泊的径流影响,其地球化学成分中可能富含铁、硫等元素。
3. 变质岩的地球化学成因变质岩是在高温高压条件下,前驱岩石在固态下发生变质作用而形成的。
变质作用通过变质矿物的形成和岩石组分的重组,改变了岩石的化学成分。
例如,片麻岩是由岩石圈深部的高温高压作用下形成的,其地球化学成分中富含铝、钠、钾等元素。
而石英片岩则是在较低温度和压力下发生变质作用,地球化学成分中以二氧化硅为主。
4. 岩浆岩与变质岩的互相影响在地壳的构造活动中,岩浆岩和变质岩往往会发生相互作用,导致地球化学成因的复杂性。
例如,俯冲带中的岩浆和变质过程形成的斜长岩。
这些岩石具有复杂的地球化学成分,比如含有高浓度的钠和钾,并富含铝、硅等元素。
这种复杂的地球化学成因可能形成其特有的岩石类型。
综上所述,地球化学和岩石形成过程密切相关。
通过分析岩石的地球化学成分,我们可以了解到不同岩石类型的地球化学成因。
地球化学与岩石学揭示岩石成因与演化的化学指示物
地球化学与岩石学揭示岩石成因与演化的化学指示物地球化学和岩石学是研究岩石成因和演化的重要学科领域。
通过分析岩石中的化学指示物,我们可以了解岩石形成的过程以及地球内部的物质循环。
本文将介绍地球化学和岩石学在揭示岩石成因和演化方面的应用,并重点讨论一些常见的化学指示物。
一、地球化学与岩石学的概念和意义地球化学是研究地球化学元素及其同位素在地球上的分布、循环和演化规律的学科,而岩石学则是研究岩石的形成、组成和变化过程的学科。
这两个学科紧密联系,相互促进,对于理解地球的演化历史和地质过程具有重要意义。
地球化学和岩石学的研究对象主要是地壳中的岩石和矿物。
通过分析岩石和矿物中的各种元素和同位素的含量和组成特征,地球化学家和岩石学家可以揭示岩石的成因和演化历史。
同时,地球化学和岩石学还可以为寻找矿产资源、勘探矿床和预测地震活动等提供重要依据。
二、常见的化学指示物及其应用1. 同位素组成同位素是指具有相同原子序数但质量数不同的元素。
不同同位素之间的分布和比例可以反映物质地质过程中的各种变化。
以铅同位素为例,不同来源的铅具有不同的同位素组成,因此可以通过测定样品中的铅同位素比例来判断岩石的起源。
2. 微量元素微量元素通常在岩石中的含量非常低,但它们在岩石成因和演化中起着重要作用。
例如,锶同位素在岩石中的分布可以用来追踪地壳演化和岩浆活动。
镁和铁的含量和比例可以揭示岩石的成因和变质程度。
3. 稀土元素稀土元素是指化学元素周期表中镧系元素的15个元素。
岩石中稀土元素的含量和分布可以提供关于岩石成因和熔融作用的重要信息。
通过分析样品中稀土元素的含量和配分特征,可以判断岩石的来源和形成环境。
4. 放射性同位素放射性同位素是天然界中存在的具有放射性衰变性质的同位素。
例如,钾-钕和铀-铅同位素的测定可以用来确定岩石的年龄。
通过测定样品中放射性同位素的含量和比例,可以计算出岩石的形成时间,从而揭示地质历史。
三、地球化学与岩石学的应用领域地球化学和岩石学的研究方法和成果在多个领域得到广泛应用。
地球化学对岩石成因及变质作用的解析
地球化学对岩石成因及变质作用的解析地球化学是研究地球上元素分布、演化和地球化学过程的学科,对于岩石成因及变质作用的解析具有重要意义。
本文旨在探讨地球化学在揭示岩石成因及变质作用中的应用,并从不同的角度进行分析和论述。
一、地球化学在岩石成因研究中的应用1. 元素分布及相互关系的分析地球化学通过测定不同岩石中的元素含量,揭示了元素在地壳中的分布规律。
这一研究方法有助于确定岩石来源及形成机制。
例如,通过分析地壳不同层位的元素含量和比例,可以推测岩石的来源及演化历史,进而推测地壳的演化过程。
2. 同位素的应用同位素是具有相同原子序数但质量数不同的同种元素。
地球化学通过对岩石中同位素的测定,可以揭示岩石成因的信息。
例如,同位素年代学方法可以用于确定岩石的年龄,揭示地壳演化的历史。
此外,同位素比值的测定还可以推断岩石来源、物质循环过程等重要信息。
3. 元素地球化学分馏的研究元素地球化学分馏是指在地球化学过程中,元素所经历的分配、分离和富集过程。
地球化学通过对元素富集和分馏的研究,可以揭示不同岩石成因过程中元素的迁移、富集和排放过程。
这对于研究岩浆岩成因过程及构造运动具有重要意义。
二、地球化学在岩石变质作用中的应用1. 化学变质过程的解析地球化学可以通过分析岩石中不同阶段的化学成分变化,揭示岩石变质作用的类型和程度。
例如,通过测定变质岩中的矿物组成及其化学成分,可以判断变质作用的温度、压力、流体及反应物质来源等信息。
2. 元素迁移与赋存状态的研究岩石变质过程中,元素的迁移和赋存状态会发生变化。
通过地球化学的研究,可以揭示岩石中元素的迁移路径和富集特点,进而推断变质作用的类型和阶段。
例如,变质作用中的流体活动对元素的迁移和赋存状态有重要影响,地球化学的研究可以帮助揭示这一过程。
3. 岩石变质指标的建立与应用地球化学可以根据岩石中不同元素的含量和比值,建立各种变质指标,用于研究和划分变质作用的类型和程度。
例如,变质指标包括指示高压变质、低压变质、区域变质等的元素比值,通过地球化学的分析,可以判断变质作用的类型和程度。
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花岗岩研究一、花岗岩的系列划分根据花岗岩化学成分划分为准铝(metaluminous)、过铝(peraluminous)和过碱性nous)和亚碱性(peralkaline)的成分分类。
由于花岗岩通常具有较高的Si02含量,一般岩浆岩中的拉斑、钙碱性和碱性系列的划分在花岗岩研究中并不经常被采用。
所以花岗岩的系列划分时只用投K2O-SiO2 和ANK-ACNK就可以了。
碱性-钙碱性-高钾钙碱性和准铝质-过铝质这些系列的划分,是因为通过大量数据证明,这些划分对岩石成因等方面有一些指示意义。
例如:钙碱性花岗岩石是岛弧岩浆活动产物,碱性和过碱性与板内背景有关,过铝质花岗岩石(ACNK要大于1.1)是沉积岩深熔作用形成,尤其是大陆碰撞时期。
二、花岗岩的成因分类MlSAMlsA(即M、I、S和A型)是目前最常用的花岗岩成因分类方案。
其英文分别是I(infraerustal或igneous)、s(supraerustal或sedimentary)、A(alkaline,anorogenie 和anhydrous)和M(mantle derived)。
分类依据:花岗岩的岩浆源区性质划分,及火成岩、沉积岩、碱性岩和有地幔参与成分的源区。
A型特征及成因A型:岩石学和实验岩石学(Clemensetal.,1986;patino Douce,1997)证据表明,A型花岗岩形成温度高,而且部分A型花岗岩形成压力还很低(即较浅部的中上地壳)。
因此,正常的I或者S型花岗岩经分异作用是形成不了A型花岗岩的。
A型花岗岩都表现出低Sr、Eu和富集Nb、Zr等元素的特点,反映其源区存在斜长石的残留(形成的压力较低),因此它也不可能是慢源岩浆分异而来(在极端情况下,慢源岩浆的强烈结晶分异可能会产生有限的低Sr、Eu的碱性岩石,但此时应与大规模的镁铁质岩石伴生),或来源于镁铁质源岩的部分熔融。
A型花岗岩的最重要之处是,如果浅部地壳能够发生高温部分熔融,显然暗示其深部存在热异常,而这大多只会在拉张情况下出现。
因此,A型花岗岩是判断伸展背景的重要岩石学标志。
判别依据:从矿物学来讲,角闪石、董青石和碱性暗色矿物是判断上述ISA 型花岗岩的重要矿物学标志,而白云母和石榴石并不能有效鉴定S型花岗岩(Miller,1985)。
特征矿物分别是:I型花岗岩—角闪石、S型花岗岩—堇青石、A型花岗岩—碱性暗色矿物例,如钠闪石一钠铁闪石、霓石一霓辉石、铁橄榄石等厘定A型花岗岩的重要矿物学标志。
从地球化学方面来判别不同类型花岗岩,首先根据花岗岩含铝指数ACNK=Al2O3/(CaO+ Na2O+ K2O)摩尔分数比=1.1来区分I型和S型花岗岩,根据ANK-ACNK图解可以判别。
但这个判别标志不能区分高分异I型和S型花岗岩(Chappell,1999;吴福元等,2007),Chappell(1992、1999)认为P2O5、Th、Ba、Rb、Pb等元素可用来判别I型和S型花岗岩(HARKER图解)。
从P2O5 vs. SiO2和Pb vs. SiO2变化趋势图中可以看出,每个矿区岩体样品点大致与I型花岗岩变化趋势相似。
需要更多图I型和S型花岗岩演化趋势(据Chappell和White,1992)如果样品落入I型区域,进一步判别花岗岩属于I型还是A型。
根据Whalen.et.al(1987)FeO*/MgO vs.(Zr +Nb + Ce +Y)和(K2O+Na2O)/CaO vs.(Zr +Nb + Ce +Y)图解。
图花岗岩Zr+Nb+Ce+Y- FeO T/MgO、Zr+Nb+Ce+Y-(K2O+Na2O)/CaO图解(据Whalen.et.al.,1987)FG:分异花岗岩;OGT: 未分异花岗岩(I-S型)Collins et al.(1982)提出A型花岗岩具有较高的Nb、Ga、Y和REE,故也可以根据SiO2-Ce、SiO2-Nb、SiO2-Y和SiO2-Z,来判别A和I型花岗岩。
图I型和A型花岗岩SiO2-Ce、SiO2-Nb、SiO2-Y、SiO2-Zr判别图解(collins et al., 1982)ISMA对构造背景的指示意义:虽然ISMA花岗岩最初只是成因分类,但大量研究表明花岗岩成因类型既可以反映岩浆源区的性质,而且还可以判别岩浆形成时构造环境。
不同成因类型的花岗岩都与特定的构造环境有关(Picher,1983)。
S型花岗岩是大陆碰撞产物,I型花岗岩是科迪勒拉山系和后造山抬升形成(e.g. Beckinsale, 1979; Pitcher, 1983)。
为了强调区别,他又划分A和M型花岗岩来分别区别非造山和洋弧背景。
目前研究表明大多数A型花岗岩都形成于造山后,属于I型里一种特殊类型。
(M型包括大洋斜长花岗岩,洋脊形成的蛇绿岩套中富钠的花岗岩)。
但是I S M A型花岗岩对构造背景的判别只是起到参考作用。
成因类型特征矿物岩石系列形成背景碰撞花岗岩黑云母,角闪石作为暗钙碱性,准铝质到轻微I型花岗岩花岗岩的构造背景判别通常分为洋脊花岗岩(ORG),火山岛弧花岗岩(VAG),板内花岗岩(WPG)和碰撞花岗岩(COLG)。
构造判别图解常用的有以下几个:图6 花岗岩微量元素构造环境图(底图据Pearce,1984)VAG-火山弧花岗岩;ORG-洋中脊花岗岩;WPG-板内花岗岩;Syn-COLG-同碰撞花岗岩;①地幔斜长花岗岩;②破坏性活动板块边缘(板块碰撞前)花岗岩;③板块碰撞后隆起期花岗岩;④造山晚期花岗岩;⑤非造山区A型花岗岩;⑥同碰撞花岗岩;⑦造山期后A型花岗岩TAS 投图1. 所有的数据都去除了烧失量2. TAS 适用于未蚀变的火山岩。
TAS 对蚀变岩石的应用Sabine et al. (1985)有所讨论,他发现许多低变质的岩石可以使用TAS 。
3. H2O>2%,CO2>0.5%的岩石投TAS 时要怀疑其准确性,并且要去除烧失量后才能投图。
4.FeO /Fe2O3的比率是作为分析的一个标准。
如果比率并没有,就要按照Le Maitre (1976)的方法来计算。
稀土微量元素性质所有原理都基于元素的分配系数。
尽量少用常量元素,影响大。
微量元素更准确一些。
① Ba 在黑云母和钾长石中的分配系数最大②Ti 在角闪石、黑云母中的平均分配系数分别为7.1和35.5③Sr 在斜长石、磷灰石中分配系数最大④Nb 、Ta 、Ti 、P 的亏损则暗示了岩浆源区曾受到地壳物质或俯冲残留洋壳流体的混染和交代(Fitton JG, James D, Leeman WP . Basic magmatism associated with the late Cenozoic extension in the western United States. Compositional variations in space and time. Lithos, 1991,120(3):221-241)由于花岗岩中Sr 和Ba 主要以类质同相的形式替代斜长石、钾长石与黑云母中的Ca 和K ,Sr 和Ba 的亏损应与斜长石、钾长石和黑云母的分离结晶作用有关或与源区中的残留有关,这与岩体富含钾长石斑晶和黑云母现象一致。
Sr 的富集可以通过钾长石斑晶的存在解释。
图(13)Hf-Rb-Ta 图解(Harris et al.,1986)图(14)Th/Hf-Ta/Hf 图解 ( Schandland Gorton, 2002 )P 以类质同像取代Si,Nd取代CaNb、Ta 为一对互代元素,一般情况下不会发生分馏(球粒陨石和原始地幔的Nb/Ta 比值为17.5,正长花岗岩是11),壳幔分离时,Ta 明显在地壳中富集而Nb 亏损,因此,Nb/Ta比值可以指示岩浆形成时地壳组分的参与程度,后太古代大陆地壳的平均值11如果Nb/Ta比值接近17.5时,说明其幔源性质明显。
如果远小于17.5,说明源区地壳性质更明显。
Zr/Hf花岗岩一般在33~40⑤石榴石强烈富集HREE,角闪石强烈富集MREE(吴福元等,2002)图3 花岗岩REE配分型式和微量元素蛛网图(Sun and McDonough,1989)当HREE强烈亏损,无铕异常或正异常暗示源区由石榴石+辉石组成,残留相为榴辉岩;HREE平坦分布,说明源区可能有角闪石残留,残留相为角闪榴辉岩或含角闪石的辉石岩;HREE亏损或平坦型,有弱点负铕异常,说明残留相有少量斜长石存在,残留相为含斜长石的榴辉岩或麻粒岩。
(残留相与压力的关系见第六部分)由于花岗质岩岩浆通常为晶粥体(Pitcher,1997),其发生分离结晶作用的可能性大为降低,故稀土元素的亏损更有可能与源区的残留有关。
大洋斜长花岗岩具有高HREE(Yb在2-30ppm),中等到低的负铕异常,很低的Sr,可以理解为辉长岩加水部分熔融形成(张旗,2001)。
稀土元素通常富集Rb,Th,U等大离子亲石元素LITE,贫Nb,Ta,Ti,P等高场强元素HFSE。
Ba不一定,有时候亏损,有时候富集。
(HFSE:Nb、Ta、Zr、Hf、Nb、P、Th、HREE、Th、Ce、U、Pb4+、Ti等。
这些元素地球化学性质一般较稳定,不易受变质、蚀变和风化作用等的影响,因此常用来恢复遭后期变化岩石的原岩性质;LITE:K、Rb、Sr、Ba、Cs、Pb2+、Eu2+);稀土元素解释主要是岩浆残留相和形成运移过程中的分离结晶两个方面残留相能指示该岩浆形成时发生的岩性和深度(上、下地壳或地幔)。
再结合构造背景进而讨论动力学背景。
众多资料表明,中酸性岩浆岩的Sr和Yb是两个非常有意义的地球化学指标,根据Sr=400×10-6和Yb=2×10-6为标准可以划分出5类花岗岩,即:高Sr低Yb、高Sr高Yb、低Sr低Yb、低Sr高Yb和非常低Sr高Yb型花岗岩(图)。
埃达克岩adakite特征是SiO2>56%,Al2O3>15%,MgO<3%,Sr>400×10--6,LREE富集,HREE亏损,Yb<1.9×10-6,Y<18×10-6,无明显的负铕异常。
按张旗(2006)属于高Sr低Yb型花岗岩,其实只要源区有石榴石残留,都应当是高Sr低Yb型的。
六、花岗质岩浆起源的温压条件花岗质岩浆起源的温度研究(即温度多少下可以形成花岗质岩浆)岩浆在早期结晶时的温度可以近似代表岩浆形成时的温度,目前使用的方法主要是锆石饱和温度计算和锆石钛温度计(研究较少)(吴福元,2007)。
Miller et al.(2003)根据锆石饱和温度提出热(hot)和冷(Cold)花岗岩。
前者温度在840°左右,含源区残留物较少,其形成主要跟外来热加入有关。