稀土元素地球化学

Sm
0.007 0.05
Eu
0.007 0.05
Dy
0.013 0.15
Er
0.026 0.23
Yb
0.049 0.34
Lu
0.045 0.42
Data from Rollinson (1993).
Cpx Garnet Plag Amph Magnetite
0.031 0.042 0.071 0.29
活动大陆边缘岩浆岩 的稀土元素配分型式
大陆碱性岩浆岩的 稀土元素配分型式
3.2c 岩浆过程的鉴别与模拟计算
F
溶体
源岩含80%橄榄石、 10%斜长石、10% 单斜辉石
源岩
残留体
石榴石二辉橄 榄岩部分熔融
第四部分
微量元素地球化学研究 的主要思路和方法综述
微量元素地球化学研究的主要思路和方法综述
0.056 0.001 0.148 0.544 2
0.092 0.007 0.082 0.843 2
0.230 0.026 0.055 1.340 2
0.445 0.102 0.039 1.804 1
0.474 0.243 0.1/1.5* 1.557 1
0.582 1.940 0.023 2.024 1
4.2 元素协变图
22
Al2O3
17
10
MgO
5
12
FeO* 10
5
0 15
10 CaO
5
0
6
Na2O
4
0 4
3
K2O
2
2
1
0
0
45 50 55 60 65 70 75 45 50 55 60 65 70 75
SiO2
SiO2
300 Ni
200
100
ppm
0 300
Zr
200
100
0 40
50
亏损型
La Ce Pr Nd SmEuGdTbDyHoErTmYbLu
Eu亏损型
La Ce Pr Nd SmEuGdTbDyHoErTmYbLu
岩石/球粒陨石
岩石/球粒陨石
Eu富集型
La Ce Pr Nd SmEuGdTbDyHoErTmYbLu
锰结核 海水
La Ce Pr Nd SmEuGdTbDyHoErTmYbLu
60
70
80
SiO 2
wt. %
4.3元素比值及其变化
K/Rb 经常用来指示岩浆体系中角闪石的作用
– K和Rb行为相似，所以K/Rb一般变化很小 – 但是，如果角闪石存在，情况就改变了 – 在角闪石和溶体的平衡体系中，K的分配
系数约为1，Rb的分配系数约为0.3
Table 9-1. Partition Coefficients (CS/CL) for Some Commonly Used Trace Elements in Basaltic and Andesitic Rocks
0.060 0.012 1.830 0.46
0.026 0.023
0.23 0.42
7 0.955
0.01
6.8 29
34 1.345
0.01 2.00 7.4
0.056 0.001 0.148 0.544 2
0.092 0.007 0.082 0.843 2
0.230 0.026 0.055 1.340 2
6E8r Y70b Lu 72
石榴石和斜长石的影响
sample/chondrite
10.00 8.00
60% Ol 15% Opx 15% Cpx 10%Plag
6.00
4.00
2.00
0.00
La Ce Nd Sm Eu Tb
Er Yb Lu
sample/chondrite
10.00 8.00
57% Ol 14% Opx 14% Cpx 14% Grt
0.583 4.700 0.020 1.740 1.5
0.542 6.167 0.023 1.642 1.4
0.506 6.950 0.019 1.563
* Eu3+/Eu2+ Italics are estimated
Ni/Cr比值
• Ni强烈倾向于进入橄榄石 > 单斜辉石 > 斜方辉石 • Cr强烈倾向于进入单斜辉石 > 斜方辉石 » 橄榄石 • Ni/Cr可以用来区分部分熔融和结晶分异过程中橄
Rb
0.010 0.022 0.031 0.042 0.071 0.29
Sr
0.014 0.040 0.060 0.012 1.830 0.46
Ba
0.010 0.013 0.026 0.023
0.23 0.42
Ni
14
5
7 0.955
0.01
6.8 29
Cr
0.70
ห้องสมุดไป่ตู้
10
34 1.345
0.01 2.00 7.4
榄石和辉石的相对影响
Table 9-1. Partition Coefficients (CS/CL) for Some Commonly Used Trace Elements in Basaltic and Andesitic Rocks
Olivine Opx Cpx Garnet Plag Amph Magnetite
MORB的稀土元素配分型式
MORB的稀土元素配分型式
岩石/球粒陨石
岩石/球粒陨石
岩石/球粒陨石
典型地壳的稀土元素配分型式
典型岛弧火山岩的 稀土元素配分型式
–同一岩浆系列的REE配分型 式相似，高度不同，起因于 Ol, Plag, Pyx结晶分离作用
– 岛弧岩浆系列起源于不均一 的地幔源区
– HREE 平坦，源区无石榴石
0.010 0.013
Ni
14
5
Cr
0.70
10
La
0.007 0.03
Rare Earth Elements
Ce
0.006 0.02
Nd
0.006 0.03
Sm
0.007 0.05
Eu
0.007 0.05
Dy
0.013 0.15
Er
0.026 0.23
Yb
0.049 0.34
Lu
0.045 0.42
6.00
4.00
2.00
0.00 56
5L8a Ce60 Nd 62Sm E6u4 Tb66
E68r Y7b0 Lu 72
Ni V
4.5 元素变化矢量图
1000
Cpx
Mt Hb
Opx
100
Ol
10
1000
Ol Cpx Opx
Hb
100 Mt
1
10
1
10
100
1000
1
Cr
早期橄榄石结晶为主， 中晚期角闪石结晶为主
10
100
1000
Cr
辉长闪长岩类
闪长玢岩类
二长斑岩类
石英二长斑岩类
10
Grt Hb
1
Kf
Cpx Pl
100
Grt
10
Pl Kf
La
0.007 0.03 0.056 0.001 0.148 0.544 2
th Elements
Ce
0.006 0.02 0.092 0.007 0.082 0.843 2
Nd
0.006 0.03 0.230 0.026 0.055 1.340 2
Sm
0.007 0.05 0.445 0.102 0.039 1.804 1
0.445 0.102 0.039 1.804 1
0.474 0.243 0.1/1.5* 1.557 1
0.582 1.940 0.023 2.024 1
0.583 4.700 0.020 1.740 1.5
0.542 6.167 0.023 1.642 1.4
0.506 6.950 0.019 1.563
* Eu3+/Eu2+ Italics are estimated
Sr/Ba比值
Sr倾向于进入斜长石，此外难以进入其他主要造岩矿物 Ba倾向于进入钾长石，此外难以进入其他主要造岩矿物
如果Pl结晶： 堆晶相中Sr/Ba高 残浆中 Sr/Ba低
如果Kf结晶： 堆晶相中Sr/Ba低 残浆中 Sr/Ba高
4. REE可形成的独立矿物主要有： 独居石 (Ce,La,Nd,Th)PO4 磷钇矿 YPO4
5. LREE一般富集在配位数高的矿物中，如PL、Cpx、Kf HREE一般富集在配位数低的矿物中，如Grt、Zr、Ol、Opx
6. LREE一般富集在含Ca、K、Th、Sr的矿物中 HREE一般富集在含Fe、Mn、Sc、Zr、U的矿物中
Eu
0.007 0.05 0.474 0.243 0.1/1.5* 1.557 1
4.4 亏损与富集
石榴石强烈富集HREE，斜长石富集Eu
在部分熔融过程中，如果源区的残留相中有石榴石， 则部分熔融形成的溶体具有陡倾的REE配分型式，亏 T损a bHleR9E-E1.。Partition Coefficients for some commonly used
第三部分 稀土元素地球化学
3.1 稀土元素的基本地球化学性质 3.2 稀土元素在岩石和矿物中的分布 3.3 稀土元素的地球化学应用
3.2 稀土元素在岩石和矿物中的赋存和分布
1. 地球上，REE的丰度并不低，也不稀，比许多贵金属高；
2. 一般说来，REE倾向于富集于含Ca的矿物中
3. 超基性岩基性岩中性岩中酸性岩酸性岩碱性岩 在岩石的上述变化序列中，稀土元素总量升高；超基性岩相 对富集HREE，而碱性岩相对富集LREE
Data from Rollinson (1993).
Cpx Garnet Plag Amph Magnetite
0.031 0.042 0.071 0.29
0.060 0.012 1.830 0.46
0.026 0.023
0.23 0.42
7 0.955
0.01
6.8 29
34 1.345
0.01 2.00 7.4
7. LREE一般富集在吸附能力强的沉积物中，如粘土、有机物 HREE一般富集在络合能力强的高温热液体系中，如伟晶岩
3.2 稀土元素的地球化学应用
3.2a 稀土元素的标准化图 为了消除丰度差异，一般 采用球粒陨石来标准化。
岩石/球粒陨石
岩石/球粒陨石
3.2b 稀土元素REE配分型式
富集型 平坦型
5 .6
0 .0 3
1 .4
18
0 .0 8
0 .4 8
30
0 .0 7
0 .9 7
35
0 .0 8
0 .8 9
Italics are estimated
sample/chondrite
10.00 8.00
67% Ol 17% Opx 17% Cpx
6.00
4.00
2.00
0.00 56
L58a Ce 60 Nd 62Sm E6u4 Tb66
如果源区t的rac残e e留le相m e中nts有in斜ba长s a石ltic，an则d 部an分des熔iti融c ro形ck成s 的溶 体亏损Eu，显示Eu负异常。
Olivine Opx
Cpx
Rb
0 .0 0 6
0 .0 2
0 .0 4
Sr
0 .0 1
0 .0 1
0 .1 4
Ba
0 .0 0 6
0 .1 2
0 .0 7
Ni
14
5
2 .6
Cr
2 .1
10
8 .4
Ra re Ea rth Ele me n ts
La
0.007 0.02
0 .0 8
Ce
0 .0 0 9
0 .0 2
0 .3 4
Nd
0 .0 0 9
0 .0 5
0 .6
Sm
0 .0 0 9
0 .0 5
0 .9
Eu
0 .0 0 8
0 .0 5
0 .0 0 1
1 .8
0 .5 7
0 .0 0 2
0 .2 3
0 .3 1
0 .4
0 .0 1
3
0 .1 7
10
1 .6
0 .0 5
0 .1 4
0 .2 7
0 .0 5
0 .1 4
0 .3 4
0 .0 7
0 .0 8
0 .1 9
0 .0 6
0 .0 8
0 .9 1
0.9 0.1/1.5*
1 .0 1
4.1 微量元素的活动性和变质作用对微量元素组成的影响 4.2 元素协变图 4.3 元素比值及其变化 4.4 亏损与富集 4.5 元素变化矢量图 4.6 标准化图，稀土元素的配分和多离子配分图 4.7 构造判别图 4.8 地质过程的模拟计算 4.9 剖面图
4.1 微量元素的活动性和变质作用对微量元素组成的影响
在岩浆结晶演化 过程中，如果有 角闪石结晶，则 残余岩浆中K/Rb 比值减小
Olivine Opx
Rb
0.010 0.022
Sr
0.014 0.040
Ba
0.010 0.013
Ni
14
5
Cr
0.70
10
La
0.007 0.03
Rare Earth Elements
Ce
0.006 0.02
Nd
0.006 0.03
0 .9
Tb
0 .0 1
0 .0 5
1
Er
0 .0 1 3
0 .3 1
1
Yb
0 .0 1 4
0 .3 4
0 .2
Lu
0 .0 1 6
0 .1 1
0 .8 2
data f rom Henderson (1982) * Eu3+/Eu2+
Ga r ne t
P la g
Am ph
0 .0 0 1
0 .1
0 .3
Table 9-1. Partition Coefficients (CS/CL) for Some Commonly Used Trace Elements in Basaltic and Andesitic Rocks
Olivine Opx
Rb
0.010 0.022
Sr
0.014 0.040
Ba