稀土元素地球化学

La Ce Pr N d
S m E u G d T b D y H o E rT mY b L u
岩石/球粒陨石
岩石/球粒陨石
Eu亏损型
锰结核
海水
La Ce Pr N d S m E u G d T b D y H o E rT mY b L u
La Ce Pr N d
S m E u G d T b D y H o E rT mY b L u
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
Opx 0.022 0.040 0.013 5 10 0.03 0.02 0.03 0.05 0.05 0.15 0.23 0.34 0.42
Cpx Garnet 0.031 0.042 0.060 0.012 0.026 0.023 7 0.955 34 1.345 0.056 0.001 0.092 0.007 0.230 0.026 0.445 0.102 0.474 0.243 0.582 1.940 0.583 4.700 0.542 6.167 0.506 6.950
O liv in e Rb Sr Ba Ni Cr La Ce Nd Sm Eu Tb Er Yb Lu 0 .0 0 6 0 .0 1 0 .0 0 6 14 2 .1 O px 0 .0 2 0 .0 1 0 .1 2 5 10 0 .0 2 0 .0 2 0 .0 5 0 .0 5 0 .0 5 0 .0 5 0 .3 1 0 .3 4 0 .1 1
Rb Sr Ba Ni Cr La Ce Nd Sm Eu Dy Er Yb Lu Table 9-1. Partition Coefficients (CS/CL) for Some Commonly Used Trace Elements in Basaltic and Andesitic Rocks Olivine 0.010 0.014 0.010 14 0.70 0.007 0.006 0.006 0.007 0.007 0.013 0.026 0.049 0.045 Opx 0.022 0.040 0.013 5 10 0.03 0.02 0.03 0.05 0.05 0.15 0.23 0.34 0.42 Cpx Garnet 0.031 0.042 0.060 0.012 0.026 0.023 7 0.955 34 1.345 0.056 0.001 0.092 0.007 0.230 0.026 0.445 0.102 0.474 0.243 0.582 1.940 0.583 4.700 0.542 6.167 0.506 6.950 Plag Amph Magnetite 0.071 0.29 1.830 0.46 0.23 0.42 0.01 6.8 29 0.01 2.00 7.4 0.148 0.544 2 0.082 0.843 2 0.055 1.340 2 0.039 1.804 1 0.1/1.5* 1.557 1 0.023 2.024 1 0.020 1.740 1.5 0.023 1.642 1.4 0.019 1.563
P la g 0 .1 1 .8 0 .2 3 0 .0 1 10 0 .1 4 0 .1 4 0 .0 8 0 .0 8 0 .1 /1 .5 * 0 .0 3 0 .0 8 0 .0 7 0 .0 8
Am ph 0 .3 0 .5 7 0 .3 1 3 1 .6 0 .2 7 0 .3 4 0 .1 9 0 .9 1 1 .0 1 1 .4 0 .4 8 0 .9 7 0 .8 9
4.2 元素协变图
22 10
Al2O3
17 5
MgO
12
0 15
FeO* 10
5
10
CaO
5
0
0 4
6
Na2O
4 2 0 45
3 2 1 0 75
K2O5055ຫໍສະໝຸດ 606570
75 45
50
55
60
65
70
SiO2
SiO2
300
Ni
200
100
ppm
0 300
Zr
200
100
0 40
50
60
70
80
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 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
th Elements
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 损HREE。 T a b l e 9 -1 . P a rt it io n C o e ffic ie n t s fo r s o m e c o m m o n ly u s e d 如果源区的残留相中有斜长石，则部分熔融形成的溶 tr a c e e l e m e n ts i n b a s a l ti c a n d a n d e s i ti c r o c k s 体亏损Eu，显示Eu负异常。
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 微量元素的活动性和变质作用对微量元素组成的影响 元素协变图 元素比值及其变化 亏损与富集 元素变化矢量图 标准化图，稀土元素的配分和多离子配分图 构造判别图 地质过程的模拟计算 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
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
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
* Eu3+/Eu2+ Italics are estimated
Data from Rollinson (1993).
Rare Earth Elements
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 榄石和辉石的相对影响
R a r e E a r t h E le m e n t s
0 .0 0 7 0 .0 0 9 0 .0 0 9 0 .0 0 9 0 .0 0 8 0 .0 1 0 .0 1 3 0 .0 1 4 0 .0 1 6
d a ta f r o m H e n d e r s o n ( 1 9 8 2 )
* Eu3+/Eu2+ Italics are estimated
Data from Rollinson (1993).
Rare Earth Elements
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
* Eu
3+
Cpx 0 .0 4 0 .1 4 0 .0 7 2 .6 8 .4 0 .0 8 0 .3 4 0 .6 0 .9 0 .9 1 1 0 .2 0 .8 2
/Eu
2+
Ga r n e t 0 .0 0 1 0 .0 0 1 0 .0 0 2 0 .4 0 .1 7 0 .0 5 0 .0 5 0 .0 7 0 .0 6 0 .9 5 .6 18 30 35
MORB的稀土元素配分型式
岩石/球粒陨石
MORB的稀土元素配分型式
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
Ita l i c s a r e e s tim a te d
10.00
8.00
67% Ol
17% Opx
17% Cpx
sample/chondrite