地球化学稀土元素配分分析()
021111班-地球化学-稀土元素配分图,微量元素蛛网
Ba 0.19845 0.21599 0.15056 0.19915 0.00324 0.08512 0.62512 0.03601 0.06739 0.06848 0.16565 0.10065
表5.程浪超
基性岩微
量元素标
准化值结
果w(样
品)/w(正常
型洋中脊
U
玄武T岩a)
0.34200 0.10510
样号
La
Ce
Pr
表2.
星子花岗
岩稀土元
素球粒陨 石标准化
结果w(样
品）/w(球
粒陨石) Table 2
.REE
analytical
results of
the X ingzi
granites
w(sample
）
/w(rhondri
te)
Nd
Sm
Eu
Gd
Tb
XZ-6(1) XZ-6(2) XZ-6(3) XZ-6(4)
Ba 121055 131754 91842 121483 1974 51926 381325 21964 41106 41775 101049 61398 111120 81210 610000
U 1026 1032 1029 1033 1024 1012 1015 1042 1031 1043 1052 1059 1049 11503 3000
0.35300 0.10650
Nb 0.01640 0.01768 0.01698 0.01695 0.01516 0.01101 0.01082 0.01816 0.01756 0.01880 0.01828 0.01958
Zr 0.04854 0.05189 0.05032 0.05185 0.05533 0.01357 0.01198 0.08532 0.06531 0.07855 0.06865 0.08350
地球化学-稀土元素标准化计算
表中数据为山东济南辉长岩、沂南花岗岩7件样品的REE组成(ppm)1，用球粒陨石值对样品的REE组成进行标准化，作其分配模式图，对图件中表达的地球化学特征进行说明；2，计算各样品的Eu/Eu*，并对其地球化学意义进行说明；,3，假设辉长岩中造岩矿物的组成为：CPX45%，PL35%，OL20%。
结合课件中提供的REE在矿物和熔体间的分配系数，计算与辉长岩平衡的熔体的REE组成，并作REE配分模式图。
解答：1，如下表1-1为常用球粒陨石和原始地幔稀土元素组成，我采用C1 球粒陨石数据（Sun & McDonough,1989）对样品的REE进行标准化，得到了下表1-2，再根据对样品REE标准化的数据进行作样品的分配模式图，得到了图1-1表1-1表1-2图1-1通过对样品配分模式图进行分析可知道，沂南花岗岩样品中富集轻稀土元素而亏损重稀土元素，这与花岗岩的成分岩性有一定关系，花岗岩为酸性岩，主要矿物为长石、石英和云母，而这矿物主要富集轻稀土元素，并且从图中可以看出Eu的负异常，说明在岩浆结晶形成花岗岩之前就有长石结晶出来，使岩浆呈Eu 的负异常。
济南辉长岩的样品配分模式图表现出来的富集轻稀土元素没有沂南花岗岩样品那么显著，富集程度较低，这也与辉长岩的岩性成分有关，辉长岩中主要矿物为辉石和长石，长石富集轻稀土元素较为显著，而辉石相对较富集重稀土元素，但程度不是很显著，所以岩石总体表现较为富集轻稀土元素，但程度不是那么显著。
并且从图中可以看出Eu的正异常，只是不是很显著，说明长石结晶出来使岩石呈Eu的正异常。
2，Eu/Eu*=2×Eu/(Sm+Gd)(其中Eu、Sm、Gd都是为球粒陨石标准化值)，根据这个求出各样品中的Eu/Eu*，如下表1-3：表1-3由上表中的Eu/Eu*值可知山东济南的辉长岩为Eu的正异常，说明在岩浆结晶时，长石和辉石先结晶出去形成辉长岩，而长石中富集Eu元素，所以在辉长岩中Eu为正异常，而后期岩浆因长石的结晶分异而呈Eu的负异常，并且逐渐向酸性过渡，结晶形成酸性岩。
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。
稀土元素地球化学
0.074
0.259 0.047 0.322
1.24
5.2 0.85 5.8
Ho
Er Tm Yb Lu Y
123.6111
125.2381 118.125 115.311 113.0303 93.36735
95.27778
103.3333 90.625 89.47368 85.75758 65.81633
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• LaN/SmN：反映了轻稀土之间的分馏程度。该值越大， 轻稀土越富集。 根据LaN/SmN可以对岩石进行分类。如根据LaN/SmN比 值，Schilling（1975a）将洋中脊玄武岩划分成三种类型： N型（正常型），LaN/SmN＜1；稀土元素组成模式为亏 损型。 P（E）型，地幔柱型或异常型，LaN/SmN＞1；富集型。 T型，过渡型；LaN/SmN≈1 • GdN/YbN：反映了重稀土之间的分馏程度。该值越小， 重稀土富集程度越高。有人用GdN/YbN比值将马提岩划 分成三个组。
• 在成矿研究中，常用未矿化或蚀变的岩石 为标准，了解成矿或蚀变过程中，稀土元 素的变化。
这种方法的优点
• 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清楚地显示出来。 克服奇偶原子序数的元素丰度不同所造成的 REE曲线锯齿状变化。 可以反映所研究样品相对于原始地球稀土组成 的地球化学分异作用。 直线斜率、形态和偏离直线的稀土元素的异常 地球化学行为，为成岩成矿机理研究，提供了 重要信息。
• ② LREE/HREE—轻重稀土元素比值 • 用途：能较好地反映REE的分异程度以及 指示部分熔融残留体和岩浆早期结晶矿物 的特征。是判断残留相或结晶相矿物组合 的重要依据。
矿床地球化学结课作业(原著-可直接交)
中国地质大学（北京）课程期末考试作业矿床地球化学作业（一）根据下列给定的火山岩岩石化学数据计算火山岩的特征参数，并作出图解，分析火山岩岩石系列和形成环境（参考岩石矿床地球化学教材第三章计算方法）。
原数据中火山岩岩性有流纹斑岩、杏仁状流纹斑岩、角砾岩和硅化角砾岩。
共有样品18个，数据包括样品全分析与部分微量元素。
全析中大多样品SiO2含量大于63%，样品岩性以流纹岩为主。
根据样品全分析数据计算出的火山岩的各类特征参数如表1表示，先将样品数据进行CIPW 标准矿物计算，其中氧化铁调整方法为TFeO=FeO+0.8998Fe2O3，所计算出的标准矿物均为重量百分含量，则可得出各矿物分异指数(DI) = Qz + Or + Ab + Ne + Lc + Kp。
其中固结指数为(SI) =MgO×100/(MgO+FeO+F2O3+Na2O +K2O) (Wt%)。
里特曼指数算式为σ43=(Na2O+K2O)^2/(SiO2-43)，据表里特曼指数多位于1.8-3.3显示为钙碱性，由于原岩多数SiO2含量较高，里特曼指数确定出的钙碱度准确度差。
碱度率(AR) =[Al2O3+CaO+(Na2O+K2O)]/[Al2O3+CaO- (Na2O+K2O)] (Wt%)，当SiO2>50%, K2O/Na2O大于1而小于 2.5时, Na2O+K2O=2*Na2O，本例以碱度率对样品碱度进行判别，由表可知，杏仁状流纹斑岩的碱度率都为1-3，显示钙碱性，流纹斑岩为3.3-5显示出弱碱性。
图1 样品SiO2-K2O+Na2O 图解Pc－苦橄玄武岩；B－玄武岩；O1－玄武安山岩；O2－安山岩；O3－英安岩；R－流纹岩；S1－粗面玄武岩；S2－玄武质粗面安山岩；S3－粗面安山岩；T－粗面岩、粗面英安岩；F－副长石岩；U1－碱玄岩、碧玄岩；U2－响岩质碱玄岩；U3－碱玄质响岩；Ph－响岩；Ir－Irvine 分界线，上方为碱性，下方为亚碱性。
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、
稀土元素地球化学讲解
• 用途：判断某种岩石的母岩特征和区分岩 石类型。
• ② LREE/HREE—轻重稀土元素比值
• 用途：能较好地反映REE的分异程度以及 指示部分熔融残留体和岩浆早期结晶矿物 的特征。是判断残留相或结晶相矿物组合 的重要依据。
③单元素轻重稀土元素比值
T型，过渡型；LaN/SmN≈1
• GdN/YbN：反映了重稀土之间的分馏程度。该值越小， 重稀土富集程度越高。有人用GdN/YbN比值将马提岩划 分成三个组。
④Eu/Eu*(Eu)，Ce/Ce*(Ce)
Eu
Eu N
SmN GdN
2
Ce CeN
La N PrN 2
第三节 稀土元素地球化学
一 稀土元素的地球化学性质
• 原子序数：57-71 • 价态：主要为三价，
• Eu2+
• Ce4+ • 由于镧系收缩，La系元素的离子半径随原
子序数的增加而稳定缩小。 使其晶体化学 性质相似,在自然界中常常共同迁移、沉淀。
二.稀土的划分：
(1)两分： 轻稀土（LREE）La-Eu 重稀土（HREE）Gd-Lu (2) 三分： 轻稀土（LREE）La-Nd 中稀土（MREE）Sm-Ho 重稀土（HREE）Er-Lu
三.表征REE组成的参数 (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)
• ① ∑REE—稀土元素总量
• 单位一般用10-6（ppm）
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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
6.。