微量元素地球化学分类[精选].ppt

微量元素地球化学Trace Element Geochemistry “Geochemistry really is for everyone!”By Fersman (1958) 2. 微量元素的基本地球化学理论及其分类 复习: 微量元素 在体系的矿物相中不计入化学计量式的组分; 不影响所在体系的物理/化学特性; 近似服从稀溶液定律（Henry定律） (ai=Kbi) 2. 微量元素的基本地球化学理论及其分类 2.1 微量元素地球化学的基本理论 2.2 微量元素的地球化学分类 2.3 稀土元素 2.4 大离子亲石元素vs高场强元素 2.1 微量元素地球化学的基本理论 Geochemical reservoir/地球化学储库 Partition coefficient/分配系数 Incompatible element/不相容元素 Compatible element/相容元素 Geochemical reservoir地球化学储库 For example: Core Bulk silicate earth/硅酸岩地球 Depleted mantle/亏损地幔 Bulk continental crust (CC)/大陆总地壳 Oceanic crust/大洋壳 Middle ocean ridge basalt (MORB)/洋中脊玄武岩 Island arc basalt (IAB)/岛弧玄武岩 Hotspot basalt/热点玄武岩 …… 地球化学储库的形成 地球化学演化过程的实质是元素在不同地球化学储库形成过程中的各共存相（液相-固相、固相-固相）（或者）之间的分配过程. 一切自然过程均趋向于局部平衡，元素在平衡条件下，在各共存相之间的分配取决于元素及矿物的晶体化学性质及物理化学条件。 问题 元素在不同地球化学储库形成过程中具有什么样的地球化学行为？ 控制不同元素地球化学行为差异的因素是什么？ 微量元素地球化学的基本理论 Geochemical Affinity Geochemical Affinity and Electronic Chemistry Systematics of the Periodic Table: IP and electronegativity 元素的分配特点 常量元素能形成独立矿物相，其分配受相律的控制，遵循化学计量法则。 微量元素在自然体系中浓度极低，其分配不受相律和化学计量限制; 微量元素的分配近似服从稀溶液定律（Henry定律)。 元素的分配特点 常量元素能形成独立矿物相，其分配受相律的控制，遵循化学计量法则。 微量元素在自然体系中浓度极低，其分配不受相律和化学计量限制; 微量元素的分配近似服从稀溶液定律（Henry定律)。 微量元素分馏(离)作用 一种元素的离子在共存的（平衡或不平衡）两相之间的不平等分布。 能斯特定律(描述微量元素在平衡共存两相之间的分配关系) 当一种矿物（α相）与一种溶液（β相）处于化学交换平衡时，微量元素i 在两相之间的化学势相等，即 Partition coefficient分配系数 For dilute solutions can substitute D for KD: KD = D = CS/CL CS和CL分别是某元素在固相和液相中的浓度。 分配系数的影响因素? ？ ？ ？ ？ ？ …… 分配系数的影响因素——内因、外因 不同元素 同一元素 成分/含量 温度 压力 氧逸度 在1400oC、1个大气压下，Nb在金红石和熔体之间的分配系数对K*的依赖性以及与Nb含量之间的关系。 温度因素 压力因素 微量元素地质温度计和地质压力计 (Trace Element Geothermometers and Geobarometers) 石榴石（YAG）- 磷钇矿中的Y温度计(Pyle and Spear，2000 ) 独居石 - 磷钇矿温度计 (Andrehs and Heinrich，1998 ) 石榴石中的Ni温度计 (Canil，1999) 石榴石中的REE压力计 (Bea et al., 1997) 氧逸度的影响 微量元素氧逸度计(Lee et al., 2003, GCA, 67:3045-3064) 总分配系数 分配系数在实际研究中的应用 微量元素在火成岩研究中的应用 利用一套岩石研究部分熔融作用、分馏（离）结晶作用、同化混染作用等。在这些作用进行过程中微量元素比常量元素变化更敏感，因此变化幅度更大。 应用实例 利用微量元素确定古构造环境 Useful for rocks in mobile belts that are no longer recognizably in their original se