10第四章微量元素地球化学2全解.ppt

第4章 微量元素地球化学 Part 2 第四章 微量元素地球化学 PartⅡ 第四章 微量元素地球化学 4.3 稀土元素地球化学 4.4 微量元素地球化学示踪作用 4.3 稀土元素地球化学 稀土元素地球化学在微量元素地球化学中占据很重要的地位，这是由稀土元素以下四个优点所决定的： ①?性质极相似的地球化学元素组，在地质、地球化学作用过程中作为一个整体而活动； ②?分馏作用能灵敏地反映地质、地球化学过程的性质—指示功能强； ③?稀土元素除受岩浆熔融作用外，其它地质作用基本上不破坏它的整体组成的稳定性； ④?在地壳岩石中分布较广—广泛性。 4.3 稀土元素地球化学 4.3.1 稀土元素的主要性质 4.3.2 稀土元素在自然界中的分布 4.3.3 稀土元素在自然界的分馏 4.3.4 稀土元素组成数据的表示 4.3.1 稀土元素的主要性质 什么是稀土元素？ 稀土元素（rare earth elements） REE 以往由于分析技术水平低，误认为他们在地壳中很稀少，另外它们一般发现于富集的风化壳上，呈土状，故名稀土。 REE（稀土元素）的地壳丰度为0.017%，其中Ce、La、Nd的丰度比W、Sn、Mo、Pb、Co还高。 中国是稀土大国，我国的稀土矿尤为丰富 。 稀土元素组成及其分组★ ①稀土元素组成：? 稀土元素组成及其分组★ ①稀土元素组成： 稀土元素是指周期表中原子序数从57到71 的镧系15个元素（La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu）， 加上原子序数为39 的Y共16个元素。 ② 稀土元素分组 1）两分法 La-Eu： ΣCe铈族稀土，亦称轻稀土LREE（7个元素）； Gd-Lu+Y ： ΣY镱族稀土，亦称重稀土HREE（9个元素） 2）三分法 轻稀土（LREE)，La-Nd； 中稀土（MREE)：Sm-Ho； 重稀土（HREE)：Er-Lu +Y 4.3.2 稀土元素在自然界中的分布 1、在地球中的丰度，从下地幔到上地幔再到地壳，REE总量不断增加； 2、稀土元素在地壳中分配： 超基性岩→基性岩→中性岩→酸性岩→碱性岩 稀土元素总量是逐渐增加的； 地幔、超基性岩、基性岩中∑Y占优势，随着分异，陆壳及酸性岩、碱性岩以∑Ce占优势 。 如不同构造环境的玄武岩：大洋拉斑玄武岩→高铝玄武岩→大陆拉斑玄武岩 ∑REE： 100ppm 150ppm 360ppm ∑Ce/∑Y 增加了3~4倍 3、 稀土元素在地壳中 地壳中∑Ce含量远高于∑Y含量，∑Ce/∑Y=2.65~2.93，大大高于地幔（1.13-1.14）、地球（1.15）以及陨石中的比值 4.3.3 稀土元素在自然界的分馏 4.3.3 稀土元素在自然界的分馏 1 酸碱性的控制 稀土元素在地壳中的分配： 碱性岩：La、Ce、Pr、Nd等和Sr、Ba、Ca、K共生 碱性花岗岩：相对富集Sm、Gd、Tb、Dy； 钙碱性花岗岩：以Y、Ho、Er、Tm、Lu等重稀土，与Sc、Mn等元素共生 2 氧化还原条件控制（元素价态的差异） 变价稀土元素对外界氧化还原条件变化反应敏感： 氧化条件下，Ce3+→ Ce4+ 还原条件下，Eu3+→ Eu2+ 3 络离子稳定性的差异 REE可与F－、Cl－、CO32－、PO43－、SO42－等形成络阴离子，但不同元素稳定性各异； ΣY络离子稳定性＞ΣCe络离子稳定性，这样ΣCe矿物沉淀后，ΣY元素尚可呈络合物形式在溶液中迁移，在较晚的阶段沉淀，导致ΣCe与ΣY的分异。 4 被吸附能力的差异 离子半径小的REE3+比离子半径大的容易被吸附，从La3+到Lu3+被吸附能力增强。 ΣCe被胶体、有机质和粘土矿物吸附能力小于ΣY。 5 结晶矿物和熔体中的分异（体系化学成分） 4.3.4 稀土元素组成数据的表示★ 1 表征REE组成的参数 2 异常指数 3 REE组成模式图 4 稀土参数图解 1 表征REE组成的特征参数 ① 稀土元素总含量 ∑REE ∑LREE ∑HREE ② 轻重稀土元素比值 (LREE) / (HREE) 或∑ (Ce) / ∑ (Y) 反映稀土元素分异程度和岩浆演化，岩浆演化晚期更富集LREE，因而比值可以反映演化特点。 ③ 反映轻/重稀土内部分馏程度的参数： [(La)/(Yb)]N [(La)/(Lu)]N [(Ce)/(Yb)]N 反映轻稀土和重稀土元素内部分馏状况，比值越大越富集。 2 异常系数（指数）☆ ①、δEu δEu =(Eu)/(Eu*)