地球化学讲义第四章微量元素地球化学中国地质课件.ppt

地球科学学院地球化学教研室 第四章 微量元素地球化学 本章内容 基本概念 微量元素在共存相中的分配 岩浆作用过程中微量元素的定量分配模型 稀土元素地球化学 微量元素的示踪意义 一、基本概念 什么叫微量（minor）或痕量（trace）元素 人们常常相对于地壳中的主量元素而言，为此有人把地球化学体系中低于0.1%的元素，通称为微量元素。 然而，所谓主量和微量元素在自然界不同体系中是相对的概念，常因所处的体系不同而异，如K在地壳整体中是主量元素，但它在陨石中却被视为微量元素。 1968年Gast对微量元素的定义是：指的是不作为体系中任何相的主要化学计算组分存在的元素。 有的学者根据元素在所研究的地球化学体系中的浓度低到可以近似服从稀溶液定律（亨利定律）的范围，则称该元素为微量元素。 微量元素地球化学是地球化学的一个重要分支，它研究在各种地球化学体系中微量元素的分布、分配、共生组合及演化的规律，其特色之处就是能够近似定量地解决问题，使实际资料和模型计算结合起来。 二、微量元素在共存相中的分配 三、岩浆作用过程中微量元素的定量分配模型 （一）岩浆结晶分异作用模型 （二）岩浆部分熔融作用模型—平衡部分熔融 四、稀土元素地球化学 稀土元素的主要性质 稀土元素在地壳中的分配 稀土元素在自然界的分异 稀土元素数据的整理方法 稀土元素在周期表中的位置 　 （一）稀土元素的主要性质 （三）稀土元素在自然界的分异 （四）稀土元素数据的整理方法 五、微量元素的示踪意义 （二）各类玄武岩对构造环境的鉴别 （三）稀土元素探讨地壳的演化?? 小结 思考题 思考题 3.地壳中各类岩石稀土元素相对丰度曲线，根据Eu和Ce的分布可分为五种类型 花岗岩?? 斜长岩? 大洋拉斑玄武岩? 海水 锰结核 ? Eu??????????????? Eu??????????????? Eu?????? ? Ce?????????????? ? Ce 铕亏损型????? 铕富集型????????? 平坦型????铈亏损型???????? 铈富集型 按ΣLREE和ΣHREE的含量比例不同，又可以分为: 右倾型：ΣLREEΣHREE；平缓型：ΣLREE≈ΣHREE；左倾型：ΣLREEΣHREE三种。 ? 4.各类地质体对稀土含量及配分模式控制的差 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。 ??? 1.溶液酸碱性的控制??? 虽然稀土元素性质相似，但是从La到Lu，离子半径不断减小，离子电位（π=W/R）不断增大，碱性减弱，氢氧化物溶解度减小。因此开始沉淀时溶液的pH值由8→6，并产生下列的分异：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? 某些稀土元素的变价性，对外界氧化还原条件变化反应敏感：Ce3+→Ce4+：离子半径R1.07?→0.94?，Eu3+→Eu2+：R0.98?→1.24? ，由于离子价态变化，导致半径和酸碱性的变化，致使与REE3+整体分离。 ? ?? ?3.络离子稳定性的差异:稀土元素在自然界的分异 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????? ΣCe被胶体、有机质和粘土矿物吸附能力大于ΣY。? ??? 5.结晶矿物和熔体中的分异???? 岩石中稀土元素主要赋存在副矿物中，分配系数是采用火山岩中斑晶/基质法进行测定。由图可见：不同矿物中稀土元素的含量有着明显的不同；同一矿物中轻重稀土元素的含量有一定的差异；元素Eu在图中所涉及的矿物里相对亏损；除Eu以外，不同稀土元素对同种矿物的分配系数比较接近，而Eu则明显偏大。 ??? 1.稀土总量和轻重稀土比值 稀土元素在自然界的分异?稀土总量：ΣREE；稀土元素在地壳中的分配 轻重稀土比值：ΣCe/ΣY，La/Yb，La/Lu； 2.某些特殊元素比值（δEu，δCe） 负铕指数δEu，用来指示铕异常的大小： 3.曾田