第4章3地球化学.ppt

4.4.3 REE的分配系数 图4-15 REE在矿物和玄武岩之间的分配系数.石榴子石和斜长石是玄武岩浆中的主要含铝矿物。但是前者的稳定压力高于后者。它们的分配系数模式形成鲜明对比。角闪石是含水体系中另一个含铝矿物 (Rollison1993) 4.4.3 REE的分配系数 图4-16 REE在矿物和安山岩之间的分配系数 (Rollison1993) 图4-17 REE在矿物和流纹岩之间的分配系数 (Rollison1993) 图4-18 REE在角闪石和不同熔体间的分配系数(Rollinson，1993) REE在二氧化硅含量更高和温度更低的熔体中相容性更强 4.4.3 REE的分配系数 图4-19 REE在角闪石和不同岩浆岩之间的分配系数随熔体SiO2含量增加分配系数增大，在玄武岩和流纹岩熔体之间分配系数相差一个数量级(Rollinson1993) 4.4.3 REE的分配系数 REE在矿物/熔体之间的分配系数一般倾向为富硅体系高于基性体系。对许多造岩矿物说来，除Eu之外，REE平均KD值常常小于1。然而在硅酸盐中REE的单斜辉石/熔体和角闪石/熔体分配系数均大于1。 副矿物对于稀土元素分配起重要作用。REE的副矿物/熔体分配系数均很大(1，最高达n*100)，并能造成REE彼此间的强烈分异。对褐帘石说来，KLa(＝820)约比KLu(＝7.7)高两个数量级。某些副矿物优先富集LREE(褐帘石)，有些则优先富集HREE(如锆石，石榴子石)，还有的优选富集MREE(如磷灰石，单斜辉石，普通角闪石)。 4.4.3 REE的分配系数 相对于三价REE离子，Eu在斜长石和钾长石中是相容元素，斜长石和钾长石结晶或斜长石在部分熔融残余体中的存在可以在熔体中造成Eu亏损或负异常，即Eu异常主要受长石特别是长英质岩浆的控制。因此由结晶分异长石从长英质熔体中移出，或岩石部分熔融长石保留在源区，都会在熔体中产生Eu负异常； 石榴子石，磷灰石，普通角闪石，单斜辉石，紫苏辉石，榍石等在残余体中存在或早期结晶析出均可造成熔体中Eu相对富集或形成Eu正异常。 4.4.3 REE的分配系数 当残余相仅有少量或无钾长石，或者斜长石和单斜辉石等量，或者角闪石含量大于或等于斜长石时，形成无Eu异常(或异常很小)的熔体； 在一火山岩系列中，Eu负异常逐渐增大，表明如果是斜长石作为斑晶，则斜长石不断从熔体中析出是Eu负异常逐渐增加的原因； 4.4.3 REE的分配系数 4.4.4 REE模式的解释 REE是最难溶的微量元素，在低级变质，风化作用和热液蚀变过程中相对不活泼 LREE相对于HREE的富集可以由橄榄石，斜方辉石和单斜辉石的存在引起，因为从La到Lu这些矿物的分配系数可以增大一个数量级。但是在玄武岩和安山质熔体中，对于每一种矿物每个REE都是相容的，因此只有轻微的分异。 Chondrite-Normalized REE Pattern (Robinson，2007，lecture) 4.4.4 REE模式的解释 相对于LREE，HREE的显著亏损，最可能表明在源区存在石榴子石。长英质熔体中角闪石的存在可以说明相对于HREE，LREE的极端富集。长英质熔体中的副矿物，如榍石，锆石，褐帘石，磷灰石和独居石可以强烈地影响岩石的REE模式，尽管它们可能含量很低(经常小于1％)，非常高的分配系数表明它们对于REE分布模式具有不成比例的影响。锆石具有类似于石榴子石的效应，它会使HREE亏损。榍石和磷灰石更多地富集中稀土元素，而独居石和褐帘石则引起LREE的亏损。 4.4.4 REE模式的解释 图4-21三种不同的球粒陨石标准化REE模式 月球玄武岩与斜长石，埃达克岩与石榴子石呈现明显的镜像对比。正常大洋中脊玄武岩(N型)是亏损地幔橄榄岩部分熔融产物，亏损LREE(Best Christiansen，2001). 4.4.4 REE模式的解释 板块构造 图4-22 A.橄榄岩捕掳体;B.大洋中脊玄武岩(MORB);C.流纹岩;D.花岗岩;E.斜长岩.F.北美页岩. A.熔岩流中源自地幔的橄榄岩捕掳体。呈比值为1的近水平线.代表未经大的分异的原始地幔。 B.大洋中脊玄武岩，所有REE增大，LREE与HREE之间没有更大分异(T-过渡型玄武岩). C和D.LREE偏向增加表明分异作用明显.D有明显的Eu异常.与富Ca斜长石的分离有关. E.斜长岩强烈富集Eu，表明斜长石强烈富集Eu. F.漫长地质时间形成的由火成岩和沉积岩反复分异的页岩 图4-23 具有负Eu异常月海玄武岩与正Eu异常辉长质斜长岩REE模式 两种岩石都是月球火成岩， 都有特高Eu2+/Eu3+比值(还原条件下)。 月海玄武岩(mare basalt)来自月海地区， 辉长质斜长岩来自月球