第五章 微量元素地球化学课件.ppt

57La 58Ce 59Pr* 60Nd 61Pm 62Sm 63Eu 64Gd 65Tb 66Dy 67Ho 68Er 69Tm 70Yb 71Lu 39Y 镧 铈 镨 钕 钷 钐 铕 钆 铽 镝 钬 铒 铥 镱 镥 钇 lán shì pǔ nǚ pǒ shān yǒu gá tè dī huǒ ěr diū yì lǔ yǐ *镨具有放射性 ? ΣCe 族稀土:La—Eu轻稀土(LREE)?? ΣY 族稀土:Gd—Y 重稀土(HREE) 轻稀土:La—Nd???? ?????? 中稀土:Sm—Ho??????????? 重稀土:Er—Lu+Y 2.稀土分类（两分法和三分法） ? 目前认为稀土元素是指周期表中原子序数从57-71的镧系15个元素加上原子序数为39的钇（Y）。 共同性质：原子结构相似、离子半径相近、在自然界密切共生。 （一）稀土元素的主要性质 39 ??? 3.稀土元素的主要性质???? ★ 稀土元素属新增电子充填在4f亚层的“4f型元素”：4f亚层电子因受5s2和5p6亚层中8个电子的屏蔽，很少参与化学反应，故这15个元素的化学性质相似，在自然界密切共生，成组进入矿物晶格；??? ★ 在化学反应中的电子转移：稀土元素原子易失去6s25d1或6s24f1三个电子，故均呈三价产出；??? ★ Y元素：是第5周期过渡元素的起点，次外层d型充填，外电子排布为5s24d1，与稀土元素性质相似，也呈三价阳离子存在；??? ★ 稀土元素中最稳定的三个元素：La（f 0）—代表轻稀土，Eu（f 7）和Lu（f 14）—代表重稀土；??? ★ 稀土元素中的变价元素：Eu、Yb有+2价（Eu2+具稳定的半充满4f7亚层，Yb2+具稳定的全充满4f14亚层），Ce、Tb（铽）有+4价（Ce4+具稳定的Xe电子构型，Tb4+具稳定的半充满4f7亚层）。在自然体系中，确有Eu2+和Ce4+存在，但Yb2+的存在需极还原的条件，一般在地壳条件下不存在，Tb4+尚未发现； Eu3+ +e → Eu2+，Eh0= -0.43v：由于Eu2+与Ca2+晶体化学性质相似，往往可以使Eu2+脱离REE3+整体而单独活动，这样在岩浆早期富Ca2+的环境中，斜长石一般含较高的Eu2+ ，形成斜长石的“正铕异常”； Ce3+→Ce4++e，Eh0=1.61v：在强氧化条件下，Ce4+与REE3+整体脱离，形成所谓的“负铈异常”；?? ★ 络合物是稀土元素的主要迁移形式：稀土元素离子电位居中，在碱性条件下易形成络阴离子。稀土元素的碳酸盐、硫酸盐、氟化物的络合物易溶于水而进行迁移，如 Na3[REEF6]，Na3[REE(CO3)3]，Na3[REE(SO4)3]等。 3.稀土元素的主要性质 （二）稀土元素在地壳中的分配 1.超基性岩→基性岩→中性岩→酸性岩→碱性岩????????? ΣREE是逐渐增加的；稀土元素在自然界的分异稀土元素在地壳中的分配从地幔到地壳：ΣREE增加了20多倍，ΣCe/ΣY增加了三倍多；??? 地幔、超基性岩、基性岩中ΣY占优势，随着分异，陆壳及酸性岩、碱性岩以ΣCe占优势； 2. 15个稀土元素在地壳中??? ??? 明显呈现出偶数元素高于相邻奇数元素的丰度（奇偶效应）的现象，为了便于对比研究，需消除奇偶效应，数据需进行标准化处理，即将岩石、矿物中某稀土元素含量除以球粒陨石的含量，例如La玄武岩/La球粒陨石 = 7.28/0.32 = 22.75； 3.地壳中各类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