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地球化学读书报告 —微量元素在岩石成因方面的应用简述 院系: 在地球化学中，微量元素是一个相对概念，通常将自然体系中含量低于0.1% 的元素称为微量元素。一般认为：微量元素以低浓度（活度）为主要特征，其行 为服从稀溶液定律（亨利定律）和分配定律；自己往往不能形成独立矿物，而被 容纳在由其他组分所组成的矿物固溶体、 熔体或流体相中，在大多数情况下，微 量元素以类质同象形式进入固溶体。 由于在不同条件下，微量元素的演化规律基 本一致，所以可以指示物质的来源和地质体的成因。 而且，微量元素在岩石成因 研究中的作用越来越得到研究者的重视， 下面，本人将从所阅读的一些期刊中选 一些例子从不同的角度论述微量元素在岩石成因的应用。 一、万洋山一诸广山花岗岩复式岩体——判断花岗岩成因 万洋山一诸广山花岗岩复式岩基位于湘、赣、粤三省交界 ，出露面积达五千 余平方公里，其中加里东期花岗岩主要分布在复式岩基中一北段 ，南段有少数小 岩体出露,岩性以黑云母二长花岗岩和黑云母花岗岩为主，包括万洋山、汤湖、寨 前等岩体，形成时代为430 — 434Ma;其次为花岗闪长岩，有桂东、扶溪等岩体，形 成时代为426Ma左右。此外，在一些岩体中还有少量钾长花岗岩、花岗细晶岩岩 株出露［1］。 研究者通过利用微量元素含量的对数相关图（图 1）,同时考虑部分熔融、 结晶分异过程中固相和液相的微量元素变化途径，对不同的岩浆演化过程进行了 比较成功的鉴别：假设浓度为 C1、C2的微量元素1、2的总分配系数为D仁5 D2=0.1,则在元素含量的对数坐标图上分离结晶 （A,A）和分离熔融作用（C,C ） 均为直线关系（即普通坐标中的指数曲线关系），但两者的斜率极不相同。在分离 结晶过程中结晶固相与残留液相中的不相容元素浓度 CZ略有增加，但变化范围 小；而相容元素浓度c:则急剧降低，且变化范围大，使分离结晶演化线具有负的 陡直斜率，固相成分线（A）平行位于液相成分线（A）的左侧。曲线m为分离结晶 固相与残余液相的混合线。分离熔融与分离结晶过程正好相反，演化线具有负的 平缓斜率，固相成分线（c ）平行位于液相成分线（C）的上方。平衡结晶与聚集熔 融作用的演化线与上述两个相应的过程类似，但在对数坐标图上呈曲线形状。 Ci Ci 圏i曲暂过程理刖的微It元素对救相竝用 （据 Cocherie 圏i曲暂过程理刖的微It元素对救相竝用 （据 Cocherie5 lff￡f） L袖抽畧Jf* A-A\席捣壻品柞用t ~-混奇 载； s 分冑（S融作曲；c-c-利J—B , 平简惜屆托用；?i* fc 最臬雉敲帘弔 b L-I i_ l.i c* pr Si-J S? Eh Gd Tb Uy Er Tn it L? 图2加里东期花岗岩类的稀土元素分布图 在另一方面，通过稀土元素配分图 （图2），得到了以下认识：研究区花岗细晶岩的 Rb含量最高、sr和cr含量最 低。因此,lgRb、IgSr、IgCr相关关系表明本区加里东期花岗岩类的形成过程应 以分离结晶作用为主，包体与花岗闪长岩为岩浆的早期结晶固相 ；二长花岗岩和 黑云母（钾长）花岗岩结晶较晚，并混有不同比例的残余熔体；而花岗细晶岩为岩 浆分离结晶最晚期残余熔体固结的产物。 从而得出最终的结论一稀土组成定量模 拟计算结果表明本区加里东期花岗岩类的母岩浆是基底岩石经 80%部分熔融形 成的。母岩浆通过40%勺分离结晶形成花岗闪长岩；残余岩浆继续演化，经过约 50%勺分离结晶形成二长花岗岩；最后的残余熔体再分异、固结形成黑云母花岗 岩、钾长花岗岩和花岗细晶岩。 二、岛弧拉斑玄武岩（ITH ）和洋脊拉斑玄武岩（TH ）微量元素比值不同 在武平的物质成分对岛弧拉斑玄武岩成因的指示意义的论文中， 作者通过岛 弧拉斑玄武岩（ITH）与洋脊拉斑玄武岩（TH）的物质成分对比，推测出岛弧拉斑玄 武岩可能的成因。 岛弧拉斑玄武岩 (ITH)元素比值 K / 要元素 类 La A h K /Bn K /Rb Rh Wt ^Sr^Sr 洋脊 拉斑玄就岩? 1. 8 105 1160 0 007 a 702 ~ (1 7(4 岛弧 拉斑玄武岩 3 3 66 660 a 022 Q 7035- Q 7060 并作了如下的分析： 从ITH和TH元素比值特征可看出，K/Ba,K/Rb，的 值在ITH中明显低于TH，这是因为K, Rb, Ba是亲石元素，且K比Rb, Ba优先 进入矿物，所以Rb, Ba在熔体中的含量就会增加，造成了 K/Ba, K/Rb较低，同 时也说明了表2中Rh, Ba含量高的原因。由于TH和ITH大体上都是地慢直接 喷发的产物，因此两者在 Rb/Sr值上也反映了原岩的值。指出较高的 Rb/Sr可产 出较高的87Sr/86Sr岩浆，且在慢壳分离