稀土元素分配型式及地球化学参数的计算.docx

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实习一 稀土元素分配型式及地球化学参数的计算

一、实习目的

由于稀土元素的原子结构、原子半径、离子半径及化合价的相似性，导致它们在自然界中常常紧密共生在一起。因镧系收缩的缘故，使得稀土元素的离子半径从La→Lu逐渐减小，于是在岩浆过程中，这些元素在固相和液相间的分配呈现出明显的规律性变化。Ce和Eu在自然界具有变价（Ce4+、Eu2+）的特征，Ce和Eu的相对富集与亏损程度往往反映了特殊的地质背景。

本次实习要求掌握稀土元素的计算和作图方法，理解稀土元素的富集程度、分馏程度的地质意义，掌握Eu的亏损与富集的地质背景。

二、实习内容

某地区的岩浆岩种类极为发育（表1—１和表1—２），请画出各岩类的稀土配分曲线图、结合稀土元素参数进行地质过程分析。两种方法所得到的稀土元素参数

表1—1 岩浆岩稀土元素成分表（×10-6）

序

号

La

Ce

Pr

Nd

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

１

2.97

6.5

1.07

5.0

1.26

0.68

0.75

0.14

0.99

0.23

0.68

0.11

0.72

0.122

２30.4

68.2

6.43

23.1

4.91

0.24

6.28

1.11

7.46

1.63

4.66

0.70

4.43

0.737

３

22.5

42.5

5.16

19.3

3.5

0.65

2.61

0.43

2.69

0.55

1.46

0.2

1.2

0.18

４78.3

159

18.0

67.6

10.6

0.735

9.0

1.43

8.64

1.69

4.37

0.59

3.36

0.538

５9.9

22.4

3.18

14.1

3.1

1.14

3.17

0.56

3.76

0.82

2.35

0.36

2.24

0.378

注：１－橄榄苏长岩，２－钾长花岗岩，３－H型花岗岩，４－A型花岗岩，５－石英闪长岩(M型花岗岩)。 稀土元素由某单位等离子光谱方法分析。

样号D336HP57H表1—2 岩浆岩稀土元素成分表

样号

D336H

P57H

La

Ce

Nd

Sm

Eu

Tb

Yb

Lu

岩石名称

14

60.5

10.5

2.5

0.19

0.61

2.7

0.45

钾长花岗岩

39

79.7

32.0

5.82

0.46

1.11

3.83

0.67

钾长花岗岩

P130

P130

5H

2.62

3.05

2.5

1.63

0.55

0.26

0.95

0.17

橄榄辉长岩

注：表中数据由中子活化方法分析

实习一 稀土元素分配型式及地球化学参数的计算

一、基本原理

稀土元素通常指的是镧系元素的(La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu，其中Pm在自然界无天然同位素)，由于稀土元素的原子结构、原子半径、离子半径（RE3+变化于0.86?—1.14?）及化合价的相似性使得它们在自然界往往紧密共生。因镧系收缩造成稀土元素的离子半径从La→Lu逐渐减小，Ce和Eu在自然界具有变价（Ce4+、Eu2+）的特征，以及介质

（岩石、土壤、矿物等）的不同而引起稀土元素在自然界的分离。

为便于研究稀土元素在某介质中的分配型式，必须排除“偶数规则”的影响，最常用的方法是利用球粒陨石丰度值对稀土元素进行标准化。

这里向大家推荐W.V.Boynton(1984)提出的球粒陨石丰度值（×10-6）：

La0.31；Ce0.808；Pr0.122；Nd0.6；Sm0.195；Eu0.0735；Gd0.259；Tb0.047；Dy0.322；Ho0.0718；Er0.21；Tm0.0324；Yb0.209；Lu0.0322。

计算球粒陨石标准化有关的稀土元素地球化学参数

式中

RE——某稀土元素的丰度；

REN

? RERE0

REN——某稀土元素轻球粒陨石标准化以后的丰度；RE0——某稀土元素的球粒陨石丰度值。

?Ce?CeN?

CeN ?

2CeN

式中：?Ce——铈异常系数；

Ce*——铈的理想值。

Ce* 1(La

2 N

PrN)

LaN?PrN

?Eu?

EuN? EuN ?

2EuN

Eu* 1(Sm

2 N

GdN)

SmN?GdN

?Eu——铕异常系数；Eu*——铕的理想值。

?La?

?LaN,

?La?

?LaN,

?Sm?

?SmN。

? ? ? ? ? ?

?Yb?N YbN ?Sm?N SmN ?Nd?N

NdN